本實(shí)用新型涉及一種超負(fù)荷檢測(cè)和報(bào)警裝置，尤其是一種基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)和報(bào)警裝置。

背景技術(shù)：

高速公路、橋梁在設(shè)計(jì)建造時(shí)均有荷載標(biāo)準(zhǔn)，盲目超載將極大縮短高速公路和橋梁的使用壽命，還帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，因而車輛運(yùn)輸荷載應(yīng)當(dāng)符合荷載標(biāo)準(zhǔn)。但是隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)汽車車輛種類越加繁多，各類轎車、客車、貨車、牽引車、特種車、專用汽車、越野車不計(jì)其數(shù)，每種車的荷載都不一樣，急需一種快速安全的檢測(cè)裝置對(duì)高速公路、橋梁上的運(yùn)輸車輛荷載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)和報(bào)警裝置，該裝置可以檢測(cè)車輛是否超過(guò)設(shè)定負(fù)荷并觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、成本較低的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：

基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于：包括平行布置的基板和承力頂板、安裝在基板頂面的至少兩個(gè)壓電傳感器、固定在承力頂板底面并與壓電傳感器一一對(duì)應(yīng)的觸發(fā)壓塊、安裝在基板與承力頂板之間的至少兩個(gè)彈簧、引導(dǎo)承力頂板相對(duì)于基板上下滑動(dòng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及與壓電傳感器電連接的報(bào)警系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括固定在承力頂板上的上引導(dǎo)槽以及固定在基板上的下引導(dǎo)槽，所述上引導(dǎo)槽由垂懸固定在承力頂板四周的上邊框組成，所述下引導(dǎo)槽由固定在基板四周的下邊框組成，下邊框與上邊框間隙配合，使得上邊框可以相對(duì)下邊框滑動(dòng)，對(duì)承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)還包括固定在下邊框內(nèi)的支撐板以及垂懸固定在承力頂板底面的至少兩個(gè)導(dǎo)向螺桿，導(dǎo)向螺桿向下穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的導(dǎo)向孔從而承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向螺桿上安裝有兩個(gè)限位螺母，兩個(gè)限位螺母分別位于支撐板的上側(cè)和下側(cè)。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括固定在下邊框內(nèi)的支撐板以及垂懸固定在承力頂板底面的至少四個(gè)導(dǎo)向螺桿，導(dǎo)向螺桿向下穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的導(dǎo)向孔從而承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向螺桿上安裝有兩個(gè)限位螺母，兩個(gè)限位螺母分別位于支撐板的上側(cè)和下側(cè)。

作為優(yōu)選，所述壓電傳感器連接有一感應(yīng)桿，該感應(yīng)桿與所述觸發(fā)壓塊上下對(duì)應(yīng)，觸發(fā)壓塊接觸到感應(yīng)壓桿時(shí)，壓電傳感器輸出信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，所述壓電傳感器連接有一感應(yīng)桿，該感應(yīng)桿穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的通孔后與所述觸發(fā)壓塊上下對(duì)應(yīng)，觸發(fā)壓塊接觸到感應(yīng)壓桿時(shí)，壓電傳感器輸出信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，所述承力頂板以及基板均為剛性板。

作為優(yōu)選，所述承力頂板以及基板均設(shè)有由縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋構(gòu)成的剛性支架。

本實(shí)用新型有益效果是：本實(shí)用新型在安裝時(shí)可以參考路面減速帶，整個(gè)裝置沿著道路的寬度方向布置，整體埋入地基中，承力頂板略微高出路面，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)承力頂板下沉，下沉一定程度時(shí)觸發(fā)壓電傳感器報(bào)警，整體安裝方便，結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便，成本低廉，具有較好的市場(chǎng)前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1：

