專利名稱：車輛衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車輛衡及其計量方法，尤其涉及電子車輛衡及其計量方法。
背景技術(shù)：
在港口及公路超載超限等領(lǐng)域，需要在儀表或計算機上得到整車重量外，還需要知道車輛的軸重、軸數(shù)，用來分析汽車貨物裝載情況、軸重是否超限，保障車輛行駛安全及道路保護。而一般的整車計量的車輛衡只能提供整車重量，無法實現(xiàn)過衡車輛軸數(shù)、軸重的判斷，同時也無法判斷車輛在車輛衡上是否倒軸或倒車。倒軸和倒車在高速公路超載超限是必須要解決的，由于超載超限除了需要知道車輛衡總重外，還需要準確知道軸數(shù)、軸重，否則就會引起公路收費站和被收費人之間爭議，產(chǎn)生矛盾。目前一般軸識別器和車輛衡是分開獨立安裝，不是和汽車衡一體，容易損壞，不易維護。即便有軸識別裝置安裝在車輛衡上，也是簡單計軸數(shù)，無法判斷倒軸、倒車。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種車輛衡及其計量方法，其具有計軸數(shù)、軸重及判倒軸倒車功能。為實現(xiàn)所述目的的車輛衡，其特點是，包括在車輛衡的秤體上安裝的軸識別裝置；軸識別裝置安裝在車輛衡的秤體上，包括支撐臺及其下方的軸識別傳感器；各軸識別裝置的軸識別傳感器分為兩組，車輛正向行駛時首先受力的一組稱為上軸識別傳感器組，另一組稱為下軸識別傳感器組；軸識別傳感器的重量輸出信號分別傳輸?shù)娇刂蒲b置，經(jīng)控制裝置處理后，上軸識別傳感器的輸出形成上軸信號Sm，下軸識別傳感器的輸出形成下軸信號S’m，控制裝置根據(jù)上軸信號Sm及下軸信號S’m的時序關(guān)系判斷行駛方向、倒軸及倒車，從而獲得軸數(shù)，另外，根據(jù)上軸識別傳感器組和下軸識別傳感器組軸線之間的距離，以及上軸信號和下軸信號之間的時間，計算出軸速，并根據(jù)車輛衡的重量變化獲得軸重。所述的車輛衡的較佳實施例中，在車輛衡秤體的上秤側(cè)和/或下秤側(cè)安裝有所述軸識別裝置。所述的車輛衡的較佳實施例中，軸識別裝置由秤體的端板固定支撐，該端板設(shè)置在該秤體的車輛上秤側(cè)和/或下秤側(cè)。所述的車輛衡的較佳實施例中，所述軸識別裝置的支撐臺具有一個、2個或多個臺面。所述的車輛衡的較佳實施例中，所述臺面其一端通過I個、2個或多個軸識別傳感器支撐在車輛衡的秤體上，另一端固定在車輛衡的秤體的端板上。所述的車輛衡的較佳實施例中，所述臺面的兩端都使用軸識別傳感器支撐。一種所述的車輛衡的計量方法，其特點是，包括以下步驟:A)判斷是否有倒軸設(shè)上軸信號為Sm，下軸信號為S’m，m為大于I的整數(shù)，則車輛向前行駛時，軸識別裝置產(chǎn)生的波形的正常時序為SmS’ m，若波形的時序存在S’ mSm，則說明發(fā)生了倒軸，通過計算S’ mSm的個數(shù)，得到倒軸數(shù)為Q ；B )判斷軸數(shù)控制裝置實時計算車輛通過時SmS’m及S，mSm的總個數(shù)T，減去倒軸數(shù)Q，得到車輛實際軸數(shù)M，M=K-Q ；C)計算軸重軸重由車輛衡的重量變化獲得，由控制器對整秤重量輸出波形進行處理，從第I軸完全上秤后到第(i + 1)軸上秤前，在整秤重量輸出信號中尋找并建立相應(yīng)的波形平坦區(qū)，設(shè)平坦區(qū)包含n個點，每個點的重量分別為Wil、Wi2……Win，計算們=(們1+們2+ +們11)/11，其中I為整數(shù)，I彡i ( k(k為車輛總軸數(shù))，Wi即為第i個軸完全上秤后到第(i+1)軸上秤前的整秤重量數(shù)據(jù)，則第I軸的重量為Zl=Wl,第2車軸的重量為Z2=W2-ffl,……第j軸的重量為Zj=Wj-W(J-1)，2彡j彡k，整車重量為Wk0所述的計量方法的較佳實施例中，Sm或S’m的信號寬度時間即為車軸通過軸識別裝置的時間，假設(shè)該信號寬度為T，上軸識別傳感器和下軸識別傳感器之間的距離為L，則第m車軸的軸速=(L/T) * q，其中T = a/f，f為所述控制裝置對信號S’ m或Sm的采樣頻率，a為在T內(nèi)的S’ m或Sm采樣個數(shù)，q為速度修正系數(shù)。

