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      公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置的制作方法

      文檔序號(hào):5994979閱讀:424來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及一種由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱(chēng)重傳感器、紅外光幕車(chē)輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線(xiàn)圈、線(xiàn)圈控制器、輪胎識(shí)別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成的,適用于公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)的光機(jī)電一體的智能化動(dòng)態(tài)軸重電子衡。
      背景技術(shù)
      目前,國(guó)內(nèi)外已有的公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置,是由動(dòng)態(tài)軸重電子衡、車(chē)輛分離機(jī)構(gòu)、軸重判斷機(jī)構(gòu)組成。其中,動(dòng)態(tài)軸重電子衡均采用一個(gè)秤臺(tái)臺(tái)面,由于秤臺(tái)在行車(chē)方向的尺寸限制,車(chē)輛通過(guò)時(shí)采集的有效動(dòng)態(tài)重量信息因車(chē)速、剎車(chē)、車(chē)輛裝載情況等易造成秤臺(tái)發(fā)生震動(dòng)、沖擊、晃動(dòng),導(dǎo)致測(cè)量精度難以提高,容易出現(xiàn)粗大誤差,當(dāng)檢測(cè)范圍靠近臨界點(diǎn)時(shí)易造成誤判。

      發(fā)明內(nèi)容
      本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確度高的公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置。
      為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型是一種由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱(chēng)重傳感器、紅外光幕、車(chē)輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線(xiàn)圈、控制箱、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成,所述的秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由三只秤臺(tái)沿行車(chē)方向串聯(lián)組成,秤臺(tái)的工作面處于同一平面,秤臺(tái)沿行車(chē)方向的中心線(xiàn)呈一條直線(xiàn),秤臺(tái)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立,秤臺(tái)之間緊密相連,控制箱與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連,稱(chēng)重傳感器設(shè)置在秤臺(tái)的四角,并和工業(yè)控制箱相連。
      秤臺(tái)在行車(chē)方向的最大尺寸不應(yīng)超過(guò)1.1米,在秤臺(tái)的四角分別設(shè)有稱(chēng)重傳感器,秤臺(tái)之間的組裝間隙應(yīng)小于20mm。
      所述的控制箱是由2路線(xiàn)圈控制器、輪胎識(shí)別器、數(shù)據(jù)采集器、紅外光幕控制器組成,線(xiàn)圈控制器、輪胎識(shí)別器和紅外光幕控制器連接在數(shù)據(jù)采集器上,數(shù)據(jù)采集器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連。
      本實(shí)用新型采用了沿行車(chē)方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺(tái)與秤臺(tái)之間力學(xué)上相互獨(dú)立的三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車(chē)輛依次通過(guò)三個(gè)秤臺(tái)時(shí),既避免了車(chē)輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象,又增加了有效的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重時(shí)間,稱(chēng)重采樣量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái),進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的測(cè)量誤差小于單秤臺(tái)的1/4,從而減少了貿(mào)易糾紛。此外,三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。


      下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重流程圖圖3是本實(shí)用新型的重量/時(shí)間曲線(xiàn)圖圖1中1.線(xiàn)圈 8.紅外光幕分離器2.輪胎識(shí)別傳感器9.紅外光幕分離器3.秤臺(tái) 10.數(shù)據(jù)采集器4.秤臺(tái) 11.輪胎識(shí)別器5.秤臺(tái) 12.線(xiàn)圈控制器6.線(xiàn)圈 13.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7.紅外光幕分離器具體實(shí)施方式
      參照?qǐng)D1在公路收費(fèi)口附近沿行車(chē)方向依次設(shè)置電感線(xiàn)圈(1)、輪胎識(shí)別傳感器(2)、秤臺(tái)(3)、(4)、(5)、電感線(xiàn)圈(6),在線(xiàn)圈(6)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置一對(duì)紅外光幕分離器(7)、(8)。
