CN104006871B - 车辆载重测量位移传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆载重测量位移传感器，弹性件独立于限位件而设置于外部，其一端可与车桥或车架相装配，另一端与运动件相装配，在车辆平稳行进过程中，由于承重作用，车架与车桥之间的距离发生压缩，此时，弹性件会带动运动件运动，此时弹性件本身不发生形变，使得传感器可测得车载重量；在车辆大幅颠簸过程中，由于过冲作用，车架与车桥之间的距离发生急剧压缩，弹性件不仅会带动运动件运动，而且本身也会发生形变，弹性件的形变不仅起到了缓冲的作用，同时也增加了车架与车桥之间所允许的距离变化幅值，从而避免了因车辆过冲压缩而导致的传感器及其安装结构的破坏，保证了器件的使用寿命。

Description

车辆载重测量位移传感器

技术领域

本申请涉及感应技术领域，尤其涉及一种车辆载重测量位移传感器。

背景技术

随着城市基础建设日益深化，物流运输业也不断蓬勃发展。而对于车载重量的称重成为物流运输中的一项核心内容，其为交通管制、建筑成本计算等提供保障。例如，当需要对货车进行载重量的控制，避免超载现象，所用到的手段即通过称重技术反映货车实时载重量，然后在系统后台对比实时载重量和预设定载重阈值的大小，从而判断该货车是否发生超载。而在建筑成本计算时，一般是依据泥头车运送垃圾渣土的次数来付给报酬，而泥头车是否满载关系到运送次数的多少，此时就需要对泥头车运送垃圾渣土的重量进行判断。

现实中提供了多种对车载重量称重的技术，例如中国专利公开号CN1804561A的柱式变极距型电容称重传感器、CN1512143A的货运汽车载重量监测装置等专利公开文献所提及的电容式位移传感器、电感式位移传感器等。这些现有技术均可对车载重量进行称重，但同时均存在一个问题：传感器本体通过安装结构安装在汽车的车桥上，而传感器的测量头（如中国专利公开号CN1804561A的柱式变极距型电容称重传感器中的承重头、CN1512143A的货运汽车载重量监测装置中的顶帽）直接与汽车的车架相抵接，由于汽车承重后，车架与车桥之间距离发生变化，车架会促使测量头带动传感器的运动件（如中国专利公开号CN1804561A的柱式变极距型电容称重传感器中的移动柱、CN1512143A的货运汽车载重量监测装置中的动套）运动，从而产生指示汽车载重重量的指示信号，为了实现运动件的复位，通常是通过一弹性件（如中国专利公开号CN1804561A的柱式变极距型电容称重传感器中的承重弹簧、CN1512143A的货运汽车载重量监测装置中的弹簧）与运动件相抵接实现。

但是，现有技术中至少存在如下技术问题：在汽车行进过程中，难免会遇到行驶颠簸及载重量较大的情况，此时，车架与车桥之间会发生过冲现象，车架与车桥之间距离在短时间内急剧压缩，而传感器本体通过安装结构安装在车桥上，由于内部弹性件的设置，测量头及运动件具有一定的运动行程，上述急剧压缩的情况会导致刚性的传感器受挤压而压坏安装结构，使安装结构发生变形而报废，更加严重的情况是传感器本身也会收到损坏而无法使用。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

本申请提供一种车辆载重测量位移传感器，包括：运动件，以及活动安装所述运动件并用于限定所述运动件沿轴向运动的限位件，所述运动件与所述限位件之间相对运动时产生用于表征车辆载重重量的指示信号，所述运动件上与所述限位件相对一端设置有：朝远离所述限位件方向延伸且可在所述轴向产生形变的弹性件。

进一步地，所述弹性件为压缩型弹簧。

进一步地，所述弹性件为径向大小一致或不一致的螺旋压缩弹簧。

进一步地，所述弹性件为圆柱螺旋压缩弹簧或圆锥螺旋压缩弹簧。

进一步地，当所述弹性件为圆锥螺旋压缩弹簧时，所述弹性件径向较小一端与所述运动件相装配。

进一步地，所述弹性件弹力幅值范围在1-100牛顿，未发生形变时长度在30-300毫米。

进一步地，所述车辆载重测量传感器为磁性感应式位移传感器、电容式位移传感器或电感式位移传感器。

进一步地，当所述车辆载重测量传感器为磁性感应式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有磁性件，所述限位件包括：外管，以及嵌套设置于所述外管内的内管，所述内管与所述外管之间设置有对所述磁性件进行感应以产生所述指示信号的磁性感应件，所述外管端部设置有直线轴承，所述运动件设置有所述磁性件一端穿过所述直线轴承使所述磁性件可于所述内管中移动，所述运动件上与所述限位件相对一端设置有与所述弹性件相装配的测量头。

进一步地，当所述车辆载重测量位移传感器为电容式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有第一电容极板，所述限位件为活动容置所述运动件的套管，所述套管的与所述运动件相对一端内面设置有与所述第一电容极板相互作用以产生所述指示信号的第二电容极板。

进一步地，当所述车辆载重测量位移传感器为电感式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有导磁件，所述限位件包括：外管，以及嵌套设置于所述外管内的内管，所述内管与所述外管之间设置有对所述导磁件进行感应以产生所述指示信号的感应线圈，所述外管端部设置有直线轴承，所述运动件设置有所述导磁件一端穿过所述直线轴承使所述导磁件可于所述内管中移动。

本申请的有益效果是：

通过提供一种车辆载重测量位移传感器，包括：运动件，以及活动安装所述运动件并用于限定所述运动件沿轴向运动的限位件，所述运动件与所述限位件之间相对运动时产生用于表征车辆载重重量的指示信号，所述运动件上与所述限位件相对一端设置有：朝远离所述限位件方向延伸且可在所述轴向产生形变的弹性件。这样，弹性件独立于限位件而设置于外部，其一端可与车桥或车架相装配，另一端与运动件相装配，在车辆平稳行进过程中，由于承重作用，车架与车桥之间的距离发生压缩，此时，弹性件会带动运动件运动，此时弹性件本身不发生形变，使得传感器可测得车载重量；在车辆大幅颠簸过程中，由于过冲作用，车架与车桥之间的距离发生急剧压缩，弹性件不仅会带动运动件运动，而且本身也会发生形变，弹性件的形变不仅起到了缓冲的作用，同时也增加了车架与车桥之间所允许的距离变化幅值，从而避免了因车辆过冲压缩而导致的传感器及其安装结构的破坏，保证了器件的使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器的结构示意图。

图2为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车未载重时的一侧示意图。

图3为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车未载重时的另一侧示意图。

图4为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车满载时的一侧示意图。

图5为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车满载时的另一侧示意图。

图6为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车过冲时的一侧示意图。

图7为本申请实施例一的车辆载重测量位移传感器在汽车过冲时的另一侧示意图。

图8为本申请实施例二的车辆载重测量位移传感器的结构示意图。

图9为本申请实施例三的车辆载重测量位移传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例中不仅提供了一种车辆载重测量位移传感器，还相应提供了对应的传感器的安装器具，以及应用上述传感器及安装器具安装方法等内容。

如图1所示，本实施例的车辆载重测量位移传感器为磁性感应式位移传感器，其主要包括：运动件1，以及活动安装运动件1并用于限定运动件1沿轴向2运动的限位件3，运动件1与限位件3之间相对运动时，位移传感器会产生用于表征车辆载重重量的指示信号，运动件1上与限位件3相对一端设置有：朝远离限位件3方向延伸且可在轴向2产生形变的弹性件4。具体地，运动件1上与弹性件4相对一端设置有磁性件5，限位件3包括：外管31，以及嵌套设置于外管31内的内管32，内管32与外管31之间设置有对磁性件5进行感应以产生指示信号的磁性感应件6，外管31端部设置有直线轴承33，运动件1设置有磁性件5一端穿过直线轴承33使磁性件5可于内管32中移动，而运动件1上与限位件3相对一端设置有与弹性件4相装配的测量头11。上述弹性件4为压缩型弹簧，如本实施例的径向大小不一致的圆锥螺旋压缩弹簧（俗称宝塔弹簧）。而弹性件4向径向较小一端与运动件1相装配。弹性件4弹力幅值范围在1-100牛顿，其未发生形变时长度在30-300毫米，具体地，弹性件4弹力幅值范围可取1、20、30、50、75或100牛顿，未发生形变时长度可取30、40、50、55、100、200、250或300毫米等。弹性件4可采用不锈钢或锰钢等材质。

在安装时，如图2-7所示，可将传感器通过Z形支架7安装到车架8上，而弹性件4一端与车桥9相安装。当然，在其他实施例中也可以反向安装，即将传感器通过Z形支架7安装到车桥9上，而弹性件4一端与车架8相安装。具体如图2、3所示，当车辆未载重且平稳行进或停车时，车架与车桥之间距离不会发生变化，此时，弹性件4不会受到来自车桥9的压力，弹性件4不会传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中。当车辆行进颠簸程度不大或未空载而运行或停车时，车架与车桥之间距离发生变化，此时，弹性件4收到来自车桥9的压力，弹性件4传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中，当磁性件5被某一磁性感应件6感应到之后，该磁性感应件6会产生指示信号被处理终端获取，上述指示信号可通过连接线缆送出至处理终端，处理终端通过对指示信号的处理得到对应的车辆载重重量，而此时，弹性件4本身不会发生形变，图4、5示出了当车辆满载且平稳行进或停车时的状态。如图6、7所示，当车辆行进过程中发生过冲现象时，车架8与车桥9之间的距离发生急剧压缩，弹性件4不仅会带动运动件1运动，而且本身也会发生形变，弹性件4的形变不仅起到了缓冲的作用，同时也增加了车架8与车桥9之间所允许的距离变化幅值，从而避免了因车辆过冲压缩而导致的传感器及其安装结构的破坏，保证了器件的使用寿命。

