CN112304405A - 一种组合式多秤体台面的秤体及称重数据测量采集的方法 - Google Patents

Abstract

一种组合式多秤台面的秤体及称重数据测量采集的方法，所述秤体是由多组在(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用施力对接处之间的测力面设置安装的、三维立体测量传感器组合结构的(2)秤体单元，按组成秤体多秤台面的(2)秤体单元设定的数量、间距、几何尺寸、各(2)秤体单元秤台面平行道路方向接续排列、各(2)秤体单元可依次相继接力对动态车轮轴重及其对(5)秤台总成相互间作用力，进行相对道路方向在垂直、前后侧及左右侧三维立体的同步综合、测量的结构设计组合构成，测量方法可对各(1)称重车轮轴重、及其与(5)秤台总成相互间作用力、(1)称重车轮轴重惯性力对(5)秤台总成三维度方向作用的误差感应分量，进行逐轮轴接续多波次的三维度立体方向的综合数据的测量。

Description

一种组合式多秤体台面的秤体及称重数据测量采集的方法

本发明涉及一种由各(2)秤体单元有机组合构成的多秤体台面的组合式秤台装置，简称“多台面秤”，及其称重数据测量采集的方法，特别是可以对车辆和车轮轴重量进行动态综合称重数据测量的秤台装置，配合适用的称重计算软件，可用于智能化治理超载超重检测站点、高速公路收费站口嵌于道路基坑内对载重汽车动态智能自动称重和收费的多台面秤秤台装置。

背景技术：

我国载重车辆的超载超运严重超过道路和车辆载重的设计标准，不但降低了公路和车辆的使用寿命，给交通和安全带来严重的隐患，交通事故和经济损失是触目惊心的，按车辆类型计重收费今后仍然是高速公路管理和治理超载超运行之有效的政策和措施，“轴重秤”的称重方式模型目前还是动态称重技术理想的选择，其模型是假设车辆结构和载重整体是刚性，将车辆以车轮轴为单位划分为单一1/N(N表示车辆车轮轴的个数)的处理模型，逐一对单一的车轮轴进行动态秤重，当车辆所有车轮轴完全通过秤台后对所有车轮轴的秤重结果，累计相加即为车辆的总重量，原动态单一短距的“轴重秤”秤台，是在沿道路方向长950mm、宽3600mm、厚200mm左右的秤台下方与地基边框体之间，仅在秤台下方设置有一维度垂直方向称量车轮轴垂直方向重力传感器的秤体，对采集到的数据波形是包含误差在内的，仅单纯进行滤波处理计算出较稳定的单轮轴称重综合数据的平均值，当车速发生变化时车辆车轮轴重产生的冲击力，对垂直方向造成称重冲击误差，上述技术无法采集和剔除处理，一般误差大于10～20％易发生矛盾及投诉，因此已经被淘汰，目前高速公路计重收费又回到原始的静态称重，低效高耗严重制约国民经济的发展：本发明人申请公开的实用新型专利201520423804.2和发明专利201510340408.8的秤体结构设计，是在上述一维传感器结构单体秤体的基础上，在秤台面水平前、后方向与外沿边框体之间，增设有秤台水平前、后方向传感器，对动态变速称重车辆轴重、及车辆车轮与秤体台面相互间作用力、冲击力对秤体台面产生水平前、后和垂直方向方向作用力和误差分量，进行综合测量的传感器设置，由于单块“轴重秤”的秤台面太短，测量采集车轮轴对单块秤台面作用力的有效数据不够多，单块秤台面太长当被测车轮还未离开秤台面时，后面的车轮就进入正在测量前轮的单块秤台面，前后相邻两车轮的测量数据相互干扰，个别司机针对单一短距的单块“轴重秤”时，恶意“跳磅”造成单块“轴重秤”称重数据失效和测量误差偏大，“走S”会使车体重心产生左右漂移，造成车轮轴对秤台的冲击力偏离垂直方向，产生左右方向的误差分量，因此，上述结构的单块“轴重秤”也存在缺憾。

经典力学认为凡是相对地面静止或者做匀速直线运动的参考系都是惯性系，而相对于地面做变速运动的参考系是非惯性系，惯性力定义：当物体有加速度时(可以是加速阶段，也可以是减速阶段)时，物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，而此时若以该物体为参考系，并在该参考系上建立坐标系，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上令该物体在坐标系内发生位移，因此称之为惯性力；惯性力Fg＝-ma的一个非常重要的特征是，永远与质量成正比它等于物体的质量m乘以加速度a并取反向；因为惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将该物体加速的力，因此惯性力又称为假想力；以秤台面为惯性参照系、以车辆为非惯性参照系，对车轮轴动态变速称重过程进行力学模型分析，当车辆以速度V匀速行驶a＝0，突然减速a＜0(或加速a＞0)时，瞬间车辆车轮轴重心会产生向前的惯性力Fg＝-ma方向与加速度a相反，由于车轮轴重量m和惯性力、以及车轮阻力的共同效应，围绕车轮轴重心车轮轴体受惯性力和地面阻力的力偶作用，前侧下压后侧上抬，有向前翻滚的趋势，最终车辆整体的状态要看a变化的趋势，以及每个车轮轴与前后车轮轴距、重量分配(即车辆的结构)等情况而论，一般两轮车有明显的前轮下压后轮上抬，对于加长的6轴车辆其质心高h在1～2m，远小于平均的轮距，前轮下压后轮上抬的状态不太明显，总之，惯性力是造成动态称重误差最主要的因素。

发明内容：

本发明的目的是提供一种由各(2)秤体单元有机组合构成功能一体化的多秤体台面的秤台装置，简称“多台面秤”，和对应的称重数据测量采集的方法，所述的秤体在动态变速称重时，可测量被测(1)称重车轮轴重及其与秤体相互作用的力、以及水平方向惯性力对(2)秤体单元(5)秤台总成在垂直、水平、左右侧三维立体方向的误差感应分量Fy、Fx、Fz，一起在内的各种力的综合性测量采集，结合与现有的可对车辆加速度a、速度v、位移s、车体几何形状等参数进行辅助检测的外围技术设备、装置，特别是可开创载重车辆使用的ETC模式下，车载新OBU“双”电子识别标签卡，对载重半挂车辆新增ETC电子识别标签卡及后台事先办卡时存储半挂车辆的信息，ETC车牌自动识别系统可调取后台存储的规定载重车型登记参数等技术系统进行组合配套，可以对各(1)称重车轮的三维立体方向的综合数据进行测量采集、存储和预处理，为本发明秤体的后期测量数据精准处理的称重计算软件的应用技术，提供了一种新的组合式秤体的设计，及其称重数据综合测量采集的方法。

本发明的技术方案：

一种组合式多秤体台面的秤体，其特征是所述的组合式秤体是由多组、在(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用施力对接处之间的测力面设置安装的、三维双向立体测量传感器组合结构的(2)秤体单元，按组成所述多秤体台面秤体的(2)秤体单元设定的数量、相互间设定的间距、各(2)秤体单元设定的几何尺寸、各(2)秤体单元秤体台面平行道路方向接续排列、各(2)秤体单元可依次相继接力对动态车轮轴重及对秤体台面作用力，进行相对道路方向在垂直、前后侧及左右侧三维双向立体的同步综合、测量的结构设计组合构成。

其特征是构成所述秤体(2)秤体单元的(5)秤台总成包括在道路上设置的长方体结构的主体、及道沿两侧的延伸体机构，(6)秤槽总成包括主体为与(5)秤台总成主体相适应的凹槽形结构的主体、及道沿两侧为与(5)秤台总成延伸体构成相适应、可对传感器进行设置安装的延伸体机构，施力面是(5)秤台总成主体与(6)秤槽总成主体相互间垂直上下、水平前后侧及左右侧方向直接作用的主体面，测力面是(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用、对接处之间安装传感器实施等效测力的工作面，测力面是施力面的等效面，测力面是(5)秤台总成与(6)秤槽总成之间相互作用施力、对接处的位置，随不同的(5)秤台总成与(6)秤槽总成延伸体结构对称平衡、平行移动变化设计的施力面等效替代面，(5)秤台总成与(6)秤槽总成之间的(8)垂直方向传感器、(7)水平前后侧方向传感器、(9)水平左右侧方向传感器，分别垂直各自对应要检测的测力面、平衡对称设置于(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用施力、对接处之间的测力点和安装基座上。

其特征是构成所述秤体(2)秤体单元的(8)垂直方向传感器、(7)水平前后侧方向传感器、(9)水平左右侧方向传感器，是前后左右对称设置到、(5)秤台总成主体前后四角边沿加长延伸到道沿两侧、两端上翘成

字形顶头外翻平钩、与(6)秤槽总成的延伸体相互构成施力结构的测力点与传感器安装的基座上，道路、道沿及道沿两侧可以成为(6)秤槽总成的延伸体。

其特征是构成所述的组合式秤体是由1～29块之间任意数量的(2)秤体单元构成，各(2)秤体单元的(5)秤台总成主体台面选择尺寸沿道路方向长0.8～2.9m、宽2.2～4m、厚6～32cm，(6)秤槽总成的前后两边沿宽1～28cm，各(5)秤台总成主体台面尺寸结构是相同的，彼此各(5)秤台总成之间的距离是等距的，间距选择范围为3～300cm，彼此各(6)秤槽总成可以复合设计成统一的连体结构，可构成复合式多(2)秤体单元秤体台面、一体化整体连体结构的秤体。

