CN102354453A - 压力接触式轮轴识别器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了压力接触式轮轴识别器，包括信号处理单元和至少一个开关阵列支架，每个开关阵列支架均横向安装在车道上；每个开关阵列支架上设有若干个橡胶触点开关；每个橡胶触点开关均分别与信号处理单元电连接，信号处理单元判断橡胶触点开关闭合数目来对车轮进行计数；所述若干个橡胶触点开关设置成两排，两排橡胶触点开关交错排列在开关阵列支架上。本发明能对车辆检测中轮数进行识别，提高了单双轮的识别率，降低了成本。

Description

压力接触式轮轴识别器
技术领域
本发明属于交通电子领域，具体涉及主要用于检测车辆轮数的压力接触式轮轴识别器。
背景技术
在智能交通领域，经常需要对车辆的特征进行检测，轴数、轮数是其中的重要特征。现有的轮轴识别器主要有三种：
第一种是胶条式轮轴识别器，采用导电橡胶制作成1米至3米长度的胶条，横向或斜向铺设在车道上。有车辆经过时胶条受压，产生开关闭合信号；斜向铺设的两条平行胶条，可以根据两胶条的信号变化情况，判断车辆是单轮还是双轮(及判断单双轮)。这种识别器的优点是成本较低，缺点是单双轮识别率不高。
第二种是触点式轮轴识别器，例如计重系统压力感应式轮轴识别器。这类识别器主要应用于公路动态计重收费及超限管理系统中对车轮宽度、车轮数的检测，同时可配合其它设备完成车辆速度、轮轴类型的识别。压力感应式轮轴识别器主要由压力传感器单元和轮轴识器处理单元两部分构成；压力传感器单元铺设在收费车道内，且由数十个压力传感器组成，传感器之间的间距为10cm；轮轴识器处理单元用于采集处理压力传感器中各个压力传感数据，通过串行通信方式传送给主控设备。这种识别器的优点是压力传感器可以检测重量，缺点是成本高，是胶条式识别器的10倍以上，难以大范围推广。
第三种是压电式轮轴识别器，采用压电薄膜交通传感器进行识别，压电薄膜交通传感器由金属编织芯线、压电材料和金属外壳制成同轴结构。而压电材料是一种经特殊加工后能将动能转化成电能的材料；一些聚合体材料，例如共聚物P(VDF-TrFE)使压电材料的这一特性有了很大提高。在压电薄膜交通传感器的制造过程中，将压电材料置于一个强电场中极化，数量级为每一毫米厚的压电材料大约100000V。极化场使非结晶聚合体变成半晶体的形式，同时又保留了许多聚合体的柔韧特性。这种识别器缺点是成本较高，无法检测长期压在上面的车轮，且不能检测静止在传感器上的车辆，只能检测动态信号，且内阻很高，在低频时信号衰减很大，低速时应考虑采用较高的电路输入阻抗，速度范围取决于电路设计，一般为5公里/小时到200公里/小时，较成功的系统达到10米/分钟(0.6公里/小时)；优点是安装简单。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷与不足，提供压力接触式轮轴识别器，仅用一个胶条即可判断车轮的前进后退，对车辆检测中轮数进行识别，结构简单，提高了单双轮的识别率，降低了成本。
本发明采用以下技术方案来实现上述目的：本压力接触式轮轴识别器，包括信号处理单元和至少一个开关阵列支架，每个开关阵列支架均横向安装在车道上；每个开关阵列支架上设有若干个橡胶触点开关；每个橡胶触点开关均分别与信号处理单元电连接，信号处理单元判断橡胶触点开关闭合数目来对车轮进行计数；所述若干个橡胶触点开关设置成两排，两排橡胶触点开关交错排列在开关阵列支架上。
所述橡胶触点开关的主体采用导电橡胶制成，橡胶触点开关顶部为突起触点，橡胶触点开关内部固定有双面覆铜片；从双面覆铜片顶端面的铜膜上引出第一根导线，从双面覆铜片底端面的铜膜的下方引出第二根导线，双面覆铜片的底端面的铜膜与橡胶触点开关的主体接通，第一根导线与双面覆铜片的顶端面的铜膜接通；当橡胶触点开关受压时，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的突起触点接通，第二根导线与双面覆铜片的底端面的铜膜接通，从而使第一根导线、第二根导线之间是短路状态；当橡胶触点开关无受压时，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的突起触点断开，第二根导线与双面覆铜片的底端面的铜膜断开，从而使第一根导线、第二根导线之间是开路状态；橡胶触点开关通过第一根导线、第二根导线与信号处理单元连接。
本发明的工作原理如下：本发明轮轴识别器用于采集轮胎数量，开关阵列支架的数目根据实际需要来设定，并在车道中横向安装本发明，通过阵列式橡胶触点开关的通断，判断是否有车轮压在车道上；若有车轮压在车道上，再通过信号处理单元判断橡胶触点开关闭合数目来对车轮进行计数，进而判断车轮的数目，并得出单轮、双轮或多轮的判定结果。另外，还可以通过定位橡胶触点开关闭合数目位置，来定位车轮的位置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：用一个胶条就可以判断车轮的前进后退，并可以计算出车轮经过本发明时的速度；单双轮的识别率高；车轴计数、车轮计数的准确率高；成本低；可维护性高；可精确定位车轮位置。
附图说明
图1是轮轴识别器的结构示意图；
图2是轮轴识别器的侧视图；
图3是橡胶触点开关的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1、2所示，本发明包括信号处理单元和至少一个开关阵列支架2，每个开关阵列支架2均横向安装在车道上；每个开关阵列支架2上设有若干个橡胶触点开关1；每个橡胶触点开关均分别与信号处理单元电连接；信号处理单元处理每个橡胶触点开关的信号，然后把处理得出的数据上传到工控计算机。所述若干个橡胶触点开关设置成两排，两排橡胶触点开关交错排列在开关阵列支架上。这样交错排列的优点在于，用一个胶条就可以判断车轮的前进后退，并可以计算出车轮经过本发明时的速度。可采用逻辑数字电路作为信号处理单元判断橡胶触点开关闭合数目来对车轮进行计数。
如图3所示，橡胶触点开关1的主体采用高弹性的导电橡胶制成，主体呈圆台型。橡胶触点开关1顶部为半球型突起触点12；内部固定有双面覆铜片11；从双面覆铜片顶端面的铜膜上引出第一根导线13，从双面覆铜片底端面的铜膜的下方引出第二根导线14，双面覆铜片的底端面的铜膜与橡胶触点开关的主体接通，第一根导线13与双面覆铜片的顶端面的铜膜接通；当橡胶触点开关受压时(通常是有车轮压在上面)，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的半球型突起触点接通，第二根导线14与双面覆铜片的底端面的铜膜接通，从而使第一根导线13、第二根导线14之间是短路状态；当橡胶触点开关无受压时，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的半球型突起触点断开，第二根导线14与双面覆铜片的底端面的铜膜断开，从而使第一根导线13、第二根导线14之间是开路状态。橡胶触点开关通过第一根导线13、第二根导线14与信号处理单元连接；当第一根导线13、第二根导线14之间呈短路状态时，橡胶触点开关向信号处理单元传输信号，表示有车轮压在上面。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.压力接触式轮轴识别器，其特征在于：包括信号处理单元和至少一个开关阵列支架，每个开关阵列支架均横向安装在车道上；每个开关阵列支架上设有若干个橡胶触点开关；每个橡胶触点开关均分别与信号处理单元电连接，信号处理单元判断橡胶触点开关闭合数目来对车轮进行计数；所述若干个橡胶触点开关设置成两排，两排橡胶触点开关交错排列在开关阵列支架上。
2.根据权利要求1所述的压力接触式轮轴识别器，其特征在于：所述橡胶触点开关的主体采用导电橡胶制成，橡胶触点开关顶部为突起触点，橡胶触点开关内部固定有双面覆铜片；从双面覆铜片顶端面的铜膜上引出第一根导线，从双面覆铜片底端面的铜膜的下方引出第二根导线，双面覆铜片的底端面的铜膜与橡胶触点开关的主体接通，第一根导线与双面覆铜片的顶端面的铜膜接通；当橡胶触点开关受压时，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的突起触点接通，第二根导线与双面覆铜片的底端面的铜膜接通，从而使第一根导线、第二根导线之间是短路状态；当橡胶触点开关无受压时，双面覆铜片的顶端面的铜膜与橡胶触点开关顶部的突起触点断开，第二根导线与双面覆铜片的底端面的铜膜断开，从而使第一根导线、第二根导线之间是开路状态；橡胶触点开关通过第一根导线、第二根导线与信号处理单元连接。
3.根据权利要求2所述的压力接触式轮轴识别器，其特征在于：所述突起触点呈半球型。
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