CN114018381B - 车辆载重监测系统及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆载重监测系统及其监测方法，包括外框架和车厢，所述外框架的内部设有第一内框架和第二内框架，所述第一内框架和第二内框架的内部均设有两根光滑套筒，所述光滑套筒的内部设有弹簧减震杆，所述第一内框架和第二内框架的内部均设有第一永磁铁柱，本发明带有外框架的内部设有第一内框架和第二内框架，光滑套筒的内部设有弹簧减震杆，起到减震作用，磁钢板的下部固定连接有若干个第一激光传感器，设有第一永磁铁柱、第一磁力传感器、第二永磁铁柱，加强杆上固定连接有磁力检测模块，第二磁力传感器，能够检测磁性，通过处理单元来分析磁力数据，从而进行称重判断，并通过实时联网被监管。
Description
技术领域
本发明涉及车辆载重监测技术领域，具体为一种车辆载重监测系统及其监测方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展和全球化趋势的日益突出，支撑贸易发展的现代物流得到了空前的应用和发展，大型货车作为物流运输的主要组成部分，产生了巨大的经济效益和社会效益。但大型货车超载运输造成的破坏与损失，同样触目惊心，有关部门不断强调严加管理，但就是屡治不愈，时至今日超载状况未见根本性好转，有些地方还愈演愈烈，成为公路运输的一种癌症。
目前货车的超载监管主要由道路管理部门负责，主要手段是道路设卡检查并需要地磅配合，通常设置在高速公路出入口处，极大的限制了对货车的控制力度。这种监控方式无法做到灵活的、实时的监控货车的载重量，效率极低，容易因超载造成交通事故。为此，我们推出一种车辆载重监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆载重监测系统及其监测方法，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：一种车辆载重监测系统，包括外框架和车厢，所述外框架的内部设有第一内框架和第二内框架，所述第一内框架和第二内框架的内部均设有两根光滑套筒，所述光滑套筒的内部设有弹簧减震杆，所述第一内框架和第二内框架的内部均设有第一永磁铁柱，所述第一永磁铁柱的上端固定连接有第一磁力传感器和第二激光传感器，所述外框架的上部开设有四个圆形定位孔，所述圆形定位孔的下部粘接有防撞橡胶垫，所述外框架的底部焊接于车辆底盘上，所述光滑套筒和第一永磁铁柱的下端与车辆底盘固定连接，所述外框架的上部设有磁钢板，所述磁钢板的下部固定连接有若干个第一激光传感器，所述外框架的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱，所述第一内框架和第二内框架之间焊接有两根加强杆，所述加强杆上固定连接有磁力检测模块、处理单元和间距检测模块，所述磁钢板的下部固定连接有第二磁力传感器，所述磁钢板的下部固定连接有若干个定位柱。
磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件，磁传感器分为三种，即指南针、磁场感应器、位置传感器。
本实施例中选用的磁传感器是位置传感器：如果一个磁体和磁传感器相互之间有位置变化，这个位置变化是线性的就是线性位置传感器。
第一磁力传感器和第二磁力传感器在检测到磁体和磁传感器相互之间的位置变化后，与第一激光传感器和第二激光传感器检测到的间隙数据进行核对后，通过处理单元来分析，从而进行载重判断。
优选的，所述第一内框架和第二内框架上分别焊接有若干个连接耳，所述连接耳上设有安装孔，所述连接耳分别通过螺栓与外框架连接。
优选的，所述第一内框架和第二内框架的内部均设有防弯折装置，所述防弯折装置包括第一半框和第二半框，所述第一半框和第二半框上分别通过螺栓与第一内框架和第二内框架连接。
优选的，所述第一半框和第二半框的内侧分别固定连接有尼龙板，所述尼龙板上设有弧形缺口。
优选的，所述磁力检测模块与第一磁力传感器和第二磁力传感器电性连接。
优选的，所述处理单元电性连接有文字转换模块、语音识别模块和降噪麦克风。
所述处理单元电性连接有显示模块，所述显示模块包括触摸屏。
所述处理单元电性连接有本地储存装置，所述本地储存装置上连接有IO接口、结果反馈模块、网络适配器、通信模块和云储存装置。
本发明另提供一种车辆载重监测系统的监测方法，包括以下步骤：
S1、通过磁钢板的下部固定连接的若干个第一激光传感器，第一激光传感器、第二激光传感器获得测量距离，并通过间距检测模块测定两个磁体之间的间距，获取第一永磁铁柱的上端固定连接有第一磁力传感器的数据，外框架的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱，第一磁力传感器和第二永磁铁柱的上端磁极均为N极，磁钢板的下端磁极是N极，起到互斥的作用；
S2、通过加强杆上固定连接的磁力检测模块，磁钢板的下部固定连接有第二磁力传感器，能够检测磁性，通过处理单元来分析磁力数据，从而进行载重判断，并通过实时联网被监管；