      電感線(xiàn)圈(1)、(6)與線(xiàn)圈控制器(12)構(gòu)成一個(gè)振蕩器,當(dāng)車(chē)輛駛近時(shí),振蕩器頻率信號(hào)發(fā)生變化,線(xiàn)圈控制器(12)發(fā)出一個(gè)車(chē)輛存在信號(hào),當(dāng)車(chē)輛離開(kāi)時(shí),線(xiàn)圈控制器(12)發(fā)出一個(gè)車(chē)輛離開(kāi)信號(hào)。線(xiàn)圈控制器(12)采用的型號(hào)為PD132。線(xiàn)圈(1)、(6)采用銅導(dǎo)線(xiàn)制成,尺寸為1000mm×500mm、4匝,埋入地下約50mm處。
      輪胎識(shí)別傳感器(2)采用壓電元件及專(zhuān)用密封材料和絕緣聚氨酯裝成長(zhǎng)度為1600mm或1900mm的條狀,本裝置采用兩條,型號(hào)為DN106。
      秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車(chē)方向的中心線(xiàn)串聯(lián)組成,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的工作臺(tái)面處于同一平面,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應(yīng)盡量小,最大不應(yīng)超過(guò)20mm,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)應(yīng)設(shè)置各自的限位機(jī)構(gòu),防止相互碰撞。秤臺(tái)(3)、(4)、(5)主體結(jié)構(gòu)由350mm工字型鋼、槽型鋼和16mm厚的鋼板焊接成蜂窩狀結(jié)構(gòu),保證有足夠的強(qiáng)度和鋼性,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)底面的四角設(shè)有稱(chēng)重傳感器,支撐著秤臺(tái)(3)、(4)、(5),秤臺(tái)(3)、(4)、(5)三個(gè)臺(tái)面的尺寸可制成3600mm×800mm和4000mm×800mm兩種。每個(gè)秤臺(tái)采用四支稱(chēng)重傳感器,可采用型號(hào)為YZC-3SH的10噸懸臂梁式電阻應(yīng)變傳感器。
      紅外光幕分離器(7)、(8)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在電感線(xiàn)圈(6)兩側(cè),當(dāng)車(chē)輛通過(guò)時(shí)紅外光被遮擋作為車(chē)輛通過(guò)與否的判斷信號(hào),可采用型號(hào)為MINI-ARRAY的紅外光幕分離器。
      數(shù)據(jù)采集器(10)負(fù)責(zé)對(duì)重量信號(hào)、線(xiàn)圈感應(yīng)信息、輪胎識(shí)別信息、紅外分辨信息的采集,對(duì)每支稱(chēng)重傳感器分別采樣,A/D轉(zhuǎn)換器可采用CIRRUS LOGIC公司的24位 ∑-Δ A/D轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換等預(yù)處理后,將車(chē)輛信息傳送到工業(yè)控制計(jì)算機(jī),可采用型號(hào)為DN108。數(shù)據(jù)輸出接口為RS-422。
      工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是該實(shí)用新型的核心部分,將程序固化在固態(tài)盤(pán)內(nèi)而無(wú)硬盤(pán)。對(duì)輸入的重量數(shù)據(jù)、線(xiàn)圈感應(yīng)、輪胎識(shí)別、紅外分辨信息進(jìn)行處理,得到車(chē)輛的軸重、總重、超限等信息并傳送給收費(fèi)管理系統(tǒng)。可采用型號(hào)為NuPRO-776,CPU Intel Petium III 850MHZ;支持電子盤(pán)DOM2000;內(nèi)存256MB;超級(jí)I/O;兩個(gè)16C550UART,兼容RS-232。
      當(dāng)車(chē)輛駛進(jìn)公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置時(shí),第一步通過(guò)線(xiàn)圈(1),線(xiàn)圈(1)和線(xiàn)圈控制器(12)構(gòu)成的震蕩器產(chǎn)生頻率變化,經(jīng)處理后發(fā)出車(chē)輛存在的信號(hào)。第二步車(chē)輛通過(guò)輪胎識(shí)別傳感器(2)后將信號(hào)送入輪胎識(shí)別器(11),識(shí)別每個(gè)車(chē)軸的輪胎數(shù)。第三步車(chē)輛依次通過(guò)秤臺(tái)(3)、(4)、(5),在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四個(gè)角附近各設(shè)有一只量程為10噸的懸臂梁式電阻應(yīng)變傳感器,將重量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送給數(shù)據(jù)采集器(10),采集器(10)對(duì)12路信號(hào)分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,進(jìn)行標(biāo)度變換等預(yù)處理后將信息轉(zhuǎn)入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(13)。由于采用了三個(gè)力學(xué)上相對(duì)獨(dú)立、在行車(chē)方向上緊密相連的秤臺(tái)機(jī)構(gòu),當(dāng)車(chē)輛通過(guò)時(shí),既避免了車(chē)輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象,同時(shí),三臺(tái)面的有效稱(chēng)重時(shí)間成倍增加,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)三次測(cè)量的信息進(jìn)行合成處理,見(jiàn)附圖3。附圖3中A曲線(xiàn)為一個(gè)車(chē)軸通過(guò)秤臺(tái)(3)的重量/時(shí)間曲線(xiàn),B曲線(xiàn)為同一個(gè)車(chē)軸通過(guò)秤臺(tái)(4)的重量/時(shí)間曲線(xiàn),C曲線(xiàn)為同一個(gè)車(chē)軸通過(guò)秤臺(tái)(5)的重量/時(shí)間曲線(xiàn),D曲線(xiàn)為一個(gè)車(chē)軸依次通過(guò)秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的重量/時(shí)間曲線(xiàn)及合成曲線(xiàn)。