專利名稱：一種新型汽車噸位測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車噸位測量裝置，屬于計算機應用技術和測量技術領域。
背景技術：
近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)貿(mào)易的快速增長，公路運輸業(yè)競爭越來越激烈，車輛 超限超載運輸現(xiàn)象不斷增加，車輛稱重技術具有越來越重要的作用。目前應用最為廣泛的汽車衡器是電子磅，它的原理是汽車通過電子衡部分后測出 其載重量，其體積龐大，安裝地點固定，使用不方便，生產(chǎn)成本亦較高，在實際的應用中帶來 不少困難。許多相關科研機構(gòu)也正在針對這些問題研制新的測量方法，最為典型的有兩種 一種是靜態(tài)測量技術。通過給車體安裝一套電磁感應系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等應變裝置，測量汽車 的載重量發(fā)生變化時引起相應的參數(shù)(位移、磁場、電壓等信號)變化，測出汽車的載重。在 中國發(fā)明專利200520080419中公開了一種車輛載重測量裝置，提出了在支撐車軸的彈簧 鋼板和大梁之間安裝距離傳感器，該距離傳感器包含一個敏感元件組合和一個帶有導向機 構(gòu)的固定底座和活動桿，通過測量車輛上彈簧鋼板在載重前后變形量，得到載重數(shù)據(jù)。這種 測量的方法其測量原理簡單，數(shù)據(jù)運算也不復雜，也很容易提高其測量精度；但是面臨的最 主要的問題是安裝應變裝置較為復雜，且所用到的敏感元件因為安裝在車體上，在惡劣的 環(huán)境下很難保持其精密性和使用壽命。另一種是動態(tài)測量技術。其基本原理是采集由載重汽車的重量引起的變形、慣性 量改變等，通過提取這類參數(shù)信號，經(jīng)過信號變換、處理、及頻譜特性分析等手段提取出載 重汽車的重量參數(shù)?，F(xiàn)有公開文獻“基于LabVIEW的車體振動加速度信號處理”(《中國測 試技術》2008年第34卷第1期67 69頁)一文，提出了一種通過加速度傳感器獲取車體 的振動信號，經(jīng)過濾波、變換、處理等數(shù)據(jù)運算，提取重量信息。同樣，在公開文獻“高速動態(tài) 車輛研究”(《微電腦應用》2009年第25卷第1期10 12頁)一文中，提供了一種高速動 態(tài)車輛稱重方法以應變傳感器作為現(xiàn)場敏感器件，測量行駛車輛引起的橋梁應變，對采樣 數(shù)據(jù)進行積分運算消除振動項對結(jié)果的影響，進而獲得動態(tài)車輛的載重值。這兩種方法都 是采用了動態(tài)測量技術，都是充分利用了車體自身參數(shù)的變化，其硬件實現(xiàn)過程并不復雜； 但是，其信號是在車輛行駛過程中實時獲得的，測量信號處理及參數(shù)辨識過程較為復雜，另 一方面，路面的平滑度和車輛速度對測量結(jié)果影響亦較大。

實用新型內(nèi)容為了彌補現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提出了一種基于胎壓測量噸位的測量裝 置，不需要額外安裝輔助測量裝置，也不需要對現(xiàn)有車型進行改造，通過提取載重前后汽車 輪胎氣壓參數(shù)的變化，經(jīng)過簡單的運算，便可得到車輛的真實的載重值。該測量裝置亦吸收 了前述公開文獻提出的靜態(tài)測量技術和動態(tài)測量技術。一方面，胎壓變化和載重量近似呈 線性關系，只需要進行相應的補償，其測量原理簡單；另一方面，胎壓變化量是載重汽車自 身的變化參數(shù)，省去了輔助測量裝置。[0006]本實用新型要解決的技術問題是，首先根據(jù)經(jīng)典力學的基本原理建立了載重量與 胎壓變化之間的數(shù)學關系模型，為實現(xiàn)測量裝置提供了理論基礎；其次根據(jù)所建立的數(shù)學 模型，設計了全數(shù)字便攜式噸位測量裝置。為解決上述技術問題，本實用新型提出的通過胎壓變化測量汽車載重負荷的測量 方法。大量的實驗研究表明，對于特定的輪胎，內(nèi)部氣壓變化與其承受的徑向載荷是近似呈 線性關系的。以此為依據(jù)，對于簡單的四輪卡車輪胎氣壓與載重負荷關系模型進行了深入 研究，通過兩步法建立了精確的數(shù)學模型第一步載重與受力的關系。將四輪卡車抽象成理想的平面物理模型，并做以下合理的假設(1)負載后車身左右對稱，即認為左右輪胎承受的力相等。(2)車廂內(nèi)的載重物重心處在固定的位置，即車廂的中心位置。則可建立以輪胎為支點的力矩模型，如

圖1。以前輪為參考原點，根據(jù)假設(2)得到載重汽車的重心隨載重量變化關系
權利要求一種用于汽車噸位測量的裝置，其特征在于包括便攜式控制顯示手持終端、氣壓變送器(8)和用于連接氣壓變送器與輪胎進氣口的導氣軟管(6)；所述的便攜式控制顯示手持終端由微處理器單元、鍵盤輸入單元、液晶顯示單元、電源轉(zhuǎn)換單元、外部存儲器單元及傳感器接口單元組成，其同時具備測量胎壓、測量載重、過壓/欠壓報警指示、數(shù)據(jù)存儲功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車噸位測量裝置，其特征在于所述的導氣軟管(6)—端 與輪胎進氣口連接，將輪胎內(nèi)氣壓引入管內(nèi)，另一端與氣壓變送器(8)相連接，傳感器將壓 力轉(zhuǎn)換成標準電信號通過雙絞屏蔽傳輸線(10)送給測量裝置的核心運算單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車噸位測量裝置，其特征在于所述的電源開關(3)打開 后，通過功能按鍵(4)選擇測量壓力和測量載重功能，同時功能按鍵(4)能夠控制整個測量 過程，測量裝置在顯示器(2)上自動顯示測量數(shù)據(jù)，所設置的過壓/欠壓報警指示燈(9)同 時顯示。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車噸位測量裝置。本實用新型首先對汽車輪胎模型進行了簡化建模，得出了載重量與胎壓之間變化的數(shù)學表達式，在此基礎上，設計與制造了相應的載重測量裝置，通過測量汽車載重前后輪胎內(nèi)的氣壓變化，間接測量出載重物的重量。測量裝置主要由便攜式測量顯示終端、壓力變送器、導氣軟管組成。其中，密閉性良好的導氣軟管將壓力變送器一端和輪胎進氣口相連接，可以將輪胎內(nèi)的氣壓和壓力變送器相連通，把氣壓量轉(zhuǎn)換成標準電信號量；手持終端能夠以高分辨率采集、處理代表氣壓的電信號，通過載重前后氣壓變化，經(jīng)過處理、運算，顯示出汽車載重重量，數(shù)據(jù)處理簡單；測量裝置與被測對象相互分離，體積小、重量輕、成本低，獨立性強，攜帶方便。
文檔編號G01G19/02GK201757665SQ201020251190
公開日2011年3月9日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者楊峰, 石偉, 駱光照, 黃立梅 申請人:西北工業(yè)大學