一种用于可移动式称重装置的智能配电系统的制作方法

1.本发明涉及一种仓储物流的称重装置，尤其涉及一种用于可移动式称重装置的智能配电系统。


背景技术：

2.当前，申请人在为客户指定的有色金属(诸如铜、铝、锌、镍等)交割仓库。从近几年开始做有色金属以来，进出库量逐年增加，例如，2017年的进出库量超过200万吨，2018年的进出库量更达到了350万吨。按照作业规定，有色金属的进库货物每件都必须在现场过磅，再根据过磅时的实际重量进行入库处理。
3.在现有技术中，对入库的有色金属进行现场过磅时，所用的称重设备为电子地上衡，该设备仪表内装有6伏电瓶，藉由电瓶提供的电力使电子地上衡进行正常的称重操作。由于仓储物流的过磅作业地点往往并不固定，磅秤需随时移动，举例来说，磅秤 (外部尺寸为长1.3米、宽1.3米、高0.3米)是放置在一个长度为2.5米、宽度为1.5米、高度为2米的小型集装箱内，在集装箱的底部留有便于叉车移动的铲孔，两侧装有移门，便于货物过磅作业。此外，220v交流电属于危险电压，而整个箱体是金属的，容易发生电线脱落、破皮或拉断导致的触电事故。出于安全考虑，作业现场不允许拖拉220伏交流电源，所以该称重设备仪表仅靠其内置的电瓶，最多连续工作2-3小时就会因电量不足而停机或精度下降。此时操作人员必须将该仪表拿到办公室或工作间进行充电，或是更换其它电量充足的待用仪表，进行重新磅秤和仪表调试，这会显著地影响货物过磅的工作效率。严重时还将延长货物运输车辆的排队等待时间，甚至会导致物流仓库周边的交通堵塞。


技术实现要素：

4.针对现有技术的可移动式称重设备存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于可移动式称重装置的智能配电系统。
5.依据本发明的一个方面，提供一种用于可移动式称重装置的智能配电系统，称重装置包括单台或多联磅秤，用于计量待称重的仓储货物，该智能配电系统包括：
6.太阳能电池板，设置在所述称重装置的顶部，用于将光能转换为第一直流电；
7.蓄电池，用于向所述称重装置的各种用电负载提供工作电源；
8.充电控制器，电性耦接至所述太阳能电池板、所述蓄电池以及所述各种用电负载，用于接收所述第一直流电并输出第二直流电，当所述蓄电池的剩余电量低于预设数值时，所述充电控制器藉由所输出的第二直流电对所述蓄电池进行充电；
9.电压转换器，电性耦接至所述充电控制器以及所述单台或多联磅秤，所述电压转换器用于将所述第二直流电转换为第三直流电，所述第三直流电对应于所述磅秤的工作电压；以及
10.灯箱，设置在所述称重装置的顶部，用于标识所述称重装置的工位编号，所述灯箱电性耦接至所述充电控制器，藉由所述充电控制器输出的第二直流电向所述灯箱供电，其
中，所述用电负载包括所述单台或多联磅秤以及所述灯箱。
11.在其中的一实施例，所述智能配电系统还包括配电箱，所述配电箱内装设有第一空气开关和第二空气开关，其中，所述第一空气开关设置在所述电压转换器与所述充电控制器之间，用于连通或阻断所述磅秤的供电支路；其中，所述第二空气开关设置在所述充电控制器与所述灯箱之间，用于连通或阻断所述灯箱的供电支路。
12.在其中的一实施例，所述配电箱内还装设有一个或多个第三空气开关，所述第三空气开关为所述第一空气开关和/或所述第二空气开关的备用开关。
13.在其中的一实施例，所述智能配电系统还包括照明灯和电风扇，且所述配电箱还包括第四空气开关和第五空气开关，其中所述第四空气开关设置在所述充电控制器与所述照明灯之间，以及所述第五空气开关设置在所述充电控制器与所述电风扇之间。
14.在其中的一实施例，所述配电箱还包括中间继电器以及人体感应开关，所述中间继电器包括三对触点，第一对触点耦接于所述充电控制器与所述人体感应开关之间，第二对触点耦接于充电控制器与所述第四空气开关之间，第三对触点耦接于充电控制器与所述第五空气开关之间；当所述人体感应开关检测到工作人员进入所述称重装置内部空间时，所述中间继电器的第二对触点和第三对触点闭合以连通所述照明灯和所述电风扇各自的供电支路。
