一种称重系统、铲运机及称重方法与流程

1.本发明涉及矿石运输设备技术领域，尤其是涉及一种称重系统、铲运机及称重方法。


背景技术：

2.铲运机是地下金属矿山的主力矿石运输装备，铲运机智能化是智能矿山建设的必然需求。在铲装过程中实现矿石自主称重是智能化铲运机的标准配置，实时性高、鲁棒性强、精度优良的铲运机称重系统是智能化铲运机的重要特点，实时准确的称重数据是矿山经营管理的重要支撑。
3.传统的铲运机矿石称重主要通过在井下安装地中衡进行矿石称重，如图1所示，图1为现有技术中铲运机通过地中衡称重的结构示意图。亦有通过改造原有车辆液压系统，在原车辆举升油缸增加压力变送器实现矿石称重，如图2所示，图2为现有技术中增加压力变送器实现矿石称重的原理图。这两种称重方式缺点明显，井下地中衡矿石称重方式需要在巷道内独立安装地中衡，不但会产生安装成本、运维成本，而且会影响矿石运输效率；在原有车辆举升油缸增加压力变送器，受操作人员熟练程度、铲斗位姿因素影响，精确度不高、可靠性差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种称重系统、铲运机及称重方法，安装以及运维成本低，精确度高，操作简单，能够有效提高矿石运输效率。
5.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种称重系统，包括称重传感器、大臂位置传感器、换向阀和控制器，所述大臂位置传感器和所述换向阀均与所述控制器连接；
7.所述称重传感器用于安装在前机架上；
8.所述换向阀用于安装在大臂油缸的有杆腔和无杆腔之间；
9.所述大臂位置传感器用于采集大臂的第一到位信息并发送至所述控制器，所述控制器用于接收所述第一到位信息并控制所述换向阀换向，令所述大臂油缸的有杆腔和无杆腔导通以使所述大臂压设于所述称重传感器上。
10.进一步地，所述换向阀为电磁换向阀。
11.进一步地，所述大臂位置传感器用于安装在大臂上。
12.进一步地，还包括与所述控制器连接的铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器用于采集铲斗的第二到位信息并发送至所述控制器；
13.所述控制器用于与所述大臂油缸连接，以根据所述第二到位信息控制所述大臂举升。
14.进一步地，所述铲斗位置传感器用于安装在铲斗上。
15.进一步地，所述称重传感器与所述大臂的中心线对应设置。
16.本发明还提供一种铲运机，包括前机架、大臂、大臂油缸以及上述方案所述的称重系统；
17.所述称重传感器安装在所述前机架上；
18.所述换向阀安装在所述大臂油缸的有杆腔和无杆腔之间。
19.本发明还提供一种称重方法，采用了上述方案所述的称重系统，包括：
20.所述大臂位置传感器采集大臂的第一到位信息并发送至所述控制器；
21.所述控制器接收所述第一到位信息并控制所述换向阀换向；
22.所述称重传感器对所述大臂的重量进行称重。
23.进一步地，所述大臂位置传感器采集大臂的第一到位信息并发送至所述控制器之前，还包括：
24.通过铲斗位置传感器采集铲斗的第二到位信息并发送至所述控制器；
25.所述控制器接收所述第二到位信息并控制所述大臂举升。
26.进一步地，所述称重传感器对所述大臂的重量进行称重之后，还包括：
27.所述称重传感器将所采集到的重量信息发送至显示器。
28.本发明提供的称重系统、铲运机及称重方法能产生如下有益效果：
29.在使用上述称重系统时，当大臂上的铲斗完成矿石铲装后，大臂经过一系列升降操作归位后，大臂位置传感器采集到大臂的第一到位信息，并将第一到位信息发送至控制器，控制器控制换向阀换向使得大臂油缸的有杆腔和无杆腔导通，此时大臂油缸处于浮动状态，大臂压设在称重传感器上，进而能够得到大臂上矿石的重量。
30.相对于现有技术来说，本发明第一方面提供的称重系统摆脱了传统在巷道内独立安装称重装置以及在举升油缸内增加压力变送器的称重方式，安装以及运维成本低，精确度高，操作简单，能够有效提高矿石运输效率。
31.相对于现有技术来说，本发明第二方面提供的铲运机便于对矿石的重量进行称重，对操作人员的操作熟练度要求较低，称重结果准确，矿石运输效率高。
32.相对于现有技术来说，本发明第三方面提供的称重方法称重成本低，易操作，不易受到操作人员熟练程度以及铲斗位姿等因素的影响，精确度高，可靠性强。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为现有技术中铲运机通过地中衡称重的结构示意图；
35.图2为现有技术中增加压力变送器实现矿石称重的原理图；
36.图3为本发明实施例提供的一种铲运机的部分结构示意图；
37.图4为本发明实施例提供的换向阀连接关系示意图；
38.图5为本发明实施例提供的称重系统的原理框图。
39.图标：1－地中衡；2－压力变送器；3－称重传感器；4－大臂位置传感器；5－换向阀；6－控制器；7－前机架；8－大臂油缸；9－大臂；10－铲斗位置传感器；11－铲斗；12－倾
翻油缸；13－工作阀组；14－先导手柄阀。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
