專利名稱：嵌入式便攜列車稱重儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種列車稱重儀，尤其涉及一種嵌入式便攜列車稱重儀。
背景技術(shù)：
軌道衡是一種高精度衡器，計量精度可以達(dá)到5%。以上，因此廣泛應(yīng)用于鐵路貨運 貿(mào)易結(jié)算系統(tǒng)中。為了保證精度，軌道衡包含許多復(fù)雜組成部分，主要包括整體道床、機(jī)械 稱臺、稱重傳感器、稱重儀表和稱重算法組成。其中整體道床是混凝土結(jié)構(gòu)，施工周期大約 是兩個月，機(jī)械稱臺長度大約4米，重量4噸以上，因此建造軌道衡時需要鐵路軌道長時間 不能使用，嚴(yán)重影響鐵路貨運效率。

實用新型內(nèi)容針對上面的問題，本實用新型旨在提出一種嵌入式便攜稱重儀表，其包括稱重計 算模塊和機(jī)械稱臺；機(jī)械稱臺測量感應(yīng)電壓信號發(fā)送至稱重計算模塊，由稱重計算模塊計 算出車軸重量，累加一節(jié)車廂的各車軸的車軸重量從而得到車廂重量。優(yōu)選地，所述機(jī)械稱臺包括傳感器和支撐結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)包括套筒、嵌入塊、支撐體、緊固件；嵌入塊可以嵌入進(jìn)鐵 軌軌腰處，通過緊固件和套筒產(chǎn)生的張力將整個機(jī)械稱臺固定在兩根鐵軌軌腰處；支撐體 和嵌入塊通過螺栓連接，共同支撐傳感器。優(yōu)選地，所述稱重計算模塊包括基于PC104體系的嵌入式主板；所述基于PC104體 系的嵌入式主板包括傳感器信號調(diào)理模塊、PC104 AD采集卡、PC104主板；由傳感器發(fā)送的 信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊處理后送至PC104 AD采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號被 送至PC104主板以計算車軸重量。優(yōu)選地，所述稱重計算模塊包括基于ARM體系的嵌入式模塊；所述基于ARM體系 的嵌入式模塊包括8路傳感器信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、 EEPROM、RS-232接口 ；由傳感器發(fā)送的軸重電壓信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊濾波放大后送 至A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送至ARM7-TDMI CPU計算車軸重量，最后根 據(jù)車軸之間距離判斷各車軸重量是否是屬于同一節(jié)車廂的車軸的車軸重量，將同一節(jié)車廂 的各車軸重量信息相加得到該車廂的車廂重量。該儀表不需要土建結(jié)構(gòu)，稱臺也縮小到0. 6米以內(nèi)，同時重量在80公斤左右，因此 僅需要兩三個工作人員就可以進(jìn)行安裝使用，適合應(yīng)用于精度要求在2%左右的場合中，例 如定量裝車現(xiàn)場，貨物重量近似校核等等。
從對說明本實用新型的主旨及其使用的優(yōu)選實施例和附圖的以下描述來看，本實 用新型的以上和其它目的、特點和優(yōu)點將是顯而易見的，在附圖中圖1是本實用新型的嵌入式便攜列車稱重儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的第一實施例的嵌入式稱重計算模塊的原理圖；[0013]圖3是本實用新型的第二實施例的嵌入式稱重計算模塊的原理圖；圖4是機(jī)械稱臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4沿G-G線的剖面圖；圖6是圖4沿D-D線的剖面圖；圖7是機(jī)械稱臺的立體圖；圖8是本實用新型的嵌入式便攜列車稱重儀的工作流程圖。
具體實施方式
下面，將結(jié)合說明書附圖對本實用新型的嵌入式便攜稱重儀進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本實用新型的嵌入式便攜稱重儀表主要包括機(jī)械稱臺和嵌入式稱重 計算模塊。如圖4至圖7所示，機(jī)械稱臺包括傳感器和支撐結(jié)構(gòu)。圖2是嵌入式稱重計算 模塊的第一實施例，其中的計算模塊是基于PC104體系的嵌入式主板；圖3是嵌入式稱重計 算模塊的第二實施例，其中的計算模塊是基于ARM體系的嵌入式模塊。如圖2所示，基于PC104體系的嵌入式主板實現(xiàn)的嵌入式稱重計算模塊包括4路 傳感器信號調(diào)理模塊、PC104AD采集卡、PC104主板、液晶顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、硬盤、電子盤 及電源等，可以實現(xiàn)4路傳感器信號的調(diào)理、采集、存儲、上傳功能。傳感器信號調(diào)理模塊采用研華科技的ADAM3016，提供高精度供橋電源，實現(xiàn)傳感 器信號的放大(增益可設(shè)置)，并實現(xiàn)電源、輸入、輸出相互隔離的功能，可靠性高、使用方 便。PC104AD采集卡為16通道16位AD采集卡200K采集率，可以滿足數(shù)據(jù)采集的需要。PC104主板實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、通訊O個串口)的功能，可以運行操作系統(tǒng)，提供 鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器接口。由傳感器發(fā)送的信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊處理后送至PC104 AD采集卡轉(zhuǎn)化為 數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送至PC104主板以計算車軸重量，最后根據(jù)車軸之間距離判斷各 車軸重量是否是屬于同一節(jié)車廂的車軸的車軸重量，將同一節(jié)車廂的各車軸重量信息相加 得到該車廂的車廂重量。如圖3所示，基于ARM體系的嵌入式主板實現(xiàn)的嵌入式稱重計算模塊包括8路傳 感器信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、EEI^ROM、RS-232接口等，可以實 現(xiàn)8路傳感器信號的調(diào)理、采集、上傳功能。傳感器信號調(diào)理電路實現(xiàn)傳感器信號的放大、低通濾波功能，將傳感器輸出信號 放大到與A/D轉(zhuǎn)換電路相匹配的幅值。