專利名稱：在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于公路系統(tǒng)對(duì)過(guò)往車輛輪胎數(shù)或軸數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器， 屬于計(jì)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公路治理超限和計(jì)重收費(fèi)需要準(zhǔn)確測(cè)量車輛的輪胎數(shù)或軸數(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)主要是使用于稱重傳感器，也有人曾嘗試使用紅外線傳感器，但都因現(xiàn)場(chǎng)情況的多樣性和隨機(jī)性未見(jiàn)成功使用。目前，測(cè)量輪胎數(shù)和軸數(shù)都是使用一組按一定間距排列的稱重傳感器，當(dāng)有車輪壓過(guò)傳感器時(shí)，受壓的傳感器就會(huì)輸出一個(gè)電壓，通過(guò)放大比較處理，確定是否有車輪壓過(guò)，通過(guò)被壓的傳感器個(gè)數(shù)可以判定是單輪胎還是雙輪胎。使用稱重傳感器的優(yōu)點(diǎn)是傳感器密封性較好，體積也較為緊湊。但是使用中也暴露出許多問(wèn)題。首先，稱重傳感器的輸出電壓較低，一般為mV級(jí)，干擾造成的誤判率較高。 其二，稱重傳感器的敏感元件多為電阻應(yīng)變計(jì)，為了跟隨零點(diǎn)漂移，以便都采取模數(shù)轉(zhuǎn)換， 通過(guò)微處理機(jī)用軟件進(jìn)行跟蹤和判斷，系統(tǒng)較復(fù)雜。其三，傳感器的使用壽命較短，稱重傳感器在公路上使用時(shí)必然要承擔(dān)來(lái)自車輪的強(qiáng)大沖擊力(甚至是輪胎所夾載的石塊的撞擊力)，所以實(shí)際使用壽命大都不長(zhǎng)。使用非稱重傳感器的輪軸識(shí)別器，有以下幾種文獻(xiàn)記載CN200520017319. 1、 CN200320108298. 5、CN200720190120. 8。其中 CN200720190120. 8 密封解決得較為徹底， 但橡膠體的承重和無(wú)規(guī)則變形將使敏感元件無(wú)法精確檢測(cè)，同時(shí)還極易損傷敏感元件； CN200520017319. 1和CN200320108298. 5的頂桿工作時(shí)相對(duì)密封圈作滑動(dòng)，實(shí)際使用時(shí)會(huì)因縫隙處的沙粒作用而早期失效，其頂桿下部得導(dǎo)軸都很細(xì)，若遇到車輪夾帶的石塊撞擊時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)永久損傷。這幾種非稱重傳感器的輪軸識(shí)別器由于存在上述缺陷，所以未見(jiàn)在實(shí)際中得到應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種用于公路收費(fèi)系統(tǒng)的汽車衡上汽車軸數(shù)、輪胎數(shù)檢測(cè)傳感器。旨在克服目前實(shí)際使用的稱重傳感器誤判率高和使用壽命短的缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了文獻(xiàn)紀(jì)錄的幾種非稱重傳感器的輪軸識(shí)別器所表現(xiàn)的缺點(diǎn)，還具有零件加工精度要求低、裝配簡(jiǎn)單、輸出信號(hào)強(qiáng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所述在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是該傳感器包含一個(gè)可以在軸向做有限運(yùn)動(dòng)的支撐軸、一個(gè)用于安裝支撐軸的基座、至少一個(gè)給支撐軸提供復(fù)位力的復(fù)位彈簧和至少一個(gè)檢測(cè)支撐軸位置變化并輸出該變化信號(hào)的敏感元件；支撐軸活動(dòng)安裝在基座內(nèi)、敏感元件安裝在支撐軸的側(cè)面并且無(wú)車輪壓迫時(shí)，支撐軸在復(fù)位彈簧的作用下運(yùn)動(dòng)到上至點(diǎn)，敏感元件輸出一個(gè)狀態(tài)；當(dāng)車輪壓迫時(shí)，支撐軸運(yùn)動(dòng)到下至點(diǎn)，敏感元件輸出另一個(gè)的狀態(tài)。