其特征是沿道路方向各(2)秤体单元的(5)秤台总成台面尺寸可以是不相等的。

其特征是沿道路方向各(2)秤体单元的(5)秤台总成台面之间距离可以是不相等的。

其特征是所述的组合式秤体中任意排序和数量的(2)秤体单元，其在垂直和水平前后、以及左右两侧三维度方向，可以选择减少1～2个维度的传感器结构。

其特征是所述的组合式秤体中任意排序和数量的(2)秤体单元，可以采用(5)秤台总成台面短于路宽1/2的、分左右两块短的(2)秤体单元，取代原有一块整体称量(1)称重车轮轴的(2)秤体单元，同时对同一车轮轴的左右两侧车轮，进行分开称量的两块(2)秤体单元的结构形式。

一种组合式多秤体台面秤体的动态称重数据测量采集的方法，其特征是该方法适用上述的秤体装置，所述的组合式秤体可依次相继接力、接续、间歇式，对动态通过组合式多秤体台面车辆的各(1)称重车轮轴重mg、及(1)称重车轮与(5)秤台总成台面相互间作用力Fb、Fq，(1)称重车轮轴重惯性力-ma对(5)秤台总成台面三维度方向作用的误差感应分量Fy、Fx、Fz在内各种力的综合数据，进行逐轮轴接续多波次的三维度立体双向综合的测量。

其特征是按所述的组合式秤体中各(2)秤体单元设定的数量、相互间设定的间距、各(5)秤台总成台面设定的几何尺寸、(5)秤台总成台面平行道路方向接续排列的关联结构关系，对各(2)秤体单元接力接替测量的三维度方向同类型的间歇式短数据，及各(5)秤台总成台面之间的(6)秤槽总成前后边沿上无称重数据采集区同类数据、相对时间顺序空缺的未知量，是按被测车轮依次通过相关(2)秤体单元的连续时间、顺序采集并存储到存储器和计算机，按被测车轮通过各相关(2)秤体单元的连续时间、顺序、速度v、加速度a、位移s等，以及对应时间采集的三维度方向测量数据之间构成的动力学、运动学方程关系，一并提供给计算机进行相互关联关系的数理计算处理，可对上述相关(2)秤体单元测量的同类型间歇式多波次的三维度方向测量短数据、及(6)秤槽总成前后边沿上无称重数据采集区同类数据相对时间顺序空缺的未知量，用“傅立叶”和“卡尔曼”滤波算法进行等效计算估值拼接，可合成为三维度方向各传感器等效采集的同类型数据的连续长数据，使所述的组合式秤体的结构和功效，在对车轮轴动态连续称重的模式上、在数据连续采集的效能上，具有等效为与组合式多(5)秤台总成台面结构的秤体总长相同的、虚拟加长型整体秤台面的秤体结构。

其特征是测量方法还包括测量方程式是：各(2)秤体单元可依次接力接替动态、实现对变速称重时，被测(1)称重车轮轴重的水平方向惯性力Fg＝-ma对(5)秤台总成、在垂直方向称重产生的误差感应分量Fy、与被测(1)称重车轮轴重mg相混合，对被测(1)称重车轮轴重在(5)秤台总成的(8)垂直方向传感器称重读数T(测量方程式T＝mg+Fy)的数据，被测的从动车轮轴对(5)秤台总成的(7)水平前后侧方向传感器测力读数Fb(测量方程式Fb＝kT±Fx，其中k为车轮滚动摩擦系数，Fx为被测车轮轴惯性力Fg对(5)秤台总成在水平方向的误差感应分量，±表示a＞0时Fx向后、a＜0时Fx向前、a＝0时Fx＝0)的数据，当加速度a≥0时(5)秤台总成的后侧(7)水平前后侧方向传感器对被测的单驱动轮轴测量读数Fq(测量方程式Fq＝∑Fb+Fx，其中：∑Fb为各(5)秤台总成前侧的(7)水平前后侧方向传感器对所有从动轮同时测量读数Fb之合，如果车辆是双驱动轮轴时，测量方程式F₁q+F₂q＝∑Fb+F₁x+F₂x为双驱动轮轴读数之合，F₁q、F₂q分别为前、后双驱动轮轴的各(5)秤台总成的后侧(7)水平前后侧方向传感器测量读数，F₁x、F₂x分别为被测的前、后双驱动轮轴重的惯性力Fg对(5)秤台总成在水平方向作用的误差感应分量)的数据，当a＜0时(5)秤台总成的前侧(7)水平前后侧方向传感器对被测的单驱动轮轴测量读数Fq(测量方程式Fq＝kT+Fx，如果车辆是双驱动轮轴时，F₁q＝kT₁+F₁x、F₂q＝kT₂+F₂x，其中：T₁、T₂分别为被测的前、后双驱动轮轴重的(8)垂直方向传感器称重读数)的数据，(5)秤台总成的(9)水平左右侧传感器对被测车轮轴测侧向力Fz(Fz为被测车轮轴重的惯性力Fg对(5)秤台总成在左、右方向作用的误差感应分量)的数据，在车辆车轮动态加速度a不同的状态下，进行三维度立体方向与对应的测量方程相关联的综合数据的间歇式接续测量采集。