圖1是本實用新型實施例中車輛衡的平面圖。圖2是本實用新型實施例中車輛衡的左視圖。
圖3是圖2中A處的局部放大視圖。圖4是本實用新型實施例中車輛衡的各傳感器布局原理的側(cè)視圖。圖5是本實用新型實施例中車輛衡的各傳感器布局原理的平面圖。圖6是本發(fā)明實施例中控制裝置的原理圖。圖7顯示本發(fā)明實施例中控制裝置的信號處理原理，為一輛四軸車正常通過車輛衡的時序波形圖。圖8顯示本發(fā)明實施例中控制裝置的信號處理原理，為一輛五軸車正常通過車輛衡的時序波形圖。
具體實施方式
如圖1、圖4、圖5所示，在車輛衡I的秤體左側(cè)增加軸識別裝置2，也可以在位于車輛衡上秤端和下秤端分別安裝軸識別裝置2。軸識別裝置2的工作原理與車輛衡I的工作原理相似，其包括支撐臺22 (相當(dāng)于秤體)和設(shè)置在支撐臺22下方的軸識別傳感器231、232 (相當(dāng)于重量傳感器)。軸識別裝置2是由車輛衡I的秤體10固定支撐。如圖2和圖3所示，軸識別裝置2與車輛衡I的連接方式采用螺栓24固定，在軸識別裝置2的支撐臺22的中間開孔，車輛衡I的秤體的端板中間的安裝座23上焊有帶螺紋孔的圓形座，利用螺栓24直接將軸識別裝置2與汽車衡I的支撐端板23連接固定，采用機械防松裝置。車輛在上秤過程中先壓到軸識別裝置2，通過軸識別裝置2的傳感器感應(yīng)信號來計算和判斷軸數(shù)和軸重。[0029]如圖6所示，車輛衡I還包括控制裝置3，控制裝置3接收軸識別傳感器231、232以及重量傳感器12的輸出信號。如圖5所示，軸識別裝置2的軸識別傳感器231、232分為兩組，一組為上軸識別傳感器231，另一組為下軸識別傳感器232，車輛在上秤時先駛過上軸識別傳感器231，上軸識別傳感器231先輸出峰值，隨后車輛駛過下軸識別傳感器232，以使下軸識別傳感器232輸出峰值。圖4和圖5為各傳感器布置圖，其顯示了軸識別傳感器和車輛衡傳感器的邏輯位置，圖7為控制裝置3的信號處理原理圖，它表示了一輛四軸車正常通過車輛衡的時序波形圖，其中橫坐標為時間軸，以采樣點數(shù)表示，即表示第一轉(zhuǎn)換通道310或者第二轉(zhuǎn)換通道312或第三轉(zhuǎn)換通道323的信號采樣點數(shù)，縱坐標為重量(這里不是實際重量，需要乘比例因子)，圖7下部波形表示軸識別傳感器的信號(上軸信號、下軸信號)，圖7上部波形表示車輛衡傳感器的重量信號，圖7清楚地顯示了兩者的對應(yīng)時序關(guān)系。參照圖4、5和圖6，將軸識別裝置的上軸識別傳感器231的一組信號稱為上軸信號，用Sm表示；將下軸識別傳感器232的一組信號稱為下軸信號，用Sm’表示，這里m為大于等于I的整數(shù)。正常過車時，車輛從圖5的左側(cè)駛上車輛衡1，一根車軸通過軸識別裝置2會產(chǎn)生2個信號Sm和S’m。圖7中，tl、t2、t3及t4分別表示軸1、軸2、軸3及軸4的上秤時刻。軸I上秤通過軸識別裝置2時，順次產(chǎn)生上軸信號SI (由上軸識別傳感器231產(chǎn)生)及下軸信號S' I (由下軸識別傳感器232產(chǎn)生)，同時在車輛衡上產(chǎn)生重量信號W1。由于SI在前，S' I在后，說明軸I為正向過車，軸數(shù)加I。