一种基于转角传感器的商用车载重测量方法及系统技术方案

本发明专利技术属于载重测量系统技术领域，具体为一种基于转角传感器的商用车载重测量方法及系统，包括：数据采集模块、通讯系统、计算机控制器、LCD显示屏、电源。所述数据采集模块由磁吸导轨滑块机构和测量装置组成。当车辆载重发生变化时，通过安装在商用车车架纵梁和钢板弹簧之间的数据采集模块，将钢板弹簧与商用车车架纵梁的相对位移变化量转化为角度变化量，进而实现数据传输、数据处理、数据显示、超重警示等功能。通过本发明专利技术提供的商用车载重测量系统能够实现对车辆载重量的实时测量，提高了车辆载重的检测效率，具有安装维护方便、成本低、精度高等优势，有效避免了商用车超载现象。有效避免了商用车超载现象。有效避免了商用车超载现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于转角传感器的商用车载重测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车载重测量系统
，特别是涉及一种基于转角传感器的商用车载重测量方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着中国交通网络的迅速发展，公路运输成为了中国经济发展的一大动力。商用车凭借运输效率高、运输成本低等特点对物流组织形式起着重要的促进作用。
[0003]运输产业作为我国国内生产总值的重要组成部分，将成为本世纪经济发展的重要推力。但随着物流行业的发展、货运车辆在物流行业的广泛运用，各种问题也逐渐暴露出来。当今市场上的称重系统鱼龙混杂，存在着很多亟待解决的问题，主要问题有运输监管手段不够、技术水平差、稳定性差、成本高、精度低等。正是由于称重系统存在的问题以及一些人为因素，导致了车辆超载、运输效率低等问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术背景出现的问题，本专利技术设计了一种基于转角传感器的商用车载重测量方法及系统，本系统在不损害商用车承载结构的前提下，设计了专用的测量装置，安装简易、维护便捷，不仅可以提高载重测量的精度和稳定性，还可对车辆载重量进行实时监控，从而更有效的管理车辆的安全。
[0005]本专利技术通过以下技术方案解决上述问题：
[0006]一种基于转角传感器的商用车载重测量方法，包括如下步骤：S1、测量装置安装到空载商用车的过程中，转角传感器采集从动齿轮213的转角θ，通过计算得出空载时商用车车架纵梁3铅垂线与工字型连杆222的角度θ0，并上传系统记录，所述θ0随商用车车型的改变而改变；S2、商用车装载后，通过转角传感器采集从动齿轮213转过的角度θ2，通过计算机控制器根据主、从动齿轮齿数比为4:1计算获取主动齿轮214转过的角度θ1；S3、通过空载时的角度θ0，计算机控制器计算得出空载时，商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的距离Y0；S4、通过主动齿轮214转过的角度θ1，计算得出载重时，商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的距离Y1；S5、通过Y1、Y2，得出钢板弹簧4的纵向形变量ΔY，即；S6：通过钢板弹簧4的纵向变形量ΔY，计算得出单个钢板弹簧的承载质量M0；S7：计算得出两侧各钢板弹簧的承载质量，引入侧倾系数Kr并推导得到商用车整车的载重质量预测模型，进而得到商用车整车的载重质量。
[0007]优选地，所述的商用车整车的载重质量预测模型为：
[0008]其中，M表示商用车整车的载重质量，K
r
表示侧倾系数，g表示重力加速度，k1表示商用车前轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY1表示商用车前轴单侧钢板弹簧4的变形量，k2表示商用车后轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY2表示商用车后轴单侧钢板弹簧4的变形量；
[0009]若为半挂车：
[0010]其中，M表示商用车整车的载重质量，K
r
表示侧倾系数，g表示重力加速度，k1表示牵
引车前轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY1表示牵引车前轴单侧钢板弹簧4的变形量，k2表示牵引车后轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY2表示牵引车后轴单侧钢板弹簧4的变形量，k3表示挂车后轴单个钢板弹簧4刚度，ΔY
31
、ΔY
32
、ΔY
33
分别表示挂车车后轴三个钢板弹簧4的变形量。
[0011]本专利技术又提供一种基于转角传感器的商用车载重测量系统，其特征在于，所述商用车载重测量系统包括：数据采集模块、通讯系统、计算机控制器、LCD显示屏、电源五部分。
[0012]优选地，所述数据采集模块是本装置的核心部件，将商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的相对位移变化量转变为齿轮转动角度，转角传感器可将采集到的信息转换为电信号，并传输给计算机控制器，通过处理计算得到载重值，所述显示器负责将计算机控制器输出的载重值转换为图形或文字，以便车主查看，所述电源负责给系统供电稳定电压，所述通讯系统是本车载称重测量系统的连接器，用来将本系统各部件连接在一起，使系统可以正常运作。
[0013]优选地，所述数据采集模块由磁吸导轨滑块机构1和测量装置2组成，数据采集模块的数量与商用车钢板弹簧4的数量相同，可以适配任何类型的商用车。