由于信息采集量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái)機(jī)構(gòu),測(cè)量誤差僅為單秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的1/4,另外,通過(guò)三秤臺(tái)(3)、(4)、(5)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高系統(tǒng)的可靠性。第四步當(dāng)車(chē)輛同時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈(6)和紅外光幕分離器(7)、(8)后,線(xiàn)圈(1)和線(xiàn)圈控制器(12)構(gòu)成的振蕩器頻率恢復(fù)正常,控制器(12)向系統(tǒng)發(fā)出車(chē)輛離開(kāi)信號(hào),結(jié)束該車(chē)檢測(cè)。檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)下一輛車(chē)的檢測(cè)過(guò)程。當(dāng)檢測(cè)結(jié)束時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)重量進(jìn)行判斷(超重與否),形成一次檢測(cè)的完整數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)軟件是本裝置的核心,流程圖見(jiàn)附圖2,計(jì)算機(jī)(13)迅速準(zhǔn)確接收來(lái)自稱(chēng)重傳感器、輪胎識(shí)別器(2)、紅外光幕分離器(7)、(8)、紅外光幕控制器(9)、線(xiàn)圈控制器(12)及數(shù)據(jù)采集器(10)的信息及數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)(13)處理后得到車(chē)輛的軸重、總重、車(chē)型、軸型、超限率、速度、加速度等信息。
      權(quán)利要求1.一種公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置,由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、稱(chēng)重傳感器、紅外光幕、車(chē)輛分離器、輪胎識(shí)別傳感器、電感線(xiàn)圈、控制箱、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成,其特征是所述的秤臺(tái)機(jī)構(gòu)由三只秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車(chē)方向串聯(lián)組成,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的工作面處于同一平面,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)沿行車(chē)方向的中心線(xiàn)呈一條直線(xiàn),秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間在力學(xué)上相互獨(dú)立,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間緊密相連,控制箱與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連,稱(chēng)重傳感器設(shè)置在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四角,并和工業(yè)控制箱相連。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置,其特征是秤臺(tái)(3)、(4)、(5)在行車(chē)方向的最大尺寸不應(yīng)超過(guò)1.1米,在秤臺(tái)(3)、(4)、(5)的四角分別設(shè)有稱(chēng)重傳感器,秤臺(tái)(3)、(4)、(5)之間的組裝間隙應(yīng)小于20mm。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)裝置,其特征是所述的控制箱是由2路線(xiàn)圈控制器(12)、輪胎識(shí)別器(11)、數(shù)據(jù)采集器(10)、紅外光幕控制器(9)組成,線(xiàn)圈控制器(12)、輪胎識(shí)別器(11)和紅外光幕控制器(9)連接在數(shù)據(jù)采集器(10)上,數(shù)據(jù)采集器(10)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(13)相連。
      專(zhuān)利摘要一種用于公路車(chē)輛計(jì)重收費(fèi)、超限動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置,由秤臺(tái)機(jī)構(gòu)、電感線(xiàn)圈及控制器、輪胎識(shí)別傳感器和控制器、紅外光幕分離器、12路稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)及8路開(kāi)關(guān)量采集器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成。本實(shí)用新型采用了沿行車(chē)方向串聯(lián)并組合成一體、秤臺(tái)與秤臺(tái)之間力學(xué)上相互獨(dú)立的三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車(chē)輛依次通過(guò)三個(gè)秤臺(tái)時(shí),既避免了車(chē)輛兩輪軸同上一個(gè)臺(tái)面互相干擾的現(xiàn)象,又增加了有效的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重時(shí)間,稱(chēng)重采樣量遠(yuǎn)大于單秤臺(tái),進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的測(cè)量誤差小于單秤臺(tái)的1/4,從而減少了貿(mào)易糾紛。此外,三秤臺(tái)機(jī)構(gòu)的多傳感器的設(shè)備冗余提高了系統(tǒng)的可靠性。
      文檔編號(hào)G01G19/02GK2750298SQ20042005165
      公開(kāi)日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
      發(fā)明者張曙光 申請(qǐng)人:張曙光
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