Разработка гидравлических весов

Development of hydraulic scales

Введение

Для крупно габаритного транспорта  как экскаваторы мусоровозы  остро стоит  задача измерение и контроль веса в ковше в манипуляторе или в кузове  В данной работе эта проблема решена следующим образом: измеряется не вес, а давление, оказываемое объектом на манипуляторе мусоровоза ,  к гидравлике  подсоединен датчик, измеряющий давление масло. Всё это обеспечивает независимость показаний от позиции объекта на весах.

Бортовые весы выгоднее платформенных установленные на вилочный погрузчик  выгоднее платформенных Если оператор вилочного погрузчика на складе или заводе использует их, то он может сразу взвешивать поддоны, негабаритные грузы, тары и т.д Это экономия времени и денег. Это особенно выгодно тем, кто использует вилочный погрузчик на складах, заводах, предприятия занимающиеся поставкой продуктов питания, кормов и тд.

Основные Преимущества:

 -Бортовые весы на вилы погрузчиков в десятки раз дешевле, чем стационарные весы!
 -Установка, калибровка и ремонт проще и экономичнее, чем у платформенных весов
 -Мобильность. Возможность работы на множестве объектах, ведь весы будут всегда на транспортном средстве!
 -Контроль/учет отгружаемой продукции с помощью принтера
 -Возможность демонтажа и монтажа на другое транспортное средство, при необходимости
 -Не требует дополнительного персонала.

 

Построение структурной схемы

Согласно техническому заданию, в электронные весы должны входить следующие компоненты:

Датчик давления – первичный преобразователь давления в электрическое напряжение

Индикатор – элемент, отображающий значение веса в виде десятичных цифр

Микроконтроллер – элемент, управляющий электронными весами, т.е. опрашивающий датчик с некоторой периодичностью и преобразующий его аналоговый электрический сигнал в цифровой.  также выводящий это значение на индикатор

Инклинометр  - для измерения угла манипулятора

Батарея питания – элемент, питающий электронные весы

Энкодер (или датчик угла поворота) - устройство, которое нужно для преобразования угла поворота в электрический сигнал

 http://meridian-journal.ru/uploads/2020/08/4487-1.PNG

Рис. 1. Структурная схема

 

Выбор датчика давления

Как уже было сказано в введении необходимо выбрать не датчик веса, а датчик давления. Рассчитаем необходимые параметры. Для начала вычислим диапазон измеряемого давления. Давление это отношение силы давления к площади соприкосновения. В нашем случае сила давления – это сила тяжести, вычисляемая по формуле

F=mg,

где m-масса объекта,

g-ускорение свободного падения, равное, для нашего региона 9,8 м/c2.

 http://meridian-journal.ru/uploads/2020/08/4461-1.PNG

Рис. 2. Чертеж мусорного бака

Характеристики

Ед. измерения

Показатели

Используемое шасси

модель

ЗИЛ-433362

Загрузка

тип

боковая

Объем бункера

куб. м.

11

Грузоподъемность манипулятора

кг

500

Масса груза (макс)

кг

4700

Коэффициент уплотнения мусора

1,5-4

 

Площадь прикосновения в нашем случае равна, 0,2512 м2 . Согласно техническому заданию измеряемая масса может быть в диапазоне от 0 до 500кг, давление соответственно от 0 до 19,9 кПа. Погрешность, должна составлять не более 0,5 кг., а значит 20 Па. Напряжение питания – 5 В.

Существуют разнообразные датчики давления В нашем случае нужно выбрать датчик абсолютного давления.  Выбор датчик абсолютного давления.

Принцип действия: масло подаётся во входное отверстие гидравлической системы, для подъёма вил. И в выходное для опускание вил. При помощи энкодера определяется нужны угол.  После чего измеряется давление при подъёме груза и определяется вес. Информация отображается на индикаторе и сохраняется на флэш-карте

Заключение

В результате проделанной работы были разработаны электронные весы с диапазоном измерения от 0 до 500 килограмм, с точностью измерения 500 грамм, с микропроцессорным управлением. Точность измерения не зависит от положения объекта на весах. Электронные весы работают от источника напряжения 5 В. Потребляемая мощность – 1,05 Вт. Потребляемый ток – 210 мА

Список использованных источников

1 www.gaw/html/cgi/txt/pub/sensor/index.html

2 Техническая документация к датчику давления ПДТВХ-1

3 sub.chipdoc/html.cgi/txt/lcd/chips/hd44780/start.htm

4 www.powerlight

5 А.В.Фрунзе, А.А.Фрунзе. Микроконтроллеры? Это же просто!, ООО “ИД СКИМЕН”, 2003г.