确定残留负载的方法和系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的方法。所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体，液压缸布置在自卸车车体和车架之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体。该方法包括执行自卸操作，在所述自卸操作中，所述自卸车车体被枢转到并且停止在自卸位置，使负载的至少一部分从所述自卸车车体倾倒出；和接收关于在所述自卸位置处所述液压缸内的液压压力的压力参数。至少基于被接收到的所述压力参数来确定自卸车车体中是否有残留负载。
【专利说明】确定残留负载的方法和系统
[0001]本发明涉及确定自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的方法和系统。
[0002]自卸车，有时称为自卸车或翻斗车，是典型地在建筑工业中用于运输物料(例如，砂砾或沙子)的车辆。自卸车通常包括发动机、驾驶舱和拖车。拖车通常具有拖车底盘或车架，顶部敞开的立方形容器形式的自卸车车体被枢转地安装至拖车底盘或车架。液压缸被提供在车架和自卸车车体之间，且可被伸出以枢转自卸车车体至其中负载被从车体清空的自卸位置(tipping posit1n)。液压缸可被收缩以降低自卸车车体。应意识到，这仅是自卸式卡车的一种形式且存在其他类型。
[0003]在使用中，随着自卸车车体从静止位置向被完全倾斜的自卸位置移动，负载(例如物料)被逐渐从自卸车车体倾倒出。在被完全倾斜的位置，所有负载都应当从自卸车车体倾倒出。但是，根据负载的特性，一些负载可能被留在自卸车车体中。例如，如果负载是“粘性的”，这就可能发生。典型地，操作者察觉不到这种情况，因为他们在驾驶室中不能看到自卸车车体。一段时间之后，残留负载可能在自卸车车体中积累。这会使自卸车车体的有效容积减少，并且因此需要增加装载和卸载循环的次数来移动一定体积的物料。
[0004]因而需要提供一种至少在一定程度上解决了这一问题的方法和系统。
[0005]根据一个方面，提供了一种确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的方法，所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体，液压缸布置在自卸车车体和车架之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体，所述方法包括:执行自卸操作，在所述自卸操作中，所述自卸车车体被枢转到并且停止在自卸位置，使负载的至少一部分从所述自卸车车体倾倒出；接收关于在所述自卸位置处所述液压缸内的液压压力的压力参数;和至少基于被接收到的所述压力参数来确定自卸车车体中是否有残留负载。如果在自卸车车体中有残留负载，那么这可被指示给操作者，使得自卸车车体能够被完全清空。
[0006]术语“压力参数”覆盖了能够确定出液压缸中的液压流体压力的任何可测量参数。
[0007]自卸车车体可以枢转到并停止在预定的自卸位置。自卸车车体可以枢转到并停止被完全倾斜的位置。自卸车车体可以自动停止在该被完全倾斜的自卸位置。自卸车可被提供有在被完全倾斜的位置使自卸车车体的移动停止的自动停止机构。该方法还可以包括确定自卸车车体何时到达被完全倾斜的自卸位置。可以使用安装的倾角传感器来确定自卸车车体何时处于被完全倾斜的位置。这可以安装在液压缸或自卸车车体上，或者任何其它适当的部件上。
[0008]该方法还可以包括在其确定自卸车车体已经到达被完全倾斜的自卸位置之后记录压力参数。该压力参数可通过测量液压缸中的液压压力的压力传感器产生。压力传感器可安装至液压缸。压力传感器可安装在设置于液压缸中的端口内。在其它实施方式中，压力传感器可提供在被连接至液压缸的流体线路中。压力传感器可以是被布置用于产生电子压力信号的电子压力计，该电子压力信号的值与液压缸中的液压压力有关。
[0009]确定自卸车车体中是否有残留负载可以包括比较在自卸位置产生的压力参数和参数数据。
[0010]此比较可以是直接比较或间接比较。例如，该压力参数可在比较之前被转换至另一形式。如果该压力参数超过阈值预定的量，则可以确定在自卸车车体中有残留负载。
[0011]该方法可以进一步包括如果确定在自卸车车体中有残留负载则产生警报。此警报可以是视觉和/或听觉警报。
[0012]所述自卸操作可通过操作者操作操作者输入装置而执行。操作者输入装置可以是控制杆或按钮。
