SE527169C2 - System for weighing loads in a lifting and moving device and a separate tip part to be attached to the device - Google Patents
System for weighing loads in a lifting and moving device and a separate tip part to be attached to the deviceInfo
- Publication number
- SE527169C2 SE527169C2 SE0403140A SE0403140A SE527169C2 SE 527169 C2 SE527169 C2 SE 527169C2 SE 0403140 A SE0403140 A SE 0403140A SE 0403140 A SE0403140 A SE 0403140A SE 527169 C2 SE527169 C2 SE 527169C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- load
- tip part
- weight
- boom
- sensing means
- Prior art date
Links
- 238000005303 weighing Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 34
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 45
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/54—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with pneumatic or hydraulic motors, e.g. for actuating jib-cranes on tractors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
- B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
- B66C1/22—Rigid members, e.g. L-shaped members, with parts engaging the under surface of the loads; Crane hooks
- B66C1/34—Crane hooks
- B66C1/40—Crane hooks formed or fitted with load measuring or indicating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/14—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads
- G01G19/18—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads having electrical weight-sensitive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
25 30 35 2 förbunden med arbetsmaskinen med hjälp av en roterande led för att svänga bomanordningen kring vertikalriktningen. Vid skördare kan hela bomanordningen med dess roterande led, ofta tippas åtminstone framåt och bakåt. Med den fria änden av bomanordningen är det möjligt att förbinda ett lämpligt verktyg, såsom ett skördarhuvud eller en lastningsgrip, vanligen med hjälp av en rotator. Bomanordningen drivs vanligen med hjälp av manöverdon, såsom cylindrar och reglerventiler under reglering med ett tryckmedium, vanligen ett hydrauliskt reglersystem. Connected to the working machine by means of a rotating joint for pivoting the boom device about the vertical direction. In the case of harvesters, the entire boom device, with its rotating joint, can often be tipped at least forwards and backwards. With the free end of the boom device it is possible to connect a suitable tool, such as a harvester head or a loading grip, usually by means of a rotator. The boom device is usually driven by means of actuators, such as cylinders and control valves under control with a pressure medium, usually a hydraulic control system.
Det är känt lastceller, baserade till exempel på den princip som visas i US 3 911 737, för vägning av en last som skall lyftas upp av en grip, såsom en enda trädstam eller en bunt av stammar, varvid sagda lastceller år kopplade mellan änden av bomanordningen och rotatorn för att mäta axiell och vertikal kraft. Kraften är direkt proportionell mot lasten. Lastcellen sträcker sig över avståndet mellan änden av bomanordningen vilket ökar svängning och komplicerar hanteringen av verktyget.Load cells are known, based for example on the principle shown in US 3,911,737, for weighing a load to be lifted by a gripper, such as a single tree trunk or a bundle of trunks, said load cells being connected between the ends of the boom device and the rotator to measure axial and vertical force. The force is directly proportional to the load. The load cell extends over the distance between the ends of the boom device, which increases oscillation and complicates the handling of the tool.
Placeringen är även utsatt för skada och slag. Skada på lastcellen kan minska den lastbärande kapaciteten och orsaka en säkerhetsrisk.The location is also prone to damage and blows. Damage to the load cell can reduce the load-bearing capacity and cause a safety risk.
Det är även känt en avkännare som fungerar såsom en svängled, såsom visas i GB 2 037 444. Anordningen kan användas för Vägning av lasten hos gripen på basis av belastningen av svânglederna. Anordningen erfordrar förändringar av lederna och förflyttningskrafter och avsevärd belastning ansätts på dessa, mest på grund av vikten hos själva bomanordningen. Det finns även andra kända system för övervakning av belastningen hos kranens konstruktion, till exempel systemet enligt US 5 557 526.A sensor is also known which functions as a pivot joint, as shown in GB 2 037 444. The device can be used for weighing the load of the gripper on the basis of the load of the pivot joints. The device requires changes in the joints and displacement forces and considerable load is applied to them, mostly due to the weight of the boom device itself. There are also other known systems for monitoring the load of the crane construction, for example the system according to US 5,557,526.
Systemet är avsett för övervakning av lokala laster som år starkt beroende av kranens position och av placeringen av bärpunkterna hos manöverdonen och lederna. Det är även känt system enligt US 4 057 792 och 5 160 055 för bestämning av den belastning som orsakas av lasten. 10 15 20 25 30 35 ~z> 527 'EÉ- 3 Belastningen varierar när kranens längd varierar, även om belastningen förblev densamma, och sålunda mäste även positionsavkännare användas för att bestämma positionen.The system is intended for monitoring local loads which are strongly dependent on the position of the crane and on the location of the support points of the actuators and joints. There are also known systems according to US 4,057,792 and 5,160,055 for determining the load caused by the load. 10 15 20 25 30 35 ~ z> 527 'EÉ- 3 The load varies when the length of the crane varies, even if the load remained the same, and thus position sensors must also be used to determine the position.
Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att introducera en ny typ av vägningssystem för vägning av laster och i synnerhet för att eliminera ovan nämnda problem. Systemet är lämpligt för olika lyftnings- och förflyttningsanordningskonstruktioner och det är sä oberoende som möjligt av kranens position eller räckvidd.It is an object of the present invention to introduce a new type of weighing system for weighing loads and in particular to eliminate the above-mentioned problems. The system is suitable for different lifting and moving device constructions and it is as independent as possible of the position or range of the crane.
Vägningssystemet enligt uppfinningen presenteras i kravet 1. Spetsdelen enligt uppfinningen presenteras i kravet 17.The weighing system according to the invention is presented in claim 1. The tip part according to the invention is presented in claim 17.
En fördel med ett föredraget utförande enligt uppfinningen är den integrerade avkänningen för vägnings- processen. Spetsdelen enligt uppfinningen är utformad på ett lämpligt sätt med avseende pá mätningen, varvid bra skydd och möjligheten att bestämma lastens vikt på basis av konstruktionens belastning, är kombinerade i konstruktionen. När mätningsanordningen år en separat enhet, kan den bytas enkelt och snabbt. Spetsdelen är även så konstruerad att den är lämplig med avseende på den separata enheten.An advantage of a preferred embodiment according to the invention is the integrated sensing for the weighing process. The tip part according to the invention is designed in a suitable manner with respect to the measurement, whereby good protection and the possibility of determining the weight of the load on the basis of the load of the structure are combined in the structure. When the measuring device is a separate unit, it can be replaced easily and quickly. The tip portion is also so constructed that it is suitable with respect to the separate unit.
Spetsdelen kan vara fäst pä olika lyftnings- och förflyttningsanordningar och placeringen av avkänningen gör det även möjligt att effekten av bomanordningens position och bärpunkterna hos dess bärkonstruktioner, är så liten som möjligt. Sålunda kan avkännare som mäter positionen elimineras och beräkningen av resultatet underlättas. Systemet är lämpat speciellt för vägning av trädstammar som skall hanteras med hjälp av en grip, varvid den lastade eller avlastade totala mängden kan konstant övervakas utan att avbryta arbetet. Mätnings- anordningen kan bytas utan lösgöring av bomdelen, verktyget eller rotatorn.The tip part can be attached to various lifting and moving devices and the location of the sensing also makes it possible for the effect of the position of the boom device and the support points of its support structures to be as small as possible. Thus, sensors that measure the position can be eliminated and the calculation of the result can be facilitated. The system is particularly suitable for weighing tree trunks to be handled by means of a gripper, whereby the loaded or unloaded total quantity can be constantly monitored without interrupting the work. The measuring device can be replaced without detaching the boom part, the tool or the rotator.
