CN111928929A - 车辆载重传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆载重传感器，包括下壳体，其竖直设置且底部与车桥固接；上壳体，其顶部与车架固接，底部同轴滑动插入下壳体的夹层内；位移传感器，其包括套管、第一电容极板、竖杆、第二电容极板，竖杆底部设有第一弹簧；多个缓冲单元，其沿周向间隔布置于所述套管与所述上壳体之间；支撑单元，其设于所述下壳体内，包括：支撑块，其顶面设有半球形的第一凹槽，第一凹槽上设有多个弧形滑槽；多个支撑杆，一个弧形滑槽对应设置一个支撑杆，任一支撑杆的一端与竖杆的底部铰接，另一端铰接一个滑轮，任一滑轮滑动卡设于与其相对应的弧形滑槽内。本发明提高了抗震性能，具有延长使用寿命，保障测量准确性的有益效果。

Description

车辆载重传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域。更具体地说，本发明涉及一种车辆载重传感器。

背景技术

为了保障道路交通安全，对于车辆的装载重量有严格的规定，超载不仅会影响车辆和公路的使用寿命，甚至会引发交通事故，对生命和财产安全带来重大的损失。随着传感技术的发展，车辆载重传感器越来越多的走向市场。目前，载重传感器大多为测量车架与车桥之间距离的位移传感器，载重传感器的两端分别与车架和车桥连接，通过测量车架与车桥之间距离的变化获得装载重量的信号。

但是，车辆在行驶过程中，难免会遇到路面不平的情况，车架出现左右或者向下的晃动，会影响载重传感器的使用寿命和测量的准确性。特别是在车辆装载重量较大时，车架与车桥之间的距离会出现急剧压缩，可能导致载重传感器损坏进而无法使用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种车辆载重传感器，提高了抗震性能，具有延长使用寿命，保障测量准确性的有益效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种车辆载重传感器，包括：

下壳体，其为顶部开口且侧面为夹层的中空圆柱体结构，所述下壳体竖直设置且底部与车桥固接；

上壳体，其为底部敞口的中空圆柱体结构，所述上壳体的顶部与车架固接，底部同轴滑动插入所述下壳体的夹层内；

位移传感器，其包括：

套管，其同轴套设于所述上壳体内且顶部与所述上壳体的内顶面连接，所述套管的内顶面固设有第一电容极板；

竖杆，其同轴活动套设于所述套管内且沿轴向运动，所述竖杆的顶部位于所述套管内且固设有与所述第一电容极板对应的第二电容极板，底部延伸至所述套管外且竖直设有第一弹簧；

多个缓冲单元，其沿周向间隔布置于所述套管与所述上壳体之间；

支撑单元，其设于所述下壳体内，所述支撑单元包括：

支撑块，其为同轴固设于所述下壳体的内底面上的圆柱体结构，所述支撑块的中部设有与其同轴的圆柱体结构的通孔，所述第一弹簧的底部竖直向下穿过所述通孔并与所述下壳体的内底面连接，所述支撑块的顶面竖直向下凹陷形成球心位于所述下壳体轴线上的半球形的第一凹槽，所述第一凹槽上设有多个弧形滑槽，多个弧形滑槽成对设置，任一一对弧形滑槽沿所述下壳体的轴线镜像对称；

多个支撑杆，一个弧形滑槽对应设置一个支撑杆，任一支撑杆的一端与所述竖杆的底部铰接，另一端铰接一个滑轮，任一滑轮滑动卡设于与其相对应的弧形滑槽内。

优选的是，任一缓冲单元包括：

连接块，其一端与所述套管的外壁固接；

第一空心框体，其一端与所述上壳体的内壁固接，另一端通过多个第二弹簧与所述连接块的另一端连接；

第二空心框体，其设于所述第一空心框体内，所述第二空心框体的外壁通过多个第三弹簧与所述第一空心框体连接，所述第二空心框体内设有第一球体，所述第二空心框体不限制所述第一球体的滚动；

连接杆，其一端与所述连接块的另一端固接，另一端依次穿过所述第一空心框体、所述第二空心框体与所述第一球体连接，所述第一空心框体和所述第二空心框体均不限制所述连接杆沿横向的移动。

优选的是，所述套管的外顶面上均匀间隔设置多个半球形的第二凹槽，所述上壳体的内顶面上均匀间隔设置多个半球形的第三凹槽，一个第二凹槽对应一个第三凹槽，任一第二凹槽和与其相对应的第三凹槽之间滚动设有一个滚珠。

优选的是，所述上壳体的底部沿周向间隔设有多对滚轮，任一一对滚轮分别位于所述上壳体的侧壁的内外两侧，任一滚轮与所述下壳体的夹层的内壁滑动连接；任一一对滚轮的下方对应设置一个承载板，任一承载板滑设于所述下壳体的夹层内且沿所述下壳体的轴线运动，任一承载板的底部通过一个第四弹簧与所述下壳体的内底面连接。

优选的是，所述下壳体的内底面的中部嵌设有球心位于所述下壳体的轴线上的第二球体，所述第二球体与所述第一弹簧的底部连接，所述下壳体不限制所述第二球体的滚动。

优选的是，设于所述套管与所述上壳体之间的缓冲单元为八个，且沿周向均匀分布。

本发明至少包括以下有益效果：

一、本发明中上壳体的底部滑动插入下壳体的夹层内，在保护位移传感器的同时不影响位移传感器中套管和竖杆的相对运动，保障了测量的准确性；

二、本发明中设置了第一弹簧和支撑单元，第一弹簧和支撑单元相互配合，通过第一弹簧的弹性形变以及支撑单元中多个滑轮在弧形滑槽中的滑动，有效且快速的消减了车辆左右、上下晃动对传感器的影响，提高了抗震性能，延长了使用寿命，保障了测量的准确性；

三、本发明中上壳体与套管之间间隔布置了多个缓冲单元，在车辆左右晃动时，缓冲单元中连接块与第一空心框体之间的多个第二弹簧能够消减一部分的冲击力，同时，连接杆左右移动并带动第二球体在第二空心框体内运动，进而使第二框体产生晃动，并通过多个第三弹簧消减冲击力，缓冲单元通过第二弹簧和第三弹簧的两级消减作用，进一步提高了抗震性能，延长了使用寿命，保障了测量的准确性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一个技术方案的所述的车辆载重传感器的纵向剖面图；

图2为本发明的其中一个技术方案的所述的缓冲单元的纵向剖面图；

图3为本发明的其中一个技术方案的所述的支撑块的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，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发明和简化描述，并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发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供一种车辆载重传感器，包括：

下壳体1，其为顶部开口且侧面为夹层2的中空圆柱体结构，所述下壳体1竖直设置且底部与车桥固接；

上壳体3，其为底部敞口的中空圆柱体结构，所述上壳体3的顶部与车架固接，底部同轴滑动插入所述下壳体1的夹层2内；

位移传感器，其包括：

套管4，其同轴套设于所述上壳体3内且顶部与所述上壳体3的内顶面连接，所述套管4的内顶面固设有第一电容极板5；

竖杆6，其同轴活动套设于所述套管4内且沿轴向运动，所述竖杆6的顶部位于所述套管4内且固设有与所述第一电容极板5对应的第二电容极板7，底部延伸至所述套管4外且竖直设有第一弹簧8；

多个缓冲单元9，其沿周向间隔布置于所述套管4与所述上壳体3之间；

支撑单元，其设于所述下壳体1内，所述支撑单元包括：

支撑块10，其为同轴固设于所述下壳体1的内底面上的圆柱体结构，所述支撑块10的中部设有与其同轴的圆柱体结构的通孔11，所述第一弹簧8的底部竖直向下穿过所述通孔11并与所述下壳体1的内底面连接，所述支撑块10的顶面竖直向下凹陷形成球心位于所述下壳体1轴线上的半球形的第一凹槽12，所述第一凹槽12上设有多个弧形滑槽13，多个弧形滑槽13成对设置，任一一对弧形滑槽13沿所述下壳体1的轴线镜像对称，且任一弧形滑槽13的圆心位于所述下壳体1的轴线上；

多个支撑杆14，一个弧形滑槽13对应设置一个支撑杆14，任一支撑杆14的一端与所述竖杆6的底部铰接，另一端铰接一个滑轮15，任一滑轮15滑动卡设于与其相对应的弧形滑槽13内。

当第一弹簧8处于自然伸长状态时，任一滑轮15位于弧形滑槽13的最下端，当第一弹簧8被向下压缩至最大极限时，任一滑轮15位于弧形滑槽13的最上端。

在上述技术方案中，当车辆载重发生变化时，车架与车桥之间的距离发生改变，车架向下或向上运动，上壳体3、套管4、第一电容极板5受到来自车架的作用力而随之向下或向上运动，此时，支撑竖杆6的第一弹簧8未发生形变，竖杆6顶部的第二电容极板7的位置未发生改变，因此，第一电容极板5与第二电容极板7之间的距离发生改变，其电容也发生改变，第一电容极板5与第二电容极板7所产生的指示信号被处理终端获取并处理，得到对应的车辆载重重量。

当车辆在行驶过程中产生左右晃动时，套管4与上壳体3之间的多个缓冲单元9能够消减套管4受到的冲击，使套管4较快恢复到竖直状态，多个支撑杆14通过其滑轮15在弧形滑槽13内的滑动，以及每对支撑杆14之间的相互牵制，能够有效抵减竖杆6受到冲击力，而且在晃动消失时，多个支撑杆14的滑轮回到弧形滑槽13的最下端，第一弹簧8能够快速恢复到自然伸长的竖直状态；当车辆在行驶过程中产生上下晃动时，竖杆6受到车桥的作用力向上振动时，多个支撑杆14限制第一弹簧8的向上运动，使第一弹簧8快速消减向上的冲击力从而恢复到自然伸长的竖直状态，当车架与车桥之间的距离急剧压缩时，竖杆6与套管4接触并产生挤压，第一弹簧8被压缩而产生形变，同时多个支撑杆14的滑轮15沿着弧形滑槽13向远离第一弹簧8的方向滑行直至到达最上端，多个支撑杆14和第一弹簧8起到缓冲的作用，避免竖杆6和套管4过度挤压使传感器受到损坏，当车架与车桥之间的距离恢复时，多个支撑杆14的滑轮15沿着弧形滑槽13向靠近第一弹簧8的方向滑行至最下端，第一弹簧8恢复到自然伸长的竖直状态，同时套管4也回到车架与车桥之间的距离急剧压缩之前的位置。

车辆载重传感器的下壳体1和上壳体3形成封闭空间能够有效保护位移传感器，第一弹簧8、支撑单元、多个缓冲单元9能够有效且快速的消减车辆左右、上下晃动对传感器的影响，即使在车架与车桥之间的距离急剧压缩的情况下，通过第一弹簧8和支撑单元的配合也能快速消减冲击力从而避免传感器被损坏，提高了抗震性能，具有延长使用寿命，保障测量准确性的有益效果。

在另一种技术方案中，任一缓冲单元9包括：

连接块16，其一端与所述套管4的外壁固接；

第一空心框体17，其一端与所述上壳体3的内壁固接，另一端通过多个第二弹簧18与所述连接块16的另一端连接；

第二空心框体19，其设于所述第一空心框体17内，所述第二空心框体19的外壁通过多个第三弹簧20与所述第一空心框体17连接，所述第二空心框体19内设有第一球体21，所述第二空心框体19不限制所述第一球体的滚动；

连接杆22，其一端与所述连接块16的另一端固接，另一端依次穿过所述第一空心框体17、所述第二空心框体19与所述第一球体21连接，所述第一空心框体17和所述第二空心框体19均不限制所述连接杆22沿横向的移动。

当车辆左右晃动时，连接块16与第一空心框体17之间的多个第二弹簧18能够消减一部分的冲击力，同时，连接杆22左右移动并带动第一球体21在第二空心框体19内运动，进而使第二空心框体19产生晃动，并通过多个第三弹簧20消减冲击力，缓冲单元9通过第二弹簧18和第三弹簧19的两级消减作用，有效降低了左右晃动对传感器的影响，进一步提高了抗震性能，延长了使用寿命，保障了测量的准确性。

在另一种技术方案中，所述套管4的外顶面上均匀间隔设置多个半球形的第二凹槽，所述上壳体3的内顶面上均匀间隔设置多个半球形的第三凹槽，一个第二凹槽对应一个第三凹槽，任一第二凹槽和与其相对应的第三凹槽之间滚动设有一个滚珠23。通过滚珠23在第二凹槽和第三凹槽中的滚动消减上壳体3与套管4之间的相对作用力，进一步提高了抗震性能，有效保障了测量的准确性。

在另一种技术方案中，所述上壳体3的底部沿周向间隔设有多对滚轮24，任一一对滚轮24分别位于所述上壳体3的侧壁的内外两侧，任一滚轮24与所述下壳体1的夹层2的内壁滑动连接，上壳体3在下壳体1的夹层2中的滑动更为顺畅，避免影响套管4与竖杆6之间的相对运动，有利于保障测量的准确性；任一一对滚轮24的下方对应设置一个承载板25，任一承载板25滑设于所述下壳体1的夹层2内且沿所述下壳体1的轴线运动，任一承载板25的底部通过一个第四弹簧26与所述下壳体1的内底面连接，当车架与车桥之间的距离急剧压缩时，上壳体3的底部接触承载板25并产生向下的冲击力，承载板25底部的第四弹簧26被压缩进而消减冲击力，多个第四弹簧26共同起到辅助的作用，分担部分第一弹簧8受到的冲击力，进一步提高了抗震性能，增强了稳定性，有利于延长使用寿命，保障测量的准确性。