3[0008]本實(shí)用新型的主要技術(shù)要點(diǎn)1、敏感元件(10)的輸出為開關(guān)量，敏感元件(10)可以采用光電開關(guān)、電感或電容式接近開關(guān)、干簧管、或長(zhǎng)壽命微動(dòng)開關(guān)或機(jī)械電觸頭等，但最好使用無(wú)觸點(diǎn)的集成霍爾開關(guān)。與霍爾開關(guān)相配套的磁鋼應(yīng)選用溫度適應(yīng)范圍大的材料，例如釤鈷磁鋼。直接輸出開關(guān)量極大的簡(jiǎn)化了判別電路，抗干擾能力也較強(qiáng)；2、當(dāng)有重物壓迫時(shí)，壓力由鋼制的支撐軸(1)和基座⑵承擔(dān)，堅(jiān)固的基座(2)和粗壯的支撐軸(1)允許傳感器承受巨大的壓力而不被損壞。3、柔軟、嚴(yán)密的橡膠密封圈(14)確保長(zhǎng)砂、土、石、水、油等不會(huì)侵入傳感器內(nèi)部， 使用壽命很長(zhǎng)。橡膠密封圈(14)最好選用耐酸、耐堿、耐油、耐溶劑、耐紫外線的氟硅橡膠。4、青銅制的軸套3、軸套5與支撐軸1之間充有潤(rùn)滑油，可以保證支撐軸1的運(yùn)動(dòng)靈活，動(dòng)作準(zhǔn)確；5、復(fù)位彈簧(4)是一個(gè)獨(dú)立的元件，工作時(shí)并不承受來(lái)自車輪的絕大部分壓力，它的作用是當(dāng)車輪離開時(shí)使支撐軸(1)復(fù)位，所以其疲勞壽命甚長(zhǎng)。另外還可根據(jù)檢測(cè)軸數(shù)或輪胎數(shù)的不同用途選用不同的彈簧G)。6、采用高耐腐蝕、耐磨損的不銹鋼或鈦合金制成的壓頭(15)確保長(zhǎng)時(shí)間在公路上使用。上述設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、整體線路簡(jiǎn)潔，即使用一只霍爾開關(guān)，不需要使用微處理機(jī)和軟件，也不需要外部比較電路和補(bǔ)償電路，工作可靠性高、檢測(cè)準(zhǔn)確高，輸出信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)。只要支撐軸 (1)被壓下，敏感元件的輸出電平就會(huì)直接反轉(zhuǎn)，原來(lái)是高的就會(huì)變成低的或?qū)⒃瓉?lái)的低變?yōu)樯小?、不存在稱重傳感器的零點(diǎn)跟蹤問(wèn)題，工作穩(wěn)定可靠。3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，允許傳感器承受巨大的壓力而不被損壞；4、密封嚴(yán)密，確保砂、土、水、油等不會(huì)侵入傳感器內(nèi)部。5、所有零件都不需要精密加工，生產(chǎn)制造成本較低。

圖1是本實(shí)用新型所述傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖圖中⑴為支撐軸、⑵為基座、(3)為上軸套、⑷為復(fù)位彈簧、(5)為下軸套、(6) 鍵、(7)為緊釘螺定、⑶為開關(guān)座、(9)為電纜、(10)為敏感元件(霍爾開關(guān))、(11)為磁鋼、(12)為墊圈、(13)為擋圈、(14)為密封圈、(15)為壓頭。圖2是圖1的局部放大圖圖中(10)為敏感元件(霍爾開關(guān))、(11)為磁鋼。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述傳感器的一種實(shí)施方案如圖1、2所示?；瓢惭b在汽車衡的一端或?qū)ｉT的支座上，其上表面與路面平齊；支撐軸⑴ 的中下部安裝于基座O)的內(nèi)部；上軸套(3)和下軸套(5)的內(nèi)孔與支撐軸(1)之間為間隙配合，軸套的內(nèi)圓表面應(yīng)開有導(dǎo)油槽；下軸套(5)的下端與基座O)內(nèi)腔的底部接觸，且由緊釘螺定(7)固定；上軸套(3)由墊圈(1 和擋圈(1 在垂直方向固定；復(fù)位彈簧(4)的一端頂在下軸套(5)的上端，另一端頂在支撐軸(1)中部的突緣上；鍵(6)與下軸套(5) 內(nèi)圓上的鍵槽為間隙配合，作用是防止支撐軸(1)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；敏感元件(霍爾開關(guān))(10)安裝在開關(guān)座(8)的端部與安裝在支撐軸(1)中部突緣上的磁鋼(11)相鄰；電纜(9)、壓頭 (15)緊配在支撐軸⑴的上端；密封圈(14)與壓頭(15)和基座⑵的內(nèi)腔上邊嚴(yán)密配合。當(dāng)沒(méi)有車輪碾壓時(shí)，支撐軸(1)在復(fù)位彈簧的作用下被升起一個(gè)高度δ (δ 通常在0. 5mm 5mm，具體實(shí)際視敏感元件的靈敏度和分辨率來(lái)確定)，固定在基座上的集成霍爾開關(guān)器件軸線與固定在支撐軸上的磁鋼的軸線也錯(cuò)開一段距離S，霍爾元件輸出開路或高電平。反之，當(dāng)車輪把支撐軸1壓下時(shí)，支撐軸1的下端部直接與基座內(nèi)腔的底部接觸， 固定在基座上2的集成霍爾開關(guān)器件10軸線與固定在支撐軸1上的磁鋼11的軸線對(duì)齊， 此時(shí)霍爾開關(guān)器件10輸出短路或低電平。