S3、在车辆装满货物后，磁钢板的上部用于承重，磁钢板下部在重力作用下，与光滑套筒上部的弹簧减震杆接触，弹簧减震杆在承压后进行压缩，使得磁钢板与第一磁力传感器之间的间距缩小，通过磁力传感器电位的差来判断间距，并与激光传感器测得的间距对比后，进行上传到云端，实现车辆载重监管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明带有外框架的内部设有第一内框架和第二内框架，光滑套筒的内部设有弹簧减震杆，起到减震作用，磁钢板的下部固定连接有若干个第一激光传感器，第一激光传感器与第二激光传感器起到测量距离的目的，并通过间距检测模块判断两个磁体之间的间距，在车辆运行过程中，为了进一步加强测试准确性，第一内框架和第二内框架的内部均设有第一永磁铁柱，第一永磁铁柱的上端固定连接有第一磁力传感器，外框架的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱，第一磁力传感器和第二永磁铁柱的上端磁极均为N极，磁钢板的下端磁极是N极，起到互斥的作用，加强杆上固定连接有磁力检测模块，磁钢板的下部固定连接有第二磁力传感器，能够检测磁性，通过处理单元来分析磁力数据，从而进行载重判断，并通过实时联网被监管。
在车辆装满货物后，磁钢板的上部用于承重，磁钢板下部在重力作用下，与光滑套筒上部的弹簧减震杆接触，弹簧减震杆在承压后进行压缩，使得磁钢板与第一磁力传感器之间的间距缩小，从而通过磁力传感器电位的差来判断间距，并与激光传感器测得的间距对比后，进行上传到云端，实现车辆载重监管。
第一内框架和第二内框架上分别安装在外框架的内部，起到加强整体强度的目的，防止第一永磁铁柱和光滑套筒晃动，防止第一永磁铁柱上的第一磁力传感器和第二激光传感器损坏，第一半框、第二半框和尼龙板起到保护光滑套筒和弹簧减震杆的目的，防止弯折，第一内框架和第二内框架之间焊接有两根加强杆，所述加强杆上固定连接有磁力检测模块、处理单元和间距检测模块，整体结构紧凑，减小了安装面积。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明外框架俯视结构示意图；
图3为本发明防弯折装置结构示意图；
图4为本发明系统连接关系结构示意图。
图中：1、磁力检测模块；2、加强杆；3、语音识别模块；4、第二内框架；5、处理单元；6、外框架；7、连接耳；8、间距检测模块；9、防弯折装置；91、第一半框；92、尼龙板；93、弧形缺口；94、第二半框；10、圆形定位孔；11、第二永磁铁柱；12、第一内框架；13、防撞橡胶垫；14、车辆底盘；15、光滑套筒；16、第一永磁铁柱；17、第一磁力传感器；18、第二磁力传感器；19、磁钢板；20、弹簧减震杆；21、第二激光传感器；22、定位柱；23、车厢；24、触摸屏；25、降噪麦克风；26、文字转换模块；27、显示模块；28、云储存装置；29、通信模块；30、网络适配器；31、本地储存装置；32、IO接口；33、结果反馈模块；34、第一激光传感器。
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。
实施例一：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种车辆载重监测系统，包括外框架6和车厢23，所述外框架6的内部设有第一内框架12和第二内框架4，所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有两根光滑套筒15，所述光滑套筒15的内部设有弹簧减震杆20，所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有第一永磁铁柱16，所述第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17和第二激光传感器21，所述外框架6的上部开设有四个圆形定位孔10，所述圆形定位孔10的下部粘接有防撞橡胶垫13，所述外框架6的底部焊接于车辆底盘14上，所述光滑套筒15和第一永磁铁柱16的下端与车辆底盘14固定连接，所述外框架6的上部设有磁钢板19，所述磁钢板19的下部固定连接有若干个第一激光传感器34，所述外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，所述第一内框架12和第二内框架4之间焊接有两根加强杆2，所述加强杆2上固定连接有磁力检测模块1、处理单元5和间距检测模块8，所述磁钢板19的下部固定连接有第二磁力传感器18，所述磁钢板19的下部固定连接有若干个定位柱22。
磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件，磁传感器分为三种，即指南针、磁场感应器、位置传感器。
本实施例中选用的磁传感器是位置传感器：如果一个磁体和磁传感器相互之间有位置变化，这个位置变化是线性的就是线性位置传感器。
第一磁力传感器17和第二磁力传感器18在检测到磁体和磁传感器相互之间的位置变化后，与第一激光传感器34和第二激光传感器21检测到的间隙数据进行核对后，通过处理单元来分析，从而进行载重判断。