在另一种技术方案中，所述下壳体1的内底面的中部嵌设有球心位于所述下壳体1的轴线上的第二球体27，所述第二球体27与所述第一弹簧8的底部连接，所述下壳体1不限制所述第二球体27的滚动，通过第二球体27的滚动，缓解竖杆6和第一弹簧8受到的左右晃动的冲击力，进一步提高了抗震性能，增强了稳定性。

在另一种技术方案中，设于所述套管4与所述上壳体3之间的缓冲单元9为八个，且沿周向均匀分布，最合理的缓冲单元9的数量和布局，抗震性能好，稳定性高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.车辆载重传感器，其特征在于，包括：

下壳体，其为顶部开口且侧面为夹层的中空圆柱体结构，所述下壳体竖直设置且底部与车桥固接；

上壳体，其为底部敞口的中空圆柱体结构，所述上壳体的顶部与车架固接，底部同轴滑动插入所述下壳体的夹层内；

位移传感器，其包括：

套管，其同轴套设于所述上壳体内且顶部与所述上壳体的内顶面连接，所述套管的内顶面固设有第一电容极板；

竖杆，其同轴活动套设于所述套管内且沿轴向运动，所述竖杆的顶部位于所述套管内且固设有与所述第一电容极板对应的第二电容极板，底部延伸至所述套管外且竖直设有第一弹簧；

多个缓冲单元，其沿周向间隔布置于所述套管与所述上壳体之间；

支撑单元，其设于所述下壳体内，所述支撑单元包括：

支撑块，其为同轴固设于所述下壳体的内底面上的圆柱体结构，所述支撑块的中部设有与其同轴的圆柱体结构的通孔，所述第一弹簧的底部竖直向下穿过所述通孔并与所述下壳体的内底面连接，所述支撑块的顶面竖直向下凹陷形成球心位于所述下壳体轴线上的半球形的第一凹槽，所述第一凹槽上设有多个弧形滑槽，多个弧形滑槽成对设置，任一一对弧形滑槽沿所述下壳体的轴线镜像对称；

多个支撑杆，一个弧形滑槽对应设置一个支撑杆，任一支撑杆的一端与所述竖杆的底部铰接，另一端铰接一个滑轮，任一滑轮滑动卡设于与其相对应的弧形滑槽内。

2.如权利要求1所述的车辆载重传感器，其特征在于，任一缓冲单元包括：

连接块，其一端与所述套管的外壁固接；

第一空心框体，其一端与所述上壳体的内壁固接，另一端通过多个第二弹簧与所述连接块的另一端连接；

第二空心框体，其设于所述第一空心框体内，所述第二空心框体的外壁通过多个第三弹簧与所述第一空心框体连接，所述第二空心框体内设有第一球体，所述第二空心框体不限制所述第一球体的滚动；

连接杆，其一端与所述连接块的另一端固接，另一端依次穿过所述第一空心框体、所述第二空心框体与所述第一球体连接，所述第一空心框体和所述第二空心框体均不限制所述连接杆沿横向的移动。

3.如权利要求1所述的车辆载重传感器，其特征在于，所述套管的外顶面上均匀间隔设置多个半球形的第二凹槽，所述上壳体的内顶面上均匀间隔设置多个半球形的第三凹槽，一个第二凹槽对应一个第三凹槽，任一第二凹槽和与其相对应的第三凹槽之间滚动设有一个滚珠。

4.如权利要求1所述的车辆载重传感器，其特征在于，所述上壳体的底部沿周向间隔设有多对滚轮，任一一对滚轮分别位于所述上壳体的侧壁的内外两侧，任一滚轮与所述下壳体的夹层的内壁滑动连接；任一一对滚轮的下方对应设置一个承载板，任一承载板滑设于所述下壳体的夹层内且沿所述下壳体的轴线运动，任一承载板的底部通过一个第四弹簧与所述下壳体的内底面连接。

5.如权利要求1所述的车辆载重传感器，其特征在于，所述下壳体的内底面的中部嵌设有球心位于所述下壳体的轴线上的第二球体，所述第二球体与所述第一弹簧的底部连接，所述下壳体不限制所述第二球体的滚动。

6.如权利要求2所述的车辆载重传感器，其特征在于，设于所述套管与所述上壳体之间的缓冲单元为八个，且沿周向均匀分布。

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