I det följande kommer uppfinningen att beskrivas mer i detalj, genom användning av vissa fördelaktiga 10 15 20 25 30 35 utföranden såsom exempel, med hänvisning till de tillhörande ritningarna, pä vilka: Fig 1 visar en sidovy av en teleskopiskt fungerande bom i vilken uppfinningen är anbringad, Fig 2 visar mer i detalj den fria spetsen av bommen enligt fig 1, och en placeringspunkt för vägningsanordningen, sett från sidan, Fig 3 visar den fria spetsen av bommen enligt fig 1 i sektionen A-Å i fig 2, Fig 4 visar mer i detalj vägningsanordningen enligt ett föredraget utförande av uppfinningen i en vy ovanifrán, Fig 5 visar vägningsanordningen enligt fig 4 och i princip placeringen av töjningsavkännare i sektionen B-B i fig 4, och Fig 6 visar en vâgningsanordning och ett system enligt ett fördelaktigt utförande av uppfinningen i ett blockschema för att klargöra funktionsprincipen.In the following, the invention will be described in more detail, by using certain advantageous embodiments as examples, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a side view of a telescopically functioning boom in which the invention is Fig. 2 shows in more detail the free tip of the boom according to Fig. 1, and a location point for the weighing device, seen from the side, Fig. 3 shows the free tip of the boom according to Fig. 1 in the section A-Å in Fig. 2, Fig. 4 shows in more detail the weighing device according to a preferred embodiment of the invention in a view from above, Fig. 5 shows the weighing device according to Fig. 4 and in principle the location of strain sensors in section BB in Fig. 4, and Fig. 6 shows a weighing device and a system according to an advantageous embodiment of the invention. in a block diagram to clarify the operating principle.
Bomanordningen 1 enligt fig 1 omfattar en första bomdel, en pelare 2. Pelaren 2 är vanligen vertikalt riktad och anordnad att rotera kring en vertikal axel Zl (vertikal riktning Z) med hjälp av en rotationsanordning 3 med vilken den första änden 2a av pelaren är förbunden.The boom device 1 according to Fig. 1 comprises a first boom part, a pillar 2. The pillar 2 is usually vertically directed and arranged to rotate about a vertical axis Z1 (vertical direction Z) by means of a rotation device 3 to which the first end 2a of the pillar is connected .
Pelaren 2 kan även vara anordnad på ett underrede som roterar kring en vertikal axel (vertikal riktning Z) på vilken även arbetsmaskinens hytt kan vara lokaliserad.The pillar 2 can also be arranged on a chassis which rotates about a vertical axis (vertical direction Z) on which the cab of the work machine can also be located.
Bommen 1 omfattar en andra bomdel 4 vilkens första ände 4a år förbunden med den andra änden av pelaren 2 med hjälp av en horisontell led Sa (horisontell tvärriktning Y). Den andra änden 4a av bomdelen 4 förflyttas vanligen i vertikalplanet (vertikal riktning Z och den horison- tella längdriktningen X) och vrids kring leden 5a.The boom 1 comprises a second boom part 4, the first end 4a of which is connected to the other end of the column 2 by means of a horizontal joint Sa (horizontal transverse direction Y). The other end 4a of the boom part 4 is usually moved in the vertical plane (vertical direction Z and the horizontal longitudinal direction X) and rotated around the joint 5a.
Vridningen uppnås med hjälp av ett manöverdon 6a som är kopplat mellan pelaren 2 och bomdelen 4. Bomanordningen 1 omfattar även en tredje bomdel 7 vilkens första ände 7a är förbunden med änden 4b medelst en horisontell led 5b 10 15 20 25 30 35 5 (horisontell riktning Y). Den fria andra änden 7b rör sig vanligen i vertikalplanet (vertikal riktning Z och horisontell riktning X) och vrids kring leden 5b.The rotation is achieved by means of an actuator 6a which is coupled between the column 2 and the boom part 4. The boom device 1 also comprises a third boom part 7 whose first end 7a is connected to the end 4b by means of a horizontal joint 5b 10 15 20 25 30 35 5 (horizontal direction Y). The free other end 7b usually moves in the vertical plane (vertical direction Z and horizontal direction X) and rotates about the joint 5b.
Vridningen uppnås medelst ett manöverdon 6b som är kopplat mellan bomdelarna 4 och 7 med hjälp av en ledmekanism. Den visade bommen 1 fungerar teleskopiskt för att öka räckvidden av änden 7b, varvid bomdelen 7 innehåller en bomdel 7c, som förskjuts däri, och en bomdel 7d som förskjuts inuti delen 7c, varvid sagda delar regleras med hjälp av ett manöverdon 6c och en kedjemekanism (ej visad). Ãnden 7b av bomanordningen och de verktyg 8 som inryms däri kan sålunda tas längre bort från arbetsmaskinen. Här är verktyget 8 en grip som är förbunden med änden 7b med hjälp av en rotator 9, varvid förbindningen även motsvarar förbindningen av skördarhuvudet. Verktyget 8 är anordnat att rotera kring en vertikal axel Z2 (vertikal riktning Z) med hjälp av rotatorn 9. Mellan rotatorn 9 och änden 7b finns även ett lösgörbart tvärstycke 10 som medger fri upphângning och rotation kring de horisontella axlarna X1 (horisontell riktning X) och Y1 (horisontell riktning Y) som är väsentligen vinkelräta mot varandra. Den kombinerade vikten av delarna 8, 9 och 10 är vanligen 300 kg och vikten av de stockar som skall lyftas är vanligen 300 till 1000 kg. Lyftkapaciteten hos den visade bomanordningen är vanligen omkring 3000 kg, beroende på räckvidden.The rotation is achieved by means of an actuator 6b which is connected between the boom parts 4 and 7 by means of a hinge mechanism. The boom 1 shown acts telescopically to increase the reach of the end 7b, the boom part 7 containing a boom part 7c, which is displaced therein, and a boom part 7d which is displaced inside the part 7c, said parts being controlled by means of an actuator 6c and a chain mechanism ( not shown). The end 7b of the boom device and the tools 8 housed therein can thus be removed further away from the working machine. Here, the tool 8 is a grip which is connected to the end 7b by means of a rotator 9, the connection also corresponding to the connection of the harvester head. The tool 8 is arranged to rotate about a vertical axis Z2 (vertical direction Z) by means of the rotator 9. Between the rotator 9 and the end 7b there is also a releasable crosspiece 10 which allows free suspension and rotation about the horizontal axes X1 (horizontal direction X) and Y1 (horizontal direction Y) which are substantially perpendicular to each other. The combined weight of parts 8, 9 and 10 is usually 300 kg and the weight of the logs to be lifted is usually 300 to 1000 kg. The lifting capacity of the boom device shown is usually about 3000 kg, depending on the range.
