本發(fā)明涉及一種新穎的、有效的測量裝在車輛貨倉（特別是自卸卡車貨倉）上載荷凈重的方法和實施該方法的裝置。

大型自卸車是設(shè)計成使他們在有效地驅(qū)動輔助制動器如發(fā)動機(jī)制動器等等時就能跑下斜坡。在這種情況下，對于準(zhǔn)確測量裝在車輛上載荷的凈重是重要的。輔助制動器的控制主要取決于裝在車輛上載荷的重量。

測量裝在車輛上載荷重量的慣用方法是把自卸卡車安置在地磅上，測量靜重，再把處于承載荷狀態(tài)的自卸卡車安置在地磅上，測量總重，然后從總重中減去靜重就可以求出載荷的凈重。該測量方法的不利之處在于測量操作困難和需要大尺寸地磅設(shè)備，由于壩工地沒有好的基礎(chǔ)，所以在大多數(shù)情況下安裝大尺寸地磅是困難的或不可能的。

美國專利3428139號揭示了一種裝置，該裝置代替上述使用地磅的設(shè)備，包括安裝在卡車底盤下面的一個超聲波脈沖頻率發(fā)生器和一個安裝在軸上表面的超聲波反射器。在軸上，車輪被支承在與上述超聲波脈沖頻率發(fā)生器相對的位置。該裝置的設(shè)計原則是隨著車輛上的載荷增加，超聲波頻率發(fā)生器和超聲波反射器之間的距離減少，所減少的距離由超聲波聲波測量，然后把所得到的數(shù)值轉(zhuǎn)變成載荷的重量。

另外，美國專利3878908號介紹一種用剪切應(yīng)變傳感器來測量車輪載荷和軸載荷的裝置。

還有，美國專利3889767號提出了能顯示作用在車輛每根軸上載荷的稱重裝置，該裝置至少有一對安裝在支承著車輪軸上的電動應(yīng)變儀。

上述美國專利所敘描過的測量裝置，它們每個都使用車輛作為其組成部分。但是，由于進(jìn)入工地的自卸卡車通常需要開往斜坡或傾斜地面，所以必需提供一種測量方法和裝置，即使車輛在斜坡時，也能迅速和準(zhǔn)確地測量車上載荷的重量。上述美國專利描述過的所有裝置都不能滿足這些要求。

本發(fā)明的目的是提供能迅速和準(zhǔn)確地測量裝在車輛上載荷凈重的方法和裝置，該方法包括二個步驟。首先，檢測作用在每個懸置油缸上的軸向力，每個懸置油缸都安裝在車身大梁和裝著車輪的軸之間。然后，補償和校正被檢測的軸向力，使它和連桿機(jī)構(gòu)連桿安裝角及車身的傾斜角相適應(yīng)，連桿機(jī)構(gòu)安裝在軸周圍。

為了完成上述任務(wù)，按照本發(fā)明，提供了一種測量裝在車輛上載荷凈重的方法，該方法包括二個步驟。首先，檢測作用在每個懸置油缸上的軸向力，每個懸置油缸都安裝在車身大梁和裝著車輪的軸之間。然后，補償和校正被檢測的軸向力使它和安裝在軸周圍的連桿機(jī)構(gòu)的連桿安裝角度及車身的傾斜角度相適應(yīng)。

為了完成上述任務(wù)，按照本發(fā)明，還提供了測量車輛載荷重量的裝置，該裝置包括至少4個懸置油缸、一個傾斜角度傳感器、壓力傳感器、一個計算式運算單元和一個顯示單元。該懸置油缸分別安裝在車身大梁和裝著前后輪的一對軸之間。傾斜角度傳感器安裝在車身大梁上，壓力傳感器分別安裝在每個懸置油缸上，計算和運算單元接收并計算由傾斜角度傳感器和壓力傳感器傳輸來的輸出信號，顯示單元接收由計算或運算單元輸出的表示計算結(jié)果的信號，并進(jìn)行顯示。

本發(fā)明的上述許多優(yōu)點、特點和其它目的，對于熟練的技術(shù)人員來說，在參考了下面的詳細(xì)說明和體現(xiàn)了由實施例說明的本發(fā)明原理的最佳結(jié)構(gòu)實施附圖后，就將是很顯然的事。

附圖表示了本發(fā)明的具體實施。

圖1是表示自卸卡車車身大梁和車輪的連接部分的示意透視圖。

圖2是懸置油缸的縱向剖視圖。

圖3是用圖解法表示用于測量裝在車輛上載荷重量的控制系統(tǒng)。

圖4是表示車輛上重量分布的說明圖。

圖5是車輛后連桿機(jī)構(gòu)的示意正視圖。

圖6是表示作用在圖5所示的后連桿的力分布說明圖。

現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。

圖1是表示自卸卡車車身大梁和車輪連接部分的透視圖。車身大梁1有安裝在前部的車輪6和安裝在后部的車輪11，車輪6通過前左、右連桿機(jī)構(gòu)2、3和前懸置油缸4、5與大梁連接，車輪11通過后左、右連桿7、8和后懸置油缸9、10與大梁相連。車身大梁1還有傾斜角度傳感器或傾斜計12。

上述懸置油缸4、5、9和10有同樣的外形和輪廓。如圖2所示，每個懸置油缸都有一個外園柱筒13，在外園柱筒13內(nèi)推桿15裝有一個滑動安裝的活塞14，并由此限定上腔16和下腔17，兩腔都充滿液體例如油。上腔16和下腔17相互之間通過單向閥18保持聯(lián)系。下腔17的上部注入氮氣N2，當(dāng)外力作用在推桿15時，推桿延伸到外部或回縮到外園柱筒13內(nèi)。參考數(shù)字15a表示一個固定節(jié)流孔。

懸置油缸4、5、9和10，每個都分別裝有一個第一壓力傳感器和一個第二壓力傳感器，因此可以檢測上腔16和下腔17的壓力。

圖3是用圖解法表示用于測量裝在位于斜坡的車輛上載荷重量的控制系統(tǒng)。壓力P1和P2由裝在每個懸置油缸4、5、9和10的第一壓力傳感器19和第二壓力傳感器20檢測，傾斜角中（斜坡上車輛的軸向傾斜角）由傾斜角度傳感器12檢測并輸入到計算或運算單元21中，作用在懸置油缸4、5、9和10的軸向力F1、F2、F3和F4可以由下述公式得到。

F0（F2、F3或F4）＝KX（P1XA1-P2XA2）…（1）

式中，K是每個懸置油缸的系數(shù)，A1是上腔16的壓力承受面積，A2是下腔17的壓力承受面積。

一個在傾斜地面測量裝在根據(jù)本發(fā)明的自卸卡車貨倉內(nèi)載荷凈重的例子，根據(jù)圖4由下文說明。

正如圖4表示的那樣，作用在前輪6的載荷也就是作用在前懸置油缸4、5中某一個的軸向力F1的作用點和車輛重心G之間的水平距離用“a”表示，在另一方面，作用在后懸置油缸9、10中某一個的軸向力F3的作用點和重心G之間的水平距離用“b”表示，重心G和地面之間的距離用“h”表示，F(xiàn)1和F3能由下面公式得到。

F1＝（aXCOSφ+hXSinφ）Wt/（a+b）……（2）

F3＝（bXCOSφ-hXSinφ）Wt/（a+b）……（3）

式中，Wt表示在載荷狀態(tài)下車輛的總重量。

每個懸置油缸4、5、9和10安裝兩套壓力傳感器19和20，其原因是由于考慮到每個油缸中的液體粘度而引起的誤差。

圖5表示安裝在每個后輪11周圍的連桿機(jī)構(gòu)7或8的形狀。從圖5可以清楚地看到，后連桿機(jī)構(gòu)7或8包括第一個連桿30和第二個連桿31。第一個連桿30或第二個連桿31通過第一、第二、第三、第四、第五和第六個樞軸32、33、34、35、36和37與后懸置油缸9或10能旋轉(zhuǎn)地連接。

圖6是表示作用在圖5所示的后連桿機(jī)構(gòu)的作用力分布的說明圖。簡單地說，后懸置油缸9或10的軸線和通過后輪重心11a的平面并平行于后懸置油缸軸線延長線之間的距離用L1表示;第一個連桿30和通過重心11a并平行于第一個連桿30的延長線之間的距離用L3表示;第二個連桿31的安裝角度，也就是說第二個連桿31和地面之間的夾角用θ表示;懸置油缸9或10的安裝角度，亦就是懸置油缸9或10和地面之間的夾角用ψ表示;斜坡的傾斜角度用φ表示。

下面，說明測量裝在車輛上載荷凈重W的方法。首先，沒有載荷狀態(tài)下車輛的靜重W0用前面提到的公式（1）測量。

W0＝F10+F20+F30+F40……（4）

然后，在載荷狀態(tài)下，車輛總重Wt由下式測量。

Wt＝F1t+F2t+F3t+F4t……（5）

從Wt中減去W0就得出車輛的載荷重量W，然后再傳輸?shù)斤@示單元或指示器22并進(jìn)行數(shù)字顯示。

如上述那樣，軸向力F1、F2或F3、F4用被檢測的傾斜角φ進(jìn)行補償。

在這種情況下，予先檢查靜重W0并設(shè)它為另點是可能的，用凈重W表示承受載荷狀態(tài)下車輛的重量Wt和另點重量W0之間的差。

此外，為了更準(zhǔn)確地測量車輛的凈重，必須考慮到像由檢測出的傾斜角φ而引起的滾動摩擦力N那樣的參數(shù)，作用在重心G上的重力g，懸置油缸相對于地面的角度ψ和第二個連桿31相對于地面的角度θ等等，以便使圖6所示的動態(tài)系統(tǒng)滿足動平衡要求。

由檢測出的傾斜角度ψ而引起的滾動摩擦力N能從下面公式確定。

N＝WSinφ……（6）

作用在車輛重心G的重力g和θ角及φ角之間的關(guān)系可由下式表示。

g（θ、ψ、φ）＝｛Sinθ（h+L2xCosφ）

+Sinθ（L2xCosθ+L3）｝……（7）

從重心G到斜坡表面的垂直距離h和θ角、ψ角及φ角之間的關(guān)系可由下式求出。

h（θ、ψ、φ）＝Sinθ（L2xSinφxWt-LxSinφxW

-L2xSinφxW）+（L2xCosθ+L3）

×（F3-CosφxW）……（8）

在式（8）中，符號L代表每個車輪的半徑。

在圖6表示的動態(tài)系統(tǒng)的動平衡關(guān)系可由下式得出：

（f1xL1+f2xL2）-（f3xL3+NxL）＝0……（9）

f1Sinψ+WCosφ+f3Cosθ＝F3……（10）

N-（WSinφ+f3Cosθ+f2+f1Cosψ）＝0……（11）

在式（9）到（11）中，符號f1表示作用在后懸置油缸9或10上的力，f2表示作用于第一個連桿30的力，f3表示作用在第二個連桿31上的力。

根據(jù)上述的公式，f1就能由下式求出：

f1＝h（θ、ψ、φ）/g（θ、ψ、φ）……（12）

所以，考慮到進(jìn)行補償和校正，在抬高前部的斜坡上載荷的重量能迅速和準(zhǔn)確地以數(shù)字形式由顯示單元22顯示。

懸置油缸上的軸向力的測量可以借助于安裝在外園筒體13或推桿15上的許多應(yīng)變片或者使用安裝在樞軸上的每個應(yīng)變片來進(jìn)行，樞軸轉(zhuǎn)動連接每個懸置油缸和車身。

只要一些典型實施例和說明，就可以證明本發(fā)明的目的，對于熟練技術(shù)人員，這是很明顯的，如果不違反本發(fā)明的原則和目的，亦可以進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。