[0013]根据另一个方面，提供了一种确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的残留负载确定系统，所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体，液压缸布置在自卸车车体和车架之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体，所述系统包括残留负载确定模块，其被布置用于:接收关于在自卸位置处所述液压缸内的液压压力的压力参数;和至少基于在所述自卸位置处产生的所述压力参数来确定自卸车车体中是否有残留负载。
[0014]该系统可进一步包括操作者输入装置，用于执行自卸操作，在所述自卸操作中，所述自卸车车体被枢转到并且停止在自卸位置，使负载的至少一部分从所述自卸车车体倾倒出。
[0015]该系统还可以包括自卸检测器，用于检测所述自卸车车体何时达到被完全倾斜的自卸位置。该系统可被布置用于当检测到所述自卸车车体达到被完全倾斜的自卸位置时自动停止所述自卸车车体。
[0016]该系统可进一步包括压力传感器，其被布置用于测量液压缸内的液压压力并且产生压力参数。
[0017]该系统可进一步包括用于存储参考数据的存储模块。所述残留负载确定模块被布置用于通过比较在所述自卸位置产生的压力参数与存储在所述存储模块中的参考数据来确定所述自卸车车体中是否有残留负载。所述残留负载确定模块被布置用于在确定所述压力参数超过阈值预定的量时确定所述自卸车车体中有残留负载。
[0018]该系统可以进一步包括警报发生器，其被布置用于在确定所述自卸车车体中有残留负载时产生警报。所述警报发生器可以包括显示器。
[0019]根据另一个方面，提供了一种自卸车，包括:自卸车车体，其相对车架能够可枢转地移动;液压缸，其被布置在所述车架和所述自卸车车体之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体;和根据本文任何声明的残留负载确定系统，用于确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载。压力传感器可安装至液压缸。自卸车可以是自卸式车辆。
[0020]本发明可包括在此提到的各特征和/或限制的任何组合，除非这些特征的组合相互排斥。
[0021]现在将通过示例的方式描述本发明的实施方式，参考附图，其中:
[0022]附图1示意性地示出了自卸式卡车的透视图；
[0023]附图2示意性地示出了附图1的自卸式卡车没有牵引车的透视图；
[0024]附图3示意性地示出了用于确定在自卸操作后自卸式卡车的自卸车车体中是否有残留负载的残留负载确定系统；
[0025]附图4示意性地示出了自卸式卡车，其中自卸车车体处于静止位置；
[0026]附图5示意性地示出了自卸式卡车，其中自卸车车体处于被完全倾斜的位置;以及
[0027]附图6示意性地示出了替代自卸式卡车。
[0028]附图1和2示出了自卸式卡车1，有时称为翻斗车，包括牵引车2和拖车4。拖车4具有拖车底盘或车架6，自卸车车体8被可枢转地安装至此。自卸车车体8围绕着被定位于底盘6后部的横轴线10可枢转地安装至底盘6。自卸车车体8是具有敞开的顶部的立方形容器的形式。自卸车车体8的后面板(或门)12在其上边缘铰接且可被锁定和解锁，使得该后面板可被打开以允许自卸车车体8内的物体被清空。提供液压缸14，其在下端可枢转地附接至底盘6的前部且上端可枢转地附接至自卸车车体8的前部。液压缸14可被伸出(如附图1所示)，以使自卸车车体8围绕轴线10枢转至被完全倾斜的位置，这时后面板12被解锁的话，自卸车车体8中的任何负载都被清空至地面。液压缸14可被收缩，从而使自卸车车体8枢转回到其坐落在底盘6上的静止位置。由于液压缸14的下端被可枢转地固定至底盘6，且液压缸14的上端被可枢转地固定至自卸车车体8，所以在液压缸14相对于底盘的倾角α和自卸车车体8相对于底盘6的倾角Θ之间是固定不变(fixed)的关系。
[0029]自卸式卡车I进一步包括液压促动系统20，用于促动液压缸14。液压促动系统20包括油箱22、栗24和阀组件26，它们与流体线路连接以形成流体回路。还提供控制(pilot)系统(未示出)，用于在多个配置之间切换阀组件。阀组件26提供有通过流体线路28液压地连接至液压缸14的端口。阀组件26可在多个配置之间切换，从而操作液压缸14。在阀组件26的旁通配置中，通过栗24运行，液压流体通过栗24循环，从油箱22、通过阀组件26回到油箱22。为了使液压缸14伸出以将自卸车车体8枢转至被完全倾斜的位置(如附图1和2所示)，阀组件26切换至上升配置，在该配置中栗26将液压流体从油箱22栗入液压缸14内使其伸出。