实施本实施例除了具有上述主要回复、缓冲保护效果之外，至少具有如下有益效果：

1、由于采用圆锥螺旋压缩弹簧，其具有较好的回复力，即使车架8因颠簸产生径向偏移，圆锥螺旋压缩弹簧最终都能回复到轴向位置。

2、只要车辆不发生过冲现象，普通载重行进时不发生严重颠簸，就不会使弹性件本身发生形变，从而减少了弹性件形变次数，保障了弹簧的使用寿命。

实施例二：

本实施例与上述实施例区别主要在于：弹性件4还可以采用径向大小一致的圆柱螺旋压缩弹簧。当然，其较圆锥螺旋压缩弹簧的回复力差，但同样能实现本申请的目的。

实施例三：

本实施例与上述实施例区别主要在于：弹性件4还可以采用径向大小不一致的对称圆锥螺旋压缩弹簧（俗称腰鼓弹簧）。其具有较圆柱螺旋压缩弹簧更好的回复力。

实施例四：

本实施例与上述实施例区别主要在于：弹性件4还可以采用弹力塑胶条。其弹性形变幅度较小，但同样能实现本申请的目的。

实施例五：

本实施例与上述实施例区别主要在于：弹性件4向径向较大一端与运动件1相装配。

实施例六：

如图8所示，本实施例的车辆载重测量位移传感器为电容式位移传感器，其主要包括：运动件1，以及活动安装运动件1并用于限定运动件1沿轴向2运动的限位件3，运动件1与限位件3之间相对运动时，位移传感器会产生用于表征车辆载重重量的指示信号，运动件1上与限位件3相对一端设置有：朝远离限位件3方向延伸且可在轴向2产生形变的弹性件4。具体地，运动件1上与弹性件4相对一端设置有第一电容极板201，限位件3为活动容置运动件1的套管，套管的与运动件1相对一端内面设置有与第一电容极板201相互作用以产生指示信号的第二电容极板202。

弹性件4的类型、参数及设置方式可如上述各实施例所述，此处不再赘述。而上述指示信号同样可通过连接线缆送出至处理终端，处理终端通过对指示信号的处理得到对应的车辆载重重量。

在安装时，如图2-7所示，可将传感器通过Z形支架7安装到车架8上，而弹性件4一端与车桥9相安装。当然，在其他实施例中也可以反向安装，即将传感器通过Z形支架7安装到车桥9上，而弹性件4一端与车架8相安装。具体仍可如图2、3所示，当车辆未载重且平稳行进或停车时，车架与车桥之间距离不会发生变化，此时，弹性件4不会受到来自车桥9的压力，弹性件4不会传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中。当车辆行进颠簸程度不大或未空载而运行或停车时，车架与车桥之间距离发生变化，此时，弹性件4收到来自车桥9的压力，弹性件4传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中，而此时第一电容极板201与第二电容极板202之间由于距离发生变化，其电容也会发生变化，从而第一电容极板201与第二电容极板202所产生的指示信号用于表征车辆载重重量并被处理终端获取，上述指示信号可通过连接线缆送出至处理终端，处理终端通过对指示信号的处理得到对应的车辆载重重量，而此时，弹性件4本身不会发生形变，图4、5示出了当车辆满载且平稳行进或停车时的状态。如图6、7所示，当车辆行进过程中发生过冲现象时，车架8与车桥9之间的距离发生急剧压缩，弹性件4不仅会带动运动件1运动，而且本身也会发生形变，弹性件4的形变不仅起到了缓冲的作用，同时也增加了车架8与车桥9之间所允许的距离变化幅值，从而避免了因车辆过冲压缩而导致的传感器及其安装结构的破坏，保证了器件的使用寿命。