Det är enkelt att anbringa uppfinningen i olika lyftnings- och förflyttningsanordningar pä grund av att den utsignal som erhålls från mätningen är så oberoende som möjligt från andra faktorer än lasten. I ett enkelt föredraget utförande av uppfinningen, är systemet sålunda baserat helt pä kalibrering, varvid nivåerna av utsignalerna som överensstämmer med viss vikt, kan tas reda pä genom experiment och på basis av dessa är det möjligt att bestämma de vikter som överensstämmer med även andra utsignaler, till exempel med hjälp av en 10 15 20 25 30 35 527 469' 6 tabell eller en matematisk formel. Vid kalibreringen används laster med känd vikt. Vid beräkning av vikten måste även det verktyg vilkets vikt utgör del av lasten och även orsakar belastning, tas med i beräkningen. Det mest korrekta mätningsresultatet erhålls när lasten är stationär eller förflyttas med konstant hastighet. Med hjälp av tarering är det möjligt att avlägsna till exempel gripens del från den beräknade vikten. Tabellen eller den matematiska formeln kan lagras i de beräkningsmedel hos den mâtningsanordning som visar vägningsresultatet för användaren. Alternativt kan beräkningen utföras i arbetsmaskinens reglersystem till vilket mätningsanordningens utsignaler är kopplade med hjälp av kablar och trådar.It is easy to apply the invention in different lifting and moving devices due to the fact that the output signal obtained from the measurement is as independent as possible from factors other than the load. In a simple preferred embodiment of the invention, the system is thus based entirely on calibration, whereby the levels of the outputs corresponding to a certain weight can be ascertained by experiments and on the basis of these it is possible to determine the weights which correspond to other outputs as well. , for example by means of a table or a mathematical formula. Loads of known weight are used in the calibration. When calculating the weight, the tool whose weight forms part of the load and also causes load must also be taken into account. The most accurate measurement result is obtained when the load is stationary or moving at a constant speed. With the help of tare, it is possible to remove, for example, the part of the gripper from the calculated weight. The table or the mathematical formula can be stored in the calculation means of the measuring device that shows the weighing result to the user. Alternatively, the calculation can be performed in the control system of the work machine to which the output signals of the measuring device are connected by means of cables and wires.
När lasten vägs kan de olika bomdelarna och lasten röra sig, varvid även accelerationen mäste mätas och tas med i beräkningen vid beräkning av vikten. Accelerationen indikerar även bomanordningens drifttillständ och arbetssteg så att ett lämpligt mâtmoment kan väljas. Vid lyftningen sker accelerationen i Z-riktningen i vilken även gravitationen verkar. Med hjälp av en teleskopisk bomanordning förflyttas lasten även i horisontalplanet, varvid accelerationen även verkar i X-riktningen. När bomanordningen vrids verkar accelerationen även i Y-rikt- ningen. Speciellt X- och Z-riktningarna (vertikalplanet) är väsentliga med avseende på mätningen. Det är möjligt att mäta och uppskatta maximal acceleration (2 till 8 g) pä basis av bomanordningens dimensioner, massa och manöverdon. Störningar orsakas i mätningen speciellt vid snabba stopp och accelerationer. Rörelsehastigheten varierar vanligen mellan 5 och 15 m/sek.When the load is weighed, the various boom parts and the load can move, whereby the acceleration must also be measured and taken into account when calculating the weight. The acceleration also indicates the operating condition and working steps of the boom device so that a suitable measuring torque can be selected. When lifting, the acceleration takes place in the Z-direction in which gravity also acts. With the aid of a telescopic boom device, the load is also moved in the horizontal plane, whereby the acceleration also acts in the X-direction. When the boom device is turned, the acceleration also acts in the Y-direction. In particular, the X and Z directions (vertical plane) are essential with respect to the measurement. It is possible to measure and estimate maximum acceleration (2 to 8 g) on the basis of the dimensions, mass and actuators of the boom device. Disturbances are caused in the measurement especially during fast stops and accelerations. The speed of movement usually varies between 5 and 15 m / sec.
Enligt uppfinningen mäts de krafter som verkar på bomdelen (åtminstone i X- och Z-riktningen) med avkänningsorgan som mäter de spänningar som verkar pä konstruktionen. Spänningstillständet är proportionellt mot den verkande belastningen och på basis av förändringarna av detta, är det möjligt att bestämma 10 15 20 25 30 35 52"? 169 7 lasten eller momentet när lasten hanteras. Mätpunkten är företrädesvis lokaliserad i den bomdel som är anbringad på avstånd från sin första ände och en last är upphängd från dess fria ände. Bomdelen är en lastbärande konstruktion på vilken belastningen vanligen har en böjande verkan i vertikalplanet (X- och Z-riktningarna) såsom ett resultat av jordens gravitation. Förflyttningen och accelerationen orsakar ytterligare krafter samt krafter som avviker från den vertikala riktningen, vilka måste tas med i beräkningen och kompenseras, varvid mätningssättet kan vara dynamiskt och det är ej nödvändigt att stoppa bomanordningen under mätningens varaktighet. Spänningarna orsakar en deformation i materialet som år proportionell mot dessa, varvid sagda deformation företrädesvis mäts med hjälp av töjnings- avkännare. Samma anordning är även försedd med accelerationsavkännare i beroende av mätningssättet.According to the invention, the forces acting on the boom part (at least in the X and Z directions) are measured with sensing means which measure the stresses acting on the structure. The state of tension is proportional to the acting load and on the basis of the changes thereof, it is possible to determine the load or torque when the load is handled. The measuring point is preferably located in the boom part which is mounted at a distance from its first end and a load is suspended from its free end.The boom part is a load-bearing structure on which the load usually has a bending effect in the vertical plane (X and Z directions) as a result of the earth's gravity. as well as forces deviating from the vertical direction, which must be taken into account and compensated, the measuring method can be dynamic and it is not necessary to stop the boom device during the duration of the measurement. preferably measured by means of elongation sensors is also equipped with acceleration sensors depending on the measurement method.
Förändringarna i deformationerna är proportionella mot spänningstillståndet och förändringen av detta.The changes in the deformations are proportional to the stress state and the change thereof.
Mätningspunkten är placerad vid änden av den yttersta bomdelen, i utförandet enligt fig 1 i änden 7b av den yttre bomdelen 7 (företrädesvis bomdelen 7d eller liknande eller bomdelen 7 utan delarna 7c och 7d). Bommen 1 kan även omfatta en teleskopisk del 7d eller endast bomdelen 7 och dess ände 7b. Belastningen ansâtts även på bomdelen 7 genom dess egen vikt, som är placerad längre utåt från mätpunkten, såväl som vikten av tvärstycket 10, rotatorn 9 och gripen 8, vilket måste tas med i beräkningen, till exempel med hjälp av tarering.The measuring point is located at the end of the outermost boom part, in the embodiment according to Fig. 1 in the end 7b of the outer boom part 7 (preferably the boom part 7d or the like or the boom part 7 without the parts 7c and 7d). The boom 1 may also comprise a telescopic part 7d or only the boom part 7 and its end 7b. The load is also applied to the boom part 7 by its own weight, which is placed further outwards from the measuring point, as well as the weight of the crosspiece 10, the rotator 9 and the gripper 8, which must be taken into account, for example by means of tare.