同時，控制裝置3判別出tl和t2間整車重量信號的平坦區(qū)，利用濾波算法就可以得到整車重量W1，即軸I的軸重Z1。同樣,軸2上秤時,會在軸識別裝置2上產(chǎn)生上軸信號S2及下軸信號S’ 2,同時在車輛衡上產(chǎn)生整車重量W2。由于S2在前，S’2在后，說明軸2為正向過車，軸數(shù)加I。同時，控制裝置3判別出t2和t3間整車重量信號的平坦區(qū)，利用濾波算法就可以得到整車重量W2，軸2的重量Z2=W2-W1。以此類推，即可得到軸3的重量Z3=W3_W2，軸4的重量Z4=W4_W3，而車輛的總重W,e、= W4。圖6中控制裝置3的信號處理流程如下。所有傳感器231的信號通過第一轉(zhuǎn)換通道310合成一個信號輸出到軸識別處理組件31的微控器314，所有傳感器232的信號通過第二轉(zhuǎn)換通道232合成一個信號輸出到微控器314，微控器314則將上軸信號Sn的有無、下軸信號Sn’的有無通過數(shù)據(jù)總線傳遞到主控器33。同樣的，重量傳感器12的信號輸出到接線盒35 (某些型號的重量傳感器可省略接線盒)，接線盒35再將各重量信號經(jīng)第三轉(zhuǎn)換通道323合成為一個重量信號輸出到車輛衡稱重組件32的微控器324，微控器324再將重量信號傳遞到主控器33，主控器33根據(jù)收到的上軸信號、下軸信號以及重量信號及其信號的時序關(guān)系進行后述步驟的處理。I)計算軸數(shù)、軸重和總重假設(shè)整車重量的波動不超過5個e時就認為是平坦區(qū)，其中e為車輛衡的分度值，設(shè)e=20kg,那么只要取tl和t2間重量波動在±5e,即土 IOOkg范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。計算Wl= (ffl 1+W12+W13+— +Win) /nWl:第一軸軸重W11，W12， ，Wln:波形平坦區(qū)重量數(shù)據(jù)[0040]n:重量數(shù)據(jù)個數(shù) 同理，可以根據(jù)S2和S2 ’、S3和S3 ’、S4和S4 ’判斷出第2、3、4軸，也就是這輛車為四軸車，同時可以計算出第2、3、4軸的在車輛衡上時的重量W2、W3、W4 ;此時:第二軸重量=W2_W1；第三軸重量=W3_W2 ；第四軸重量=W4_W3 ；整車重量=W42)計算軸速按照圖5和圖7可以看出，SI或SI，的信號寬度時間基本就等于車軸通過軸識別裝置2的時間，假設(shè)該信號寬度為T，同側(cè)的傳感器231和傳感器232之間的距離為L，則，軸I 的軸速=(L/T)*KT=n/ff:軸識別處理單元板采樣頻率n:軸識別裝置信號SI或SI’的采樣個數(shù)K:速度修正系數(shù)，K可以通過實驗來確定(例如可以通過已知軸速和車輛軸速帶入前面的公式而確定)同理，可以計算得到軸2、軸3、軸4的軸速。3)判倒軸和倒車參照圖8，車輛第一軸上衡后又倒車下衡，然后再正常過秤。此時軸識別裝置2產(chǎn)生的完整波形時序為:S1S1’ S2’ S2S3S3’ S4S4’ S5S5’ S6S6’。參照圖5，由于S表示上軸信號，S，表下軸信號,正常時序必須先有S,然后產(chǎn)生S，信號，若先有S，再有S信號,就表明有倒軸情況產(chǎn)生。所以，控制裝置3可以判斷S1S1’S2’S2為軸I上秤后又倒車下秤，實際需要的信號為S3S3’S4S4’S5S5’S6S6’，可以判斷軸數(shù)為4，不會產(chǎn)生多軸現(xiàn)象，無需將車輛全部退出車輛衡再上衡重稱。其余計算可以參見上面I)和2)部分。按前述實施例可知，假設(shè)一輛四軸車通過軸識別裝置2，完整波形時序為:S1S1，S2S2，S3S3，S4S4’，若上車輛衡后完全倒車，則整個波形為SlSlj S2S2，S3S3，S4S4，S5，S5S6，S6S7，S7S8，S8，控制裝置3記錄為進軸1、進軸2、進軸3、進軸4、倒軸1、倒軸2、倒軸3、倒軸4，根據(jù)該信號，判斷為全倒車，儀表自動刪除該筆數(shù)據(jù)，等待下次稱重。