CN111174886B - 一种车载自稳定称重传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载自稳定称重传感器，包括“工”字形弹性体，弹性体上设有应变片，弹性体顶面和车厢连接，底面和连接体连接，弹性体底面设有贴有应变片的腰形贴片面和用于密封腰形贴片面的腰形密封面；弹性体为对称结构，两侧设有充有密封胶的U形槽和用于提高传感器精度的应变弧形槽。本发明具有如下有益效果：（1）结构简单紧凑、制作方便且强度高、精度高；（2）弹性体加工余量减小，加工难度降低，结构强度损伤变小，产品抗扭抗过载能力有较大提升；（3）可以减小由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差，并且在水平和竖直方向上提供缓冲。

Description

一种车载自稳定称重传感器
技术领域
本发明涉及一种称重传感器，尤其是涉及一种车载自稳定称重传感器。
背景技术
目前国内外公路运输车辆超载现象极为普遍，超载对车辆使用寿命，公路寿命，交通安全，运输市场等造成了极大危害，因此需要有效控制车辆超载，必须从源头上杜绝超载问题，而在车辆上安装车载称重传感器是有效的解决办法之一。车载称重传感器在使用过程中，结合车辆的实际工装状态，传感器除了承受垂直力，还受到水平侧向力，扭转力、以及不可避免的车辆在加速行驶以及制动过程中产生的冲击力，因此传感器的结构强度设计和能否减小由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差尤为重要。
例如，一种在中国专利文献上公开的“车载式称重传感器防护装置”，其公告号CN104568097A，包括限位架、底座、金属垫板和至少一个滚轮；限位架由顶部的限位框和两侧的支撑板组成，限位框在水平方向上对滚轮进行限位，两侧的支撑板分别与底座的两端固连；车载式称重传感器设置在限位架与底座之间且与底座固连；车载式称重传感器顶部设置有凸台，金属垫板固定设置在凸台上表面，滚轮的底部与金属垫板上表面线接触，滚轮的顶部突出于限位架的限位框。
此专利利用滚轮来消除由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差，但是利用限位架和限位框来限位，当水平位移超出极限时，限位框会产生碰撞，还是会有极大的加速度产生水平力影响称重传感器的测量，且此专利未设计竖直方向的缓冲结构，功能不够完善。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的车载式称重传感器由于速度、加速度等产生的水平力会造成测量误差的问题，提供一种车载自稳定称重传感器，结构简单紧凑、制作方便且强度高、精度高；弹性体加工余量减小，加工难度降低，结构强度损伤变小，产品抗扭抗过载能力有较大提升；可以减小由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差，并且在水平和竖直方向上提供缓冲。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种车载自稳定称重传感器，包括“工”字形弹性体，弹性体上设有应变片，弹性体顶面和车厢连接，底面和连接体连接，弹性体底面设有贴有应变片的腰形贴片面和用于密封腰形贴片面的腰形密封面；弹性体为对称结构，两侧设有充有密封胶的U形槽和用于提高传感器精度的应变弧形槽。弹性体为“工”字形结构设计，弹性体顶面为上安装面，顶面与车厢螺栓连接；弹性体底面和第一连接体螺栓连接。腰形贴平面、腰形密封面同心设置于弹性体底面，应变片对称设置于弹性体应变弧形槽背面的腰形贴平面上。弹性体腰形贴平面深度控制在5mm以内，可以大大减小结构强度损伤，提高强度。弹性体腰形密封面均匀覆盖密封胶，与腰形密封盖板均匀牢靠粘接，保证贴片区密封。弹性体两侧的U形槽为左右对称分布，槽口采用密封胶密封，可防止异物进入，避免影响弹性体形变造成传感器性能差的问题。弹性体应变弧形槽为左右各两个对称分布,有利于应变片对弹性体应力均匀采集，提高传感器精度。