15.在其中的一实施例，所述人体感应开关为红外开关。
16.在其中的一实施例，所述照明灯为12v/5w的节能灯具。
17.在其中的一实施例，所述电风扇为12v的直流金属风扇。
18.在其中的一实施例，所述蓄电池为太阳能专用的、12v/100ah 的免维护铅酸电池。
19.在其中的一实施例，所述智能配电系统还包括电量显示器，与所述蓄电池相连，用于实时显示所述蓄电池的剩余电量。
20.在其中的一实施例，所述称重装置为长方体状的磅房箱，所述磅房箱的内部空间划分为称重区以及操作区，所述充电控制器和所述电压转换器集中放置在所述称重区的箱体侧墙上的配电箱内，所述蓄电池设置在所述操作区。
21.在其中的一实施例，所述充电控制器还包括usb接口，用于对便携式手持设备进行充电。
22.采用本发明的用于可移动式称重装置的智能配电系统，称重装置包括单台或多联磅秤，用于计量待称重的仓储货物，该智能配电系统包括太阳能电池板、蓄电池、充电控制器、电压转换器和灯箱。太阳能电池板设置在称重装置的顶部，用于将光能转换为第一直流电。蓄电池用于向称重装置的各种用电负载提供工作电源。充电控制器用于接收第一直流电并输出第二直流电，当蓄电池的剩余电量低于预设数值时，充电控制器藉由所输出的第二直流电对蓄电池进行充电。电压转换器用于将第二直流电转换为第三直流电，第三直流电对应于磅秤的工作电压。灯箱设置在称重装置的顶部，用于标识称重装置的工位编号，灯箱电性耦接至充电控制器，藉由充电控制器输出的第二直流电向灯箱供电。
23.相比于现有技术，本发明用于可移动式称重装置的智能配电系统为配合磅房箱的空间改造，设计了一套无人值守的、集照明、供电和充电为一体的可再生能源转化方案：首先，利用磅房箱顶部的太阳能电池板将太阳能转换为电能，对蓄电池进行充电从而加强电池续航能力以保持磅秤连续不断地正常工作；其次，将所转化的电能进行降压处理，以适配
多种类型的用电负载的供电电压(例如，称重仪表6v、灯箱12v、电风扇和节能灯12v)；再次，系统的配电箱设有人体感应开关，当检测到工作人员进入称重装置内部空间时，藉由中间继电器的不同触点对分别连通照明灯和电风扇各自的供电支路，当未检测到工作人员位于称重装置内部空间时，人体感应开关则断开照明灯和电风扇各自的供电支路，实现真正意义上的无人值守。
附图说明
24.读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
25.图1示出现有技术的一种用于仓储物流的可移动式称重设备的结构示意图；
26.图2示出依据本技术的一具体实施例，用于仓储物流的可移动式称重设备的空间划分区域示意图；
27.图3示出在图2所示的可移动式称重设备中，称重区和操作区的结构配置示意图；
28.图4示出在图3所示的可移动称重设备中，太阳板电池板固定于磅房箱顶板的结构示意图；
29.图5a示出图3中的可移动称重设备在折叠门打开时的状态示意图；
30.图5b示出图3中的可移动称重设备在折叠门关闭时的状态示意图；
31.图6示出在图3所示的可移动称重设备中，于磅房箱内的智能配电系统的设计原理框图；以及
32.图7示出根据图6所示的原理框图，对磅房箱中的各种用电负载进行配电线路设计的示意图。
具体实施方式
33.为了使本技术所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
34.下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
35.图1示出现有技术的一种用于仓储物流的可移动式称重设备的结构示意图。
36.参照图1，如背景技术部分所述，现有的可移动式称重设备为小型的集装箱体。在集装箱的底部留有铲孔，便于叉车的货叉水平伸入铲孔，从而移动集装箱至需要过磅的合适位置。在图1中，该称重设备仅在箱内放置磅秤10、电瓶20和照明灯30，利用电瓶20中存储的电能为磅秤10和照明灯30供电。
