專利名稱：具有防偏載功能的叉車秤重裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種重量檢測裝置，尤其適用于對現(xiàn)役叉車的改造，不但可實現(xiàn)叉車起重量的顯示與記錄，而且有效防止了叉車超重或偏載所引起的機(jī)械故障及貨物損壞。
背景技術(shù)：
叉車是一種廣泛應(yīng)用于貨場、車間、倉儲等領(lǐng)域的搬運工具，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和物流業(yè)的發(fā)展，叉車的保有量急劇增加。在貨物的裝卸與周轉(zhuǎn)過程中，每天的貨物周轉(zhuǎn)量是生產(chǎn)管理人員或叉車操作人員所關(guān)心的重要指標(biāo)之一，因此為叉車配備秤重系統(tǒng)，使其在進(jìn)行貨物的搬運的同時，實現(xiàn)起重量的顯示與記錄，為生產(chǎn)管理人員提供了極大地方便。同時叉車操作人員也可以通過重量的顯示實現(xiàn)對叉車起重工作狀態(tài)的有效監(jiān)視，保障叉車的安全運行。在叉車工作過程中，由于貨叉的安裝位置不對稱，或重物本身的偏心，均會引起叉車的偏載，當(dāng)偏載嚴(yán)重時，不但會拉斷起升鏈條，同時還會引起貨物損壞，甚至可能引起人身事故。因此叉車操作人員希望隨時監(jiān)測叉車工作狀態(tài)，特別是超重或偏載狀態(tài)，及時調(diào)整叉車操作方式，可有效防止叉車的機(jī)械故障及貨物損壞等連帶的責(zé)任事故。因此在現(xiàn)役叉車上安裝具有防偏載功能的叉車秤重系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。隨著叉車秤重需求的增加，關(guān)于叉車秤的發(fā)明專利與實用新型專利不斷涌現(xiàn)。如專利200720113338. 3提供了一種由前板、后板及傳感器組成的稱量箱，安裝在貨叉和貨叉架之間。該方法結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不便于現(xiàn)有叉車的改造。專利200620168203. 2提供了一種叉車秤重儀，該秤重儀的秤重單元為安裝在舉升缸油路上的壓力傳感器，通過A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成單片機(jī)的重力數(shù)據(jù)檢測通道。該方法屬于間接測量方式，也需對叉車油路進(jìn)行改造。專利200720038323. 5與上述發(fā)明類似，也是通過采用測量油壓變化間接秤重。專利200920232387. 8介紹了一種掛板式叉車秤，通過在前叉架和后叉架之間安裝測力傳感器檢測貨物重量，該方法屬于直接秤重方式，誤差較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于對現(xiàn)役叉車的改造。

實用新型內(nèi)容為了解決叉車秤重裝置安裝困難，不便于對現(xiàn)役叉車進(jìn)行改造等問題，本實用新型介紹了一種基于電阻應(yīng)變式測力傳感器的叉車防偏載稱重系統(tǒng)，既，在叉車起升鏈條的固定端安裝拉桿式或筒式電阻應(yīng)變測力傳感器，通過檢測鏈條拉力實現(xiàn)秤重的目的。拉桿式測力傳感器一端為叉形結(jié)構(gòu)，與鏈節(jié)間的銷軸連接，另一端為螺桿，用螺母直接將其固定在L型框架上。具有球面墊機(jī)構(gòu)的筒式測力傳感器套在叉車提升鏈條固定端的螺栓上，位于L型框架與緊固螺母之間。傳感器的輸出信號，經(jīng)信號調(diào)理，由重量顯示儀表進(jìn)行顯示與記錄。其最大特點在于其一，安裝方便。兩個測力傳感器對稱安裝在起升鏈條的固定端，不用對叉車進(jìn)行任何改裝，只需卸下鏈條固定端的鎖緊螺母，便可實現(xiàn)傳感器的安裝，特別適合于對現(xiàn)有叉車的改造。(見