附图说明：

结合附图进一步说明：

图1是本发明的组合式秤体使用结构示意图，图中：(1)称重车轮，(2)秤体单元，(3)路面，(4)秤体地基坑体，其中：浅色表示有车轮轴称重为工作的(2)秤体单元，深色表示没有车轮轴称重为等待工作的(2)秤体单元，秤台面与(3)路面平行。

图2是本发明组合式秤体构成的(2)秤体单元“一”字形结构示意图，图2上图是沿道路方向的垂直截面图，图中：(1)称重车轮，(3)路面，(4)秤体地基坑体，(5)秤台总成，(6)秤槽总成，(7)水平前后侧方向传感器，(8)垂直方向传感器，(9)水平左右侧方向传感器，图2下图是俯视图，中部水平方向断开处是对秤台中部的省略表示，图中：(1)称重车轮，(3)路面，(5)秤台总成，(6)秤槽总成，(7)水平前后侧方向传感器，(8)垂直方向传感器，(9)水平左右侧方向传感器。

图3是本发明组合式秤体构成的(2)秤体单元

字形单侧结构示意图，另一侧是对称结构省略，上图是沿车轮轴单侧垂直秤台面方向的刨面图，下图是单侧的俯视图，图中：(1)称重车轮，(3)路面，(5)秤台总成，(6)秤槽总成，(7)水平前后侧方向传感器，(8)垂直方向传感器，(9)水平左右侧方向传感器，(10)秤台总成延伸体两端

上翘结构，(11)秤台总成延伸体两端

上翘外翻结构，(12)道沿，(13)道沿两侧。

具体实施方式：

下面结合附图1、2、3说明具体的实施方式：

本发明人申请公开的实用新型专利201520423804.2的实施方式，适用于本发明所述的三维立体方向测量传感器组合结构(2)秤体单元结构设计的实施方式，包括对所述的(5)秤台总成左、右两侧新增的(9)水平左右侧方向传感器结构设计的安装实施方式，(9)水平左右侧方向传感器实际上与(7)水平前后侧方向的传感器设置结构基本上是相同的，只是方向不同。

按图1组合式多秤体台面秤体的使用状态结构示意图，标准的称重车道宽≥3500mm，在1～29块的范围内选择6块(2)秤体单元的组合结构，按图2的“一”字形平设的(2)秤体单元结构示意图，各(2)秤体单元的(5)台总成台面沿道路方向长960mm左右，厚230mm左右，宽(5)4100mm左右(其中(5)秤台总成主体宽3500mm、两侧延伸体2×300mm左右)，(6)秤槽总成与(5)秤台总成结构相应配套，主体四周之间垂直方向的间隙1cm左右，(6)秤槽总成的四周边沿各宽16cm，因此，(2)秤体单元的尺寸是确定的，各(5)秤台总成安装时的台面之间的距离为18～28cm，按现行国家规定的车型单轴载重参考标准(1～13t/轴)范围和动态垂直方向称重力、水平前后、左右两侧方向测量惯性力的误差感应分量最大实验统计数据的200％配置传感器量程，按现行国家规定的高速公路计重高一级(精度＞IV级)选择使用各传感器的测量参数和精度，按三维度方向的各传感器的安装尺寸和要求，按照上述实用新型专利201520423804.2公开的传感器安装实施方式，在(6)秤槽总成体内针对传感器的结构，进行相应结构设计，在道沿两侧面的(6)秤槽总成体上留传感器的安装检测孔和盖板，按最大动态垂直方向称重力载荷要求，用金属板材和各种型材结构设计及焊接工艺，完成6块(2)秤体单元的(6)秤槽总成和(5)秤台总成设计加工，进行(6)秤槽总成和(5)秤台总成配对的安装调试，安装调整好各(2)秤体单元的三维度方向的传感器，使三维度方向的传感器安装基座和测力点牢固和有效接触测力点，各(2)秤体单元传感器数据线编号通过(6)秤槽总成体下方设置的导线管到各自的接线盒，检查验收按(6)秤槽总成、(5)秤台总成、各传感器拆分包装待运。

