CN104977073A - 随路面的整车式动态汽车衡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随路面的整车式动态汽车衡，实现多车以及不同种类的车辆准确分离、动态称量，提高称重精度；采用的技术方案为：随路面的整车式动态汽车衡，地基水平设置在地里，秤体组件位于地基上方，称重传感器基座固定设置在地基上，称重传感器设置在称重传感器基座上端，称重传感器与水平面相互垂直，称重传感器支架的下端设置在称重传感器上，称重传感器支架的上端与秤体组件的下端匹配连接；轮轴识别器设置在秤体组件上，且轮轴识别器的上端面与秤体组件上端面齐平，分离器设置在秤体组件的两端，称重传感器、轮轴识别器和分离器采集的电信号传递到控制室内的电子称重仪表上；本发明广泛应用于动态称重领域。

Description

随路面的整车式动态汽车衡

技术领域

本发明随路面的整车式动态汽车衡，属于动态称重技术领域。

背景技术

目前，高速公路计重收费系统普遍采用的是整车式动态计重系统，此系统主要有四点优势：一、可以高效率连续过车，减少拥堵，提高了通行效率。二、高精度动态称量，避免收费争议，提高经济效益。三、有效防止车辆不规范行驶，杜绝货运车辆逃税行为。四、先进的系统设计，保证了设备的高度稳定性。

不过，整车式计重收费系统动态汽车衡均采用水平安装，称重传感器水平安装，秤台也是水平安装，而且称重传感器必须水平安装，保证称重传感器受力始终垂直。如果收费站路面不是水平的，秤台要求必须是水平安装，该做法需要投入很大的工程量来消化坡度，延长了系统的安装时间，耽误收费站的使用，给收费站造成了诸多不便；从环保的角度，该做法不符合生态文明建设，浪费了大量的土地资源，进而，给施工队增加了困难与投入成本，同时，该做法影响了收费站的美观。并且，在ＧＢ／Ｔ７７３２－２００８《固定式电子衡器》和ＧＢ／Ｔ２１２９６－２００７《动态公路车辆自动衡器》并没有提出汽车衡秤台的安装方式必须是水平安装。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种随路面的整车式动态汽车衡，该汽车衡的秤台结构与路面坡度保持一致，称重传感器依然垂直于水平面，通过独特的随路面秤体结构并结合车重分离算法，实现多车以及不同种类的车辆准确分离，实现车辆动态称量，后续车辆无需等待，车辆可不间断上秤，采用随路面的秤台面、长秤体设计，实现整车称重，提高称重精度；秤体左右两侧加装花纹防滑钢板，避免了雨雪天气车辆在秤台上打滑。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：随路面的整车式动态汽车衡，包括秤体组件、称重传感器、轮轴识别器、分离器、地基、称重传感器基座和称重传感器支架，所述地基水平设置在地里，所述秤体组件位于地基上方，多组所述称重传感器、称重传感器基座和称重传感器支架组成的称重组件竖直设置在秤体组件和地基之间；

所述称重组件的结构为：所述称重传感器基座固定设置在地基上，所述称重传感器设置在称重传感器基座上端，所述称重传感器与水平面相互垂直，所述称重传感器支架的下端设置在称重传感器上，所述称重传感器支架的上端与秤体组件的下端匹配连接；

所述轮轴识别器设置在秤体组件上，且所述轮轴识别器的上端面与秤体组件上端面齐平，所述轮轴识别器用于识别车辆的轴型；

所述分离器设置在秤体组件的两端，用于检测车辆登上及离开秤体组件；

所述秤体组件的底部设置有接线盒，所述接线盒与称重传感器、轮轴识别器和分离器之间电连接，并将称重传感器、轮轴识别器和分离器采集的电信号传递到控制室内的电子称重仪表上。

所述秤体组件随地形坡度倾斜设置，所述称重传感器支架的高度与秤体组件下端相适应连接。

所述秤体组件的结构为：包括上秤台、中间秤台和下秤台，所述上秤台、中间秤台和下秤台依次搭接在一起，所述称重传感器位于上秤台、中间秤台和下秤台搭接处正下方，以及上秤台和下秤台端部正下方。

所述上秤台、中间秤台和下秤台均由一个或多个称台面单元组成，所述上秤台的称台面单元数量为两个，所述中间秤台的称台面单元数量为四个，所述下秤台的称台面单元数量为一个。