圖1)其二，能夠及時監(jiān)控叉車起重過程中的工作狀態(tài)，尤其是叉車超重或偏載狀態(tài)。操作人員可根據(jù)系統(tǒng)顯示對叉車工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，有效防止了由于超重或偏載而引起的承重鏈條拉斷、貨物損壞及其連帶責(zé)任，節(jié)約了維護(hù)資金，保障了叉車的正常運行。(見圖7)其三，應(yīng)用結(jié)果證明，將測力傳感器安裝在叉車起升鏈條的固定端，叉車的起升及俯仰作業(yè)對傳感器輸出沒有影響，傳感器工作狀態(tài)穩(wěn)定。(見圖6)其四，由于電阻應(yīng)變式測力傳感器結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、計量準(zhǔn)確。由此組成的叉車稱重系統(tǒng)性能可靠，完全可滿足叉車的作業(yè)環(huán)境，為叉車稱重系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。技術(shù)方案具有防偏載功能的叉車秤重系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是，在叉車兩根起升鏈條5的上固定端對稱地安裝測力傳感器7 (見圖1)，通過檢測起升鏈條的拉力實現(xiàn)對貨物重量的檢測。叉車起升鏈條的一端安裝在叉架2上，另一端繞過浮動鏈輪固定在外門架的L形框架6上。在叉車起重過程中，起升液壓缸10的柱塞推動浮動橫梁及浮動鏈輪運動，叉架3與重物在鏈條的牽引下起升與下降。由于起升鏈條是柔性構(gòu)件，因此只能承受拉力的作用，此拉力是叉架與貨物重量的總和，由于叉架重量為定值，因此從起升鏈條承受拉力的總和中減去叉架重量則為貨物的重量。根據(jù)叉車起升鏈條固定方式的不同及叉車額定起重量的不同，稱重傳感器分為兩種，既拉桿式測力傳感器和套筒式測力傳感器。拉桿式傳感器中間為桿狀結(jié)構(gòu)(見圖5)，一端為叉形，可方便地安裝在鏈條的銷軸上。另一端為帶有螺紋的螺桿，通過鎖緊螺母固定在外門架的L形框架上，叉車起重過程中拉桿式傳感器直接感受鏈條的拉力(見圖3)。套筒式測力傳感器為筒狀結(jié)構(gòu)(見圖4)，套在起升鏈條端部的螺桿上，安裝在L形固定框架與固定螺母之間。當(dāng)起升鏈條受拉時套筒式傳感器受壓(見圖2)。一般情況下大噸位叉車宜采用拉桿式測力元件，小噸位叉車宜采用套筒式測力元件。叉車稱重系統(tǒng)的測力傳感器采用電阻應(yīng)變式傳感器，技術(shù)成熟可靠。通過彈性元件及承載件的合理設(shè)計，合理的貼片與組橋方式可消除叉車俯仰產(chǎn)生的計量誤差。叉車秤重系統(tǒng)的重量顯示采用重量顯示儀表，該儀表具有顯示、清零、去皮、累加、偏載顯示與報警、存儲等功能，并可根據(jù)用戶要求配備打印單元。電阻應(yīng)變式傳感器的輸出信號通過接口輸送到A/D轉(zhuǎn)換器、由單片機(jī)進(jìn)行處理并按照用戶指令顯示與記錄。與電阻式傳感器配套的顯示儀表技術(shù)成熟，可靠性強(qiáng)。有益效果本實用新型的有益效果是①叉車秤重系統(tǒng)具有方便快捷安裝方式，在不改變原有叉車結(jié)構(gòu)，不對叉車零件做任何修改的情況下，實現(xiàn)秤重傳感器的快速安裝，極大地方便了用戶。因此傳感器的安裝位置與安裝方法是本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)。②叉車稱重系統(tǒng)所涉及的兩款傳感器，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、信號穩(wěn)定、壽命長，可滿足叉車各種工況要求。