Vid änden, dvs spetsdelen 7b, är mätpunkten lokaliserad i en sådan punkt där momentarmen (avståndet mellan axeln Y1 och mätpunkten) ej förändras väsentligt när bomanordningens position ändras och den sålunda ej påverkar belastningen väsentligt. Till exempel mellan axeln Y1 och mätpunkten finns ej några cylinderfästen eller andra bärpunkter (till exempel förbindningen mellan bomdelarna 7c och 7d) vilkas bärande krafter skulle 10 15 20 25 30 35 527 1é@ 8 påverka mätpunktens belastning. Bärkrafterna varierar till exempel i beroende av utstråckningen. Mätpunkten är lokaliserad så nära axeln Y1 som möjligt, varvid den del av bomdelen 7d som sträcker sig ut från bomdelen 7c kan förkortas samtidigt. Avståndet mellan axlarna Zl och Z2 varierar när utsträckningen ändras, varvid till exempel belastningarna av bomdelarna 2 och 4 skulle variera även om lasten var densamma.At the end, i.e. the tip part 7b, the measuring point is located at such a point where the torque arm (the distance between the shaft Y1 and the measuring point) does not change significantly when the position of the boom device changes and it thus does not significantly affect the load. For example, between the shaft Y1 and the measuring point there are no cylinder brackets or other support points (for example the connection between the boom parts 7c and 7d) whose load-bearing forces would affect the load of the measuring point. The bearing forces vary, for example, depending on the extent. The measuring point is located as close to the axis Y1 as possible, whereby the part of the boom part 7d which extends from the boom part 7c can be shortened at the same time. The distance between the axes Z1 and Z2 varies when the extent changes, whereby for example the loads of the boom parts 2 and 4 would vary even if the load was the same.
I bomanordningen 1 enligt fig 1 är vägningsanordningen och mätpunkten lokaliserade i spetsdelen 7b, som är förbunden såsom en separat del med den metalliska bomdelen 7d (eller direkt med bomdelen 7) vilken vanligen har en tvärsektion i form av en ihålig, rektangulär balk vilkens storlek varierar mellan 100 till 140 mm. Spetsdelen 7b är till exempel en kontinuerlig metalldel tillverkad genom gjutning och har ett speciellt särdrag, en urtagning i vilken vägningsanordningen och avkänningsorganet är väl skyddade från alla sidor.In the boom device 1 according to Fig. 1, the weighing device and the measuring point are located in the tip part 7b, which is connected as a separate part to the metallic boom part 7d (or directly to the boom part 7) which usually has a cross section in the form of a hollow, rectangular beam. between 100 to 140 mm. The tip part 7b is, for example, a continuous metal part made by casting and has a special feature, a recess in which the weighing device and the sensing means are well protected from all sides.
Urtagningarna sträcker sig inom ett avstånd av approximativt 50 till 100 mm i spetsdelens längdriktning.The recesses extend within a distance of approximately 50 to 100 mm in the longitudinal direction of the tip part.
Spetsdelen 7b är förbunden med bomdelen 7d företrädesvis genom svetsning, och dess tvärsektion motsvarar en I-balk vilkens centrala balk är lokaliserad i vertikalplanet och i mitten av spetsen 7b och på dess symmetriaxel eller neutrala axel. Samtidigt bildar den centrala balken en vertikal vägg i vilken den önskade deformationen mäts.The tip portion 7b is connected to the boom portion 7d preferably by welding, and its cross section corresponds to an I-beam whose central beam is located in the vertical plane and in the middle of the tip 7b and on its axis of symmetry or neutral axis. At the same time, the central beam forms a vertical wall in which the desired deformation is measured.
Det är även en fördel med inneslutning av spetsdelen 7, att resten av bomkonstruktionen 1 ej behöver ändras.It is also an advantage of enclosing the tip part 7 that the rest of the boom structure 1 does not need to be changed.
Såsom en svetsad konstruktion är spetsen 7b till exempel en kvadratisk balk. Bomdelen 7d är vanligen en ihålig, rektangulär balk.Like a welded structure, the tip 7b is, for example, a square beam. The boom portion 7d is usually a hollow, rectangular beam.
Mätpunktens tvärsektion kan även vara en rektangulär balk eller ha en på annat sätt lämplig form. Med avseende på mätningen är det viktigt att mäta de krafter som verkar i X- och Z-riktningarna, varvid mätningspunkten ej nödvändigtvis är placerad på den neutrala axeln utan det finns två mätpunkter symmetriskt på båda sidor om den- 10 15 20 25 30 35 samma, till exempel på båda sidor om spetsdelen 7b. Olika mätpunkter är ofta en förutsättning för det faktum att en i sig känd keramisk resistor eller piezokristall används vid mätningen. Mätsensorn är fäst pá till exempel utspràng som framställs när H-formade spår utformas på sidorna av spetsdelen 7b och utsprángen sträcker sig i spetsdelens 7b lângdriktning. Motsvarande utsprâng kan även vara utformade djupare i spetsdelen 7b, till exempel på den neutrala axeln av densamma.The cross section of the measuring point can also be a rectangular beam or have an otherwise suitable shape. With regard to the measurement, it is important to measure the forces acting in the X and Z directions, the measuring point not necessarily being located on the neutral axis but there are two measuring points symmetrically on both sides of the same axis. , for example on both sides of the tip part 7b. Different measuring points are often a prerequisite for the fact that a ceramic resistor or piezo crystal known per se is used in the measurement. The measuring sensor is attached to, for example, projections which are produced when H-shaped grooves are formed on the sides of the tip part 7b and the projections extend in the longitudinal direction of the tip part 7b. Corresponding projections can also be formed deeper in the tip part 7b, for example on the neutral axis thereof.
Fig 6 visar ett vâgningssystem enligt ett föredraget utförande vid vilket en vägningsanordning 23 omfattar avkännarorgan 23a (till exempel en töjningssensor 18-21 enligt fig 4), deras förstärkare 23b för förstärkning av mätsignaler och beräkningsmedel som en integrerad enhet i processorn 23c som kan vara fäst på ett tillförlitligt sätt. vägningsanordningen 23 omfattar även de nödvändiga skyddande inkapslingarna och anslutningarna och, om nödvändigt, kan den vara sammansatt av två eller flera inkapslingar och delenheter för separata sensorserier (till exempel fyra töjningssensorer i varje serie).Fig. 6 shows a weighing system according to a preferred embodiment to which a weighing device 23 comprises sensor means 23a (for example a strain sensor 18-21 according to Fig. 4), their amplifier 23b for amplifying measurement signals and calculation means as an integrated unit in the processor 23c which can be attached in a reliable way. the weighing device 23 also comprises the necessary protective enclosures and connections and, if necessary, it may be composed of two or more enclosures and sub-assemblies for separate sensor series (for example four strain sensors in each series).
Processorn 23c är anordnad att beräkna den önskade datan på basis av mätsignaler och med hjälp av den önskade berâkningsalgoritmen för vägningsresultatet, varvid den utnyttjar till exempel minnet 23d för att lagra datan.The processor 23c is arranged to calculate the desired data on the basis of measurement signals and by means of the desired calculation algorithm for the weighing result, whereby it uses, for example, the memory 23d to store the data.