權(quán)利要求1.在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是該傳感器包含一個(gè)可以在軸向做有限運(yùn)動(dòng)的支撐軸(1)、一個(gè)用于安裝支撐軸(1)的基座O)、至少一個(gè)給支撐軸(1)提供復(fù)位力的復(fù)位彈簧(4)和至少一個(gè)檢測(cè)支撐軸(1)位置變化并輸出該變化信號(hào)的敏感元件(10)；支撐軸⑴活動(dòng)安裝在基座(2)內(nèi)、敏感元件(10)安裝在支撐軸⑴的側(cè)面并且無(wú)車輪壓迫時(shí)，支撐軸(1)在復(fù)位彈簧的作用下運(yùn)動(dòng)到上至點(diǎn)，敏感元件輸出一個(gè)狀態(tài)；當(dāng)車輪壓迫時(shí)，支撐軸(1)運(yùn)動(dòng)到下至點(diǎn)，敏感元件輸出另一個(gè)的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是敏感元件(10)采用輸出為開關(guān)量的元器件，如光電開關(guān)、電感或電容式接近開關(guān)、干簧管、或長(zhǎng)壽命微動(dòng)開關(guān)或機(jī)械電觸頭以及無(wú)觸點(diǎn)的集成霍爾開關(guān)中的任意一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是敏感元件(10)優(yōu)先推薦無(wú)觸點(diǎn)的集成霍爾開關(guān)，同時(shí)與霍爾開關(guān)相配套的磁鋼(11)安裝在支撐軸(1)中部突緣上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是在支承軸(1)上部裝有一個(gè)或一組能隔絕外部的砂、土、石、水、油類雜物侵入傳感器內(nèi)部的密封圈(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是在支承軸(1)上部套有上軸套(3)、支承軸(1)下部套有下軸套(5)，并且上軸套(3)、下軸套(5) 與支撐軸(1)之間充有保證支撐軸(1)的運(yùn)動(dòng)靈活，動(dòng)作準(zhǔn)確的潤(rùn)滑油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是在支撐軸(1)的上端安裝一個(gè)壓頭(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，其特征是基座 (2)為機(jī)械強(qiáng)度較大的一體的鑄鋼件。
專利摘要在汽車衡上用于汽車輪胎數(shù)檢測(cè)的傳感器，該傳感器包含一個(gè)可以在軸向做有限運(yùn)動(dòng)的支撐軸、一個(gè)用于安裝支撐軸的基座、至少一個(gè)給支撐軸提供復(fù)位力的復(fù)位彈簧和至少一個(gè)檢測(cè)支撐軸位置變化并輸出該變化信號(hào)的敏感元件；支撐軸活動(dòng)安裝在基座內(nèi)、敏感元件安裝在支撐軸的側(cè)面并且無(wú)車輪壓迫時(shí)，支撐軸在復(fù)位彈簧的作用下運(yùn)動(dòng)到上至點(diǎn)，敏感元件輸出一個(gè)狀態(tài)；當(dāng)車輪壓迫時(shí)，支撐軸運(yùn)動(dòng)到下至點(diǎn)，敏感元件輸出另一個(gè)的狀態(tài)。本實(shí)用新型克服了目前實(shí)際使用的稱重傳感器誤判率高和使用壽命短的缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了文獻(xiàn)紀(jì)錄的幾種非稱重傳感器的輪軸識(shí)別器所表現(xiàn)的缺點(diǎn)，還具有零件加工精度要求低、裝配簡(jiǎn)單、輸出信號(hào)強(qiáng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01G19/02GK202018738SQ20112013454
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者吉少波 申請(qǐng)人:寶雞四維衡器有限公司