[0023]③由于兩個測力傳感器對稱安裝在起升鏈條的固定端，因此能夠有效反應(yīng)叉車的工作狀態(tài)，特別偏載狀態(tài)。因此該系統(tǒng)可實現(xiàn)叉車起重狀態(tài)監(jiān)測，有效地防止了由于超重或嚴(yán)重偏載造成的起升鏈條斷裂及連帶的財產(chǎn)損失、人身安全等事故，為設(shè)備安全運行提供了保障。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的示意簡圖圖2是套筒式測力傳感器安裝位置及安裝方法圖3是拉桿式測力傳感器安裝位置及安裝方法圖4是本發(fā)明的套筒式測力傳感器示意圖圖5是本發(fā)明的拉桿式測力傳感器示意圖圖6是叉車舉升重物過程中，測力傳感器的輸出信號圖7是叉車俯仰過程測力傳感器的輸出信號圖8是測力傳感器對叉車極限偏載狀態(tài)的響應(yīng)
具體實施方式
具有防偏載功能的叉車秤重系統(tǒng)包括兩種類型的傳感器，可根據(jù)叉車結(jié)構(gòu)特點、起重量及用戶要求進(jìn)行選擇。圖1為本發(fā)明中叉車舉升機(jī)構(gòu)傳感器安裝示意圖。圖中I為叉車貨叉，2為貨架系統(tǒng)，3為外門座，4為鏈輪，5為提升鏈條，6為L型固定框架，7為傳感器，8為固定螺母，9為螺桿，10為舉升油缸，11為俯仰油缸。測力感器安裝在鏈條5的固定端L型固定框架6上。叉車起重時，舉升油缸10推動鏈輪上升，鏈條帶動貨架2與貨叉I升起實現(xiàn)重物的舉升。在叉車起重過程中，鏈條承受貨物與貨叉架系統(tǒng)的總重量。由于貨叉架系統(tǒng)的重量一定，從總重量中減去貨叉架系統(tǒng)的重量則為貨物的重量，因此通過檢測鏈條的拉力，可實現(xiàn)對貨物進(jìn)行稱重的目的。圖2為套筒式測力傳感器的安裝方式與安裝位置。套筒式測力傳感器7套在螺桿9上，位于L型框架6與固定螺母8之間，通過螺母固定。當(dāng)叉車起升重物時，鏈條5受拉，螺桿也受拉。套筒式測力傳感器位于L型固定框架與鎖緊螺母之間，在螺桿拉力的作用下，傳感器受壓。壓力的大小直接反應(yīng)了叉車的起重量，從而達(dá)到秤重的目的。圖3為拉桿式測力傳感器的安裝方式。傳感器7的一端具有叉形結(jié)構(gòu)，與鏈條5的銷軸連接，另一端用螺母8固定在L型框架6上。當(dāng)叉車起升重物時，與鏈條連接的測力傳感器直接受拉，叉車的起重量由傳感器拉力的大小來反應(yīng)。兩路測力傳感器的輸出信號通過接口傳輸?shù)街亓匡@示儀表中，該儀表具有清零、去皮、累加、偏載顯示與報警、存儲等功能。同時還可根據(jù)用戶要求外掛打印機(jī)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印。叉車稱重系統(tǒng)的顯示儀表可安裝在操作臺附近，便于操作者觀察。圖4為筒式測力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為傳感器本體，3為傳感器保護(hù)罩，在保護(hù)罩上設(shè)置了信號接口 2，可將應(yīng)變片輸出信號引至信號分析與顯示系統(tǒng)。4為具有球面的承載件，起到均載的作用。[0040]圖5為拉桿式測力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。I為傳感器本體，為了方便安裝，上部為能夠與起升鏈條銷軸相配合的叉形結(jié)構(gòu)，下部為螺紋結(jié)構(gòu)。3為傳感器保護(hù)罩，信號接口 2位于保護(hù)罩上。4為保護(hù)罩的緊定螺釘，起到固定保護(hù)罩的作用。圖中Φ是與起升鏈條銷軸相對應(yīng)的尺寸，m應(yīng)與螺桿3的直徑及螺紋規(guī)格一致。