图3是实用产品级的(2)秤体单元的

字形结构形式，图中的

箭头和“☆”星号表示各传感器设置的位置，(5)秤台总成主体前后四角边沿加长延伸到道沿两侧，三维度方向的传感器系统设置到，两端上翘高于地面成

字形顶端外翻平钩的(5)秤台总成与(6)秤槽总成的延伸体机构、相互前后、左右侧对称平衡构成不同位置测力面施力端的、测力点与传感器安装基座上，使传感器不怕雨水浸泡，安装调试维护方便，按照1～29块范围选择3块(2)秤体单元组合秤体的结构形式，加工做成3块(6)秤槽总成连体的一体化整体连体结构的秤体，3块(5)秤台总成台面间距等距规定为18cm，加上前后垂直方向(5)秤台总成主体与(6)秤槽总成主体各1cm的间隙，中间(2)秤体单元的(6)秤槽总成主体前后边沿宽则为16cm，(6)秤槽总成两外侧的边沿宽可加到20cm，(5)秤台总成在道路方向长960mm左右，厚230mm左右，宽4100mm左右(其中(5)秤台主体宽3500mm，(5)秤台总成两侧延伸体2×300mm左右，延伸体高200～400mm左右，宽960mm左右，厚200mm左右)、(6)秤槽总成与(5)秤台总成之间保持一定的间隙，主体之间垂直方向的间隙1cm左右，按照三维度方向的传感器的尺寸结构和安装位置要求，按照图3所述相互作用施力端的力学机械结构形式，按照测力面平行对称施力面的原则，(6)秤槽总成与(5)秤台总成加长到道沿两侧的延伸体之间在道沿外的相互作用施力端结构相适应，三维度方向的传感器的安装底座设置在(6)秤槽总成的延伸体上，留出一定空间的传感器安装维修孔，三维度方向的传感器的测力点设置在(5)秤台总成的延伸体上，在传感器的安装底座和相对的测力点上设计螺栓调整及微调块机构，确保三维度方向的传感器方便安装和调试，确保传感器工作状态正常为原则，一体化整体连体结构(6)秤槽总成的各(2)秤体单元的尺寸是确定的，在加工平台上先加工3块连体的(6)秤槽总成包括两侧的延伸体结构，按照相应的金属板材和各种型材及结构件焊接工艺及技术要求标准，在焊接加工时注重道沿两外侧的各(6)秤槽总成与(5)秤台总成的延伸体相互作用施力端的三维度方向传感器安装基座，与各(6)秤槽总成与(5)秤台总成主体的平直和垂直度、力学和材料热预应力误差工艺要求，确保3连体的(6)秤槽总成整体平直，然后分别加工3块(5)秤台总成，装配三维度方向的各种传感器，最后进行3块(5)秤台总成与3连体(6)秤槽总成的装配修整调试，对三维度方向的传感器进行工作状态是否同步正常的调试检测，对各传感器的数据线进行编号排列保护，各传感器数据线的输出端按顺序编号排列，通过导线管接入到统一连体的(6)秤槽总成外侧上设置的接线盒，设计道沿两外侧地面上方延伸体上、三维度方向传感器系统、接线盒机构的防护罩，检查验收合格后按(6)秤槽总成、(5)秤台总成、各传感器拆分包装待运。