如圖2所示，基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)報(bào)警裝置，包括水平布置且相互平行伸展的基板11和承力頂板9、安裝在基板頂面的一組壓電傳感器、固定在承力頂板底面并與壓電傳感器5一一對(duì)應(yīng)的一組觸發(fā)壓塊4、安裝在基板與承力頂板之間的一組兩個(gè)彈簧3、引導(dǎo)承力頂板相對(duì)于基板上下滑動(dòng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及通過(guò)導(dǎo)線與壓電傳感器電連接的報(bào)警系統(tǒng)10(優(yōu)選聲光報(bào)警裝置，可外購(gòu)獲得)。

一般地，壓電傳感器在基板上均勻排列，數(shù)量在兩個(gè)以上，最好是基板的兩端以及中間部位均有壓電傳感器，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置壓電傳感器。彈簧的布置方式與壓電傳感器相同，可以根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)選擇不同彈性系數(shù)的彈簧以及彈簧數(shù)量，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置彈簧。這樣可以使車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，承力頂板兩端的彈簧可以同步變形，避免承力頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況，影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。

所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用在于對(duì)承力頂板前后左右進(jìn)行限位，進(jìn)一步避免頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況。該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括固定在承力頂板上的上引導(dǎo)槽以及固定在基板上的下引導(dǎo)槽。所述上引導(dǎo)槽由垂懸固定在承力頂板四周的上邊框1組成(上邊框與承力頂板最好一體成型，形成一個(gè)開(kāi)口朝下的上殼體)，所述下引導(dǎo)槽由固定在基板四周的下邊框2組成(下邊框與基板最好一體成型，形成一個(gè)開(kāi)口朝上的下殼體)，下邊框與上邊框間隙配合，使得上邊框可以相對(duì)下邊框滑動(dòng)(上殼體的開(kāi)口稍稍大于下殼體的開(kāi)口，使得上殼體開(kāi)口部位的內(nèi)壁可以沿著下殼體開(kāi)口部位的外壁表面滑動(dòng))，對(duì)承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。下邊框與上邊框配合后(上殼體與下殼體配合后)，連同基板、承力頂板一起形成一個(gè)接近封閉的空腔，外界的塵土、雨水難以進(jìn)入該空腔內(nèi)，從而保護(hù)空腔內(nèi)的壓電傳感器、彈簧等部件。

更進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)還可以設(shè)置固定在下邊框內(nèi)的支撐板12以及垂懸固定在承力頂板底面的至少兩個(gè)導(dǎo)向螺桿7(可以通過(guò)焊接或者螺母的形式固定)。推薦采用四個(gè)以上的導(dǎo)向螺桿，分布在承力頂板的四角以及中間部位均，導(dǎo)向螺桿向下穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的導(dǎo)向孔從而承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。所述導(dǎo)向螺桿上安裝有兩個(gè)限位螺母8，兩個(gè)限位螺母分別位于支撐板的上側(cè)和下側(cè)。導(dǎo)向螺桿可以使承力頂板的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，兩端的運(yùn)動(dòng)更加平衡。并且，限位螺母可以限制承力頂板的行程，例如，上側(cè)的限位螺母可以避免承力頂板過(guò)度下降造成觸發(fā)壓塊損壞壓電傳感器，下側(cè)的限位螺母可以避免導(dǎo)向螺桿從支撐板脫離，還可以避免承力頂板過(guò)度上升造成上邊框與下邊框脫離、錯(cuò)位。所述彈簧的下端可以抵靠在基板上，或者抵靠在支撐板上。

一般地，為了縮短觸發(fā)行程，避免承力頂板過(guò)于向下滑動(dòng)而導(dǎo)致路面不平坦，影響車輛行走，所述壓電傳感器的頂部連接有一感應(yīng)桿6，該感應(yīng)桿穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的通孔后與所述觸發(fā)壓塊上下對(duì)應(yīng)，觸發(fā)壓塊接觸到感應(yīng)壓桿時(shí)，壓電傳感器輸出信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)。

顯然，所述承力頂板、基板以及支撐板均為剛性板，可以采用鋼板制作。為了進(jìn)一步增加剛性，所述承力頂板、基板以及支撐板均設(shè)有由縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋構(gòu)成的剛性支架，承力頂板、基板以及支撐板以蒙皮的形式固定連接在剛性支架的表面。