自卸式卡车I被提供有自动“停止”系统，其包括开关18形式的停止传感器(或检测器)。停止开关18被定位于当自卸车车体8到达被完全倾斜的位置时开关18即被液压缸14的缸体触发的位置。停止开关18与液压促动系统20(通过控制系统)耦合。当开关18被液压缸14触发时，阀组件26被切换至旁通配置，在该配置中，通过栗24运行，液压流体循环，从油箱22经过阀组件26回到油箱22。液压缸14和停止开关18之间的位置关系定义了所述被完全倾斜的位置，因为在开关18被触发后，自卸车车体8停止移动。在阀组件26的旁通配置中，流体线路28被封闭，因而液压缸14保持在伸出配置，并且自卸车车体8保持在所述被完全倾斜的位置。阀组件26还提供有压力释放旁通阀。如果阀组件26中的液压流体的压力超过阈值(其可能是由于自卸车车体8中的过重负载造成)，液压流体被转向至油箱22，而不被栗入液压缸14中。这是用于防止过重负载被提升而设置的安全特征。为了降低液压缸14，栗24被断电且阀组件26被切换至下降配置。在这一配置中，流体线路28打开，液压缸14在自卸车车体8的重量作用下收缩，液压流体回到油箱22。
[0030]正如将在下文详细描述的，自卸式卡车I被提供有残留负载确定系统40，其能够确定自卸操作后自卸车车体8中是否有残留负载。
[0031]图3示出了残留负载确定系统40，用于确定自卸车车体8中是否有残留负载。残留负载确定系统40包括压力传感器42，用于测量液压缸14中的液压流体、例如油的压力，和所述停止开关18。压力传感器42是电子压力转换器，其被安装在设置于液压缸14的外壁中的端口内。压力传感器42因而被固定至液压缸14且暴露至液压杆14内的液压流体。压力传感器42被布置用于产生代表所检测到的液压压力(也就是，液压流体的压力)的电子信号。因而，液压缸14内的液体压力可由压力传感器42产生的电子信号而确定。如上所述，停止开关18被定位成使得其在自卸车车体8处于被完全倾斜的位置时被液压缸14的缸体触发。当停止开关18被触发时，产生表示自卸车车体8处于被完全倾斜的位置的电子信号。
[0032]残留负载确定系统40进一步包括残留负载确定模块50、自卸确定模块52和触摸显示器54。压力传感器42通过适当的布线而连接至残留负载确定模块50，使得残留负载确定模块50可获得由压力传感器42产生的信号。停止开关18通过适当的布线而连接至自卸确定模块52，使得自卸确定模块52可获得由停止传感器18产生的信号。应意识到，在其它实施方式中，传感器18、42可被无线连接至残留负载确定模块50和自卸确定模块52。自卸确定模块52被构造成使得其能够确定自卸车车体8何时处于被完全倾斜的位置。自卸确定模块52被连接到残留负载确定模块50。残留负载确定模块50被构造用于根据从压力传感器42接收的信号和存储在模块50中的预存数据来确定自卸车车体8中是否有残留负载。显示器54被连接至残留负载确定模块50且被构造用于在残留负载确定模块50确定自卸车车体8中有残留负载的情况下显示警报。在这一实施方式中，显示器54安装在牵引车2的仪表板中，使得操作者容易看到。然而，在其它实施方式中，它可位于外部，或它可以是无线手持装置的形式(例如，智能手机或平板电脑)。如果显示器54由便携式无线装置、例如智能手机或平板电脑提供，它还可合并残留负载确定模块50和自卸确定模块52，且可与传感器18、42无线通讯。
[0033]将参考附图4和5描述自卸操作。
[0034]在开始自卸操作之前，自卸式卡车I行驶至底盘6基本上水平的位置。最初，容纳负载16(例如沙子)的自卸车车体8处于静止位置(附图4)。在自卸车车体8的静止位置，它坐落在拖车4的底盘6上，使得负载被直接传递至底盘6。因此，在静止位置中，没有负载被传递经过液压缸14。为了开始倾斜自卸车车体8内的负载16的自卸操作，操作者使用液压促动系统20的控制杆(未示出)来延伸液压缸14。这使得自卸车车体8围绕轴线1从静止位置朝向被完全倾斜的位置(附图5)枢转。在这一实施方式中，被完全倾斜的位置相对水平底盘6成近似50度的顶锥角。由于后门12在自卸操作期间被解锁，所以随着液压缸14被伸出负载16被自卸至地面上。一旦自卸车车体8背离底盘6枢转，负载即被传递经过液压缸14，这使液压缸14内的液压流体受压。该压力在自卸操作的起始阶段期间处于最高值。随着自卸车车体8的顶锥角增加，该压力减小，因为负载16被自卸至地面上。该压力还随着自卸车车体8和负载16的重心移动得更接近后自卸车轴线10、且随着液压缸14的倾角减小而减小。应注意到，如果液压缸14是套筒式(多级)液压缸，那么该压力(尽管不是力)可能会有阶跃变化。随着液压缸14延伸，自卸车车体8的顶锥角增加且液压缸14的倾角减小。在一特定角位置，液压缸14的缸体与停止开关18接触。这使阀组件26切换到旁通配置，并且因而液压流体通过栗24循环，从油箱22、通过阀组件26再回到油箱22。流体线路28被阀组件26关闭，从而液压缸14被锁定在伸出位置。在该实施例中，不可以使自卸车车体8枢转超过所述被完全倾斜的位置。
