叉车称重装置和叉车自动称重的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及叉车领域，具体地涉及一种叉车称重装置和一种叉车自动称重的方 法。
【背景技术】
[0002] 叉车自动称重装置是现代物流的重要环节，随着物流的快速发展，对物流装备效 率提出了更高的要求，物流装备提高效率的基础是物流设备具有对货物的信息采集、传输 等功能，新型叉车自动称重装置的开发和应用能使叉车等物流装备具备更广泛的功能，一 是能配合用户对货物进行更高效的信息管理，例如仓库的货物准确重量、生产过程的货物 损耗、信息的多次采集等等，二是减少设备投入（如地秤设备）、提高运输效率，能将生产过 程中的很多秤重的动作在运输的过程中完成。
[0003] 多年来，国内叉车称重装置主要有两种类型：一类是通过测量叉车起升时油缸内 油压的变化来确定装载物体的重量，如中国专利：CN203411294U，这种称重方法的主要缺点 是由于油缸密封不能保证绝对不泄漏，如果叉车在使用中有一点漏油，就会造成较大误差， 而且这种测量方法的通用性受到限制；另一类是新增挂板与原挂板用四个剪力传感器连 接，叉件挂在新增挂板上，根据四个传感器所受剪力之和确定叉件上的货重，这种方法的主 要问题是难以控制货物在货叉上的载荷重心位置对输出信号的影响。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于为解决上述问题，提供一种采用二维称重方式的称重装置，和 一种基于此称重装置，并通过模糊修正对称重误差进行自动修正，智能化程度高，控制精度 高，误差小的叉车自动称重的方法。
[0005] 为此，本发明公开了一种叉车称重装置，包括双叉挂板、叉车门架挂板和两个称重 传感器，所述两个称重传感器通过固定杆刚性固定后紧固于双叉挂板和叉车门架挂板之 间，其中一个传感器处于另一个传感器正上方，所述传感器底座挂板具有足够的刚度，受载 变形量忽略不计，所述前后挂板有足够的预紧联接，视为刚性整体。
[0006] 进一步的，所述称重传感器为电阻应变式压力传感器。
[0007] 本发明还公开了一种基于上述叉车称重装置的叉车自动称重的方法，包括如下步 骤：
[0008] Sl :通过上述的称重装置，得到货物重量的相应传感信号；
[0009] S2 :对传感彳目号进彳丁米样和处理；
[0010] S3 :将处理后的传感信号转换成重量值；
[0011] S4 :采用模糊修正对重量值进行修正和补偿。
[0012] 进一步的，所述步骤S2中，采样过程引入数字滤波处理，所述数字滤波处理包括 平均值滤波和中值滤波。
[0013] 进一步的，所述步骤S3中，将处理后的传感信号转换成重量值的具体方法为：首 先，对称重装置进行三次超静定受力分析，得出货物重量关于传感信号的转换函数，称重 时，通过转换函数将处理后的传感信号转换成重量值。
[0014] 进一步的，所述步骤S4具体包括：
[0015] S4A:预先通过多组实验，得到不同载荷、不同加载位置下测量结果与核定标准下 所测结果差值，从而得到称重修正值，列出表格存入微型计算机；
[0016] S4B :设定模糊集，论域和隶属度函数，将输入量模糊化；
[0017] S4C :通过模糊规则库，利用模糊推理，得出模糊控制量；
[0018] S4D :对模糊控制量进行反模糊化，得到确定的控制量，对称重值进行修正。
[0019] 进一步的，所述隶属度函数为三角形隶属度函数，所述模糊集为{N，Z，P}，表示负、 零、正，所述论域为{-1，〇，1}。
[0020] 进一步的，所述模糊推理的方法是"代数和（sum)-代数积（prod) "。
[0021] 进一步的，所述反模糊化方法为加权平均法。
[0022] 本发明的有益技术效果：
[0023] 本发明通过采用二维测重方式和模糊修正的组合方法，解决了叉车称重中载荷重 心位置这种随机因素所造成的称量不准确的问题，采用这种方法设计的叉车称重系统，称 重误差自动修正，智能化程度高，控制精度高，误差小，抗振动和干扰能力强，且与国外同类 装置比，系统的成本低，具有较大的推广价值。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明称重装置的结构示意图；
[0025] 图2为本发明实施例的传感器受力分析图；
[0026] 图3为本发明模/数转换工作流程图；
[0027] 图4为本发明的三角形隶属度函数图；
[0028] 图5为本发明的模糊规则库；