實(shí)施例2：

基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)報(bào)警裝置，包括水平布置且相互平行伸展的基板和承力頂板、安裝在基板頂面的一組壓電傳感器、固定在承力頂板底面并與壓電傳感器一一對(duì)應(yīng)的一組觸發(fā)壓塊、安裝在基板與承力頂板之間的一組兩個(gè)彈簧、引導(dǎo)承力頂板相對(duì)于基板上下滑動(dòng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及通過(guò)導(dǎo)線與壓電傳感器電連接的報(bào)警系統(tǒng)。

一般地，壓電傳感器在基板上均勻排列，數(shù)量在兩個(gè)以上，最好是基板的兩端以及中間部位均有壓電傳感器，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置壓電傳感器。彈簧的布置方式與壓電傳感器相同，可以根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)選擇不同彈性系數(shù)的彈簧以及彈簧數(shù)量，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置彈簧。這樣可以使車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，承力頂板兩端的彈簧可以同步變形，避免承力頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況，影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。

所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用在于對(duì)承力頂板前后左右進(jìn)行限位，進(jìn)一步避免頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況。該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括固定在承力頂板上的上引導(dǎo)槽以及固定在基板上的下引導(dǎo)槽，所述上引導(dǎo)槽由垂懸固定在承力頂板四周的上邊框組成(上邊框與承力頂板最好一體成型)，所述下引導(dǎo)槽由固定在基板四周的下邊框組成(下邊框與基板最好一體成型)，下邊框與上邊框間隙配合，使得上邊框可以相對(duì)下邊框滑動(dòng)，對(duì)承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。下邊框與上邊框配合后，連同基板、承力頂板一起形成一個(gè)接近封閉的空腔，外界的灰塵、雨水難以進(jìn)入該空腔內(nèi)，從而保護(hù)空腔內(nèi)的壓電傳感器、彈簧等部件。

一般地，為了縮短觸發(fā)行程，避免承力頂板過(guò)于向下滑動(dòng)而導(dǎo)致路面不平坦，影響車輛行走，所述壓電傳感器的頂部連接有一感應(yīng)桿，該感應(yīng)桿與所述觸發(fā)壓塊上下對(duì)應(yīng)，觸發(fā)壓塊接觸到感應(yīng)壓桿時(shí)，壓電傳感器輸出信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)。

顯然，所述承力頂板以及基板均為剛性板，可以采用鋼板制作。為了進(jìn)一步增加剛性，所述承力頂板以及基板均設(shè)有由縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋構(gòu)成的剛性支架，承力頂板以及基板以蒙皮的形式連接在剛性支架的表面。

實(shí)施例3：

基于壓電傳感器的高速公路、橋梁超負(fù)荷檢測(cè)報(bào)警裝置，包括水平布置且相互平行伸展的基板和承力頂板、安裝在基板頂面的一組壓電傳感器、固定在承力頂板底面并與壓電傳感器一一對(duì)應(yīng)的一組觸發(fā)壓塊、安裝在基板與承力頂板之間的一組兩個(gè)彈簧、引導(dǎo)承力頂板相對(duì)于基板上下滑動(dòng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及通過(guò)導(dǎo)線與壓電傳感器電連接的報(bào)警系統(tǒng)。

一般地，壓電傳感器在基板上均勻排列，數(shù)量在兩個(gè)以上，最好是基板的兩端以及中間部位均有壓電傳感器，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置壓電傳感器。彈簧的布置方式與壓電傳感器相同，可以根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)選擇不同彈性系數(shù)的彈簧以及彈簧數(shù)量，條件允許時(shí)，可以在基板的四角以及中間分別設(shè)置彈簧。這樣可以使車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，承力頂板兩端的彈簧可以同步變形，避免承力頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況，影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。

