结构的监控系统技术方案

本发明专利技术总体上涉及一种结构的监控系统，该结构可为物料转移车辆。本发明专利技术可应用于称量车辆的负载以及监控车辆的物理稳定性。物料转移车辆可例如为轮式装载机、叉车、挖掘机、倾卸车、集运机、收割机、起重机、载人吊重机、伐木机或卡车(诸如，消防车、叉式升降车、托盘车、前移式卡车或垃圾车)。本发明专利技术的目的通过这样一种解决方案来实现，其中，物料转移车辆具有用于称量的至少一个传感器并具有用于测量车辆或车辆部件的加速度和/或角度的以便补偿称量数据的至少一个传感器。在本发明专利技术的系统中，同一部件可用于称量运载装置的负载、用于对结构的运动控制提供反馈并且/或者用于监控倾覆风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种监控系统。本专利技术可应用于监控物料转移车辆或其他结构 的物理稳定性，并且其还可用于对车辆的运动控制提供反馈且用于补偿称量数据。物料转 移车辆可例如为轮式装载机、叉车、挖掘机、倾卸车、集运机、收割机、起重机、载人吊重机、 伐木机或卡车（诸如，消防车、叉式升降车、巧盘车、前移式卡车或垃圾车）。其他可能的结 构可包括例如跪杆、立柱、桥、筒仓、风车、钻探装置、屋顶、脚手架等等。
技术介绍
物料转移车辆通常包括用于被处理或运载的称量物料的称量装置。图1示出了根 据现有技术的示例性物料转移车辆，轮式装载机10位于地面90上。轮式装载机具有伊斗 12,该伊斗作为用于待转移的物料的运载装置。伊斗通过较接梁16连接至轮式装载机的本 体部分/底盘（chassis,车架）。为了提升/降下伊斗，液压缸13连接至该梁，并且该液压 缸用阀来控制。此外，轮式装载机具有用于转动伊斗的液压缸15。 轮式装载机的称量装置的目的在于测量当前位于伊斗中的物料的重量。该称量装 置可在息臂化oom)结构中具有电子称量传感器或液压称量传感器。例如，压力传感器可安 装在提升汽缸（liftingcylinder)中，该些压力传感器测量汽缸中的液压液体的压力。可 替换地，应变式传感器可用作称量传感器，该些应变式传感器例如可安装在伊斗与梁之间 的联接件中。 然而，物料转移车辆的底盘、息臂或伊斗的位置、角W及运动对称量传感器的输出 信号值具有影响，并且因此应该用加速/位置信息对称量传感器的数据进行补偿。在专利 文献EP1083415B1中公开了该种补偿系统。为了补偿的目的，物料转移车辆可包括位于物 料转移车辆的底盘中的位置传感器，诸如，加速计。例如，挖掘机也可具有诸如加速计的传 感器，W便测量每个息臂的位置而用于称量的补偿。 在测量参数的基础上处理从传感器接收的信息，并通过该处理而获得称量结果。 称量装置的具有用户界面18的电子单元通常位于车辆的舱室中。 物料转移车辆还可具有用于监控车辆的机械稳定性的系统。该是必须的，W便避 免车辆倾覆。该种倾覆的风险可能会由于不均匀的基底/地面90、重载W及车辆的运动和 /或负载的运动而出现。例如，可通过测量车辆的车轴上的负载来监控稳定性。如果在任意 车轴或轮上的负载值处于限制值W下，则由检测系统发出警报。 存在涉及现有技术解决方案的一些缺点。例如，如果仅重量被用于监控倾覆的风 险，则该种监控不会考虑不均匀地面或车辆运动的影响。还存在可利用的单独的监控系统， 该监控系统测量车辆的加速度。然而，因为为了该个目的而需要特殊的传感器、处理器W及 用户界面单元，所W该种系统的生产W及安装成本很高。例如，还必须具有用于称量W及用 于测量结构位置的单独的传感器，W便对车辆部件的运动控制提供反馈信息。现有技术的 系统还不能提供非常精确的测量结果。该种系统还不能应用于监控在其正常状态下静态的 结构的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免或至少缓解现有技术解决方案的前述缺点，并实现该样一 种解决方案，通过该解决方案，提供用于精确称量负载W及稳定地监控结构（诸如，物料转 移车辆或静态结构）的所需要的测量。 本专利技术的目的由该样的解决方案满足，其中，稳定性监控系统的至少一个巧螺仪 W及一个加速计用于测量结构或结构的部件的角位置。巧螺仪提供关于角速度的信号： co(t)=d(p(t)/dt 角位置因此被确定为关于角速度信号的时间积分。该给出对外部干涉不敏感的可 靠的角位置测量结果。由于运算法则W及巧螺仪的小偏移，积分值具有漂移（化ift)的趋 势，而加速计用于校正该种漂移。