[0029] 图6为实施本发明的一种较优称重系统原理图。
【具体实施方式】
[0030] 现结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0031] 如图1所示，一种叉车称重装置，包括双叉挂板100、叉车门架挂板200和两个称 重传感器300(本实施例中为电阻应变式压力传感器），所述两个称重传感器300通过固定 杆400刚性固定后紧固于双叉挂板100和叉车门架挂板200之间，其中一个传感器处于另 一个传感器正上方，所述传感器300底座挂板具有足够的刚度，受载变形量忽略不计，所述 前后挂板有足够的预紧联接，视为刚性整体。此时称重传感器300受外力状态为三次超静 定问题，为方便解决问题，根据叉起装置必须满足的条件，断开下面的传感器，以货物己作 用情况进行分析，其受力情况如图2所示，建立平衡方程：
[0032]
【主权项】
1. 一种叉车称重装置，包括双叉挂板、叉车门架挂板和两个称重传感器，其特征在于： 所述两个称重传感器通过固定杆刚性固定后紧固于双叉挂板和叉车门架挂板之间，其中一 个传感器处于另一个传感器正上方，所述传感器底座挂板具有足够的刚度，受载变形量忽 略不计，所述前后挂板有足够的预紧联接，视为刚性整体。
2. 根据权利要求1所述的一种叉车称重装置，其特征在于：所述称重传感器为电阻应 变式压力传感器。
3. -种基于权利要求1或2所述的叉车称重装置的叉车自动称重的方法，其特征在于， 包括如下步骤： 51 :通过上述权利要求1或2所述的称重装置，得到货物重量的相应传感信号； 52 :对传感信号进行采样和处理； 53 :将处理后的传感信号转换成重量值； 54 :采用模糊修正对重量值进行修正和补偿。
4. 根据权利要求3所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述步骤S2中，采 样过程引入数字滤波处理，所述数字滤波处理包括平均值滤波和中值滤波。
5. 根据权利要求3所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述步骤S3中，将 处理后的传感信号转换成重量值的具体方法为：首先，对称重装置进行三次超静定受力分 析，得出货物重量关于传感信号的转换函数，称重时，通过转换函数将处理后的传感信号转 换成重量值。
6. 根据权利要求3所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述步骤S4具体包 括： S4A:预先通过多组实验，得到不同载荷、不同加载位置下测量结果与核定标准下所测 结果差值，从而得到称重修正值，列出表格存入微型计算机； S4B:设定模糊集，论域和隶属度函数，将输入量模糊化； S4C:通过模糊规则库，利用模糊推理，得出模糊控制量； S4D:对模糊控制量进行反模糊化，得到确定的控制量，对称重值进行修正。
7. 根据权利要求6所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述隶属度函数为 三角形隶属度函数，所述模糊集为{N，Z，P}，表示负、零、正，所述论域为{-1，0，1}。
8. 根据权利要求6所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述模糊推理的方 法是"代数和（sum)-代数积（prod)"。
9. 根据权利要求6所述的一种叉车自动称重的方法，其特征在于：所述反模糊化方法 为加权平均法。
【专利摘要】本发明公开了一种叉车称重装置，包括双叉挂板、叉车门架挂板和两个称重传感器，所述两个称重传感器通过固定杆刚性固定后紧固于双叉挂板和叉车门架挂板之间，其中一个传感器处于另一个传感器正上方。本发明还公开了一种基于上述称重装置的叉车自动称重的方法，包括如下步骤：首先，通过上述称重装置，得到货物重量的相应传感信号；接着，对传感信号进行采样和处理；然后，将处理后的传感信号转换成重量值；最后，用模糊修正对重量值进行修正和补偿。本发明通过模糊修正对称重误差进行自动修正，智能化程度高，控制精度高，误差小，且与国外同类装置比，系统的成本低，具有较大的推广价值。
【IPC分类】B66F9-075, G01G19-52, G01G19-18
【公开号】CN104724638
【申请号】CN201510151229
【发明人】刘美俊
【申请人】厦门理工学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月1日