Beräkningsmedlet 23c kan även vara placerat i reglersystemet 24, varvid en eller flera utsignaler kan erhållas fràn anordningen 23, vilka används på önskat sätt för att beräkna vägningsresultatet. Funktionerna hos berâkningsmedlet 23c kan även vara implementerade i systemet 24 vilket även kan vara modifierat medelst ett program.The calculating means 23c may also be located in the control system 24, whereby one or more output signals may be obtained from the device 23, which are used in the desired manner to calculate the weighing result. The functions of the computing means 23c may also be implemented in the system 24 which may also be modified by a program.
Mer detaljerat val och utformning av komponenterna hos vägningsanordningen 23 kan variera. Företrädesvis kan vägningsanordningen 23 även vara förbunden med bomanordningen 1 i ett senare stadium, varvid den förbinds med ett annat regler- och datasystem 24 hos arbetsmaskinen, till exempel med hjälp av en fältbuss 10 15 20 25 01 ra ~Q ...Å C\ wo 10 23f. Bussen 23f, till exempel en CAN-buss (Controller Area Network) utnyttjas för att överföra de önskade in- /utsignalerna. Mer detaljerad utformning av systemet 24 varierar i beroende av arbetsmaskinen. Utmatningen från vägningsanordningen 23 är framför allt den totala vikten av en eller flera lyfta laster när stamar lyfts till ett lastutrymme eller bort från detsamma.More detailed selection and design of the components of the weighing device 23 may vary. Preferably, the weighing device 23 can also be connected to the boom device 1 at a later stage, it being connected to another control and data system 24 of the working machine, for example by means of a fieldbus 10 15 20 25 01 ra ~ Q ... Å C \ wo 10 23f. Bus 23f, for example a CAN bus (Controller Area Network) is used to transmit the desired input / output signals. More detailed design of the system 24 varies depending on the work machine. The output from the weighing device 23 is above all the total weight of one or more lifting loads when the trunks are lifted to a load space or away from it.
Tabell 1 nedan visar inmatningarna och utmatningarna hos vägningsanordningen vilka används i ett stort vägningssystem och för beräkning. Inmatningarna är parametrar, konstanter eller andra måtresultat som tas i beaktande vid beräkningen.Table 1 below shows the inputs and outputs of the weighing device which are used in a large weighing system and for calculation. The inputs are parameters, constants or other measurement results that are taken into account in the calculation.
Tabell 1 INMATNING: effekttillförsel, kalibreringskonstantern, tareringskonstantn; kalibreringsbehörighetskod”; acceleration i X-, Y- och/eller Z-riktning, töjning i X och/eller Z-riktning”.Table 1 INPUT: power supply, calibration constant, taring constant; calibration authorization code ”; acceleration in the X, Y and / or Z direction, elongation in the X and / or Z direction ”.
UTMATNING: lastens viktfi, X-, y- och/eller Z-krafter”; X-, Y- och/eller Z-acceleration”; fel- eller situationskod.OUTPUT: load weight fi, X, y and / or Z forces ”; X, Y and / or Z acceleration '; error or situation code.
Beskrivning: U lagrat i vägningssystemets minne eller reglersystemet, en del av kalibreringen kan även utföras med hjälp av HW; Ü ett vägningsresultat per lyftning; ” konstant eller på begäran; Ü kan innehålla töjning endast i X-riktningen.Description: U stored in the weighing system memory or control system, part of the calibration can also be performed using HW; Ü one weighing result per lift; "Constantly or on request; Ü can contain elongation only in the X-direction.
Vâgningsanordningen 23 beräknar vikten av lasten på basis av accelerationerna och/eller ändringarna i spânningstillstàndet som orsakas av lasten vilket uppträder såsom deformationer, i synnerhet förlângningar som kan mätas med hjälp av töjningssensorer och i sig kända elektroniska kretsar (t ex Wheatstone-brygga).The weighing device 23 calculates the weight of the load on the basis of the accelerations and / or changes in the state of tension caused by the load which appear as deformations, in particular elongations which can be measured by means of strain sensors and per se known electronic circuits (eg Wheatstone bridge).
Resultatet kan bestämmas med hjälp av beräkningar (SW), digitalt i processorn 23c och/eller analogt (HW).The result can be determined by means of calculations (SW), digitally in the processor 23c and / or analogously (HW).
Resultatet presenteras företrädesvis för användaren genom anvândargränssnittsmedlet hos reglersystemet 24, varvid anordningen 23 innehåller lämpligt förbindningsorgan 10 15 20 25 30 35 (I/O-modul) 23e för förbindning med fältbussen 23f. Det är uppenbart att I/O även kan omfatta de uppmätta kraftkomponenterna, varvid vägningsresultatet och andra önskade resultat kan beräknas i systemet 24. Vid kalibrering är lämpliga utsignaler de som är beroende av lasten. Delarna 23c, 23d kan integreras i reglersystemet 24 vilket även kan reglera administration, bokföring och lagring av resultaten på önskat sätt.The result is preferably presented to the user through the user interface means of the control system 24, the device 23 containing a suitable connecting means 10 (I / O module) 23e for connection to the fieldbus 23f. It is obvious that I / O can also comprise the measured power components, whereby the weighing result and other desired results can be calculated in the system 24. When calibrating, suitable output signals are those which depend on the load. The parts 23c, 23d can be integrated in the control system 24 which can also control the administration, accounting and storage of the results in the desired manner.
Fig 2 och 3 visar mer i detalj ett föredraget utförande av en separat spetsdel 11 (vilkens funktion motsvarar spetsdelen 7b i fig 1) vilken är en homogen del tillverkad genom gjutning. Dess första ände l1c innehåller två intill varandra placerade vertikala, plattliknande flänsar 12 och 13 mellan vilka ett tvärstycke är upphångt på bäraren hos en svängled (Yl- riktning). Den vänstra sidan lla och den högra sidan llb av spetsdelen 11 är försedda med väsentligen rektangulära urtagningar eller inneslutningar 14 och 15, vid vilkas placering spetsdelen 11 har väsentligen tvârsektionen av en I-balk vid vilken dimensionerna av dess vertikala vägg 25 ändras såsom ett resultat av belastningen. Sensorerna är anordnade att mäta de töjningar som förekommer i den vertikala flânsen 25 för att beräkna åtminstone krafterna i X- (sträckspänning) och Z-riktningen (skjuvspänning), varvid två serier av sensorer är anbringade på ändarna av den vertikala flânsen 25, vilka är lokaliserade på avstånd från varandra i spetsdelens 11 längdriktning.Figs. 2 and 3 show in more detail a preferred embodiment of a separate tip part 11 (the function of which corresponds to the tip part 7b in Fig. 1) which is a homogeneous part made by casting. Its first end 11c contains two adjacent vertical, plate-like flanges 12 and 13 between which a crosspiece is suspended on the carrier of a pivot joint (Y1 direction). The left side 11a and the right side 11b of the tip portion 11 are provided with substantially rectangular recesses or inclusions 14 and 15, at the location of which the tip portion 11 has substantially the cross section of an I-beam at which the dimensions of its vertical wall 25 change as a result of the load. The sensors are arranged to measure the strains present in the vertical flange 25 to calculate at least the forces in the X- (tensile stress) and Z-direction (shear stress), two series of sensors being applied to the ends of the vertical flange 25, which are located at a distance from each other in the longitudinal direction of the tip part 11.
Lasten utövar spänning på hela I-strukturen vilken fungerar såsom en lastbärande konstruktion och överför belastning mellan upphängningsorganen 12, 13 och bomanordningen. Det finns ej några andra bärpunkter mellan lasten och måtpunkten. Mätpunkten är lokaliserad mellan ändarna llc och lld på sidan om Y1-axeln.The load exerts stress on the entire I-structure which acts as a load-bearing structure and transmits load between the suspension means 12, 13 and the boom device. There are no other bearing points between the load and the measuring point. The measuring point is located between the ends llc and lld on the side of the Y1 axis.
Förbindning med den vertikala flânsen 25 kan enkelt åstadkommas och en förstärkning kan vara utformad däri, till exempel vid stället för ett bult- eller skruvfäste 26. Djupet av de motsatta inneslutningarna bestämmer 10 15 20 25 30 35 12 tjockleken av I-balken och de töjningar som råder.Connection to the vertical flange 25 can be easily made and a reinforcement can be formed therein, for example at the place of a bolt or screw bracket 26. The depth of the opposite inclusions determines the thickness of the I-beam and the strains. prevailing.
Spetsdelen 11 är förbunden med bomdelen 16 som överensstämer med bomdelen 7 i fig 1 (närmare bestämt delen 7d), företrädesvis genom svetsning, varvid den andra änden lld av spetsdelen 11 kan ha lämpliga former och fästen för detta syfte. Bomdelen 16 har tvärsektionen av en ihålig fyrkantbalk inuti vilken de elektriska ledningarna för vägningsanordningen kan installeras i skydd om så önskas.The tip part 11 is connected to the boom part 16 which corresponds to the boom part 7 in Fig. 1 (more particularly the part 7d), preferably by welding, the other end 11d of the tip part 11 may have suitable shapes and brackets for this purpose. The boom part 16 has the cross section of a hollow square beam inside which the electrical wires for the weighing device can be installed in protection if desired.
Fig 4 och 5 visar ett föredraget utförande av av- känningsorganet, vilket omfattar en vertikalt placerad plattliknande stomme 17 med vilken två serier av töjningsmätare 18a-21a och 18b-21b är förbundna. I praktiken måste finnas åtminstone fyra töjningsmätare per kraftkomponent så att störningarna kan kompenseras.Figures 4 and 5 show a preferred embodiment of the sensing means, which comprises a vertically placed plate-like body 17 to which two series of strain gauges 18a-21a and 18b-21b are connected. In practice, there must be at least four strain gauges per force component so that the disturbances can be compensated.
Stommen 17 är i sin tur fäst (bult- eller skruvfästen 27 i hörnen) på den vertikala flänsen 25 i fig 3 vilkens deformation stomen 17 nu följer. Sålunda kan även ändringarna i spänningen hos spetsdelen beräknas.The frame 17 is in turn attached (bolt or screw brackets 27 in the corners) to the vertical flange 25 in Fig. 3, the deformation of which now follows the frame 17. Thus, the changes in the voltage of the tip part can also be calculated.
Töjningsmätarna är elektriskt kopplade på önskat sätt i form av en Wheatstone-brygga. Bryggan ger såsom en utmatning en spänning vilkens ändring är proportionell mot ändringen av motståndet i töjningsmätarna vilka, i sin tur, är beroende av förlängningen på känt sätt.The strain gauges are electrically connected in the desired manner in the form of a Wheatstone bridge. The bridge gives as an output a voltage whose change is proportional to the change of the resistance in the strain gauges which, in turn, is dependent on the elongation in a known manner.
Anbringandet av töjningsmätarna, anordnandet av den nödvändiga elektroniken, skärmning och den närmare dimensioneringen av bryggkonstruktionen, balansering och val av mätare, är kända i sig. Med hjälp av töjningsmätare som sträcker sig i olika riktningar, är det möjligt att bestämma de olika riktade komponenterna av spänningstillståndet i X- och Z-riktningen. De kan även utnyttjas för att kompensera för effekten av temperaturen på mätningen. Töjningsmätarna är placerade i mitten av stommen 17 för att mäta töjningsspänning (horisontella och vertikala töjningsmâtare) och skjuvspänning (diagonala töjningsmätare). 10 15 20 25 30 13 I det följande beskrivs de mätningstillständ som kan tillämpas, mer i detalj med hänvisning till tabell 2 nedan. Syftet är att beräkna kraftverkan Fy och FZ i X- och Z-riktningen, på basis av vilken det är möjligt att beräkna lasten som en direkt produkt med hjälp av deras kvadratsummauttryck, oberoende av spetsdelens 11 position. Om bomanordningen är i ett tippat läge, mäste även kraften Fy i Y-riktningen tas med i beräkningen, varvid vikten är proportionell mot roten tagen från summan av kvadraterna av deras Fy-, FZ- och Fy-termer. Vid den presenterade vägningsanordningen och sensorerna, baseras beräkningen på mätta värden, varvid andra dimensioner eller positioner av bomanordningen ej behöver tas med i beräkningen.The application of the strain gauges, the provision of the necessary electronics, shielding and the detailed dimensioning of the bridge structure, balancing and selection of gauges are known per se. With the help of strain gauges extending in different directions, it is possible to determine the different directional components of the stress state in the X and Z directions. They can also be used to compensate for the effect of the temperature on the measurement. The strain gauges are located in the center of the body 17 to measure strain stress (horizontal and vertical strain gauges) and shear stress (diagonal strain gauges). 10 15 20 25 30 13 In the following, the measurement conditions that can be applied are described in more detail with reference to Table 2 below. The purpose is to calculate the force action Fy and FZ in the X and Z direction, on the basis of which it is possible to calculate the load as a direct product using their square sum expression, independent of the position of the tip part 11. If the boom device is in a tilted position, the force Fy in the Y-direction must also be taken into account, the weight being proportional to the root taken from the sum of the squares of their Fy, FZ and Fy terms. In the presented weighing device and the sensors, the calculation is based on measured values, whereby other dimensions or positions of the boom device do not have to be taken into account.
