CN114001642A - 双极电容式车载倾角传感器 - Google Patents

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李晓刚
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Hebei Heavy Technology Co ltd
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
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    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/12—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having electrical weight-sensitive devices

Abstract

本发明公开了双极电容式车载倾角传感器，包括车载倾角传感器主体、横杆和缓冲拉簧，所述车载倾角传感器主体前端安装有横杆，横杆前端右侧设有缓冲拉簧，缓冲拉簧上端设有软绳，软绳上端设有车架，所述车载倾角传感器主体下端设有车桥，车载倾角传感器主体前端中部设有中轴，中轴上侧设有电极一，中轴下侧设有电极二，中轴上设有介质片，所述车载倾角传感器主体前端设有共电极。本发明采用双极电容结构，可以有效的消除环境温度、湿度、电磁等外界因素的影响，测量数据更精准、更稳定。

Description

双极电容式车载倾角传感器
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体是双极电容式车载倾角传感器。
背景技术
在中国发明专利申请公开说明书201680050248.6中公开的一种倾斜传感器，该专利能提高倾斜信息的检测精度。但是具体的结构均与本申请中的结构不同，并且不具备本申请中重量计算功能，也并非用于载货车辆。因此，本发明提供了双极电容式车载倾角传感器，以解决上述提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供双极电容式车载倾角传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
双极电容式车载倾角传感器，包括车载倾角传感器主体、横杆和缓冲拉簧，所述车载倾角传感器主体前端安装有横杆，横杆前端右侧设有缓冲拉簧，缓冲拉簧上端设有软绳，软绳上端设有车架，所述车载倾角传感器主体下端设有车桥，车载倾角传感器主体前端中部设有中轴，中轴上侧设有电极一，中轴下侧设有电极二，中轴上设有介质片，所述车载倾角传感器主体前端设有共电极。
作为本发明进一步的方案：所述缓冲拉簧上下两端分别与软绳和横杆固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述车桥左右两端均设有轮胎，且轮胎分别位于车桥的四角处。
作为本发明再进一步的方案：通过检测电极一(9)和电极二(10)与共电极(12)之间的电容变化，计算的到角度的变化，计算公式：横杆的长度为a，车辆装货后车架相对于车桥下移的距离为Δb＝K×T(T为装货重量)，引起的角度变化为θ，根据tanθ＝Δb/a＝(K×T)/a，因此可以得到重量与角度变化的比例关系。因为角度发生改变，同时会带动引起双极板电容值发生变化ΔC＝X×θ，(X为电容随角度变化的比例系数)。
作为本发明再进一步的方案：所述介质片位于电极一和电极二的前侧。
作为本发明再进一步的方案：所述共电极位于介质片的前侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用双极电容结构，可以有效的消除环境温度、湿度、电磁等外界因素的影响，测量数据更精准、更稳定。
2、本发明角度采用软绳和缓冲拉簧连接，可以有效的防止车辆运行起来上下左右晃动对传感器造成的损坏，让传感器使用寿命大大增强。
3、本发明采用角度测量方式测量车辆载重，测量精度高，结构简单，体积小，成本低，安装方便，使用寿命长。
4、本发明采用角度测量方法，同时也能检测车辆装货有没有引起车辆倾斜。
附图说明
图1为双极电容式车载倾角传感器的结构示意图。
图2为双极电容式车载倾角传感器中中轴、电极一、电极二、介质片和共电极的侧视结构示意图。
图中：1、车载倾角传感器主体；2、横杆；3、缓冲拉簧；4、软绳；5、车架；6、车桥；7、轮胎；8、中轴；9、电极一；10、电极二；11、介质片；12、共电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，双极电容式车载倾角传感器，包括车载倾角传感器主体1、横杆2和缓冲拉簧3，所述车载倾角传感器主体1前端安装有横杆2，横杆2前端右侧设有缓冲拉簧3，缓冲拉簧3上端设有软绳4，所述缓冲拉簧3上下两端分别与软绳4和横杆2固定连接，软绳4上端设有车架5，所述车载倾角传感器主体1下端设有车桥6，所述车桥6左右两端均设有轮胎7，且轮胎7分别位于车桥6的四角处，车载倾角传感器主体1前端中部设有中轴8，中轴8上侧设有电极一9，中轴8下侧设有电极二10，中轴8上设有介质片11，所述介质片11位于电极一9和电极二10的前侧，所述车载倾角传感器主体1前端设有共电极12，所述共电极12位于介质片11的前侧。
本发明的工作原理是：
本发明使用时，双极电容式车载倾角传感器主体1安装在车辆的车架5与车桥6之间。当车辆装货越多，车架5和车桥6之间的距离就会越小，因此装货重量和车架5与车桥6之间的距离是成一定的比例关系的，根据这个距离关系可以间接测量出车辆拉货的重量；
计算公式：
横杆的长度为a，车辆装货后车架相对于车桥下移的距离为Δb＝K×T(T为装货重量)，引起的角度变化为θ，根据tanθ＝Δb/a＝(K×T)/a，因此可以得到重量与角度变化的比例关系。因为角度发生改变，同时会带动引起双极板电容值发生变化ΔC＝X×θ，(X为电容随角度变化的比例系数)；
横杆2和介质片11由于重力作用会将缓冲拉簧3和软绳4拉直，车架5与车桥6之间的距离变化，会引起横杆2的角度发生改变，同时带动介质片11在电极一9与电极二10和共电极12之间旋转；电极一9、电极二10和共电极12之间是介质片11，电极一9和电极二10与共电极12之间的介质片11越多电容量就越大，因此可以通过测量电容的大小就能知道车架5与车桥6之间的距离。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.双极电容式车载倾角传感器，包括车载倾角传感器主体(1)、横杆(2)和缓冲拉簧(3)，其特征在于，所述车载倾角传感器主体(1)前端安装有横杆(2)，横杆(2)前端右侧设有缓冲拉簧(3)，缓冲拉簧(3)上端设有软绳(4)，软绳(4)上端设有车架(5)，所述车载倾角传感器主体(1)下端设有车桥(6)，车载倾角传感器主体(1)前端中部设有中轴(8)，中轴(8)上侧设有电极一(9)，中轴(8)下侧设有电极二(10)，中轴(8)上设有介质片(11)，所述车载倾角传感器主体(1)前端设有共电极(12)。
2.根据权利要求1所述的双极电容式车载倾角传感器，其特征在于，所述缓冲拉簧(3)上下两端分别与软绳(4)和横杆(2)固定连接。
3.根据权利要求1所述的双极电容式车载倾角传感器，其特征在于，所述车桥(6)左右两端均设有轮胎(7)，且轮胎(7)分别位于车桥(6)的四角处。
4.根据权利要求1所述的双极电容式车载倾角传感器，其特征在于，通过检测电极一(9)和电极二(10)与共电极(12)之间的电容变化，计算的到角度的变化，计算公式：横杆的长度为a，车辆装货后车架相对于车桥下移的距离为Δb＝K×T(T为装货重量)，引起的角度变化为θ，根据tanθ＝Δb/a＝(K×T)/a，因此可以得到重量与角度变化的比例关系。因为角度发生改变，同时会带动引起双极板电容值发生变化ΔC＝X×θ，(X为电容随角度变化的比例系数)。
5.根据权利要求1所述的双极电容式车载倾角传感器，其特征在于，所述介质片(11)位于电极一(9)和电极二(10)的前侧。
6.根据权利要求1所述的双极电容式车载倾角传感器，其特征在于，所述共电极(12)位于介质片(11)的前侧。
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