作为优选，弹性体下螺栓连接有“工”字形的第一连接件，第一连接件下通过缓冲轮滚动连接有第二连接件；第一连接件和第二连接件为左右对称结构；第二连接件中部为平板，两侧设有伸入第一连接件侧面的U形臂；第一连接件下部两侧伸入U形臂；所有伸入部位皆留有预留空间。第一连接件为“工”字形，第二连接件类似“凹”字形，且第二连接件两侧设有U形臂，第一连接件和第二连接件两侧呈互相伸入的形态。第一连接件和第二连接件不直接接触，相互留有空间以供两者滚动。第二连接件两端设有螺纹孔用于和车辆大梁螺栓连接。
作为优选，第一连接件下端表面设有用于提供斜面的缓冲坡，缓冲坡为波浪状，缓冲坡的最高点和最低点都设有圆角。缓冲坡用于给缓冲轮滚动，具有波峰波谷。缓冲轮运动时会移动至高度更高的斜面上，这样缓冲坡旧可以提供阻尼的作用，防止缓冲轮继续移动。圆角有利于减少缓冲轮移动时的碰撞，使缓冲轮运动更加平顺。
作为优选，第二连接件的平板内底面和U形臂内侧固接有缓冲轮；缓冲轮分布与缓冲坡的最低点分布间隔相配合。缓冲轮有至少3个，分布位置在缓冲坡的波谷对应位置，这样无震荡时缓冲轮可复位至原始位置。
作为优选，缓冲轮包括用于缓冲竖直方向力的气压杆和下端的滚轮。缓冲轮的气压杆可以帮助缓冲轮做竖直方向上的变形，以提供缓冲作用，减少由于颠簸、震荡等产生的竖直力造成的车辆称重传感器测量误差。滚轮提供连接件之间水平滚动的能力，在水平方向上减少由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差。
作为优选，第一连接件侧面设有用于缓冲压力的第一垫片；U形臂内侧底部设有用于缓冲压力的第二垫片。第一连接件和第二连接件相对位移时，具有一定极限，当超过极限时，第二连接件的U形臂端头会碰撞到第一连接件两侧的第一垫片，第一连接件的下部两端一端会碰撞到第二连接件的U形臂内的第二垫片，此时就可以提供一定的缓冲保护作用。
作为优选，弹性体为一体成型结构。一体成型结构有利于保证弹性体的强度，避免接缝处应力集中，简化工艺。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）结构简单紧凑、制作方便且强度高、精度高；（2）弹性体加工余量减小，加工难度降低，结构强度损伤变小，产品抗扭抗过载能力有较大提升；（3）可以减小由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差，并且在水平和竖直方向上提供缓冲。
附图说明
图1是本发明的总装结构示意图。
图2是本发明的弹性体局部结构示意图。
图3是本发明的连接件局部结构示意图。
图4是本发明的缓冲轮结构示意图。
1-弹性体、2-U形槽、3-腰形密封面、4-应变弧形槽、5-腰形贴片面、6-第一连接件、7-第二连接件、8-第一垫片、9-U形臂、10-缓冲轮、11-缓冲坡、12-第二垫片、13-滚轮、14-气压杆。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例：
如图1至图4所示的实施例中，一种车载自稳定称重传感器，包括“工”字形弹性体1、应变片，弹性体1顶面和车厢连接，底面和连接体连接，弹性体1底面设有贴有应变片的腰形贴片面5和用于密封腰形贴片面5的腰形密封面3；弹性体1为“工”字形结构设计，弹性体1顶面为上安装面，顶面与车厢螺栓连接；弹性体1底面和第一连接体螺栓连接。腰形贴平面、腰形密封面3同心设置于弹性体1底面，应变片对称设置于弹性体1应变弧形槽4背面的腰形贴平面上。弹性体1腰形贴平面深度控制在5mm以内，可以大大减小结构强度损伤，提高强度。弹性体1为对称结构，两侧设有充有密封胶的U形槽2和用于提高传感器精度的应变弧形槽4。弹性体1腰形密封面3均匀覆盖密封胶，与腰形密封盖板均匀牢靠粘接，保证贴片区密封。弹性体1两侧的U形槽2为左右对称分布，槽口采用密封胶密封，可防止异物进入，避免影响弹性体1形变造成传感器性能差的问题。弹性体1应变弧形槽4为左右各两个对称分布,有利于应变片对弹性体1应力均匀采集，提高传感器精度。第一连接件6为“工”字形，第二连接件7类似“凹”字形，且第二连接件7两侧设有U形臂9，第一连接件6和第二连接件7两侧呈互相伸入的形态。