專利名稱：一種基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于稱重傳感領域，具體涉及一種通過對汽車橋殼形變量的檢測達到荷載稱重目的的傳感系統(tǒng)。
背景技術：
傳感元件是工程檢測系統(tǒng)中獲取信息的最前沿和最重要的部件。其任務在于把被測對象或生產中人們感興趣的信息〈多為非電量〉轉為與之對應、容易處理和傳輸的信號 〈主要是電量)。以傳感元件為核心，配以一定的支承固定機構，通過機械、電氣方式連接， 能將所獲信號傳輸出去的裝置即稱為傳感器。目前關于載重車輛的稱重方式多是通過地磅或是外界的稱重系統(tǒng)，無法實時獲取車輛行駛過程中的稱重數據；如果將相應傳感器安裝到車輛上，則可以直接測得稱重數據， 但是相應的傳感位置相當難選取。為更好地獲得真實的載重數據，需要將傳感系統(tǒng)的傳感元件安置于應力集中或者主要承受壓力的位置，該位置往往會有(除檢測方向外的)應力形變，會對所述傳感元件產生不必要的內應力影響，造成檢測數據無法反映真實載重情況，且影響傳感元件使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種檢測相對準確，有效保護傳感元件的稱重傳感系統(tǒng)。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案
一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數據處理裝置； 還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內，所述彈性體設于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。進一步，所述橋殼包括前軸橋殼與后軸橋殼。進一步，所述傳感處理裝置設于車輛控制室內，數據處理裝置與傳感元件之間通過相應的導線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導線相對應的導線管，所述彈性體內還設有安置導線管用的通孔。進一步，所述傳感元件包括應變計及相應測量電路，所述彈性體上設有分布在應變計兩側的安裝孔；
所述彈性體通過安裝支架固定在橋殼的中性面位置處，安裝支架其一端與橋殼焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔
--對應。進一步，還包括彈性體的保護罩，所述彈性體上設有用于安裝保護罩的螺紋孔；保護罩通過與所述螺紋孔相適應的連接件固定在彈性體上。
進一步，所述應變計旁設有彈性體的應力缺口。進一步，所述各安裝支架、彈性體均為對稱結構，其中各安裝孔及應變計均處于彈性體的對稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對稱面均與受測試結構的中性面平齊。如果設想橋殼一類的梁式結構是由無數層縱向纖維組成的，由于橫截面保持平面，說明縱向纖維從縮短到伸長是逐漸連續(xù)變化的，其中必定有一個既不縮短也不伸長的中性層(不受壓又不受拉)。中性層是梁上拉伸區(qū)與壓縮區(qū)的分界面。中性層與橫截面的交線，稱為中性軸。所有截面中性軸組成的平面稱為中性面。采用本發(fā)明測量汽車橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，具有如下技術效果
1、將傳感元件及其載體(彈性體)設于中性面上，該采集位置獨特，側向壓力或拉力都小或基本沒有，能有效保護傳感元件；另外前后橋殼基本上承載了車輛的主要載荷，便于傳感器的準確測量。2把安裝支架焊接到橋殼中性面上，再把彈性體以自鎖連接的方式固定在安裝支架上，整個過程方便快捷，不改變汽車結構，因而對安全性能無任何影響
3、根據稱重準確度要求，可在前后軸橋殼上安裝至少一個傳感器，為減小偏載影響，以提高精度，可在每個橋殼上增加傳感器的安裝數量和位置。當然也可以在后軸上獨立安裝， 但準確度相對較差。4、設置導線管，便于將傳感線路引入引出，最終將傳感信號交由設置在他處的邏輯處理單元處理。5、實現測量中，設置多個采集位置，不僅是前后軸車殼各設一個，也可以一個車殼內左右設置多個、左右側各安裝一個或多傳感元件，由此最終讀數與外載偏載程度、傳感器安裝位置、橋殼自身左右對稱度等都有關系。因而在安裝使用之前，應測量在相應檢測位置處傳感元件所測出的形變差對應于實際載荷的等效剛度系數，多個傳感元件即對應有多個檢測位置，測試多個傳感元件檢測同一載荷時各自不相關的等效剛度系數。投入實際應用時，只要根據各個傳感元件所測形變差以及各自的等效剛度系數， 即可得到各個傳感元件所測得的荷載值，再疊加各荷載值即可得到總的外載荷(具體參數由實驗檢測來確定，計算由傳感處理裝置中的軟件設計來實現)。這一方法與外載是否左右對稱、橋殼形狀是否左右對稱、兩傳感器是否對稱安裝等都沒有關系，是一種通用的測試方法。6、為了保護傳感器受到外界撞擊等，特設保護罩。7、為了使應變計所處位置成為彈性體檢測撓度變形的敏感位置，設置應力缺口， 使應變計及其相鄰位置成為彈性體應力應變集中的區(qū)域，提高傳感器輸出靈敏度。8、將傳感器設于受測試結構的中性面上，是為了減少受測試結構直接對傳感器產生(除撓度方向上的)側向力(測量反力)，避免傳感器產生與梁體撓度形變無關的形變量， 影響測量的準確性與傳感器使用壽命。傳感器安裝時，保證傳感器的對稱面與被測梁的中性面平齊，即整個傳感器包括安裝支架均沿被測梁中性面對稱。傳感器即測量梁安裝支架處的撓度差。這樣安裝能有效的減少非撓度引起的輸出，并能提高傳感器的有效輸出。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案進一步說明
圖1是本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的結構框圖。圖2是本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)在橋殼發(fā)生撓度形變前的狀態(tài)示意圖。圖3是與圖2對應的橋殼發(fā)生撓度形變后的狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)一種實施例中彈性體的結構示意圖。圖5是與圖4相對應的本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的結構示意圖。(未繪出保護罩)