Markeringarna 1), 2), 3) och 4) i tabellen, hänför sig till mätningstillständ vilka kommer att beskrivas kort. Från tabellen är det möjligt att i olika kombinationer välja önskade beräkningsalgoritmer i beroende av om alla kraft- och accelerationskomponenter mäts samt av hur driftstegen eller -följden hos bomanordningen tas med i beräkningen. Olika kombinationer uppnås på ett sådant sätt att en eller flera sensortyper samt deras antal väljs för att bestämma de nödvändiga kraftkomponenterna och till exempel för att kompensera störningar. Det önskade mätningsresultatet erhålls med hjälp av de valda sensorerna och resultatet utnyttjas vid beräkningen av lasten. Beräkningen kan synkroniseras med arbetsmaskinens andra operationer, varvid mätningsresultatets noggrannhet förbättras om mätningstidpunkten väljs korrekt och mätsignalerna filtreras tillräckligt. 10 527 169 14 Tabell 2 Mätningstillstånd: accelerationsmätning och/eller kraftmätning Sensortyper: accelerationssensor ” ” ”; accelerations- och gravitationssensorer ” Ü; limmade töjningsmätare H ” 3)*); svetsade töjningsmätare 1)2)3)*); separata töjningssensorer U M ”; integrerade töjningssensorer Ü ” n M Antal: 0 till 2 stycken Ü, 3 stycken ” Q (accelerationsmätning); 1 till 3 stycken, 4 stycken U ” ” 4) (kraftmätning).The markings 1), 2), 3) and 4) in the table, refer to measurement conditions which will be described briefly. From the table, it is possible to select the desired calculation algorithms in different combinations depending on whether all power and acceleration components are measured and on how the operating steps or sequence of the boom device are taken into account. Different combinations are achieved in such a way that one or more sensor types and their number are selected to determine the necessary power components and, for example, to compensate for disturbances. The desired measurement result is obtained with the help of the selected sensors and the result is used in the calculation of the load. The calculation can be synchronized with the other operations of the work machine, whereby the accuracy of the measurement result is improved if the measurement time is selected correctly and the measurement signals are filtered sufficiently. 10 527 169 14 Table 2 Measurement conditions: acceleration measurement and / or force measurement Sensor types: acceleration sensor “” ”; acceleration and gravity sensors' Ü; glued strain gauges H ”3) *); welded strain gauges 1) 2) 3) *); separate elongation sensors U M ”; integrated strain sensors Ü ”n M Number: 0 to 2 pieces Ü, 3 pieces“ Q (acceleration measurement); 1 to 3 pieces, 4 pieces U ”” 4) (force measurement).
Mätningsresultat: accelerationsstorlek ” ”; X- och Z- komponenter av acceleration Ü; X-, Y- och Z-komponenter av acceleration ” Ü; kraftstorlek U ” 9; X- och Z-kom- ponenter av kraft ”; X-, Y- och Z-komponenter av kraft ” H Beräkning av vägningsresultatet: filtrering av kraft- signaler U; beräkning av ett medelvärde för kraften H; beräkning av ett medelvärde för kraften; triggning på basis av accelerationen ”; kontinuerlig kraftmätning och beräkning (m=F/a)3); triggning på basis av vinkelskillnaden mellan kraft- och accelerationsvektorerna m=F/a ”; val av mätningstidpunkten med hjälp av en algoritm som avkänner arbetscykeln ”; beräkning av resultatet med hjälp av en algoritm som minns arbetscykeln ”; skalär produkt av kraft- och accelerationsvektorerna Ü; beräkning med hjälp av ett impulsuttryck.Measurement results: acceleration size ""; X and Z components of acceleration Ü; X, Y and Z components of acceleration 'Ü; force size U ”9; X and Z components of force '; X, Y and Z components of force ”H Calculation of the weighing result: filtering of force signals U; calculation of an average value of the force H; calculation of an average value of the force; triggering on the basis of acceleration ”; continuous force measurement and calculation (m = F / a) 3); triggering on the basis of the angular difference between the force and acceleration vectors m = F / a '; selection of the measurement time by means of an algorithm that detects the work cycle ”; calculation of the result using an algorithm that remembers the work cycle ”; scalar product of the force and acceleration vectors Ü; calculation using an impulse expression.
I det första beräkningstillstándet 1), mäts endast kraften i riktningarna X och Z (kraftkomponent i vertikalplanet) eller i riktningarna X, Y och Z.In the first calculation state 1), only the force is measured in the directions X and Z (force component in the vertical plane) or in the directions X, Y and Z.
Mätningen erfordrar fyra töjningsmätare för varje kraftkomponent och den resulterande kraften beräknas till exempel genom den tidigare nämnda kvadratsumman. Det är möjligt att beräkna ett medelvärde för detta resultat 10 15 20 25 30 35 15 såsom en funktion av tiden, varvid sagda medelvärde indikerar den motsvarande lasten. För att erhålla medelvärdet alstras alternativt den signal som överensstämmer med kraftkomponenten analogt och filtreras för att avlägsna störningar, varvid ett medelvärde erhålls.The measurement requires four strain gauges for each force component and the resulting force is calculated, for example, by the previously mentioned square sum. It is possible to calculate an average value for this result as a function of time, said average value indicating the corresponding load. Alternatively, to obtain the average value, the signal corresponding to the power component is generated analogously and filtered to remove interference, whereby an average value is obtained.
I det andra mätningstillståndet 2), är beräknings~ principen i övrigt densamma som den i tillståndet 1), men beräkningen startas när den accelerationsprodukt som mäts för accelerationen (accelerationskomponenter i riktningarna X, Y och/eller Z) är inom inställda gränser, varvid felaktig mättidpunkt undviks till exempel under snabb acceleration eller retardation.In the second measurement state 2), the calculation principle is otherwise the same as that in state 1), but the calculation is started when the acceleration product measured for the acceleration (acceleration components in the directions X, Y and / or Z) is within set limits, whereby incorrect measurement time is avoided, for example, during rapid acceleration or deceleration.
I det tredje mätningstillståndet 3) mäts i sin tur tre accelerationskomponenter och tre kraftkomponenter på basis av vilka kraft- och accelerationsvektorerna i det önskade X-, Y-, Z~koordinatsystemet erhålls. De absoluta värdena av vektorerna utnyttjas för att beräkna massan M hos lasten, endera kontinuerligt eller vid inställda tidpunkter, när vinkeldifferensen mellan accelerations- och kraftvektorn är inom förutbestämda gränser.In the third measurement state 3), in turn, three acceleration components and three force components are measured on the basis of which the force and acceleration vectors in the desired X, Y, Z coordinate system are obtained. The absolute values of the vectors are used to calculate the mass M of the load, either continuously or at set times, when the angular difference between the acceleration and the force vector is within predetermined limits.
Accelerationsmätningen kan även påverkas av gravitationen. Massan M kan även, på basis av vektoralgebra, bestämas såsom en skalär produkt av kraft och acceleration, varvid endast den komponent som är parallell med den mätta kraften tas i beräkning vid accelerationen.The acceleration measurement can also be affected by gravity. The mass M can also, on the basis of vector algebra, be determined as a scalar product of force and acceleration, whereby only the component which is parallel to the measured force is taken into account in the acceleration.
Principen för det fjärde mätningstillståndet 4) är att vâgningssystemet avkänner, från mätningsdatan, vad som sker i bomanordningen och bestämmer på basis av mâtnings- eller beräkningsresultaten vid vilken tidpunkt det erhållna mätresultatet är mest användbart. Den korrekta mätningstidpunkten identifieras omedelbart i mätningsresultaten eller de mätningsresultat som erhålls från bomanordningen lagras för analys. De lagrade mätningsresultaten analyseras vid önskad tidpunkt, till exempel efter lösgöring från lasten, och den korrekta 10 16 mättidpunkten söks från mätningsdatan på basis av det förutbestämda kriteriet.The principle of the fourth measurement condition 4) is that the weighing system senses, from the measurement data, what is happening in the boom device and determines on the basis of the measurement or calculation results at which time the obtained measurement result is most useful. The correct measurement time is immediately identified in the measurement results or the measurement results obtained from the boom device are stored for analysis. The stored measurement results are analyzed at the desired time, for example after detachment from the load, and the correct measurement time is searched from the measurement data on the basis of the predetermined criterion.