[0035]除了使阀组件26被切换到旁通配置之外，由触发停止开关18引起的电子信号还被自卸确定模块52接收。当自卸确定模块52接收该信号(其可以是数字或模拟信号)时，确定自卸车车体8处于被完全倾斜的位置。响应于确定自卸车车体8处于被完全倾斜的位置，自卸确定模块52与残留负载确定模块50通信以确定自卸车车体8中是否有残留负载。响应于该通信，残留负载确定模块50记录压力传感器42产生的压力信号的值(压力参数)。然后比较该压力信号的值与存储在确定模块50中的参考值。该参考值对应于在自卸车车体8完全空时的压力信号的值。如果所测得的压力信号的值超过该参考值一定的量(其可以是百分比，或者其可以对应于某一特定质量)，则残留负载确定模块50确定自卸车车体8中有残留负载。这被输出到显示器54，为操作者提供自卸车车体8仍然容纳有负载的视觉警报。响应于此，操作者可立即手动清洁自卸车车体8或者可在下一个适当的机会清洁自卸车车体8。这有助于确保自卸车车体8的有效容积不会由于残留负载在自卸车车体8中堆积而减少。
[0036]为了能够确定是否有残留负载，残留负载确定模块50可以针对特定自卸式卡车I进行佼准。例如，自卸车I可以通过如下进行校准:将空的自卸车车体8枢转到被完全倾斜的位置并且启动校准顺序，其中压力值被记录为参考值。在其它实施方式中，根据自卸车I的几何结构和重量，用于特定自卸式卡车I的参考数据可被预编程。应意识到，除了压力参数，其它测量结果或参数可被使用。
[0037]残留负载确定模块50可以做各种假定以确定自卸车车体8是否容纳残留负载。例如，残留负载确定模块50可假定底盘6是水平的。如果底盘6不是水平的，残留负载确定系统40可能够确定底盘6的倾角，且可使用这一值来校正任何倾角。例如，底盘6可提供有倾角传感器，其被布置用于产生指示倾角的信号。在其它布置中，由被附接至液压缸14的倾角传感器产生的信号可被用于确定底盘6的倾角。例如，在自卸车车体8处于静止位置(附图4)的情况下，根据在底盘6水平情况下的液压缸14的已知倾角，由倾角传感器产生的信号可被用于计算底盘6的倾角。
[0038]在上面所述的实施例中，液压缸14通过操作者操作控制杆来促动，以将自卸式车体8从静止位置移动到完全倾斜位置。但是，在可替换的实施例中，液压缸14可通过操作者按压触摸显示器、如显示器54上的按钮而自动促动并且移动到被完全倾斜的位置。
[0039]已经描述了用停止开关18来检测自卸车车体8位于被完全倾斜的位置。然而，可使用其它传感器或方法。例如，液压缸14可提供有被定位用于产生指示前后倾角的信号的倾角传感器。当倾角传感器产生的信号达到阈值时可确定自卸车车体8处于被完全倾斜的位置。倾角传感器也能够用来将阀组件26切换到旁通配置。而且，在另一个实施例中，操作者可以按压手动按钮来指示自卸车车体8处于被完全倾斜的位置。
[0040]虽然在上面已经描述了用于确定自卸车车体8当处于被完全倾斜的位置时是否有残留负载的系统，但是其能够在任何位置确定是否有残留负载。例如，自卸车车体8能够停止在中间位置(如30度顶锥角)并且其可以确定是否有残留负载。为了进行评估，可能必须使用其它信息，比如自卸车车体8的角位置。
[0041]与在液压缸14壁中的端口中提供压力传感器42相反，压力传感器可被提供在连接阀组件26至液压缸14的流体线路28中。本质上，压力传感器42可提供在液压系统中可以探测液压缸14中的液压压力的任何适当位置处。
[0042]应意识到，该系统可与其中自卸车车体8可通过液压缸枢转或移动的任何适当类型的自卸式卡车一起使用。例如，如在附图6中所示，自卸式卡车I可包括牵引车2，牵引车2具有底盘6，液压缸14连接在车架6和自卸车车体8之间。自卸式卡车14进一步包括拉杆9，其在第一端可枢转地连接至底盘6的第一枢转轴线10处，且在第二端连接至自卸车车体8的第二枢转轴线11处。为了使自卸车车体8从静止位置(未示出)枢转至被完全倾斜的位置(附图
6)，液压缸14伸出，这导致自卸车车体8围绕枢转轴线10相对车架6、且围绕枢转轴线11相对拉杆9顺时针枢转(附图6中)。还应注意到，为了测量自卸车车体8的角位置(也就是，顶锥角)，可测量拉杆9的倾角，因为此角度和顶锥角(和液压缸14的倾角)之间是固定的关系。
