一种车载称重系统技术方案

一种车载称重系统，用于载重汽车的重量检测，采用一种同尺寸的销轴式力传感器取代原有系统中的连接销轴，实现车上载荷称重；将载重车承载机构如轮系、磨盘等部位的连接销轴代之以同尺寸的销轴式力传感器，通过标定或测量计算引入必要的载荷系数，通过各销轴部位的实测载荷计算得到车辆总重。本实用新型专利技术设计的方案不需要改变原有的车辆结构，改装简便，且不会降低原有系统的安全性和可靠性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车载称重系统，特别是涉及一种通过采用销轴式称重传感器 替换原有车辆承载结构中的销轴，实现车辆载重测量的系统。
技术介绍
在公路运输过程中，车辆载重的检测是一项重要的工作，对于运输安全、道路安 全、企业日常运行管理都有着非常重要的意义，在当前涉及载重车辆的交通事故和路桥损 毁事故中几乎都与车辆超载密切相关，控制超载、实现精确的运输管理必须配以相应的车 辆载荷检测和监测系统。目前关于车辆载荷检测，常用的技术措施是地面整车称重或路面轴重累加称重。 前者是利用一个大的称重平台，将车辆整车置于称重平台上直接称重；后一种是在平坦路 面上安置轴重计，车轮依次通过轴重计平台，检出各轴载荷然后累加得到车辆总重。这两种 方式下，仪器设备与车辆相互独立，需要在固定的检测地点进行检测，对于检测点以外的车 辆无法实施监控。中国专利ZL200820076112. 5设计了一种在车上直接安装称重传感器的方法，可 以实现对车辆载重的实时检测。该专利的技术原理是在每一个车桥的板簧下面安置一个板 式称重传感器，用于测量该板簧处承受的重量，也就是一个车轮上承载的重量，如附图1所 示，将各板簧下的载荷(亦即每一个车轮上的载荷)测量出，然后累计得到车架上的总载 荷，其技术方案的载荷检测系统直接装在车上，为实施观察和监控提供了一个便利的技术 手段，其方案的缺点是需要对车辆的结构系统作一些改装，在每一个板簧下面增加一个板 式传感器，提高了汽车重心。另外也有一些随车称重技术方案也涉及将车箱用多个传感器支撑在车架上的方 法，虽然可以单独对车箱检重，称量准确度比较高，但是都涉及对车体较大的改装，使用成 本高。
技术实现思路
本技术为克服上述技术缺陷，在研究了载重车辆的结构系统基础上，提出了 一种用配合尺寸相同的销轴式称重传感器取代现有车辆结构中的悬挂销轴的车载称重系 统设计方法，本方法不需要对车辆结构做任何形式的改动，只需要将现有的悬挂销轴更换 为具有称重功能的销轴式力传感器。本技术可以通过以下方案实现一种车载称重系统，包括用于取代车辆原有 承载结构中的圆柱销的销轴式测力传感器、主控制器、中继控制器、传感器、电缆线、信息终 端，其特征在于利用结构尺寸相同的销轴式测力传感器0、5、7、11、12、13)取代车辆承载 结构中尺寸相同的销轴。以多轴轮系中的平衡梁销轴(5、7、12、、13)处的载荷为参考，基于 车轮板簧和平衡梁的对称性，引入载荷分配系数，通过轮系载荷标定得到载荷分配系数的 数值，对销轴载荷放大后得到轮系总载荷。销轴式测力传感器采用多圆环支撑结构，两端的圆环和中间的圆环分别与所连接的两个零件对应的圆柱孔配合，在环形结构的中间贴应变 片用于力测量。销轴式测力传感器采用对称双肩简支结构，中间两个环形承载肩(B、C)距 传感器的两端支撑点(A、D)等距，在两个环形支撑肩的中点粘贴电阻应变片(25、26)用于 载荷测量，通过调整两个环形肩的间距，可以调整销轴式传感器的灵敏度。本技术的有益效果在于可以测量和计算出所有轮系对车体的支撑力，进而 得到车辆的载重数据，不需要改变原有的车辆结构，改装简便，且不会降附图说明图1为已有技术中的一种传感器配置示意图图2载重车轮系结构示意图图3为本技术实施例涉及的拖挂式载重车的结构示意图图4为本技术实施例的拖挂车的支撑力系示意图图5-1和图5-2为本技术所用到的销轴式力传感器及装配结构示意图图6为本技术的实施例的称重系统布局图具体实施方式以下结合附图所示的一个实施例一拖挂式载重车的车载称重系统对本实用新 型作进一步详述。