Uppfinningen är ej begränsad enbart till ovan presenterade utförande utan den kan realiseras inom omfattningen av de tillhörande kraven. Mer noggrann bearbetning, applicering och integration av måtningsresultaten på ett optimalt sätt i ett annat vägningssystem och reglersystem hos en arbetsmaskin, är uppenbar på basis av de fakta som presenterats här ovan. Även förverkligandet i detalj kan variera i enlighet med de komponenter och system som är tillgängliga.The invention is not limited only to the embodiment presented above, but it can be realized within the scope of the appended claims. More accurate processing, application and integration of the measurement results in an optimal way in another weighing system and control system of a work machine, is obvious on the basis of the facts presented above. The realization in detail can also vary according to the components and systems that are available.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20021304A FI115162B (en) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | A system for weighing loads on the lifting and handling equipment |
| PCT/FI2003/000488 WO2004005180A1 (en) | 2002-07-02 | 2003-06-17 | A system for weighing loads in a lifting and transfer apparatus |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0403140L SE0403140L (en) | 2004-12-23 |
| SE0403140D0 SE0403140D0 (en) | 2004-12-23 |
| SE527169C2 true SE527169C2 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=8564288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0403140A SE527169C2 (en) | 2002-07-02 | 2004-12-23 | System for weighing loads in a lifting and moving device and a separate tip part to be attached to the device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003238103A1 (en) |
| FI (1) | FI115162B (en) |
| SE (1) | SE527169C2 (en) |
| WO (1) | WO2004005180A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081378A1 (en) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Komatsu Forest Ab | Weighing system for loads manipulated by lifting equipment |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2872278B1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-09-01 | Const Nanceiennes De Pesage Sa | WEIGHING DEVICE FOR TELESCOPIC CRANE AND CRANE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE |
| EP2332877B1 (en) * | 2009-12-08 | 2012-08-08 | Tamtron Oy | Arrangement for detecting a property of load manipulated by lifting means |
| DE102012010248A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | CES Containerhandling Equipment & Solutions GmbH | Load handling vehicle e.g. reach stacker has load receiving unit fixed with hydraulically-adjustable load-bearing arm by joint, and weighing device that is arranged in hinge for determining weight distribution of suspended load |
| DE102013203826A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Deere & Company | Working machine with lifting device and weighing device |
| SE1750666A1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-30 | Intermercato Ab | Weighing system for a lifting device |
| US11536009B2 (en) | 2019-07-26 | 2022-12-27 | Deere & Company | System for detecting locking pin engagement of an implement |
| USD931909S1 (en) | 2020-02-04 | 2021-09-28 | Deere & Company | Implement connection system |
| FI131037B1 (en) * | 2020-06-03 | 2024-08-08 | Ponsse Oyj | Control of a boom system in a work machine |
| ES1255310Y (en) * | 2020-07-24 | 2021-01-19 | Hernandez Yoel Orlando Izquierdo | Device for verticality control |
| KR20230163389A (en) * | 2021-03-31 | 2023-11-30 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | Work machines, load calculation system for work machines |
| SI26245A (en) * | 2021-09-01 | 2023-03-31 | Tajfun Planina proizvodnja strojev, d.o.o | Load weighing link member on a crane arm |
| PL446015A1 (en) * | 2023-09-05 | 2025-03-10 | Mipromet Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Device assembly for recording the work and monitoring the service life of a column-type lifting crane |
| EP4549365A1 (en) * | 2023-10-31 | 2025-05-07 | EPSILON Kran GmbH. | Method for determining a load |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE7313231L (en) * | 1973-09-28 | 1975-04-01 | Svenska Cellulosa Ab | METHANE DEVICE |
| US3911737A (en) * | 1974-06-27 | 1975-10-14 | Ormond Alfred N | Heavy duty load cell |
| DE3111865A1 (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-14 | Mess- und Wiegetechnik GmbH & Co KG, 3015 Wennigsen | Device for load determination in the form of a crane weigher or a dynamometer |
| US4486136A (en) * | 1982-09-14 | 1984-12-04 | Howard Edwin L | Device for determining weight of objects being moved |
| FI84759C (en) * | 1989-12-21 | 1992-01-10 | Tamtron Oy | VAEGNINGSGIVARE. |
| DE9309515U1 (en) * | 1993-06-26 | 1993-08-19 | S + P Entsorgungstechnologie GmbH, 56587 Oberhonnefeld-Gierend | Weighing device |
| SE511872C2 (en) * | 1998-05-19 | 1999-12-13 | Peter Hammarqvist | Tensile transfer transmission with load sensor for measurement of transmission load |
-
2002
- 2002-07-02 FI FI20021304A patent/FI115162B/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-06-17 WO PCT/FI2003/000488 patent/WO2004005180A1/en not_active Ceased
- 2003-06-17 AU AU2003238103A patent/AU2003238103A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-12-23 SE SE0403140A patent/SE527169C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081378A1 (en) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Komatsu Forest Ab | Weighing system for loads manipulated by lifting equipment |
| US9708165B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-07-18 | Komatsu Forest Ab | Weighing system for loads manipulated by lifting equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20021304A0 (en) | 2002-07-02 |
| AU2003238103A1 (en) | 2004-01-23 |
| SE0403140L (en) | 2004-12-23 |
| WO2004005180A1 (en) | 2004-01-15 |
| FI20021304A7 (en) | 2004-01-03 |
| FI115162B (en) | 2005-03-15 |
| SE0403140D0 (en) | 2004-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE527169C2 (en) | System for weighing loads in a lifting and moving device and a separate tip part to be attached to the device | |
| CN111104729B (en) | System and method for determining the mass of a payload moved by work equipment | |
| US10524403B2 (en) | Method for determining a weight of a payload for a utility vehicle | |
| JP3792274B2 (en) | Six-axis force sensor using multiple shear strain gauges | |
| EP1370363B1 (en) | Automatic balance adjusting centrifugal apparatus | |
| KR101738559B1 (en) | Load detection device and working machine provided with same | |
| EP3003952B1 (en) | Method and arrangement in a weighing system and a corresponding software product and material handling machine | |
| CN110887978B (en) | System and method for calibrating an acceleration sensor using a payload system | |
| EP2829854B1 (en) | A method of weighing a load | |
| CA2943629C (en) | Boom calibration system | |
| KR20220020242A (en) | Method for Determining the Weight and Center of Gravity of a Robot Manipulator Cargo | |
| EP2910912A1 (en) | Improved monitoring system | |
| EP3649071B1 (en) | Link member for connection of a gripping assembly to a hydraulic crane arm with integrated dynamic weighing assembly | |
| JP5667157B2 (en) | Bridge member | |
| ES2313111T3 (en) | WEIGHING CELL. | |
| CN117416866B (en) | A crane force limiter system and weight calculation method | |
| JP7098403B2 (en) | Safety management system for loading and unloading work | |
| JP2008037562A (en) | Load error correcting device and load error correcting method for working machine | |
| JPH1037254A (en) | Loading weight measuring device in working machine | |
| CN115962875A (en) | Shoveling resistance testing platform of small-sized back-hoe excavator | |
| JP2010249586A (en) | Working machine, and device for measuring force of the same | |
| KR20090068809A (en) | Bucket Loading Weight Unit for Wheel Loader | |
| RU158100U1 (en) | CARGO TRANSPORT DEVICE | |
| JPH0435579B2 (en) | ||
| US20250383246A1 (en) | Load cell conditioning machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |