Устройство для определения объема груза в кузове движущегося автомобиля

 

Изобретение относится к устройствам для бесконтактного определения степени загрузки движущегося автомобиля и может быть применено для определения объема или массы груза в кузове карьерного самосвала. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Определение объема груза происходит методом численного интегрирования расстояний от фиксированной плоскости до поверхности груза с помощью дальномеров 2 поперечного ряда. При попадании капота автомобиля в область действия очередного дальномера 1 продольного ряда через коммутатор 4 последовательно опрашиваются дальномеры 2. Измеренные расстояния преобразуются в преобразователе 8, умножаются в перемножителе 11 на весовые коэффициенты, поступающие с выхода дешифратора 3, и накапливаются в сумматоре 12. После окончания определения объема груза включается блок 14 индикации . 2 ил. (Л со ю со 00 О) дзс/s .l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 4016110/24-24 (22) 21.01.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Научно-производственное объединение

«Союзцветметавтоматика» (72) В. Ф. Логунов, К. Я. Улитенко, Я. М. Бакалейник и И. П. Семин (53) 681.269 (088.8) (56) Рязанцев Г. К., Кремер О. Г., Хайдаров К. А. Автоматизация контроля работы нерельсового рудничного транспорта. Алма — Ата: Наука, 1982, с. 126 — 128, рис. 4.13.

Там же, с. 128 — 129, рис. 4.14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБЪЕМА ГРУЗА В КУЗОВЕ ДВИЖУЩЕГОСЯ АВТОМОБИЛЯ (57) Изобретение относится к устройствам для бесконтактного определения степени за„„SU„„1323861 A 1 (5в 4 G 01 G 19/04; G 08 G 1/01 грузки движущегося автомобиля и может быть применено для определения объема или массы груза в кузове карьерного самосвала.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Определение объема груза происходит методом численного интегрирования расстояний от фиксированной плоскости до поверхности груза с помощью дальномеров 2 поперечного ряда. При попадании капота автомобиля в область действия очередного дальномера 1 продольного ряда через коммутатор 4 последовательно опрашиваются дальномеры 2. Измеренные расстояния преобразуются в преобразователе 8, умножаются в перемножителе 11 на весовые коэффициенты, поступающие с выхода дешифратора 3, и накапливаются в сумматоре 12. После окончания определения объема груза включается бпок 14 индикации. 2 ил.

1323861

Изобр -ение относится к устройствам для бесконтактпого определения степени загрузки движугцегося автомобиля и может быть использовано для определения объема или массы груза в кузове карьерного самосвала.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — принцип определения объема груза с помощью устройства.

Устройство содержит дальномеры 1 продольного ряда, дальномеры 2 поперечного ряда, дешифратор 3, коммутатор. 4, пороговый элемент 5, триггер 6, счетчик 7, аналого-цифровой преобразователь 8, генератор

9 импульсов, элемент И 10, умножитель 11, сумматор 12, реле 13 времени, блок 14 индикации.

Объем груза в кузове автомобиля (фиг. 2 определяется из следующего выражения:

Y гр = VABGG + VFDE — — VAFG — — VBCD где VABGG объем пространства, ограниниченного поверхностью груза, плоскостью капота GC, и и плоскостями, проведенными через линии контура кузова в в плане, проведенными перпендикулярно плоскости капота;

Для каждого типа самосвала значение выражения VFDE — алга — — VBGD является известной величиной, определяемой геометрией кузова и его положением относительно плоскости капота, и определение Чгр может быть сведено к определению Ъ Авсс

Объем ЧАвсс может быть вычислен по формуле

1 -h! 2: Х (wjj + wjy(; + %;,;.,! +

i=1 )=! (1) Члвсс —.

+ W;+I,+I) где wÄ; =

7 !

Z — 7.

J ll расстояние от плоскости капота до

j ãî дальномера продольного ряда, расположенного в горизонтальной плоскости, показано на фиг. 2 прямой PQ; расстояние от поверхности груза до

i-го дальномера 2 поперечного ряда в j-м цикле измерений дальномеров поперечного ряда; шаг установки дальномсров поп: речного ряда; шаг установки дальномеров про дольного ряда; число дальномеров поперечногг ряда; число дальномеров продольного ряда.

Z..! (m

VFoE, 7Агс, Чвсв — объемы, соответствующие на фиг. 2 контурам FDE, AFG и BCD.

Формула (1) может быть преобразована к виду

"1!

VABCG ZI + (— ) Zll + Х (— ) г; -г5

t=z

+() Zm" i +- (m nlz; + (— — ) 7,. +

+ Х(— hl)z;;+,i z;) + z„+ !

+ () 7.,„-F- Х (— —;. +

hl !

5 + (4) г ° где m — число дальномеров поперечного ряда, укладывающихся на ширине

° кузова.

Коэффициенты, стоящие в формуле (2) перед z,(j = 1, 2,...,n) и Z;, (i = 1, 2,.„, m";

1, 2,...n) являются константами и записаны в дешифратор 3.

Поперечный ряд дальномеров 2 располагается перпендикулярно к направлению движения автомобиля в горизонтальной- плоскости над полотном дороги. Шаг h установки определяется требуемой точностью определения объема груза, а их число m — шириной автомобиля с учетом его возможных поперечных смещений. Расстояние от центра дальномеров 2 поперечного ряда до ближайшего к ним дальномера 1 продольного ряда выбирается таким, чтобы в момент попадания капота автомобиля в зону его действия дальномеры 2 поперечного ряда располагались над передней частью кузова самосвала (фиг. 2). Шаг между дальномерами 2 выбирается таким образом, чтобы при максимальной скорости движения автомобиля его передний край проходил между

40 двумя соседними дальномерами 1 за время достаточное для обработки показаний дальномеров 2 поперечного ряда, а их число и должно обеспечивать длину ряда, равную длине кузова автомобиля. Коммутатор 4 является аналоговым с цифровым управлени45 ем, причем i-й дальномер 2 поперечного ряда коммутируется при наличии на его управляющем входе кода равного К (m + 1) +

+ 1., где К = О, 1,..., и — 1. à j-й дальномер 1 продольного ряда — при значе,,0 нии (j — 1) (m + 1) . Пороговый элемент 5 настраивается таким образом, чтобы на его выходе появлялся сигнал при нахождении в зоне действия скоммутированного дальномера элемента корпуса самосвала. Триггер 6 RS-типа с комбинационной

55 схемой на входе сброса, реагирующей на комбинации, соответствующие числам О, (гп + 1),..., (п — 1) (m + 1). Дешифратор 3 представляет собой, например, матрич1323861

5 10

Формула изобретения

55 ное постоянное запоминающее устройство, ставящее в соответствие каждому двоичному значению на входе постоянное число на выходе.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 7 сброшен в нулевое состояние и к выходам аналого-цифрового преобразователя 8 (ALIA) и порогового элемента 5 подключен первый дальномер 1 продольного ряда. В момент попадания капота самосвала в зону действия этого дальномера срабатывает пороговый элемент 5, триггер 6 устанавливается в единичное состояние, разрешая работу генератора 9 импульсов. Передний фронт первого импульса генератора проходит через эле мент И 10 и запускает АЦП 8, а его задний фронт добавляет единицу к содержимому счетчика 7 и разрешает работу умножителя 11, перемножающего цифровое значение измеренного дальномером 1 расстояния на коэффициент, задаваемый дешифратором 3. Новое состояние счетчика 7 определяет коммутацию первого поперечного дальномера, информация с которого обрабатывается по очередному импульсу генератора 9 аналогично описанному. Таким образом, поочередно коммутируется весь поперечный. ряд дальномеров. На (m + 1)-м такте происходит коммутация второго дальномера.

Таким образом, после первого срабатывания счетчика 7 в накапливающем сумматоре 12 оказывается записано число, равное гп h1

-zn соответствующее первому элементу выражения (2) .

Новое состояние счетчика 7 определяет коммутацию первого дальномера 2 поперечного ряда. Величина zi1 (фиг. 2), получаемая на его выходе по очередному импульсу генератора 9, обрабатывается в устройстве аналогично описанному выше. Затем коммутируется второй дальномер 2 поперечного ряда и т.д. до дальномера поперечного ряда. При этом в накапливающем сумматоре окажется записано число, соответствующее первой строке выражения (2).

Коммутация второго дальномера 1 продольного ряда и сброс триггера 6 осуществляется (m + 1)-м импульсом генератора 9. Работа устройства прекращается до появления в зоне действия второго дальномера 1 продольного ряда капота автомобиля, после чего повторится весь цикл считывания расстояний z;z, измеренных дальномерами 2 поперечного ряда. Таким образом, в процессе прохождения капота автомобиля вдоль дальномеров 1 продольного ряда периодически происходит поочередное считывание показаний с дальномеров 2 поперечного ряда, каждое значение умножается на соответствующий текущему такту (импульсу генератора 9) коэффициент, записанный в дешифраторе 3 с последующим прибавлением к содержимому сумматора 12. Элемент И 10 запрещает обработку значений от дальномеров, в зоне действия которых нет корпуса автомобиля. H=.- n (m + 1)-м такте, соответствующем переполнению счетчика 7, осуществляется его сброс в исходное состояние и запуск импульсом переполнения с выхода счетчика 7 реле 13 времени, которое на заданное время включает работу блока 14 индикации. Задним фронтом импульса реле 13 времени выключается индикация, обнуляется сумматор 12, после чего схема готова к новому циклу определения объема груза.

Набор коэффициентов, реализуемых дешифратором, может определить один из методов численного интегрирования (например, метод трапеций). Во время работы устройства показания дальномеров 1 продольного ряда используются для уточнения положения корпуса самосвала на каждом цикле считывания значений поперечного ряда, чем снижается влияние вертикальных перемещений самосвала. Подключение дальномеров 2 поперечного ряда после моментов попадания переднего края капота самосвала в зону очередного дальномера 1 обеспечивает независимость шага измерения от скорости и ускорений движения самосвалов.

Устройство для определения объема груза в кузове движущегося автомобиля, содержащее дальномеры поперечного ряда, коммутатор, дешифратор и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены дальномеры продольного ряда, пороговый элемент, триггер, генератор импульсов, счетчик, реле времени, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, умножитель и сумматор, выходы дальномеров поперечного ряда соединены с первой группой информационных входов коммутатора, выходы дальномеров продольного ряда подключены к второй группе информационных входов коммутатора, выход которого соединен с входом порогового элемента и информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первому информационному входу умножителя, выход которого соединен с информационным входом сумматора, выход которого подключен к информационному входу блока индикации, выход порогового элемента соединен с входом установки единицы триггера и первым входом элемента И, выход которого подключен к входам управления аналого-цифрового преобразователя и умножителя, выход триггера соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента И и к входу счетчика, инфор1323861

Составитель Л. Зинькова

Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор А. Ильин

3 а к аз 2954/4 4 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г!роектная, 4 мационный выход которого соединен с входом управления коммутатора, входом сброса триггера и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым информационным входом умножителя, выход переполнения счетчика соединен с входом реле времени, выход которого подключен к входам управления сумматора и блока индикации.

) l