軸識別裝置2亦可以安裝在車輛衡下秤端使用，起到計下秤軸數(shù)的作用，同樣可判斷倒軸，即車軸下秤后又倒車上秤的現(xiàn)象，處理方法同上。在整個計重收費實施方案中，還須結(jié)合光幕、地感線圈等其它設(shè)備，能滿足超載超限計重收費、港口碼頭、無人值守稱重等領(lǐng)域的需要。
權(quán)利要求1.一種車輛衡，其特征在于，包括在車輛衡的秤體上安裝的軸識別裝置；軸識別裝置安裝在車輛衡的秤體上，包括支撐臺及其下方的軸識別傳感器；各軸識別裝置的軸識別傳感器分為兩組，車輛正向行駛時首先受力的一組稱為上軸識別傳感器組，另一組稱為下軸識別傳感器組；軸識別傳感器的重量輸出信號分別傳輸?shù)娇刂蒲b置，經(jīng)控制裝置處理后，上軸識別傳感器的輸出形成上軸信號Sm，下軸識別傳感器的輸出形成下軸信號S’ m，控制裝置根據(jù)上軸信號Sm及下軸信號S’m的時序關(guān)系判斷行駛方向、倒軸及倒車，從而獲得軸數(shù)，另外，根據(jù)上軸識別傳感器組和下軸識別傳感器組軸線之間的距離，以及上軸信號和下軸信號之間的時間，計算出軸速，并根據(jù)車輛衡的重量變化獲得軸重。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛衡，其特征在于，在車輛衡秤體的上秤側(cè)和/或下秤側(cè)安裝有所述軸識別裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛衡，其特征在于，軸識別裝置由秤體的端板固定支撐，該端板設(shè)置在該秤體的車輛上秤側(cè)和/或下秤側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛衡，其特征在于，所述軸識別裝置的支撐臺具有一個、2個或多個臺面。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛衡，其特征在于，所述臺面其一端通過I個、2個或多個軸識別傳感器支撐在車輛衡的秤體上，另一端固定在車輛衡的秤體的端板上。
6.如權(quán)利要求4所述的車輛衡，其特征在于，所述臺面的兩端都使用軸識別傳感器支撐。
專利摘要本實用新型涉及一種車輛衡，其中在車輛衡的上下秤端各安裝有一個軸識別裝置，軸識別裝置安裝在車輛衡上，包括支撐臺及其下方的軸識別傳感器。軸識別傳感器分為兩組，車輛正向行駛時首先受力的一組稱為上軸識別傳感器組，另一組稱為下軸識別傳感器組。軸識別傳感器的重量輸出信號分別傳輸?shù)娇刂蒲b置，經(jīng)控制裝置處理后，上軸識別傳感器的輸出形成上軸信號，下軸識別傳感器的輸出形成下軸信號?？刂蒲b置根據(jù)上軸信號及下軸信號的時序關(guān)系判斷車輛行駛方向、倒軸及倒車，從而獲得軸數(shù)。另外，根據(jù)上軸識別傳感器組和下軸識別傳感器組之間的距離，以及上軸信號和下軸信號之間的時間，即可計算出軸速。軸重根據(jù)車輛衡的重量變化獲得。
文檔編號G01G19/03GK203011507SQ20122073310
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者符強, 周謙, 裴赟杰 申請人:梅特勒-托利多(常州)測量技術(shù)有限公司, 梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司, 梅特勒-托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司