优选地在息臂的静态期间或基于其他可靠的加速计信息 做出该校正。 在第一传感器单元W及第二传感器单元两者的基础上确定负载重量。当具有巧螺 仪W及加速计的传感器用于测量物料转移车辆的运载装置或息臂的角位置时，有可能获得 对于角运动的快速且更精确的响应，并因此可获得良好的测量精确度W及稳定性。 在一个实施方式中，加速计适于校正巧螺仪的漂移。在另一实施方式中，监控系统 具有至少一个通用部件，该至少一个通用部件用于称量负载并用于测量机械稳定性。在本 专利技术的系统中，例如同一称量传感器可用于称量运载装置的负载并用于监控倾覆的风险， 而且例如用于测量车辆的加速度/角度的同一传感器可用于补偿称量信号，W获得补偿的 称量结果，W用于对例如车辆部件的运动控制提供反馈，和/或用于监控车辆或其他结构 的物理稳定性。 一种根据本专利技术的结构的监控系统，该监控系统包括： -至少一个第一传感器，用于测量结构的角位置； -处理装置，用于提供从第一传感器接收的信息的测量结果； -用户界面，用于提供测量结果的信息， 其中，稳定性的监控系统的第一传感器包括用于测量所述角位置的巧螺仪W及加 速计，并且处理装置适于处理来自传感器或多个传感器的信息，W便提供重量数据、提供用 于控制结构的运动的反馈数据并且/或者提供结构的物理稳定性的信息。 本专利技术系统可用于监控运动的物料转移车辆W及静态结构两者的稳定性。 本专利技术系统所提供的优点为，降低生产W及安装的成本，同时同一单元（多个单 元）、部分（多个部分）、部件（多个部件）、线缆和/或软件可用于负载重量的测量W及稳 定性监控两者。还有可能将系统安装在车辆的舱室中的较小的符合人体工程学的最佳空间 中。 监控系统可使用同一传感器，W用于在重量测量W及稳定性测量两者中测量负载 重量。重量传感器可例如为应变式传感器或压力传感器。 监控系统还可使用同一传感器W用于测量加速度和/或角度两者，W便补偿重量 测量、用于对运动控制提供反馈和/或用于车辆稳定性测量。 还有可能例如在同一显示器上具有称量信息W及稳定性信息两者。还有可能控制 具有同一输入装置（诸如触摸屏、按钮或开关）的两个功能。与用于多个单独的用户界面 相比，在车辆的舱室中发现用于一个用户界面的符合人体工程学的最佳位置更容易。通用 的用户界面还降低生产成本。 根据一个实施方式，称量测量数据W及稳定性测量数据的处理设置有同一处理装 置，诸如，处理器。重量补偿W及倾覆风险的计算可在称量数据、车辆数据，W及/或者关于 车辆和/或车辆结构的角度、位置、运动和/或加速度的数据的基础上完成。相关参数W及 公式可储存在监控系统的存储器中。根据优选的实施方式，监控系统布置成在倾覆风险或负载重量超过对应的预定限 制的情况下对用户发出警报。还有可能，在该种情况下通过监控装置来约束车辆、息臂或运 载装置的运动。还有可能，W用户特定的方式约束运动/控制。在该种情况下，用户被监控 系统识别，并且用户特定的参数储存且用在监控系统中，W用于（特别是当倾覆风险接近 最大允许值时）确定车辆部件的允许的受控速度。还有可能，用于倾覆风险的最大允许值 是用户特定的。该样，与无经验的用户相比，有经验的用户能够在较低的安全约束的情况下 使用车辆。 在一个实施方式中，监控系统布置成通过学习而确定车辆和/或车辆部件的运动 /速度/位置/角约束。在该种学习模式中，监控系统例如监控测量信号并检测风险情况， 其中，车辆的轮与地面分离。基于安全W及风险情况，监控系统进而确定用于车辆W及车辆 部件（诸如，息臂和运载装置）的运动/位置/角度/速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构的监控系统(20)，所述监控系统包括：‑至少一个第一传感器(22a，22b，22c，22d)，用于测量所述结构的角位置；‑处理装置(282)，用于提供从所述第一传感器接收的信息的测量结果；‑用户界面(281)，用于提供所述测量结果的信息，其特征在于，稳定性的所述监控系统的所述第一传感器包括用于测量所述角位置的陀螺仪以及加速计，并且所述处理装置适于处理来自传感器或多个传感器的信息，以便提供重量数据、提供用于控制结构的运动的反馈数据并且/或者提供结构的物理稳定性的信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭蒂·阿西凯宁，
申请(专利权)人：塔姆特豪思公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI