專利名稱：一種車載稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車載稱重系統(tǒng)，特別是涉及一種通過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，實現(xiàn)車輛載重測量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在公路運輸過程中，車輛載重的檢測是一項重要的工作，對于運輸安全、道路安 全、企業(yè)日常運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、實現(xiàn)精確的運輸管理必須配以相應(yīng)的車 輛載荷檢測和監(jiān)測系統(tǒng)。目前關(guān)于車輛載荷檢測，常用的技術(shù)措施是地面整車稱重或路面軸重累加稱重。 前者是利用一個大的稱重平臺，將車輛整車置于稱重平臺上直接稱重；后一種是在平坦路 面上安置軸重計，車輪依次通過軸重計平臺，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)備與車輛相互獨立，需要在固定的檢測地點進行檢測，對于檢測點以外的車 輛無法實施監(jiān)控。中國專利ZL200820076112. 5設(shè)計了一種在車上直接安裝稱重傳感器的方法，可 以實現(xiàn)對車輛載重的實時檢測。該專利的技術(shù)原理是在每一個車橋的板簧下面安置一個板 式稱重傳感器，用于測量該板簧處承受的重量，也就是一個車輪上承載的重量，如附圖1所 示，將各板簧下的載荷(亦即每一個車輪上的載荷)測量出，然后累計得到車架上的總載 荷，其技術(shù)方案的載荷檢測系統(tǒng)直接裝在車上，為實施觀察和監(jiān)控提供了一個便利的技術(shù) 手段，其方案的缺點是需要對車輛的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作一些改裝，在每一個板簧下面增加一個板 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傳感器支撐在車架上的方 法，雖然可以單獨對車箱檢重，稱量準(zhǔn)確度比較高，但是都涉及對車體較大的改裝，使用成 本高。
實用新型內(nèi)容本實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)計方法，本方法不需要對車輛結(jié)構(gòu)做任何形式的改動，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。本實用新型可以通過以下方案實現(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稱性，引入載荷分配系數(shù)，通過輪系載荷標(biāo)定得到載荷分配系數(shù)的 數(shù)值，對銷軸載荷放大后得到輪系總載荷。銷軸式測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零件對應(yīng)的圓柱孔配合，在環(huán)形結(jié)構(gòu)的中間貼應(yīng)變 片用于力測量。銷軸式測力傳感器采用對稱雙肩簡支結(jié)構(gòu)，中間兩個環(huán)形承載肩(B、C)距 傳感器的兩端支撐點(A、D)等距，在兩個環(huán)形支撐肩的中點粘貼電阻應(yīng)變片(25、26)用于 載荷測量，通過調(diào)整兩個環(huán)形肩的間距，可以調(diào)整銷軸式傳感器的靈敏度。本實用新型的有益效果在于可以測量和計算出所有輪系對車體的支撐力，進而 得到車輛的載重數(shù)據(jù)，不需要改變原有的車輛結(jié)構(gòu)，改裝簡便，且不會降
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為本實用新型實施例涉及的拖掛式載重車的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實用新型實施例的拖掛車的支撐力系示意圖圖5-1和圖5-2為本實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為本實用新型的實施例的稱重系統(tǒng)布局圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示的一個實施例一拖掛式載重車的車載稱重系統(tǒng)對本實用新 型作進一步詳述。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前部通過一個馬鞍型磨盤1連接到牽引車23，磨盤通過左 右兩個銷軸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，以適應(yīng)路面的高低變化。拖掛車M后部由三個軸共六組車輪支撐，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，三個車輪25、26、27的載荷Ni、 N2、N3通過板簧8、9、10，平衡梁4、6和銷軸5、7對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稱的簡支結(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可以通過精確測量幾何尺寸或標(biāo)定的方式獲得。將平衡梁銷軸5、7、12、13和磨盤銷軸2、11替換成具有測力功能的同樣尺寸的銷軸式力傳感器，測出上述六個銷軸處的橫向力，即可由式( 計算出總載荷。圖5-1和圖5-2分別為所設(shè)計的銷軸式力傳感器2的結(jié)構(gòu)示意圖和安裝結(jié)構(gòu)示意 圖。傳感器設(shè)計成多圓環(huán)結(jié)構(gòu)，中間粘貼應(yīng)變片用于力測量。兩端圓環(huán)A、D和中間圓環(huán)B、 C分別與所連接的兩個零件的對應(yīng)圓柱孔配合安裝。圖6為本實用新型實施例的系統(tǒng)布置圖，六個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量；考慮到拖掛車與牽引車分離的需要，測量 系統(tǒng)設(shè)計成主從結(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無線網(wǎng)絡(luò)上傳管理部門監(jiān)控、記錄。本實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 部分走線和測量控制盒，實現(xiàn)起來相對容易，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零件對應(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力傳感器采用 對稱雙肩簡支結(jié)構(gòu)，中間兩個環(huán)形承載肩(B、C)距傳感器的兩端支撐點(A、D)等距，在兩個 環(huán)形支撐肩的中點粘貼電阻應(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，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，實現(xiàn)車上載荷稱重；將載重車承載機構(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，通過標(biāo)定或測量計算引入必要的載荷系數(shù)，通過各銷軸部位的實測載荷計算得到車輛總重。本實用新型設(shè)計的方案不需要改變原有的車輛結(jié)構(gòu)，改裝簡便，且不會降低原有系統(tǒng)的安全性和可靠性。
文檔編號G01G19/08GK201837445SQ200920260280
公開日2011年5月18日 申請日期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, 陳莽, 陳行開 申請人:深圳市力合鑫源智能技術(shù)有限公司