專利名稱：一種車載稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車載稱重系統(tǒng)，特別是涉及一種通過(guò)采用銷軸式稱重傳感器 替換原有車輛承載結(jié)構(gòu)中的銷軸，實(shí)現(xiàn)車輛載重測(cè)量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在公路運(yùn)輸過(guò)程中，車輛載重的檢測(cè)是一項(xiàng)重要的工作，對(duì)于運(yùn)輸安全、道路安 全、企業(yè)日常運(yùn)行管理都有著非常重要的意義，在當(dāng)前涉及載重車輛的交通事故和路橋損 毀事故中幾乎都與車輛超載密切相關(guān)，控制超載、實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)輸管理必須配以相應(yīng)的車 輛載荷檢測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前關(guān)于車輛載荷檢測(cè)，常用的技術(shù)措施是地面整車稱重或路面軸重累加稱重。 前者是利用一個(gè)大的稱重平臺(tái)，將車輛整車置于稱重平臺(tái)上直接稱重；后一種是在平坦路 面上安置軸重計(jì)，車輪依次通過(guò)軸重計(jì)平臺(tái)，檢出各軸載荷然后累加得到車輛總重。這兩種 方式下，儀器設(shè)備與車輛相互獨(dú)立，需要在固定的檢測(cè)地點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于檢測(cè)點(diǎn)以外的車 輛無(wú)法實(shí)施監(jiān)控。中國(guó)專利ZL200820076112. 5設(shè)計(jì)了一種在車上直接安裝稱重傳感器的方法，可 以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛載重的實(shí)時(shí)檢測(cè)。該專利的技術(shù)原理是在每一個(gè)車橋的板簧下面安置一個(gè)板 式稱重傳感器，用于測(cè)量該板簧處承受的重量，也就是一個(gè)車輪上承載的重量，如附圖1所 示，將各板簧下的載荷(亦即每一個(gè)車輪上的載荷)測(cè)量出，然后累計(jì)得到車架上的總載 荷，其技術(shù)方案的載荷檢測(cè)系統(tǒng)直接裝在車上，為實(shí)施觀察和監(jiān)控提供了一個(gè)便利的技術(shù) 手段，其方案的缺點(diǎn)是需要對(duì)車輛的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作一些改裝，在每一個(gè)板簧下面增加一個(gè)板 式傳感器，提高了汽車重心。另外也有一些隨車稱重技術(shù)方案也涉及將車箱用多個(gè)傳感器支撐在車架上的方 法，雖然可以單獨(dú)對(duì)車箱檢重，稱量準(zhǔn)確度比較高，但是都涉及對(duì)車體較大的改裝，使用成 本高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為克服上述技術(shù)缺陷，在研究了載重車輛的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出了 一種用配合尺寸相同的銷軸式稱重傳感器取代現(xiàn)有車輛結(jié)構(gòu)中的懸掛銷軸的車載稱重系 統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，本方法不需要對(duì)車輛結(jié)構(gòu)做任何形式的改動(dòng)，只需要將現(xiàn)有的懸掛銷軸更換 為具有稱重功能的銷軸式力傳感器。本實(shí)用新型可以通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)一種車載稱重系統(tǒng)，包括用于取代車輛原有 承載結(jié)構(gòu)中的圓柱銷的銷軸式測(cè)力傳感器、主控制器、中繼控制器、傳感器、電纜線、信息終 端，其特征在于利用結(jié)構(gòu)尺寸相同的銷軸式測(cè)力傳感器0、5、7、11、12、13)取代車輛承載 結(jié)構(gòu)中尺寸相同的銷軸。