所述上秤台、中间秤台和下秤台的两侧上边沿均设置有一个或多个梯形的护栏。

所述上秤台、中间秤台和下秤台的底端和/或相邻秤台之间的搭接处设置有一个或多个限位保护块。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明能随路面的坡度设置，减轻施工工程量，节约成本，缩短系统的安装时间，节约土地资源，保持收费站的美观，通过独特的随路面秤体结构并结合车重分离算法，实现多车以及不同种类的车辆准确分离，实现车辆动态称量，后续车辆无需等待，车辆可不间断上秤，采用随路面的秤台面、长秤体设计，实现整车称重，提高称重精度。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图，亦即本发明中秤体组件随路面倾斜设置的状态图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4为图1中A的局部放大图。

图5为本发明中秤体组件水平设置时的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图5中B-B截面的剖视图。

图中，1为秤体组件、11为上秤台、12为中间秤台、13为下秤台、2为称重传感器、3为轮轴识别器、4为分离器、5为地基、6为称重传感器基座、7为称重传感器支架、8为接线盒、9为护栏、10为限位保护块。

具体实施方式

如图1～图7所示，本发明随路面的整车式动态汽车衡，包括秤体组件1、称重传感器2、轮轴识别器3、分离器4、地基5、称重传感器基座6和称重传感器支架7，所述地基5水平设置在地里，所述秤体组件1位于地基5上方，多组所述称重传感器2、称重传感器基座6和称重传感器支架7组成的称重组件竖直设置在秤体组件1和地基5之间；

所述称重组件的结构为：所述称重传感器基座6固定设置在地基5上，所述称重传感器2设置在称重传感器基座6上端，所述称重传感器2与水平面相互垂直，所述称重传感器支架7的下端设置在称重传感器2上，所述称重传感器支架7的上端与秤体组件1的下端匹配连接；

所述轮轴识别器3设置在秤体组件1上，且所述轮轴识别器3的上端面与秤体组件1上端面齐平，所述轮轴识别器3用于识别车辆的轴型；

所述分离器4设置在秤体组件1的两端，用于检测车辆登上及离开秤体组件1；

所述秤体组件1的底部设置有接线盒8，所述接线盒8与称重传感器2、轮轴识别器3和分离器4之间电连接，并将称重传感器2、轮轴识别器3和分离器4采集的电信号传递到控制室内的电子称重仪表上。

所述秤体组件1随地形坡度倾斜设置，所述称重传感器支架7的高度与秤体组件1下端相适应连接。

所述秤体组件1的结构为：包括上秤台11、中间秤台12和下秤台13，所述上秤台11、中间秤台12和下秤台13依次搭接在一起，所述称重传感器2位于上秤台11、中间秤台12和下秤台13搭接处正下方，以及上秤台11和下秤台13端部正下方。

所述上秤台11、中间秤台12和下秤台13均由一个或多个称台面单元组成，所述上秤台11的称台面单元数量为两个，所述中间秤台12的称台面单元数量为四个，所述下秤台13的称台面单元数量为一个。

所述上秤台11、中间秤台12和下秤台13的两侧上边沿均设置有一个或多个梯形的护栏9。

所述上秤台11、中间秤台12和下秤台13的底端和/或相邻秤台之间的搭接处设置有一个或多个限位保护块10。

本发明中称重传感器2始终保持水平，秤体组件1随路面安装，和坡度保持在同一斜度。

本发明中称重传感器支架7高度的计算过程：

假设坡度的角度为α，称重传感器长度为l_称重，相邻称重传感器的水平距离l₁，l₂，l₃，l₄一定，称重传感器支架7的宽为l_支架，称重传感器支架7顶端是倾斜的，利用三角函数关系，从行车方向看，第一排称重传感器2的称重传感器支架7，右边比左边高l_支架*tanα，第二排称重传感器2的称重传感器支架7左边比第一排称重传感器2的称重传感器支架7的右边高（l₁-l_称重）*tanα，第三排称重传感器2的称重传感器支架7左边比第二排称重传感器2的称重传感器支架7的右边高（l₂-l_称重）*tanα，第四、五、六和七排称重传感器2的称重传感器支架7左边分别比第三、四、五和六排称重传感器2的称重传感器支架7的右边高（l₃-l_称重）*tanα，第八排称重传感器2的称重传感器支架7左边比第七排称重传感器2的称重传感器支架7的右边高（l₄-l_称重）*tanα，根据此等关系，就可以算出每个称重传感器2的称重传感器支架7的高度。

本发明中秤体组件1作为整车式动态汽车衡的主要承载部件，也是其基础。秤体组件1由上秤台11，中间秤台12，下秤台13组成，上秤台11是由两个称台面单元（1#和2#）构成，称台面单元内安装轮轴识别器3，检测行驶车辆的轴型，中间秤台12包含四个称台面单元（3#，4#，5#，6#），用于多车在汽车衡台面上的整车称重与分离，得出每个车辆的轴重和轴数。下秤台13由一个称台面单元（7#）构成，检测车辆下秤台的轴数，为即将上秤台车辆轴重提供依据。所有称台面单元之间均采用搭接的连接方式，搭接处安装称重传感器2，使称重平台既相互独立又成一体。秤体采用多个横向和/或纵向设置的限位保护块10，保证了秤体组件1足够的震动余量，而且能够防止因强烈水平冲击导致的称重平台的横向与纵向位移，因此避免了秤台卡死等现象的发生，保证了称重平台的正常使用。此外，秤台台面上设置防滑花纹板，不仅把行驶中的汽车牢固稳定的汽车衡台面上，还增强了汽车衡的整体强度。秤体组件两边设置梯形的护栏9，防止车辆偏离正常跑道。

称重传感器2选用桥式称重传感器，称重传感器2位于秤台台面的搭接处，消除了杠杆效应，用于采集被称重的重量信号。从行车方向看，1#台面下安装2个称重传感器（第一排），1#和2#台面搭接处安装4个称重传感器（第二排），2#和3#台面搭接处安装4个称重传感器（第三排），3#和4#台面搭接处安装2个称重传感器（第四排），4#和5#台面搭接处安装2个称重传感器（第五排），5#和6#台面搭接处安装2个称重传感器（第六排），6#和7#台面搭接处安装2个称重传感器（第七排），7#台面搭接处安装2个称重传感器（第八排）。

本发明与称重系统配套的有用于检测车辆分离的分离器4和轮轴识别器3，辆分离器4选用反射式车辆分离器，安装在汽车衡上、下秤台两个方向，上秤台11上的分离器4用于采集上秤车辆信号，对驶入秤台的车辆进行准确分离，下秤台13上的分离器4用于检测离开秤台的车辆。轮轴识别器3安装在上秤台里，识别过往车辆的轴型。

本发明中称重传感器2，轮轴识别器3，分离器4等各种信号，经由数字式接线盒8，送传给电子称重仪表，在电子称重仪表上处理，先是通过简单的去噪和滤波，结合车重分离算法，准确处理各种长度和车型的分离，实现多车连续动态称重，在电子称重仪表上直观显示车辆重量、车辆轴数、车辆轴型和车辆速度状态等信息。上传至收费计算机，为收费站执法人员提供准确的收费依据。

假设有一辆甲车行驶过来，上坡，首先上秤台车辆分离器检测有车辆上秤，信号经接线盒8传给称电子重仪表，上秤台11开始动作，上秤台11内安装轮轴识别器3，识别车辆轴型，信号经接线盒传给电子称重仪表，待甲车完全上秤后，上秤台11车辆分离器给出信号，信号经接线盒8传给电子称重仪表，驶入中间秤体12，信号经接线盒8传给电子称重仪表，计算出甲车的轴数与重量。下秤台13检测下车的轴数，信号经接线盒8传给电子称重仪表，是为即将上秤的车辆重量提供依据。当下秤台13车辆分离器给出收尾信号，信号经接线盒8传给电子称重仪表，甲车的过秤完毕，完成收费，最后驶出收费站。

车重分离算法：假设理想情况下，每有一个车轴上秤，总重就会呈阶梯状上升，第一辆甲车上秤，首先上秤台11上的分离器4检测到车辆上秤，经过上秤台11，轮轴识别器3识别车辆轴型，每个轴上秤，总重就会增加，完全上秤后，上秤台11上的分离器4给出信号。在总重图上计算出出轴数与轴重，同时计算出出甲车的重量。紧接着，上秤台11上的分离器4识别乙车上秤，同样原理，总重在甲车的基础上，再次增加，等完全上秤后，可以算出甲乙两辆车的轴数和重量，在两者总和基础上，减去甲车的轴数和重量，得出乙车的轴数和重量。依次递推，算出丙车的轴数和重量。而后，甲车开始准备下秤，下秤台13上的轮轴识别器3识别下车的轴数，每下一个轴，总量减去剩余甲车的轴重，即是乙丙车的重量。下了两轴，实际的总重减去甲车剩余轴重，再算乙丙车的重量，直到甲车完全下秤，下秤台13上的分离器4给出信号，其中，上秤台11由两个称台面单元（1#，2#）构成，用于检测车辆轴型，中间秤台12由两个称台面单元（3#，4#,5#，6#）构成，检测轴数与轴重，下秤台13由一个称台面单元（7#）构成，检测离开秤体的车辆轴数，为即将上秤的车辆准确识别重量。上秤台11上的反射式车辆分离器识别秤体上有几辆车，下秤台13上的分离器4检测有车辆下秤。