按附图1表示组合式秤体的使用结构示意图，在水平直线道路上的动态称重检测站或称重收费站，按3连体一体化(6)秤槽总成的组合秤体，确定安装位置和尺寸划线开挖(4)秤体地基坑体，修排雨水孔安装检测工艺孔、布各数据线导线管，夯实基础按尺寸安装掩埋地脚螺栓座，浇筑水泥待干，吊装3连体一体化组合秤体的连体(6)秤槽总成，用水平仪反复测试调整地脚螺栓，确保(6)秤槽总成与水平道路平行通直，紧固(6)秤槽总成地脚螺栓，将传感器安装底座螺栓调到最低，将三维度方向传感器分别安装到(6)秤槽总成上设置的传感器安装座上，按编号链接(6)秤槽总成上设置的各(2)秤体单元传感器数据线，通过(4)秤体地基坑体数据线导线管，将数据线引入道路侧面的测控室，分别吊装3块(5)秤台总成，注意保护好传感器，保证(5)秤台总成台面与(6)秤槽总成主体四周边沿1cm合理性间隙，通过(6)秤槽总成与(4)秤体地基坑体的安装检测孔，在传感器有效接触到测力点前提下，用计算机链接传感器数据线，用标准砝码在(5)秤台总成台面四角(8)垂直方向传感器上端静压，先逐一通过调整单体(2)秤体单元四支(8)垂直方向传感器的底座螺栓，在计算机上分别显示四支(8)垂直方向传感器数据，通过水平仪反复进行各(8)垂直方向传感器底座螺栓调整和数据再平衡，确保3块(5)秤台总成台面与(6)秤槽总成及(3)路面垂直和道路通直，并对(8)垂直方向传感器底座螺栓紧固，通过临时固定在(5)秤台总成台面四角的静力支架滑轮结构，用标准砝码和同样的方法对剩余的(7)水平前后侧方向传感器、(9)水平左右两侧方向传感器，进行安装调试，测量记录各(5)秤台面之间的距离，并在道路侧面进行刻度标注，选择测量精度高的激光测速度仪和测加速度仪，分别按单块(2)秤体单元数配备，双双并排安装于各(2)秤体单元正前方道路上端的横担梁上，记录横担梁高度及探头与各(2)秤体单元秤台面中心点的距离，对其信号线和(2)秤体单元进行编号，用现场总线链接的技术及标准，分别用电缆将测速度仪和测加速度仪，及各(2)秤体单元的三维度方向传感器的测量数据线通过接线盒，通过导线管引入道路侧面的测控室，各(2)秤体单元三维度方向测量数据线缆，按车轮通过各(2)秤体单元次序、区分维度方向，逐一编号排列接入按各(2)秤体单元次序排列的数据采集器的对应编号接口，按现场总线链接的技术，逐一编号排列各数据采集器的测量信号、链接到A/D转换器和数据存储器、链接并入计算机，包括速度加速度信号，对现场总线的所有采集、存储、检测系统通电，通车反复检查调试上述系统状态确保正常，再次用标准重量的砝码及配静力支架滑轮结构，逐一对连体的各(2)秤体单元的三维度方向传感器进行数据的静力注入性校对调试和校验，保护好电缆，对组合式多秤体台面的秤体与路面结合处进行填实处理，盖好道沿两外侧地面上方延伸体上、三维度方向传感器系统、接线盒机构的防护罩。

对用秤台面短于路宽1/2的左、右两块(2)秤体单元，对同一车轮轴的左右两侧车轮同时进行分开称量的秤体结构和安装，只是对左右两块短的(2)秤体单元进行顺序位置上的标注，对其左右侧(2)秤体单元三维度方向传感器进行左右侧的数据线路、对应的A/D转换器和数据存储器上的区分链接处理即可，对按图2的“一”字形平设的6块(2)秤体单元的(6)秤槽总成为分体组合式秤体的实施方法，确保各(2)秤体单元各(5)秤台总成台面之间规定的间距，确保各(2)秤体单元与路面平行，其它安装校对调试和校验方法同上。

至此，本发明的组合式多秤体台面的秤体装置安装完成。

本发明的组合式多秤体台面秤体的称重数据测量采集方法，按照上述具体的实施方式，将上述(6)秤槽总成为6块分体或3块连体的组合式秤体的各种参数数据输入计算机，可以计算出组合式秤体的总长度，及相邻(5)秤台总成台面之间的(6)秤槽上的无称重数据采集区的距离，当被检测的车辆(包括牵引车和半挂车组合)进入组合式秤体区前5～8米左右时，辅助检测的外围技术设备、装置，特别是可开创载重车辆牵引车和半挂车组合使用的ETC模式下OBU车载“双”电子识别标签卡，对载重半挂车辆的ETC电子识别标签卡的后台事先存储信息，ETC车牌自动识别系统可自动调取后台规定存储的载重车型登记参数信息，包括：品牌型号、驱动方式、车轮轴数量、各轮轴单侧车轮数量、轮距轮径、驱动轮轴数量位置顺序、牵引车辆和半挂车长度和挂点以及车底板高度范围、车轮悬架结构形式、各车轮轴间距等尺寸和技术参数，这些参数是车辆商品合格证信息，也可以从厂商处收集，须经过工信部、公安部、交通部、高速公路管理等部门认可备案，后台系统在办理载重半挂车辆的ETC电子识别标签卡时，按车辆品牌型号的说明书和厂商提供的上述数据填写，ETC系统后台按规定在系统中存储，当被检测的车辆按照规定的速度V＜40km/h进入组合式秤体区称重时，组合式多秤体台面的秤体6块分体或3块连体秤体的(5)秤台总成的三维度方向的传感器，可自动按时间顺序接续接力间歇式采集被检测车辆的、各车轮轴的三维度方向的测量信号，并通过A/D转换器和数据存储器、链接并输入计算机，与此同时安装于各(2)秤体单元正前方道路上端，横担梁上的激光测速度仪和测加速度仪，或在组合秤体的前后、以及中间位置路面下埋设、确定间距的、在线压电效应阵列式地感传感器电缆群组合，对(6)秤槽总成3块连体的秤体结构，用各(2)秤体单元的(8)垂直方向传感器前后侧垂直方向称重数据信号随时间变化的函数关系，可获取车轮的速度和加速度数据，测量的速度、加速度数据按上述相同称重时间顺序，也同时在线输入计算机，计算机可根据上述的车辆参数、组合式秤体的结构参数、以加速度a满足符合运动学、动力学定律等条件，即可对上述相关(2)秤体单元测量的同类型间歇式多波次的三维度方向测量短数据、及(6)秤槽总成上的无称重数据采集区同类数据空缺的未知量，用“傅立叶”和“卡尔曼”滤波算法进行等效计算估值拼接，可合成为三维度方向组合秤体各传感器等效采集的同类型数据的连续长数据，为后期本发明的秤体的称重计算软件的开发应用，奠定了组合式称重秤体的硬件设备，及其提供了称重软件需要的称重数据测量采集的方法。