圖4、5中的d、dl、d2、h等尺寸可根據(jù)叉車的起重量及起升鏈條結(jié)構(gòu)進(jìn)行系列化設(shè)計。在叉車工作過程中，兩側(cè)傳感器輸出量之和為叉架重量與叉車起重量之和，因此當(dāng)傳感器安裝之后，應(yīng)首先在空載狀態(tài)下測量叉架重量，并通過顯示儀表進(jìn)行清零處理后，儀表顯示值則為叉車的真實起重量。圖6為本實施例在叉車舉升過程中安裝在兩側(cè)鏈條處測力傳感器的輸出信號，圖中，縱坐標(biāo)為輸出電壓(伏/V)，橫坐標(biāo)為作業(yè)時間(毫秒/ms)。由圖可見，叉車舉升過程中，兩側(cè)測力傳感器的輸出電壓幅值絕對值相等，在整個舉升作業(yè)時間內(nèi)(285000ms)，信號幅值穩(wěn)定，說明在叉車的舉升作業(yè)對稱重系統(tǒng)無影響。圖7為本實施例在叉車俯仰過程中安裝在兩側(cè)鏈條處測力傳感器的輸出信號，其縱坐標(biāo)為輸出電壓(V)，橫坐標(biāo)為作業(yè)時間(ms)，由圖可見，在叉車兩次俯仰過程中(250000ms)，兩側(cè)的測力傳感器的輸出信號幅值基本相等，說明叉車的俯仰作業(yè)對秤重系統(tǒng)沒有影響。圖8為本實施例中，當(dāng)叉車處于極限偏載狀態(tài)時測力傳感器的輸出電壓信號，既，當(dāng)重物偏離貨叉中心線時，叉車起升鏈條受力不均，一側(cè)力大，另一側(cè)力小，而兩個測力傳感器輸出電壓幅值絕對值相差很大，在叉車作業(yè)時間內(nèi)(60000ms)，電壓信號不穩(wěn)定，因此兩側(cè)傳感器的輸出電壓真實地反映了叉車的工作狀態(tài)，檢測系統(tǒng)會依據(jù)兩傳感器輸出電壓的差值啟動報警系統(tǒng)，提 醒叉車操作人員調(diào)整叉車作業(yè)狀態(tài)，防止拉斷鏈條等意外事故的發(fā)生。
權(quán)利要求1.具有防偏載功能的叉車稱重裝置包括筒式與拉桿式兩種電阻應(yīng)變式測力傳感器，其特征是拉桿式測力傳感器安裝在叉車提升鏈條的上固定端，拉桿式測力傳感器一端為叉形結(jié)構(gòu)，與鏈節(jié)間的銷軸連接，另一端為螺桿結(jié)構(gòu)，用螺母直接將其固定在L型框架上，筒式測力傳感器套在叉車提升鏈條固定端的螺栓上，位于L型框架與緊固螺母之間，傳感器的輸出信號，經(jīng)信號調(diào)理，由重量顯示儀表進(jìn)行顯示與記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有防偏載功能的叉車稱重裝置，拉桿式電阻應(yīng)變測力傳感器的安裝方式為，卸下安裝在鏈條上固定端頭部的螺桿，由拉桿式傳感器取代之，通過螺母鎖緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有防偏載功能的叉車稱重裝置，筒式電阻應(yīng)變測力傳感器具有承載球面墊機(jī)構(gòu)。
專利摘要具有防偏載功能的叉車稱重系統(tǒng)，旨在解決叉車作業(yè)過程中的重量檢測和叉車起重狀態(tài)的監(jiān)測，防止叉車由于超重或偏載引起的鏈條拉斷，及貨物損壞等連帶責(zé)任。本實用新型的核心是實現(xiàn)了測力傳感器的快速安裝，尤其適用于對現(xiàn)役叉車的改造。本實用新型提供了兩款測力傳感器，既筒式測力傳感器與拉桿式測力傳感器。兩種傳感器均可安裝在起升鏈條的固定端，只要卸下起升鏈條的固定螺母即可實現(xiàn)安裝。筒式測力傳感器具體球面承載件，保證了傳感器受力均勻；拉桿式測力傳感器安裝方式本身具有均載功能。
文檔編號B66F9/075GK202880777SQ20122001202
公開日2013年4月17日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者史榮, 唐永范, 羅陽紅, 金賀榮 申請人:燕山大學(xué)