实施例七：

如图9所示，本实施例的车辆载重测量位移传感器为电感式位移传感器，其主要包括：运动件1，以及活动安装运动件1并用于限定运动件1沿轴向2运动的限位件3，运动件1与限位件3之间相对运动时，位移传感器会产生用于表征车辆载重重量的指示信号，运动件1上与限位件3相对一端设置有：朝远离限位件3方向延伸且可在轴向2产生形变的弹性件4。具体地，运动件1上与弹性件4相对一端设置有导磁件5（可为铁芯），限位件3包括：外管31，以及嵌套设置于外管31内的内管32，内管32与外管31之间设置有对导磁件5进行感应以产生指示信号的感应线圈301，外管31端部设置有直线轴承33，运动件1设置有导磁件5一端穿过直线轴承33使导磁件5可于内管32中移动，而运动件1上与限位件3相对一端设置有与弹性件4相装配的测量头11。

弹性件4的类型、参数及设置方式可如上述各实施例所述，此处不再赘述。而上述指示信号同样可通过连接线缆送出至处理终端，处理终端通过对指示信号的处理得到对应的车辆载重重量。

在安装时，如图2-7所示，可将传感器通过Z形支架7安装到车架8上，而弹性件4一端与车桥9相安装。当然，在其他实施例中也可以反向安装，即将传感器通过Z形支架7安装到车桥9上，而弹性件4一端与车架8相安装。具体仍如图2、3所示，当车辆未载重且平稳行进或停车时，车架与车桥之间距离不会发生变化，此时，弹性件4不会受到来自车桥9的压力，弹性件4不会传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中。当车辆行进颠簸程度不大或未空载而运行或停车时，车架与车桥之间距离发生变化，此时，弹性件4收到来自车桥9的压力，弹性件4传递压力到运动件1而驱使运动件1沿轴向2移动进入限位件3中，当导磁件5在感应线圈301中移动时，其感应系数会发生改变，从而感应线圈301输出的指示信号被处理终端获取，上述指示信号可通过连接线缆送出至处理终端，处理终端通过对指示信号的处理得到对应的车辆载重重量，而此时，弹性件4本身不会发生形变，图4、5示出了当车辆满载且平稳行进或停车时的状态。如图6、7所示，当车辆行进过程中发生过冲现象时，车架8与车桥9之间的距离发生急剧压缩，弹性件4不仅会带动运动件1运动，而且本身也会发生形变，弹性件4的形变不仅起到了缓冲的作用，同时也增加了车架8与车桥9之间所允许的距离变化幅值，从而避免了因车辆过冲压缩而导致的传感器及其安装结构的破坏，保证了器件的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种车辆载重测量位移传感器，包括：运动件，以及活动安装所述运动件并用于限定所述运动件沿轴向运动的限位件，所述运动件与所述限位件之间相对运动时产生用于表征车辆载重重量的指示信号，其特征在于，所述运动件上与所述限位件相对一端设置有：朝远离所述限位件方向延伸且可在所述轴向产生形变的弹性件，所述车辆载重测量传感器为磁性感应式位移传感器、电容式位移传感器或电感式位移传感器。

2.如权利要求1所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，所述弹性件为压缩型弹簧。

3.如权利要求2所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，所述弹性件为径向大小一致或不一致的螺旋压缩弹簧。

4.如权利要求3所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，所述弹性件为圆柱螺旋压缩弹簧或圆锥螺旋压缩弹簧。

5.如权利要求3所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，当所述弹性件为圆锥螺旋压缩弹簧时，所述弹性件径向较小一端与所述运动件相装配。

6.如权利要求1所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，所述弹性件弹力幅值范围在1-100牛顿，未发生形变时长度在30-300毫米。

7.如权利要求1所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，当所述车辆载重测量传感器为磁性感应式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有磁性件，所述限位件包括：外管，以及嵌套设置于所述外管内的内管，所述内管与所述外管之间设置有对所述磁性件进行感应以产生所述指示信号的磁性感应件，所述外管端部设置有直线轴承，所述运动件设置有所述磁性件一端穿过所述直线轴承使所述磁性件可于所述内管中移动，所述运动件上与所述限位件相对一端设置有与所述弹性件相装配的测量头。

8.如权利要求1所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，当所述车辆载重测量位移传感器为电容式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有第一电容极板，所述限位件为活动容置所述运动件的套管，所述套管的与所述运动件相对一端内面设置有与所述第一电容极板相互作用以产生所述指示信号的第二电容极板。

9.如权利要求1所述的车辆载重测量位移传感器，其特征在于，当所述车辆载重测量位移传感器为电感式位移传感器时：所述运动件上与所述弹性件相对一端设置有导磁件，所述限位件包括：外管，以及嵌套设置于所述外管内的内管，所述内管与所述外管之间设置有对所述导磁件进行感应以产生所述指示信号的感应线圈，所述外管端部设置有直线轴承，所述运动件设置有所述导磁件一端穿过所述直线轴承使所述导磁件可于所述内管中移动。