A/D轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，將放大后的傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。ARM7-TDMI CPU獲取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，做濾波處理后，通過串口上傳數(shù)據(jù)。FLASH用于存儲數(shù)據(jù)采集程序。RAM提供程序運行時的隨機(jī)存儲空間。EEPROM用于存儲配置信息，如采樣率、采樣通道數(shù)、串口波特率等。所有以上功能集成在一塊板卡上。由傳感器發(fā)送的軸重電壓信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊濾波放大后送至AD轉(zhuǎn)換芯 片轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送至ARM7-TDMI CPU計算車軸重量，最后根據(jù)車軸之間距離判斷各車軸重量是否是屬于同一節(jié)車廂的車軸的車軸重量，將同一節(jié)車廂的各車軸重量 信息相加得到該車廂的車廂重量。如圖4至圖7所示為機(jī)械稱臺，該稱臺安放在兩根鐵軌之間，其包括傳感器和支撐 結(jié)構(gòu)。其中支撐結(jié)構(gòu)包括套筒1、嵌入塊2、支撐體4、緊固件5、6;嵌入塊2可以嵌入進(jìn)鐵軌 軌腰處，通過緊固件5，6和套筒1產(chǎn)生的張力將整個機(jī)械稱臺固定在兩根鐵軌軌腰處。支 撐體4和嵌入塊2通過螺栓連接，共同支撐傳感器3。傳感器3與火車車輪外圓接觸，將火 車的重量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?，并傳遞到嵌入式稱重計算模塊中，實現(xiàn)對火車重量的測量。下面將結(jié)合圖8詳細(xì)介紹本實用新型的嵌入式便攜稱重儀表工作流程。將稱重儀表安裝在鐵軌之間后，打開電源等待列車到來。當(dāng)列車到達(dá)后，車輪踏面 與鐵軌脫離，車輪外圓壓在稱臺傳感器上，這樣列車重量通過傳感器轉(zhuǎn)化為電壓信號，并將 該信號發(fā)送到嵌入式稱重計算模塊中。在嵌入式稱重計算模塊中，將傳感器的電壓信號首先經(jīng)過濾波，放大處理的調(diào)理 電路，然后模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊抽樣出列車重量的數(shù)字信號。數(shù)字信號在嵌入式控制器中計算出 列車的軸重，顯示在液晶屏上，經(jīng)過人工交互處理得到每節(jié)車廂的總重量。本實用新型的嵌入式便攜稱重儀表中并不限于是一個機(jī)械稱臺；還可以是多個機(jī) 械稱臺。通過增加稱臺，可以提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因為嵌入式便攜稱重儀表的采集模 塊可以接收至少四路以上傳感器信號，因此至少可以增加1套稱臺，組成多稱臺稱重系統(tǒng)， 這種方式可以極大降低因偶然性因素造成的稱重結(jié)果不準(zhǔn)的問題。非常適用于便攜式稱重 系統(tǒng)。盡管已示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以設(shè)想，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在本 實用新型的精神和范圍內(nèi)設(shè)計對本實用新型的各種修改。
權(quán)利要求1.一種嵌入式便攜列車稱重儀，其包括稱重計算模塊和機(jī)械稱臺；機(jī)械稱臺測量感應(yīng) 電壓信號并發(fā)送至稱重計算模塊，由稱重計算模塊計算出車軸重量，累加一節(jié)車廂的各車 軸的車軸重量從而得到車廂重量。
2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述機(jī)械稱臺包括傳感 器和支撐結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)包括套筒、 嵌入塊、支撐體、緊固件；嵌入塊嵌入進(jìn)鐵軌軌腰處，通過緊固件和套筒產(chǎn)生的張力將整個機(jī)械稱臺固定在兩根 鐵軌軌腰處；支撐體和嵌入塊通過螺栓連接，共同支撐傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述稱重計算模塊包括 基于PC104體系的嵌入式主板。
5.如權(quán)利要求4所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述基于PC104體系的 嵌入式主板包括傳感器信號調(diào)理模塊、PC104AD采集卡、PC104主板；由傳感器發(fā)送的信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊處理后送至PC104AD采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字 信號，所述數(shù)字信號被送至PC104主板以計算車軸重量。
6.如權(quán)利要求1所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述稱重計算模塊包括 基于ARM體系的嵌入式模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的嵌入式便攜列車稱重儀，其特征在于所述基于ARM體系的 嵌入式模塊包括8路傳感器信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM7-TDMI CPU、RAM、FLASH、 EEPROM、RS-232 接 Π ；由傳感器發(fā)送的軸重電壓信號經(jīng)傳感器信號調(diào)理模塊濾波放大后送至A/D轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送至ARM7-TDMI CPU計算車軸重量，最后根據(jù)車軸之間距離 判斷各車軸重量是否是屬于同一節(jié)車廂的車軸的車軸重量，將同一節(jié)車廂的各車軸重量信 息相加得到該車廂的車廂重量。
專利摘要本實用新型公開一種嵌入式便攜列車稱重儀，其包括稱重計算模塊和機(jī)械稱臺；機(jī)械稱臺測量感應(yīng)電壓信號并發(fā)送至稱重計算模塊，由稱重計算模塊計算出車軸重量，累加一節(jié)車廂的各車軸的車軸重量從而得到車廂重量。
文檔編號G01G19/04GK201844874SQ201020285310
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者于軍, 佟詳國 申請人:北京北鐵高科電子技術(shù)有限公司