如图3和图6所示，拖挂式载重车由牵引车23和拖挂车M连接而成，车辆的有效 载重置于拖挂车M上，拖挂车M前部通过一个马鞍型磨盘1连接到牵引车23，磨盘通过左 右两个销轴2和11连接到磨盘底座3上，磨盘底座3由螺栓紧固在牵引车23的大梁上，与 牵引车23形成一体。磨盘1可以绕销轴2和11形成的轴线俯仰摆动，以适应路面的高低变化。拖挂车M后部由三个轴共六组车轮支撑，拖挂车M的全部重量是磨盘1的支撑 力和六组车轮的支撑力叠加。如图2所示为拖挂车M单侧的轮系支撑结构图，三个车轮25、26、27的载荷Ni、 N2、N3通过板簧8、9、10，平衡梁4、6和销轴5、7对车厢后部形成支撑力Fl、F2、F3、F4。在 此分析基础上，得到如图3所示的拖挂车M支撑力分析图，拖挂车M的车体总载荷W为全 部支撑力的总和，即W = F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10(4)其中，F5、F6为马鞍型磨盘连接销轴2和11处的支撑力，F2、F3和F8、F9分别为 平衡梁连接销轴5、7、12、13处的支撑力。由于板簧和平衡梁均为左右对称的简支结构，而且尺寸固定，因此一定存在比例 系数k、l、m、n使下列关系成立F1+F2+F3+F4 = k*F2+l*F3F7+F8+F9+F10 = m*F8+n*F9从而可以得到W = k*F2+l*F3+F5+F6+m*F8+n*F9(5)系数k、l、m、η可以通过精确测量几何尺寸或标定的方式获得。将平衡梁销轴5、7、12、13和磨盘销轴2、11替换成具有测力功能的同样尺寸的销轴式力传感器，测出上述六个销轴处的横向力，即可由式( 计算出总载荷。图5-1和图5-2分别为所设计的销轴式力传感器2的结构示意图和安装结构示意 图。传感器设计成多圆环结构，中间粘贴应变片用于力测量。两端圆环A、D和中间圆环B、 C分别与所连接的两个零件的对应圆柱孔配合安装。图6为本技术实施例的系统布置图，六个销轴式力传感器取代系统中原有的 销轴装在相应位置用于特定位置支撑力的测量；考虑到拖挂车与牵引车分离的需要，测量 系统设计成主从结构，轮系平衡梁销轴传感器5、7、12、13分别通过电缆线14、15、16、17连 接到安装在拖车上的中继控制器18，中继控制器18将四个销轴传感器5、7、12、13的载荷乘 以相应的比例系数k、l、m、η后得到后轮系的总载荷，再通过接插电缆线19上传至位于牵 弓I车上的主控制器20，主控制器20将安装在牵弓I车上的两个磨盘销轴传感器2、11的载荷 和轮系总载荷叠加，得到拖挂车的总载荷，再经电缆线21上传至位于驾驶室内的信息终端 22，提供驾驶员观察记录或者通过无线网络上传管理部门监控、记录。本技术不需要更改车辆的原有的承载结构，只需要做一些零件替换，并增加 部分走线和测量控制盒，实现起来相对容易，成本低。权利要求1.一种车载称重系统，包括车辆承载结构中的圆柱销、主控制器、中继控制器、传感器、 电缆线、信息终端，其特征在于所述圆柱销是结构尺寸相同的销轴式测力传感器(2、5、7、 11,12,13)。2.根据权利要求1所述的的一种车载称重系统，其特征在于销轴式测力传感器采用 多圆环支撑结构，两端的圆环和中间的圆环分别与所连接的两个零件对应的圆柱孔配合， 在环形结构的中间贴应变片用于力测量。3.根据权利要求1所述的的一种车载称重系统，其特征在于销轴式测力传感器采用 对称双肩简支结构，中间两个环形承载肩(B、C)距传感器的两端支撑点(A、D)等距，在两个 环形支撑肩的中点粘贴电阻应变片0546)。专利摘要一种车载称重系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载称重系统，包括车辆承载结构中的圆柱销、主控制器、中继控制器、传感器、电缆线、信息终端，其特征在于：所述圆柱销是结构尺寸相同的销轴式测力传感器（２、５、７、１１、１２、１３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莽，朱惠忠，陈行开，王春国，
申请(专利权)人：深圳市力合鑫源智能技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]