37.由于作业现场不允许拖拉220伏交流电源的线缆，如此一来，现有的称重设备(即，磅秤10)只能依靠电瓶20输出的电量维持仪表的正常供电电压。通常发生的情形是，磅秤10最多连续工作 2-3小时就会因电量不足而停机或计量精度下降。为了解决这个问题，操作人员必须不断对电瓶20进行充电以及调试校正磅秤，才能继续仓储货物的过磅作业，过磅效率极低。
38.为有效改善或克服现有的移动式称重设备存在的上述情形，本技术的目的之一是
在于提供了一种藉由可再生能源利用从而实现集供电、充电和照明为一体的、用于仓储物流的可移动式称重设备。图2示出依据本技术的一具体实施例，用于仓储物流的可移动式称重设备的空间划分区域示意图。图3示出在图2所示的可移动式称重设备中，称重区和操作区的结构配置示意图。图5a 示出图3中的可移动称重设备在折叠门打开时的状态示意图。图 5b示出图3中的可移动称重设备在折叠门关闭时的状态示意图。
39.结合图2、图3、图5a和图5b，在该实施例中，用于仓储物流的可移动式称重设备为长方体状的磅房箱。该磅房箱包括彼此相对的顶板和底板以及依序环绕设置的第一侧面、第二侧面、第三侧面以及第四侧面。磅房箱的内部空间划分为称重区a1以及操作区a2。称重设备至少包括单台或多联磅秤10、蓄电池20、照明灯32、太阳能电池板40和灯箱50。较佳地，整体磅房箱可设计为防雨淋和喷溅的防护等级，例如，磅房箱满足ip65防护等级。
40.详细而言，单台或多联磅秤10设置于底板且位于称重区a1。单台或多联磅秤10紧靠磅房箱的第二侧面并用于计量待称重的仓储货物。本领域的技术人员应当理解，图2或图3的称重区仅示意性地呈现了单台磅秤的实施例，然而本技术并不只局限于此，为了进一步提高可移动式称重设备的过磅速度，还可设计多联磅秤同时执行过磅操作。
41.蓄电池20设置于操作区a2且紧靠第一侧面或第三侧面。该蓄电池20用于向磅房箱内的各种用电负载提供工作电源，当该蓄电池20的剩余电量低于预设数值时，藉由太阳能电池板40输出的至少一部分电能对蓄电池20进行充电。例如，蓄电池20可为太阳能专用的免维护铅酸电池。在本实施例中，用电负载至少包括单台或多联磅秤10、照明灯32以及灯箱50。
42.太阳能电池板40设置于顶板的外表面。并且，太阳能电池板 40在垂直方向对应于称重区a1，用于接收太阳光并将太阳能转换为电能。灯箱50设置于顶板的外表面。灯箱50在垂直方向对应于操作区a2，用于标识磅房箱的工位编号。例如，灯箱50可以设计为60cm
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40cm发光号牌的形式，用来显示磅房箱的工位编号，以便运货司机夜间寻找。此外，为了适应外部环境的变化，灯箱50还可设计成具有防水、防风和节能的功用。照明灯32设置于顶板的内表面，且位于太阳能电池板40的下方。例如，照明灯32为12v直流的节能灯具。
43.在一些实施例中，本技术的可移动式称重设备还可包括电风扇60。如图3所示，电风扇60设置于磅房箱的顶板内表面且靠近操作区一侧。电风扇60电性耦接至蓄电池20，用于调节操作区的环境温度。
44.在一些实施例中，本技术的可移动式称重设备还可包括人体感应开关70。较佳地，人体感应开关70被配置为与照明灯32和/ 或电风扇60进行联动。当工作人员从磅房箱的第四侧面的轨道门进入操作区时，人体感应开关70使能照明灯32和/或电风扇60，照明灯32的供电线路连通，供磅房箱内部照明用。电风扇60的供电线路连通，用来调节磅房箱的操作区的环境温度。类似地，当工作人员离开操作区时，人体感应开关70禁能照明灯32和/或电风扇60。换言之，人体感应开关70此时发出传感指令以切断照明灯32和/或电风扇60的供电线路。例如，人体感应开关70可以是红外检测型感应开关，只检测人体波段的红外信号。此外，人体感应开关70还可以是微波检测型感应开关。
45.此外，磅房箱的第一侧面安装有折叠式轨道门，当磅房箱开始称重作业时，轨道门折叠至第一侧面的、靠近操作区的一侧，利用第一侧面的敞开空间送入待称重的货物或拖出已称重的货物，如图5a所示，三折轨道门d1折叠至第一侧面的最右侧。当磅房箱停止称重