当秤台是倾斜安装时，我们把秤台与车辆视为整体，作为研究对象，因为所有的总量都是水平放置的称重传感器承受，故对总量的数值不会有影响。

本发明中秤体组件1作为整车式动态汽车衡的主要承载部件，也是其基础。秤体组件1由上秤台11，中间秤台12，下秤台13以及辅助秤台组成，上秤台11是两个独立的小台面单元，秤台下面安装有称重传感器2，检测车辆的重量，中间秤台12和下秤台13包含多个称台面单元，用于多车在汽车衡台面上的分离。中间秤台12和下秤台13秤体包含多个称台面单元，相邻称台面单元之间采用搭接的连接方式，搭接处安装称重传感器2，保证了辅助秤台的稳定支撑，使称重平台既相互独立又成一体。秤体组件1采用六横向、四纵向限位保护块10，保证了秤体组件1足够的震动余量，而且能够防止因强烈水平冲击导致的称重平台的横向与纵向位移，因此避免了秤台卡死等现象的发生，保证了称重平台的正常使用。此外，秤台台面上设置防滑花纹板，不仅把行驶中的汽车牢固稳定的汽车衡台面上，还增强了汽车衡的整体强度。

本发明中称重传感器2选用桥式称重传感器，称重传感器2位于分段秤体的搭接处，消除了杠杆效应，用于采集被称重的重量信号。分离器4选用反射式车辆分离器，用于采集分车信号，对行驶车辆进行准确分离，

本发明中称重传感器2，轮轴识别器3，分离器4等各种信号，经由数字式接线盒8，送传给电子称重仪表，在电子称重仪表上处理，先是通过简单的去噪和滤波，车辆分离算法结合专家系统，运用推理机和知识库，准确处理各种长度和车型的分离，实现多车连续动态称重。在电子称重仪表上直观显示车辆重量、车辆轴数、车辆轴型和车辆速度状态等信息。上传至收费计算机，为收费站执法人员提供准确的收费依据。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，包括秤体组件（1）、称重传感器（2）、轮轴识别器（3）、分离器（4）、地基（5）、称重传感器基座（6）和称重传感器支架（7），所述地基（5）水平设置在地里，所述秤体组件（1）位于地基（5）上方，多组所述称重传感器（2）、称重传感器基座（6）和称重传感器支架（7）组成的称重组件竖直设置在秤体组件（1）和地基（5）之间；

所述称重组件的结构为：所述称重传感器基座（6）固定设置在地基（5）上，所述称重传感器（2）设置在称重传感器基座（6）上端，所述称重传感器（2）与水平面相互垂直，所述称重传感器支架（7）的下端设置在称重传感器（2）上，所述称重传感器支架（7）的上端与秤体组件（1）的下端匹配连接；

所述轮轴识别器（3）设置在秤体组件（1）上，且所述轮轴识别器（3）的上端面与秤体组件（1）上端面齐平，所述轮轴识别器（3）用于识别车辆的轴型；

所述分离器（4）设置在秤体组件（1）的两端，用于检测车辆登上及离开秤体组件（1）；

所述秤体组件（1）的底部设置有接线盒（8），所述接线盒（8）与称重传感器（2）、轮轴识别器（3）和分离器（4）之间电连接，并将称重传感器（2）、轮轴识别器（3）和分离器（4）采集的电信号传递到控制室内的电子称重仪表上。

2.根据权利要求1所述的随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，所述秤体组件（1）随地形坡度倾斜设置，所述称重传感器支架（7）的高度与秤体组件（1）下端相适应连接。

3.根据权利要求1或2所述的随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，所述秤体组件（1）的结构为：包括上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13），所述上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13）依次搭接在一起，所述称重传感器（2）位于上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13）搭接处正下方，以及上秤台（11）和下秤台（13）端部正下方。

4.根据权利要求3所述的随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，所述上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13）均由一个或多个称台面单元组成，所述上秤台（11）的称台面单元数量为两个，所述中间秤台（12）的称台面单元数量为四个，所述下秤台（13）的称台面单元数量为一个。

5.根据权利要求4所述的随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，所述上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13）的两侧上边沿均设置有一个或多个梯形的护栏（9）。

6.根据权利要求5所述的随路面的整车式动态汽车衡，其特征在于，所述上秤台（11）、中间秤台（12）和下秤台（13）的底端和/或相邻秤台之间的搭接处设置有一个或多个限位保护块（10）。