[0014]优选地，所述磁吸导轨滑块机构1，通过磁吸导轨101实现对商用车车架纵梁3的吸附固定，磁吸导轨101开有直角形凹槽，滚柱滑块102内部开有滚道，通过在滚道中放置滚柱103，可将滚柱滑块102装配到磁吸导轨101上，并且可以实现滚柱滑块102沿凹槽方向自由移动，提高了装置的负载能力，延长使用寿命。
[0015]优选地，所述测量装置2位于磁吸导轨滑块机构1与钢板弹簧4之间，工字型连杆222的四端分别连接工字型连杆上轴承221和工字型连杆下轴承223。磁吸式U型轴承座202吸附固定于钢板弹簧4中心位置，工字型连杆222上端一侧连接主动齿轮214。
[0016]优选地，所述的测量装置2通过车辆载重时钢板弹簧4的上下移动带动工字型连杆222旋转，从而带动主动齿轮214旋转，主动齿轮214与从动齿轮213啮合，从动齿轮213处接有角度传递轴212，转角传感器211安装在角度传递轴212轴端，为增加转角传感器211的测量精度，主动齿轮214与从动齿轮213齿数比为4:1，对测量角度起到放大作用，使用转角传感器211得出精确的角度变化。
[0017]优选地，所述的测量装置2根据使用情况，空载时工字型连杆222与商用车车架纵梁3的初始角度为θ0，载重时，主动齿轮214的旋转角度为θ1，利用齿轮传动特性，使得从动齿轮213的旋转角度为θ2，提高了测量的精度，使用齿轮间接连接转角传感器211，起到了保护作用，延长了使用寿命。
[0018]优选地，所述数据采集模块安装在商用车车架纵梁3与钢板弹簧4之间，当车辆受载时钢板弹簧4与商用车车架纵梁3的相对位移会发生改变，安装在钢板弹簧4上的磁吸式U型轴承座202带动工字型连杆222推动U型支架201和滚柱滑块102纵向移动，工字型连杆222下端随钢板弹簧4做垂向运动，工字型连杆222发生转动，释放了测量装置的纵向位移自由度，有效地消除了钢板弹簧4纵向位移造成的误差，避免机构出现死点位置，进而将钢板弹簧4的垂向运动转化为工字型连杆222的转动，主动齿轮214装配于工字型连杆222并随工字型连杆222转动，主动齿轮214与从动齿轮213啮合，从动齿轮213带动角度传递轴212转动，转角传感器211采集角度传递轴212的转动的角度，即放大后的工字型连杆222转动角度，利用三角函数，即可求出钢板弹簧4压缩量，利用胡克定律得出商用车整车的载重质量预测模型，即可算出商用车实时载重量。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1. 与其它传感器相比，转角传感器的精度高、误差小，同时通过齿轮传动可放大角度变化，保证了测量的准确性。
[0021]2. 磁吸导轨滑块机构中设有带滚柱或滚珠的滑轨，便于减小滑块与导轨之间的摩擦力，同时增加承载力。
[0022]3. 磁吸导轨滑块机构的纵向移动，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于转角传感器的商用车载重测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：测量装置安装到空载商用车的过程中，转角传感器采集从动齿轮213的转角θ，通过计算机控制器计算得出空载时商用车车架纵梁3铅垂线与工字型连杆222的角度θ0，并上传系统记录，所述θ0随商用车车型的改变而改变；S2：商用车装载后，通过转角传感器采集从动齿轮213转过的角度θ2，通过计算机控制器根据主、从动齿轮齿数比为4:1计算获取主动齿轮214转过的角度θ1；S3：通过空载时的角度θ0，计算机控制器计算得出空载时，商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的距离Y0；S4：通过主动齿轮214转过的角度θ1，计算得出载重时，商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的距离Y1；S5：通过Y1、Y2，得出钢板弹簧4的纵向形变量，即；S6：通过钢板弹簧4的纵向变形量，计算得出单个钢板弹簧的承载质量M0；S7：计算得出两侧各钢板弹簧的承载质量，引入侧倾系数Kr并推导得到商用车整车的载重质量预测模型S4：通过主动齿轮214转过的角度θ1，计算得出载重时，商用车车架纵梁3和钢板弹簧4的距离Y1，进而得到商用车整车的载重质量。2.如权利要求1所述的基于转角传感器的商用车载重测量方法，其特征在于，所述的商用车整车的载重质量预测模型为：其中，M表示商用车整车的载重质量，K
r
表示侧倾系数，g表示重力加速度，k1表示商用车前轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY1表示商用车前轴单侧钢板弹簧4的变形量，k2表示商用车后轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY2表示商用车后轴单侧钢板弹簧4的变形量；若为半挂车：其中，M表示商用车整车的载重质量，K
r
表示侧倾系数，g表示重力加速度，k1表示牵引车前轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY1表示牵引车前轴单侧钢板弹簧4的变形量，k2表示牵引车后轴单侧钢板弹簧4刚度，ΔY2表示牵引车后轴单侧钢板弹簧4的变形量，k3表示挂车后轴单个钢板弹簧4刚度，ΔY
31
、ΔY
32
、ΔY

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宏强，张松昂，石梁毅，刘洋，柳陈，倪善谦，付宏勋，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：