圖6是與圖5相對應的本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的俯視結構示意圖。圖7是與圖5相對應的本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的側視結構示意圖。其中橋殼1、安裝支架3、保護罩4、連接件5、中性面62、對稱面61、導線管7、保護殼體8、彈性體9、自鎖螺母10、安裝孔11、螺紋孔12、應力缺口 13、通孔14、應變計安裝區(qū) 15、測量電路安裝區(qū)16。
具體實施例方式
如圖1至圖7所示，一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數據處理裝置；
還包括承載所述傳感元件的彈性體9，傳感元件置于彈性體9內，所述彈性體9設于車輛橋殼1表壁上的中性面62位置處。所述橋殼1包括前軸橋殼與后軸橋殼。其中若干彈性體9對稱分布在橋殼1左右兩側。所述傳感處理裝置設于車輛控制室內，數據處理裝置與傳感元件之間通過相應的導線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導線相對應的導線管7， 所述彈性體9內還設有安置導線管7用的通孔14。所述傳感元件包括應變計及相應測量電路，所述彈性體9上設有分布在應變計兩側的安裝孔11;
彈性體9上設有專門的應變計安裝區(qū)15及測量電路安裝區(qū)16。所述彈性體9通過安裝支架3固定在橋殼1的中性面62位置處，安裝支架3其一端與橋殼1焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔11并由自鎖螺母10固定在安裝孔11處， 其中所述安裝支架3與安裝孔11 一一對應。還包括彈性體9的保護罩4，所述彈性體9上設有用于安裝保護罩4的螺紋孔12 ； 保護罩4通過與所述螺紋孔12相適應的連接件5固定在彈性體9上。所述應變計旁設有彈性體9的應力缺口 13。所述各安裝支架3、彈性體9均為對稱結構，其中各安裝孔11及應變計均處于彈性體9的對稱面61位置處，且各安裝支架3、彈性體9的對稱面61均與橋殼1的中性面62 平齊。
為了更好的保護應變計與應力缺口 13，特在彈性體9上設置相應的保護殼體8。其中彈性體9選用合金鋼材料，應變計采用電阻應變片。所述數據處理裝置可采用嵌入式系統(tǒng)或單片機系統(tǒng)，如ARM、51等。稱重數據經處理后可接顯示屏，也可通過無線遠傳。對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。
權利要求
1.一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數據處理裝置；其特征在于還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內，所述彈性體設于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。
2.如權利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述橋殼包括前軸橋殼與后軸橋殼。
3.如權利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述傳感處理裝置設于車輛控制室內，數據處理裝置與傳感元件之間通過相應的導線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導線相對應的導線管，所述彈性體內還設有安置導線管用的通孔。
4.如權利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述傳感元件包括應變計及相應測量電路，所述彈性體上設有分布在應變計兩側的安裝孔；所述彈性體通過安裝支架固定在橋殼的中性面位置處，安裝支架其一端與橋殼焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔 --對應。
5.如權利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于還包括彈性體的保護罩，所述彈性體上設有用于安裝保護罩的螺紋孔；保護罩通過與所述螺紋孔相適應的連接件固定在彈性體上。
6.如權利要求4所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述應變計旁設有彈性體的應力缺口。
7.如權利要求4所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述各安裝支架、彈性體均為對稱結構，其中各安裝孔及應變計均處于彈性體的對稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對稱面均與受測試結構的中性面平齊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過對汽車橋殼形變量的檢測達到荷載稱重目的的傳感系統(tǒng)。本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數據處理裝置；還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內，所述彈性體設于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。本發(fā)明基于檢測車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)克服了現有技術中應力形變會對所述傳感元件產生不必要的內應力影響，造成檢測數據無法反映真實載重情況，且影響傳感元件使用壽命的技術缺陷，實現了檢測相對準確，且能有效保護傳感元件的稱重傳感系統(tǒng)。
文檔編號B60P5/00GK102371935SQ201110247469
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2011年8月26日
發(fā)明者唐廷燁 申請人:重慶大唐科技股份有限公司