所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用在于對(duì)承力頂板前后左右進(jìn)行限位，進(jìn)一步避免頂板出現(xiàn)一邊高一邊低的情況。所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括設(shè)置固定在下邊框內(nèi)的支撐板以及垂懸固定在承力頂板底面的至少兩個(gè)導(dǎo)向螺桿(可以通過(guò)焊接或者螺母的形式固定)。推薦采用四個(gè)以上的導(dǎo)向螺桿，分布在承力頂板的四角以及中間部位均，導(dǎo)向螺桿向下穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的導(dǎo)向孔從而承力頂板進(jìn)行導(dǎo)向。所述導(dǎo)向螺桿上安裝有兩個(gè)限位螺母，兩個(gè)限位螺母分別位于支撐板的上側(cè)和下側(cè)。導(dǎo)向螺桿可以使承力頂板的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，兩端的運(yùn)動(dòng)更加平衡。并且，限位螺母可以限制承力頂板的行程，例如，上側(cè)的限位螺母可以避免承力頂板過(guò)度下降造成觸發(fā)壓塊損壞壓電傳感器，下側(cè)的限位螺母可以避免導(dǎo)向螺桿從支撐板脫離。所述彈簧的下端可以抵靠在基板上，或者抵靠在支撐板上。

一般地，為了縮短觸發(fā)行程，避免承力頂板過(guò)于向下滑動(dòng)而導(dǎo)致路面不平坦，影響車輛行走，所述壓電傳感器的頂部連接有一感應(yīng)桿，該感應(yīng)桿穿過(guò)支撐板上開(kāi)設(shè)的通孔后與所述觸發(fā)壓塊上下對(duì)應(yīng)，觸發(fā)壓塊接觸到感應(yīng)壓桿時(shí)，壓電傳感器輸出信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)。

顯然，所述承力頂板、基板以及支撐板均為剛性板，可以采用鋼板制作。為了進(jìn)一步增加剛性，所述承力頂板、基板以及支撐板均設(shè)有由縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋構(gòu)成的剛性支架，承力頂板、基板以及支撐板以蒙皮的形式固定連接在剛性支架的表面。

如圖1所示，本實(shí)用新型的上述三個(gè)實(shí)施例中，基板與承力頂板一般為矩形，寬度優(yōu)選20-30cm，基板與承力頂板之間的距離優(yōu)選15-20cm，長(zhǎng)度可根據(jù)路面寬度設(shè)定。本實(shí)用新型中的報(bào)警系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有技術(shù)，在此不做詳細(xì)介紹。

本實(shí)用新型的工作原理是：施工時(shí)，整體埋入路基中，上表面可略高出路面如同減速帶一樣，為了降低車輛剛駛上承力頂板時(shí)的沖擊力，承力頂板寬度方向的兩側(cè)邊沿可以制有斜面或弧面，從而與地面順利過(guò)渡。當(dāng)車輛駛過(guò)，承力頂板受車輛重力作用后壓縮彈簧，彈簧產(chǎn)生形變，觸發(fā)壓塊隨承力頂板下降，如車輛荷載未超出設(shè)定負(fù)荷時(shí)，觸發(fā)壓塊不會(huì)接觸壓電傳感器，報(bào)警系統(tǒng)不會(huì)報(bào)警，表示該車輛未超出高速公路、橋梁的荷載；如車輛荷載超出設(shè)定負(fù)荷時(shí)，觸發(fā)壓塊下降后會(huì)接觸壓電傳感器的感應(yīng)桿，壓電傳感器產(chǎn)生信號(hào)輸出，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，表示該車輛超出高速公路、橋梁的荷載。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。例如，本實(shí)用新型中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)還可以采用導(dǎo)軌滑塊的形式，或者光軸滑塊的形式，等等；所述壓電傳感器也可以替換成其它形式的傳感器元件，例如位移傳感器、距離傳感器、光纖光柵傳感器，等等；承力頂板的頂面可以設(shè)置保護(hù)層，等等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。