以多軸輪系中的平衡梁銷軸(5、7、12、、13)處的載荷為參考，基于 車輪板簧和平衡梁的對(duì)稱性，引入載荷分配系數(shù)，通過(guò)輪系載荷標(biāo)定得到載荷分配系數(shù)的 數(shù)值，對(duì)銷軸載荷放大后得到輪系總載荷。銷軸式測(cè)力傳感器采用多圓環(huán)支撐結(jié)構(gòu)，兩端的圓環(huán)和中間的圓環(huán)分別與所連接的兩個(gè)零件對(duì)應(yīng)的圓柱孔配合，在環(huán)形結(jié)構(gòu)的中間貼應(yīng)變 片用于力測(cè)量。銷軸式測(cè)力傳感器采用對(duì)稱雙肩簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，中間兩個(gè)環(huán)形承載肩(B、C)距 傳感器的兩端支撐點(diǎn)(A、D)等距，在兩個(gè)環(huán)形支撐肩的中點(diǎn)粘貼電阻應(yīng)變片(25、26)用于 載荷測(cè)量，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)環(huán)形肩的間距，可以調(diào)整銷軸式傳感器的靈敏度。本實(shí)用新型的有益效果在于可以測(cè)量和計(jì)算出所有輪系對(duì)車體的支撐力，進(jìn)而 得到車輛的載重?cái)?shù)據(jù)，不需要改變?cè)械能囕v結(jié)構(gòu)，改裝簡(jiǎn)便，且不會(huì)降
圖1為已有技術(shù)中的一種傳感器配置示意圖圖2載重車輪系結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的拖掛式載重車的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的拖掛車的支撐力系示意圖圖5-1和圖5-2為本實(shí)用新型所用到的銷軸式力傳感器及裝配結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例的稱重系統(tǒng)布局圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的一個(gè)實(shí)施例一拖掛式載重車的車載稱重系統(tǒng)對(duì)本實(shí)用新 型作進(jìn)一步詳述。如圖3和圖6所示，拖掛式載重車由牽引車23和拖掛車M連接而成，車輛的有效 載重置于拖掛車M上，拖掛車M前部通過(guò)一個(gè)馬鞍型磨盤1連接到牽引車23，磨盤通過(guò)左 右兩個(gè)銷軸2和11連接到磨盤底座3上，磨盤底座3由螺栓緊固在牽引車23的大梁上，與 牽引車23形成一體。磨盤1可以繞銷軸2和11形成的軸線俯仰擺動(dòng)，以適應(yīng)路面的高低變化。拖掛車M后部由三個(gè)軸共六組車輪支撐，拖掛車M的全部重量是磨盤1的支撐 力和六組車輪的支撐力疊加。如圖2所示為拖掛車M單側(cè)的輪系支撐結(jié)構(gòu)圖，三個(gè)車輪25、26、27的載荷Ni、 N2、N3通過(guò)板簧8、9、10，平衡梁4、6和銷軸5、7對(duì)車廂后部形成支撐力Fl、F2、F3、F4。在 此分析基礎(chǔ)上，得到如圖3所示的拖掛車M支撐力分析圖，拖掛車M的車體總載荷W為全 部支撐力的總和，即W = F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10(4)其中，F(xiàn)5、F6為馬鞍型磨盤連接銷軸2和11處的支撐力，F(xiàn)2、F3和F8、F9分別為 平衡梁連接銷軸5、7、12、13處的支撐力。由于板簧和平衡梁均為左右對(duì)稱的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，而且尺寸固定，因此一定存在比例 系數(shù)k、l、m、n使下列關(guān)系成立F1+F2+F3+F4 = k*F2+l*F3F7+F8+F9+F10 = m*F8+n*F9從而可以得到W = k*F2+l*F3+F5+F6+m*F8+n*F9(5)系數(shù)k、l、m、η可以通過(guò)精確測(cè)量幾何尺寸或標(biāo)定的方式獲得。將平衡梁銷軸5、7、12、13和磨盤銷軸2、11替換成具有測(cè)力功能的同樣尺寸的銷軸式力傳感器，測(cè)出上述六個(gè)銷軸處的橫向力，即可由式( 計(jì)算出總載荷。圖5-1和圖5-2分別為所設(shè)計(jì)的銷軸式力傳感器2的結(jié)構(gòu)示意圖和安裝結(jié)構(gòu)示意 圖。傳感器設(shè)計(jì)成多圓環(huán)結(jié)構(gòu)，中間粘貼應(yīng)變片用于力測(cè)量。兩端圓環(huán)A、D和中間圓環(huán)B、 C分別與所連接的兩個(gè)零件的對(duì)應(yīng)圓柱孔配合安裝。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)布置圖，六個(gè)銷軸式力傳感器取代系統(tǒng)中原有的 銷軸裝在相應(yīng)位置用于特定位置支撐力的測(cè)量；考慮到拖掛車與牽引車分離的需要，測(cè)量 系統(tǒng)設(shè)計(jì)成主從結(jié)構(gòu)，輪系平衡梁銷軸傳感器5、7、12、13分別通過(guò)電纜線14、15、16、17連 接到安裝在拖車上的中繼控制器18，中繼控制器18將四個(gè)銷軸傳感器5、7、12、13的載荷乘 以相應(yīng)的比例系數(shù)k、l、m、η后得到后輪系的總載荷，再通過(guò)接插電纜線19上傳至位于牽 弓I車上的主控制器20，主控制器20將安裝在牽弓I車上的兩個(gè)磨盤銷軸傳感器2、11的載荷 和輪系總載荷疊加，得到拖掛車的總載荷，再經(jīng)電纜線21上傳至位于駕駛室內(nèi)的信息終端 22，提供駕駛員觀察記錄或者通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳管理部門監(jiān)控、記錄。本實(shí)用新型不需要更改車輛的原有的承載結(jié)構(gòu)，只需要做一些零件替換，并增加 部分走線和測(cè)量控制盒，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易，成本低。
權(quán)利要求1.一種車載稱重系統(tǒng)，包括車輛承載結(jié)構(gòu)中的圓柱銷、主控制器、中繼控制器、傳感器、 電纜線、信息終端，其特征在于所述圓柱銷是結(jié)構(gòu)尺寸相同的銷軸式測(cè)力傳感器(2、5、7、 11,12,13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種車載稱重系統(tǒng)，其特征在于銷軸式測(cè)力傳感器采用 多圓環(huán)支撐結(jié)構(gòu)，兩端的圓環(huán)和中間的圓環(huán)分別與所連接的兩個(gè)零件對(duì)應(yīng)的圓柱孔配合， 在環(huán)形結(jié)構(gòu)的中間貼應(yīng)變片用于力測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種車載稱重系統(tǒng)，其特征在于銷軸式測(cè)力傳感器采用 對(duì)稱雙肩簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，中間兩個(gè)環(huán)形承載肩(B、C)距傳感器的兩端支撐點(diǎn)(A、D)等距，在兩個(gè) 環(huán)形支撐肩的中點(diǎn)粘貼電阻應(yīng)變片0546)。
專利摘要一種車載稱重系統(tǒng)，用于載重汽車的重量檢測(cè)，采用一種同尺寸的銷軸式力傳感器取代原有系統(tǒng)中的連接銷軸，實(shí)現(xiàn)車上載荷稱重；將載重車承載機(jī)構(gòu)如輪系、磨盤等部位的連接銷軸代之以同尺寸的銷軸式力傳感器，通過(guò)標(biāo)定或測(cè)量計(jì)算引入必要的載荷系數(shù)，通過(guò)各銷軸部位的實(shí)測(cè)載荷計(jì)算得到車輛總重。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的方案不需要改變?cè)械能囕v結(jié)構(gòu)，改裝簡(jiǎn)便，且不會(huì)降低原有系統(tǒng)的安全性和可靠性。
文檔編號(hào)G01G19/08GK201837445SQ200920260280
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者朱惠忠, 王春國(guó), 陳莽, 陳行開 申請(qǐng)人:深圳市力合鑫源智能技術(shù)有限公司