[0043]残留负载确定系统40可以是很多智能系统中的一种，其中自卸式卡车I被提供有用于提供与自卸式车辆和/或由自卸车车体承载的负载有关的信息的任何适当系统并且因而可以是与该系统的组合。如果提供多个智能系统，例如，它们可共享同一显示器或处理器。
[0044]上文描述的装置、系统和方法的一些方面可被体现为机器可读指令，例如处理器控制代码，例如在非易失载体媒介上，该媒介例如是硬盘、CD-或DVD-R0M，编程存储器、例如只读存储器(固件)，或者在数据载体上，该数据载体例如是光学或电信号载体。对于一些应用，本发明的实施方式将实施在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)、或FPGA(现场可编程门阵列)上。因而，代码可包括传统程序代码或微代码或，例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。代码还可包括用于动态配置可重构装置、例如可再编程逻辑门阵列的代码。类似地，该代码可包括用于硬件描述语言的代码，例如Verilog TM或VHDL(非常高速集成电路硬件描述语言)。代码可分布在彼此通讯的多个耦合部件之间。在适当情况下，实施方式还可使用运行在场-可(再)编程模拟阵列或类似装置上的代码实施，从而配置模拟硬件。
【主权项】
1.一种确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的方法，所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体，液压缸布置在自卸车车体和车架之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体，所述方法包括: 执行自卸操作，在所述自卸操作中，所述自卸车车体被枢转到并且停止在自卸位置，使负载的至少一部分从所述自卸车车体倾倒出； 接收关于在所述自卸位置处所述液压缸内的液压压力的压力参数;和 至少基于被接收到的所述压力参数来确定自卸车车体中是否有残留负载。2.—种确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载的残留负载确定系统，所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体，液压缸布置在自卸车车体和车架之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体，所述系统包括: 残留负载确定模块，其被布置用于: 接收关于在自卸位置处所述液压缸内的液压压力的压力参数;和 至少基于在所述自卸位置处产生的所述压力参数来确定自卸车车体中是否有残留负载。3.如权利要求2所述的系统，还包括操作者输入装置，用于执行自卸操作，在所述自卸操作中，所述自卸车车体被枢转到并且停止在自卸位置，使负载的至少一部分从所述自卸车车体倾倒出。4.如权利要求2或3所述的系统，还包括自卸检测器，用于检测所述自卸车车体何时达到被完全倾斜的自卸位置，其中，所述系统被布置用于当检测到所述自卸车车体达到被完全倾斜的自卸位置时自动停止所述自卸车车体。5.根据权利要求2或3所述的系统，还包括压力传感器，其被布置用于测量液压缸内的液压压力并且产生压力参数。6.如权利要求2或3所述的系统，还包括用于存储参考数据的存储模块，其中，所述残留负载确定模块被布置用于通过比较在所述自卸位置产生的压力参数与存储在所述存储模块中的参考数据来确定所述自卸车车体中是否有残留负载。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述残留负载确定模块被布置用于在确定所述压力参数超过阈值预定的量时确定所述自卸车车体中有残留负载。8.如权利要求2或3所述的系统，进一步包括警报发生器，其被布置用于在确定所述自卸车车体中有残留负载时产生警报。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述警报发生器包括显示器。10.—种自卸车，包括: 自卸车车体，其相对车架能够可枢转地移动； 液压缸，其被布置在所述车架和所述自卸车车体之间，并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体;以及 根据权利要求2-9中任一项所述的残留负载确定系统，用于确定自卸操作后自卸车的自卸车车体中是否有残留负载。
【文档编号】G01C9/00GK105937900SQ201511036176
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】M·鲍尔迪斯, M·埃尔托格, J·比耶蒙德
【申请人】海沃机械（中国）有限公司