Claims (11)

1.一种组合式多秤体台面的秤体，其特征是所述的组合式秤体是由多组、在(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用施力对接处之间的测力面设置安装的、三维双向立体测量传感器组合结构的(2)秤体单元，按组成所述多秤体台面秤体的(2)秤体单元设定的数量、相互间设定的间距、各(2)秤体单元设定的几何尺寸、各(2)秤体单元秤体台面平行道路方向接续排列、各(2)秤体单元可依次相继接力对动态车轮轴重及对秤体台面作用力，进行相对道路方向在垂直、前后侧及左右侧三维双向立体的同步综合、测量的结构设计组合构成。

2.根据权利要求1所述的秤体，其特征是构成所述秤体(2)秤体单元的(5)秤台总成包括在道路上设置的长方体结构的主体、及道沿两侧的延伸体机构，(6)秤槽总成包括主体为与(5)秤台总成主体相适应的凹槽形结构的主体、及道沿两侧为与(5)秤台总成延伸体构成相适应、可对传感器进行设置安装的延伸体机构，施力面是(5)秤台总成主体与(6)秤槽总成主体相互间垂直上下、水平前后侧及左右侧方向直接作用的主体面，测力面是(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用、对接处之间安装传感器实施等效测力的工作面，测力面是施力面的等效面，测力面是(5)秤台总成与(6)秤槽总成之间相互作用施力、对接处的位置，随不同的(5)秤台总成与(6)秤槽总成延伸体结构对称平衡、平行移动变化设计的施力面等效替代面，(5)秤台总成与(6)秤槽总成之间的(8)垂直方向传感器、(7)水平前后侧方向传感器、(9)水平左右侧方向传感器，分别垂直各自对应要检测的测力面、平衡对称设置于(5)秤台总成与(6)秤槽总成相互作用施力、对接处之间的测力点和安装基座上。

3.根据权利要求1、2所述的秤体，其特征是构成所述秤体(2)秤体单元的(8)垂直方向传感器、(7)水平前后侧方向传感器、(9)水平左右侧方向传感器，是前后左右对称设置到、(5)秤台总成主体前后四角边沿加长延伸到道沿两侧、两端上翘成

字形顶头外翻平钩、与(6)秤槽总成的延伸体相互构成施力结构的测力点与传感器安装的基座上，道路、道沿及道沿两侧可以成为(6)秤槽总成的延伸体。

4.根据权利要求1、2、3所述的秤体，其特征是构成所述的组合式秤体是由1～29块之间任意数量的(2)秤体单元构成，各(2)秤体单元的(5)秤台总成主体台面选择尺寸沿道路方向长0.8～2.9m、宽2.2～4m、厚6～32cm，(6)秤槽总成的前后两边沿宽1～28cm，各(5)秤台总成主体台面尺寸结构是相同的，彼此各(5)秤台总成之间的距离是等距的，间距选择范围为3～300cm，彼此各(6)秤槽总成可以复合设计成统一的连体结构，可构成复合式多(2)秤体单元秤体台面、一体化整体连体结构的秤体。

5.根据权利要求1、2、3所述的秤体，其特征是沿道路方向各(2)秤体单元的(5)秤台总成台面尺寸可以是不相等的。

6.根据权利要求1、2、3所述的秤体，其特征是沿道路方向各(2)秤体单元的(5)秤台总成台面之间距离可以是不相等的。

7.根据权利要求1、2、3所述的秤体，其特征是所述的组合式秤体中任意排序和数量的(2)秤体单元，其在垂直和水平前后、以及左右两侧三维度方向，可以选择减少1～2个维度的传感器结构。

8.根据权利要求1、2、3所述的秤体，其特征是所述的组合式秤体中任意排序和数量的(2)秤体单元，可以采用(5)秤台总成台面短于路宽1/2的、分左右两块短的(2)秤体单元，取代原有一块整体称量(1)称重车轮轴的(2)秤体单元，同时对同一车轮轴的左右两侧车轮，进行分开称量的两块(2)秤体单元的结构形式。