44.图1为现有技术中铲运机通过地中衡称重的结构示意图；图2为现有技术中增加压力变送器实现矿石称重的原理图；图3为本发明实施例提供的一种铲运机的部分结构示意图；图4为本发明实施例提供的换向阀连接关系示意图；图5为本发明实施例提供的称重系统的原理框图。
45.本发明第一方面的实施例在于提供一种称重系统，如图2至图5所示，包括称重传感器3、大臂位置传感器4、换向阀5和控制器6，大臂位置传感器4和换向阀5均与控制器6连接；
46.称重传感器3用于安装在前机架7上；
47.换向阀5用于安装在大臂油缸8的有杆腔和无杆腔之间；
48.大臂位置传感器4用于采集大臂9的第一到位信息并发送至控制器6，控制器6用于接收第一到位信息并控制换向阀5换向，令大臂油缸8的有杆腔和无杆腔导通以使大臂9压设于称重传感器3上。
49.本发明第一方面的实施例提供的称重系统无需在巷道内独立安装地中衡1，也无需在举升油缸内增加压力变送器2，而是将称重传感器3外置，通过大臂位置传感器4、控制器6以及换向阀5的配合，令完成矿石铲装后的大臂9完全压设于前机架7上的称重传感器3上，其安装以及运维成本低，精确度高，操作简单，能够有效提高矿石运输效率。
50.其中，换向阀5可以为电磁换向阀5、机动换向阀等。
51.在至少一个实施例中，如图4所示，换向阀5为电磁换向阀5。
52.以图4为例进行具体说明，当大臂9需要进行举升以及下降动作时，换向阀5的进油口不与出油口导通，大臂油缸8以及倾翻油缸12在工作阀组13以及先导手柄阀14的控制下正常工作；当控制器6接收第一到位信息后，控制器6控制换向阀5换向，此时换向阀5的进油
口与出油口导通，进而使得大臂油缸8的有杆腔和无杆腔导通，大臂油缸8处于浮动状态，大臂9完全压设在称重传感器3上，实现测量矿石重量的目的。
53.在一些实施例中，大臂位置传感器4用于安装在大臂9上。
54.具体在作业过程中，铲斗11先对矿石进行铲装，铲装完毕后铲斗11收回，随后大臂9举升，铲运机后退至合适位置，随后大臂9下降，当大臂9将要与称重传感器3接触时，即大臂9达到了预设位置，大臂位置传感器4采集到大臂9的第一到位信息并发送至控制器6，控制器6控制换向阀5换向。
55.其中，大臂位置传感器4可以为红外位移传感器、激光位移传感器等。
56.在一些实施例中，为了确保称重时铲斗11收回到位，上述称重系统还包括与控制器6连接的铲斗位置传感器10，铲斗位置传感器10用于采集铲斗11的第二到位信息并发送至控制器6；控制器6用于与大臂油缸8连接，以根据第二到位信息控制大臂9举升。
57.具体使用过程如下：
58.铲斗11对矿石铲装完毕后，铲斗11收回，当铲斗11收回到位时，铲斗位置传感器10采集到铲斗11的第二到位信息并发送至控制器6，控制器6控制大臂9举升。
59.在一些实施例中，铲斗位置传感器10用于安装在铲斗11上，更便于实时监测铲斗11的位置。
60.其中，铲斗位置传感器10可以为红外位移传感器、激光位移传感器等。
61.在一些实施例中，称重传感器3与大臂9的中心线对应设置。上述设置使得大臂油缸8的有杆腔和无杆腔导通时，大臂9能够稳定的压设于称重传感器3上。
62.本发明第二方面的实施例在于提供一种铲运机，本发明第二方面的实施例提供的铲运机包括前机架7、大臂9、大臂油缸8以及上述称重系统；
63.称重传感器3安装在前机架7上；
64.换向阀5安装在大臂油缸8的有杆腔和无杆腔之间。
65.本发明第二方面的实施例提供的铲运机便于对矿石的重量进行称重，对操作人员的操作熟练度要求较低，称重结果准确，矿石运输效率高。
66.在一些实施例中，上述铲运机还包括铲斗11，铲斗位置传感器10安装于铲斗11上，以采集铲斗11的第二到位信息并发送至控制器6。
67.本发明第三方面的实施例在于提供一种称重方法，本发明第三方面的实施例提供的称重方法包括：
68.大臂位置传感器4采集大臂9的第一到位信息并发送至控制器6；
69.控制器6接收第一到位信息并控制换向阀5换向；
70.称重传感器3对大臂9的重量进行称重。
71.本发明第三方面的实施例提供的称重方法称重成本低，易操作，不易受到操作人员熟练程度以及铲斗位姿等因素的影响，精确度高，可靠性强。
72.在一些实施例中，为了确保称重时铲斗11收回到位，大臂位置传感器4采集大臂9的第一到位信息并发送至控制器6之前，还包括通过铲斗位置传感器10采集铲斗11的第二到位信息并发送至控制器6；控制器6接收第二到位信息并控制大臂9举升。
73.在一些实施例中，称重传感器3对大臂9的重量进行称重之后，还包括：称重传感器3将所采集到的重量信息发送至显示器，以便于作业人员记录。
74.以下对本发明第三方面的实施例提供的称重方法进行详细说明：
75.1、铲斗11进行矿石铲装；
76.2、铲装完毕后，铲斗11收回；
77.3、直至铲斗11收回到位时，铲斗位置传感器10采集到铲斗11的第二到位信息并发送至控制器6，控制器6控制大臂9举升；
78.4、铲运机后退至合适位置；
79.5、大臂9逐渐下降，直至大臂9将要与称重传感器3接触时，大臂位置传感器4采集到大臂9的第一到位信息并发送至控制器6，控制器6控制换向阀5换向；
80.6、大臂9压设于称重传感器3上，称重传感器3进行称重。
81.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。