作业时，轨道门完全伸展从而覆盖磅房箱的整个第一侧面，如图5b所示，三折轨道门d1完全伸展。本领域的技术人员应当理解，与第一侧面彼此平行且相对的第三侧面也安装有三折轨道门d2，其开门/关门的状态与三折轨道门d1的开门/ 关门的状态相类似。此外，磅房箱的第二侧面为钢板材质，第四侧面安装有两折式轨道门d3。
46.由上述示意性的实施例描述可知，相比于现有技术，本技术的可移动式称重设备对当前的磅房箱进行了空间改造，一部分区域为货物称量区域，另外一部分为操作区域，并且在箱顶设置了太阳能电池板，藉由将太阳能转换为电能对蓄电池进行充电从而加强电池续航能力。此外，该设备还在箱顶增设了灯箱用来标识称重设备的工号，为工作人员在光线较暗的环境中执行称重作业提供了便利。再者，太阳能电池板与箱体顶板的外表面之间安装有减震设施，可有效避免移动搬运过程中对电池板造成的损坏。
47.图4示出在图3所示的可移动称重设备中，太阳板电池板固定于磅房箱顶板的结构示意图。
48.参照图4，在该实施例中，称重设备还包括固定部件。固定部件具有多根u型钢条411，这些u型钢条411间隔分布于磅房箱顶板的外表面上，藉由u型钢条411将太阳能电池板40固定于顶板。此外，u型钢条411与顶板之间还包括减震橡胶垫413。例如， u型钢条411的两端可通过固定螺丝415以及减震橡胶垫413锁固于磅房箱的顶板，从而避免太阳能电池板40在箱体移动或者搬运过程中造成损坏。
49.本技术的另一目的是在于提供一种用于可移动式称重设备的智能配电系统，藉由该智能配电系统与该磅房箱体结构的配合，实现可再生能源的充分利用，提供一套集供电、充电和照明为一体的智能型移动称重解决方案。
50.图6示出在图3所示的可移动称重设备中，于磅房箱内的智能配电系统的设计原理框图。
51.参照图6，并结合图3，可移动式称重装置根据仓储物流的实际情形，灵活地被配置为包括单台或多联磅秤，通过单台或多联磅秤来计量待称重的仓储货物。该智能配电系统至少包括蓄电池 20、太阳能电池板40、灯箱50、充电控制器和电压转换器。
52.详细而言，蓄电池20用于向称重装置的各种用电负载提供工作电源。这里，用电负载包括但不限于单台或多联磅秤以及灯箱 50。太阳能电池板40设置在称重装置的顶部，用于将光能转换为第一直流电(例如，18.4v)。充电控制器电性耦接至太阳能电池板40、蓄电池20以及各种用电负载，用于接收第一直流电(例如， 18.4v)并输出第二直流电(例如，12v)。例如控制器的额定充电电流为30a，额定放电电流10a，还可设定放电截止电压及放电恢复电压等参数。当蓄电池20的剩余电量低于预设数值时，充电控制器藉由所输出的第二直流电对蓄电池20进行充电。此外，为提升和强化充电控制器的控制功能，其应具备pwm脉冲自动调节充电功能，保护蓄电池20不会过充。至少配备两个usb标准接口，方便数字手持设备(例如，操作人员的对讲机、手持机或其他辅助作业工具)进行充电操作。再者，充电控制器的参数是可调节的，以便符合不同规格容量的电池使用，并具备过流保护、短路保护、欠压保护、反接保护、温度补偿、过压保护等功能。
53.电压转换器电性耦接至充电控制器及单台或多联磅秤。电压转换器将第二直流电(例如12v)转换为第三直流电(例如6v)。第三直流电对应于磅秤的工作电压。灯箱50设置在称重装置的顶部，用于标识称重装置的工位编号。灯箱50亦电性耦接至充电控制器，藉由充
电控制器输出的第二直流电(例如12v)向灯箱50 供电。例如，灯箱50可为发光号码牌，用来显示工位编号的阿拉伯数字，以便运货司机夜间寻找磅房箱的位置。另外，灯箱50还需满足防水、防风、节能的要求。
54.在一些实施例，蓄电池20选用太阳能专用的、12v/100ah的免维护铅酸电池。进一步，该智能配电系统还包括电量显示器，与蓄电池20相连，用于实时显示蓄电池的剩余电量。
55.在一些实施例，称重装置为长方体状的磅房箱，磅房箱的内部空间划分为称重区及操作区，充电控制器和电压转换器集中放置在称重区的箱体侧墙上的配电箱内。蓄电池20设置在操作区。
56.图7示出根据图6所示的原理框图，对磅房箱中的各种用电负载进行配电线路设计的示意图。
