專利名稱：一種新型汽車噸位測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車噸位測(cè)量裝置，屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(yùn)輸業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，車輛 超限超載運(yùn)輸現(xiàn)象不斷增加，車輛稱重技術(shù)具有越來越重要的作用。目前應(yīng)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(cè)出 其載重量，其體積龐大，安裝地點(diǎn)固定，使用不方便，生產(chǎn)成本亦較高，在實(shí)際的應(yīng)用中帶來 不少困難。許多相關(guān)科研機(jī)構(gòu)也正在針對(duì)這些問題研制新的測(cè)量方法，最為典型的有兩種 一種是靜態(tài)測(cè)量技術(shù)。通過給車體安裝一套電磁感應(yīng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等應(yīng)變裝置，測(cè)量汽車 的載重量發(fā)生變化時(shí)引起相應(yīng)的參數(shù)(位移、磁場(chǎng)、電壓等信號(hào))變化，測(cè)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(cè)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(gè)敏感元件組合和一個(gè)帶有導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)的固定底座和活動(dòng)桿，通過測(cè)量車輛上彈簧鋼板在載重前后變形量，得到載重?cái)?shù)據(jù)。這種 測(cè)量的方法其測(cè)量原理簡單，數(shù)據(jù)運(yùn)算也不復(fù)雜，也很容易提高其測(cè)量精度；但是面臨的最 主要的問題是安裝應(yīng)變裝置較為復(fù)雜，且所用到的敏感元件因?yàn)榘惭b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(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)。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(hào)，經(jīng)過信號(hào)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(xiàn)“基于LabVIEW的車體振動(dòng)加速度信號(hào)處理”(《中國測(cè) 試技術(shù)》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(dòng)信號(hào)，經(jīng)過濾波、變換、處理等數(shù)據(jù)運(yùn)算，提取重量信息。同樣，在公開文獻(xiàn)“高速動(dòng)態(tài) 車輛研究”(《微電腦應(yīng)用》2009年第25卷第1期10 12頁)一文中，提供了一種高速動(dòng) 態(tài)車輛稱重方法以應(yīng)變傳感器作為現(xiàn)場(chǎng)敏感器件，測(cè)量行駛車輛引起的橋梁應(yīng)變，對(duì)采樣 數(shù)據(jù)進(jìn)行積分運(yùn)算消除振動(dòng)項(xiàng)對(duì)結(jié)果的影響，進(jìn)而獲得動(dòng)態(tài)車輛的載重值。這兩種方法都 是采用了動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，都是充分利用了車體自身參數(shù)的變化，其硬件實(shí)現(xiàn)過程并不復(fù)雜； 但是，其信號(hào)是在車輛行駛過程中實(shí)時(shí)獲得的，測(cè)量信號(hào)處理及參數(shù)辨識(shí)過程較為復(fù)雜，另 一方面，路面的平滑度和車輛速度對(duì)測(cè)量結(jié)果影響亦較大。

實(shí)用新型內(nèi)容為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種基于胎壓測(cè)量噸位的測(cè)量裝 置，不需要額外安裝輔助測(cè)量裝置，也不需要對(duì)現(xiàn)有車型進(jìn)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(yùn)算，便可得到車輛的真實(shí)的載重值。該測(cè)量裝置亦吸收 了前述公開文獻(xiàn)提出的靜態(tài)測(cè)量技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)。一方面，胎壓變化和載重量近似呈 線性關(guān)系，只需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，其測(cè)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(cè)量裝置。[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，首先根據(jù)經(jīng)典力學(xué)的基本原理建立了載重量與 胎壓變化之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，為實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置提供了理論基礎(chǔ)；其次根據(jù)所建立的數(shù)學(xué) 模型，設(shè)計(jì)了全數(shù)字便攜式噸位測(cè)量裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的通過胎壓變化測(cè)量汽車載重負(fù)荷的測(cè)量 方法。大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，對(duì)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(guān)系的。以此為依據(jù)，對(duì)于簡單的四輪卡車輪胎氣壓與載重負(fù)荷關(guān)系模型進(jìn)行了深入 研究，通過兩步法建立了精確的數(shù)學(xué)模型第一步載重與受力的關(guān)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(shè)(1)負(fù)載后車身左右對(duì)稱，即認(rèn)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(diǎn)的力矩模型，如

圖1。以前輪為參考原點(diǎn)，根據(jù)假設(shè)(2)得到載重汽車的重心隨載重量變化關(guān)系
權(quán)利要求一種用于汽車噸位測(cè)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(jìn)氣口的導(dǎo)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(chǔ)器單元及傳感器接口單元組成，其同時(shí)具備測(cè)量胎壓、測(cè)量載重、過壓/欠壓報(bào)警指示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車噸位測(cè)量裝置，其特征在于所述的導(dǎo)氣軟管(6)—端 與輪胎進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)通過雙絞屏蔽傳輸線(10)送給測(cè)量裝置的核心運(yùn)算單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車噸位測(cè)量裝置，其特征在于所述的電源開關(guān)(3)打開 后，通過功能按鍵(4)選擇測(cè)量壓力和測(cè)量載重功能，同時(shí)功能按鍵(4)能夠控制整個(gè)測(cè)量 過程，測(cè)量裝置在顯示器(2)上自動(dòng)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，所設(shè)置的過壓/欠壓報(bào)警指示燈(9)同 時(shí)顯示。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車噸位測(cè)量裝置。本實(shí)用新型首先對(duì)汽車輪胎模型進(jìn)行了簡化建模，得出了載重量與胎壓之間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)與制造了相應(yīng)的載重測(cè)量裝置，通過測(cè)量汽車載重前后輪胎內(nèi)的氣壓變化，間接測(cè)量出載重物的重量。測(cè)量裝置主要由便攜式測(cè)量顯示終端、壓力變送器、導(dǎo)氣軟管組成。其中，密閉性良好的導(dǎo)氣軟管將壓力變送器一端和輪胎進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)量；手持終端能夠以高分辨率采集、處理代表氣壓的電信號(hào)，通過載重前后氣壓變化，經(jīng)過處理、運(yùn)算，顯示出汽車載重重量，數(shù)據(jù)處理簡單；測(cè)量裝置與被測(cè)對(duì)象相互分離，體積小、重量輕、成本低，獨(dú)立性強(qiáng)，攜帶方便。
文檔編號(hào)G01G19/02GK201757665SQ201020251190
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者楊峰, 石偉, 駱光照, 黃立梅 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)