9.一种组合式多秤体台面秤体的动态称重数据测量采集的方法，其特征是该方法适用权利要求1、2、3、4、5、6、7、8所述的秤体装置，所述的组合式秤体可依次相继接力、接续、间歇式，对动态通过组合式多秤体台面车辆的各(1)称重车轮轴重mg、及(1)称重车轮与(5)秤台总成台面相互间作用力Fb、Fq，(1)称重车轮轴重惯性力-ma对(5)秤台总成台面三维度方向作用的误差感应分量Fy、Fx、Fz在内各种力的综合数据，进行逐轮轴接续多波次的三维度立体双向综合的测量。

10.根据权利要求9所述的称重数据测量采集的方法，其特征是按所述的组合式秤体中各(2)秤体单元设定的数量、相互间设定的间距、各(5)秤台总成台面设定的几何尺寸、(5)秤台总成台面平行道路方向接续排列的关联结构关系，对各(2)秤体单元接力接替测量的三维度方向同类型的间歇式短数据，及各(5)秤台总成台面之间的(6)秤槽总成前后边沿上无称重数据采集区同类数据、相对时间顺序空缺的未知量，是按被测车轮依次通过相关(2)秤体单元的连续时间、顺序采集并存储到存储器和计算机，按被测车轮通过各相关(2)秤体单元的连续时间、顺序、速度v、加速度a、位移s等，以及对应时间采集的三维度方向测量数据之间构成的动力学、运动学方程关系，一并提供给计算机进行相互关联关系的数理计算处理，可对上述相关(2)秤体单元测量的同类型间歇式多波次的三维度方向测量短数据、及(6)秤槽总成前后边沿上无称重数据采集区同类数据相对时间顺序空缺的未知量，用“傅立叶”和“卡尔曼”滤波算法进行等效计算估值拼接，可合成为三维度方向各传感器等效采集的同类型数据的连续长数据，使所述的组合式秤体的结构和功效，在对车轮轴动态连续称重的模式上、在数据连续采集的效能上，具有等效为与组合式多(5)秤台总成台面结构的秤体总长相同的、虚拟加长型整体秤台面的秤体结构。

11.根据权利要求9、10所述的称重数据测量采集方法，其特征是测量方法还包括测量方程式是：各(2)秤体单元可依次接力接替动态、实现对变速称重时，被测(1)称重车轮轴重的水平方向惯性力Fg＝-ma对(5)秤台总成、在垂直方向称重产生的误差感应分量Fy、与被测(1)称重车轮轴重mg相混合，对被测(1)称重车轮轴重在(5)秤台总成的(8)垂直方向传感器称重读数T(测量方程式T＝mg+Fy)的数据，被测的从动车轮轴对(5)秤台总成的(7)水平前后侧方向传感器测力读数Fb(测量方程式Fb＝kT±Fx，其中k为车轮滚动摩擦系数，Fx为被测车轮轴惯性力Fg对(5)秤台总成在水平方向的误差感应分量，±表示a＞0时Fx向后、a＜0时Fx向前、a＝0时Fx＝0)的数据，当加速度a≥0时(5)秤台总成的后侧(7)水平前后侧方向传感器对被测的单驱动轮轴测量读数Fq(测量方程式Fq＝∑Fb+Fx，其中：∑Fb为各(5)秤台总成前侧的(7)水平前后侧方向传感器对所有从动轮同时测量读数Fb之合，如果车辆是双驱动轮轴时，测量方程式F₁q+F₂q＝∑Fb+F₁x+F₂x为双驱动轮轴读数之合，F₁q、F₂q分别为前、后双驱动轮轴的各(5)秤台总成的后侧(7)水平前后侧方向传感器测量读数，F₁x、F₂x分别为被测的前、后双驱动轮轴重的惯性力Fg对(5)秤台总成在水平方向作用的误差感应分量)的数据，当a＜0时(5)秤台总成的前侧(7)水平前后侧方向传感器对被测的单驱动轮轴测量读数Fq(测量方程式Fq＝kT+Fx，如果车辆是双驱动轮轴时，F₁q＝kT₁+F₁x、F₂q＝kT₂+F₂x，其中：T₁、T₂分别为被测的前、后双驱动轮轴重的(8)垂直方向传感器称重读数)的数据，(5)秤台总成的(9)水平左右侧传感器对被测车轮轴测侧向力Fz(Fz为被测车轮轴重的惯性力Fg对(5)秤台总成在左、右方向作用的误差感应分量)的数据，在车辆车轮动态加速度a不同的状态下，进行三维度立体方向与对应的测量方程相关联的综合数据的间歇式接续测量采集。

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