57.结合图6和图7，智能配电系统还包括配电箱。配电箱内装设有第一空气开关f3和第二空气开关f4。其中，第一空气开关f3 设在电压转换器(即，12v转6v)与充电控制器之间，用于连通或阻断磅秤的供电支路。第二空气开关f4设在充电控制器与灯箱之间，用于连通或阻断灯箱的供电支路。此外，配电箱内还装设有一个或多个第三空气开关f5，第三空气开关f5为第一空气开关 f3和/或第二空气开关f4的备用开关。
58.在一些实施例，智能配电系统还包括照明灯32和电风扇60，且配电箱还包括第四空气开关f1和第五空气开关f2。其中第四空气开关f1设置在充电控制器与照明灯32之间。第五空气开关f2设置在充电控制器与电风扇60之间。例如，照明灯32为 12v/5w的节能灯具。电风扇60为12v的直流金属风扇。
59.在一些实施例中，为适应无人值守和节能的要求，还可在配电箱内安装中间继电器j1以及人体感应开关70(图7的人体检测器)，中间继电器j1包括三对触点。其中，第一对触点耦接于充电控制器与人体感应开关70之间，第二对触点耦接于充电控制器与第四空气开关f1之间，第三对触点耦接于充电控制器与第五空气开关f2之间。当人体感应开关70检测到工作人员进入称重装置内部空间时，中间继电器j1的第二对触点和第三对触点闭合以连通照明灯32和电风扇60各自的供电支路，照明灯32点亮，电风扇60开始旋转。当人体感应开关70检测到工作人员离开称重装置内部空间时，中间继电器j1的第二对触点和第三对触点断开以切断照明灯32和电风扇60各自的供电支路，照明灯32熄灭，电风扇60停止转动。
60.由图6和图7所述的示意实施例可知，本技术的智能配电系统为配合磅房箱的空间改造，设计了一套无人值守的、集照明、供电和充电为一体的可再生能源转化方案：首先，利用磅房箱顶部的太阳能电池板将太阳能转换为电能，对蓄电池进行充电从而加强电池续航能力以保持磅秤连续不断地正常工作；其次，将所转化的电能进行降压处理，以适配多种类型的用电负载的供电电压 (例如，称重仪表6v、灯箱12v、电风扇和节能灯12v)；再次，系统的配电箱设有人体感应开关，当检测到工作人员进入称重装置内部空间时，藉由中间继电器的不同触点对分别连通照明灯和电风扇各自的供电支路，当未检测到工作人员位于称重装置内部空间时，人体感应开关则断开照明灯和电风扇各自的供电支路，实现真正意义上的无人值守。
61.采用本发明的用于可移动式称重装置的智能配电系统，称重装置包括单台或多联磅秤，用于计量待称重的仓储货物，该智能配电系统包括太阳能电池板、蓄电池、充电控制
器、电压转换器和灯箱。太阳能电池板设置在称重装置的顶部，用于将光能转换为第一直流电。蓄电池用于向称重装置的各种用电负载提供工作电源。充电控制器用于接收第一直流电并输出第二直流电，当蓄电池的剩余电量低于预设数值时，充电控制器藉由所输出的第二直流电对蓄电池进行充电。电压转换器用于将第二直流电转换为第三直流电，第三直流电对应于磅秤的工作电压。灯箱设置在称重装置的顶部，用于标识称重装置的工位编号，灯箱电性耦接至充电控制器，藉由充电控制器输出的第二直流电向灯箱供电。
62.相比于现有技术，本发明用于可移动式称重装置的智能配电系统为配合磅房箱的空间改造，设计了一套无人值守的、集照明、供电和充电为一体的可再生能源转化方案：首先，利用磅房箱顶部的太阳能电池板将太阳能转换为电能，对蓄电池进行充电从而加强电池续航能力以保持磅秤连续不断地正常工作；其次，将所转化的电能进行降压处理，以适配多种类型的用电负载的供电电压(例如，称重仪表6v、灯箱12v、电风扇和节能灯12v)；再次，系统的配电箱设有人体感应开关，当检测到工作人员进入称重装置内部空间时，藉由中间继电器的不同触点对分别连通照明灯和电风扇各自的供电支路，当未检测到工作人员位于称重装置内部空间时，人体感应开关则断开照明灯和电风扇各自的供电支路，实现真正意义上的无人值守。
63.上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。