第一连接件6和第二连接件7不直接接触，相互留有空间以供两者滚动。第二连接件7两端设有螺纹孔用于和车辆大梁螺栓连接。缓冲坡11用于给缓冲轮10滚动，具有波峰波谷。缓冲轮10运动时会移动至高度更高的斜面上，这样缓冲坡11旧可以提供阻尼的作用，防止缓冲轮10继续移动。圆角有利于减少缓冲轮10移动时的碰撞，使缓冲轮10运动更加平顺。缓冲轮10有至少3个，分布位置在缓冲坡11的波谷对应位置，这样无震荡时缓冲轮10可复位至原始位置。第二连接件7的平板内底面和U形臂9内侧固接有缓冲轮10；缓冲轮10分布与缓冲坡11的最低点分布间隔相配合。缓冲轮10的气压杆14可以帮助缓冲轮10做竖直方向上的变形，以提供缓冲作用，减少由于颠簸、震荡等产生的竖直力造成的车辆称重传感器测量误差。滚轮13提供连接件之间水平滚动的能力，在水平方向上减少由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差。第一连接件6和第二连接件7相对位移时，具有一定极限，当超过极限时，第二连接件7的U形臂9端头会碰撞到第一连接件6两侧的第一垫片8，第一连接件6的下部两端一端会碰撞到第二连接件7的U形臂9内的第二垫片12，此时就可以提供一定的缓冲保护作用。一体成型结构有利于保证弹性体1的强度，避免接缝处应力集中，简化工艺。
工作原理如下：
车辆加速或者制动时，第一连接件6由于连接着车厢以及自身都有巨大惯性，开始水平相对第二连接件7位移，此时弹性体1由于仍在移动，不会发生形变而影响应变片的测量。在移动过程中，缓冲坡11提供斜面缓冲，缓冲轮10的气压杆14压缩，且压缩的越来越慢，气压杆14受力越来越大，这样第一连接件6的相对位移越来越慢，最终停住。自始至终弹性体1只会产生很小的形变，这样可以大大的减少由于速度、加速度等产生的水平切向力造成的车辆称重传感器测量误差。当加速度达到极限，第一连接件6的相对位移达到极限时，第一垫片8和第二垫片12会提供缓冲，避免产生碰撞及损坏连接件。当车辆颠簸时，缓冲轮10的气压杆14可以伸缩来提供缓冲，减少由于颠簸、震荡等产生的竖直力造成的车辆称重传感器测量误差。

Claims (6)

1.一种车载自稳定称重传感器，包括“工”字形弹性体（1），弹性体（1）上设有应变片，弹性体（1）顶面和车厢连接，底面和连接体连接，其特征是，弹性体（1）底面设有贴有应变片的腰形贴片面（5）和用于密封腰形贴片面（5）的腰形密封面（3）；弹性体（1）为对称结构，两侧设有充有密封胶的U形槽（2）和用于提高传感器精度的应变弧形槽（4），弹性体（1）下螺栓连接有“工”字形的第一连接件（6），第一连接件（6）下通过缓冲轮（10）滚动连接有第二连接件（7）；第一连接件（6）和第二连接件（7）为左右对称结构；第二连接件（7）中部为平板，两侧设有伸入第一连接件（6）侧面的U形臂（9）；第一连接件（6）下部两侧伸入U形臂（9）；所有伸入部位皆留有预留空间。
2.根据权利要求1所述的一种车载自稳定称重传感器，其特征是，第一连接件（6）下端表面设有用于提供斜面的缓冲坡（11），缓冲坡（11）为波浪状，缓冲坡（11）的最高点和最低点都设有圆角。
3.根据权利要求1所述的一种车载自稳定称重传感器，其特征是，第二连接件（7）的平板内底面和U形臂（9）内侧固接有缓冲轮（10）；缓冲轮（10）分布与缓冲坡（11）的最低点分布间隔相配合。
4.根据权利要求1所述的一种车载自稳定称重传感器，其特征是，缓冲轮（10）包括用于缓冲竖直方向力的气压杆（14）和下端的滚轮（13）。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种车载自稳定称重传感器，其特征是，第一连接件（6）侧面设有用于缓冲压力的第一垫片（8）；U形臂（9）内侧底部设有用于缓冲压力的第二垫片（12）。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种车载自稳定称重传感器，其特征是，弹性体（1）为一体成型结构。
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