所述第一内框架12和第二内框架4上分别焊接有若干个连接耳7，所述连接耳7上设有安装孔，所述连接耳7分别通过螺栓与外框架6连接。
所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有防弯折装置9，所述防弯折装置9包括第一半框91和第二半框94，所述第一半框91和第二半框94上分别通过螺栓与第一内框架12和第二内框架4连接。
所述第一半框91和第二半框94的内侧分别固定连接有尼龙板92，所述尼龙板92上设有弧形缺口93，起到稳固作用，防止因承重过大造成的弯折。
所述磁力检测模块1与第一磁力传感器17和第二磁力传感器18电性连接。
所述处理单元5电性连接有文字转换模块26、语音识别模块3和降噪麦克风25，用于通过语音指令实现称重的司机自检。
所述处理单元5电性连接有显示模块27，所述显示模块27包括触摸屏24。
所述处理单元5电性连接有本地储存装置31，所述本地储存装置31上连接有IO接口32、结果反馈模块33、网络适配器30、通信模块29和云储存装置28。
具体的，IO接口32为串行接口，通信模块29为4G通信模块；
具体的，处理单元5为ARM处理器，本地储存装置31包括RAM和ROM。
处理单元5通过降噪麦克风25收集语音指令，并通过文字转换模块26、语音识别模块3进行对是否超重的自检操作。
光滑套筒15的内部设有弹簧减震杆20，起到减震作用，磁钢板19的下部固定连接有若干个第一激光传感器34，第一激光传感器34与第二激光传感器起到测量距离的目的，并通过间距检测模块8测定两个磁体之间的间距，在车辆运行过程中，为了进一步加强测试准确性，第一内框架12和第二内框架4的内部均设有第一永磁铁柱16，第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17，外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，第一磁力传感器17和第二永磁铁柱11的上端磁极均为N极，磁钢板19的下端磁极是N极，起到互斥的作用，加强杆2上固定连接有磁力检测模块1，磁钢板19的下部固定连接有第二磁力传感器18，能够检测磁性，通过处理单元5来分析磁力数据。
本地储存装置31通过通信模块29对本地储存的数据上传至云存储装置28并对数据进行加密，从而方便实施监管；
本实施例中，提供一种车辆载重监测系统的监测方法，包括以下步骤：
S1、通过磁钢板19的下部固定连接的若干个第一激光传感器34，第一激光传感器34、第二激光传感器获得测量距离，并通过间距检测模块8测定两个磁体之间的间距，获取第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17的数据，外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，第一磁力传感器17和第二永磁铁柱11的上端磁极均为N极，磁钢板19的下端磁极是N极，起到互斥的作用；
S2、通过加强杆2上固定连接的磁力检测模块1，磁钢板19的下部固定连接有第二磁力传感器18，能够检测磁性，通过处理单元5来分析磁力数据，从而进行载重判断，并通过实时联网被监管；
S3、在车辆装满货物后，磁钢板19的上部用于承重，磁钢板19下部在重力作用下，与光滑套筒15上部的弹簧减震杆20接触，弹簧减震杆20在承压后进行压缩，使得磁钢板19与第一磁力传感器17之间的间距缩小，通过磁力传感器电位的差来判断间距，并与激光传感器测得的间距对比后，进行上传到云端，实现车辆载重监管。
实施例二：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种车辆载重监测系统，包括外框架6和车厢23，所述外框架6的内部设有第一内框架12和第二内框架4，所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有两根光滑套筒15，所述光滑套筒15的内部设有弹簧减震杆20，所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有第一永磁铁柱16，所述第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17和第二激光传感器21，所述外框架6的上部开设有四个圆形定位孔10，所述圆形定位孔10的下部粘接有防撞橡胶垫13，所述外框架6的底部焊接于车辆底盘14上，所述光滑套筒15和第一永磁铁柱16的下端与车辆底盘14固定连接，所述外框架6的上部设有磁钢板19，所述磁钢板19的下部固定连接有若干个第一激光传感器34，所述外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，所述第一内框架12和第二内框架4之间焊接有两根加强杆2，所述加强杆2上固定连接有磁力检测模块1、处理单元5和间距检测模块8，所述磁钢板19的下部固定连接有第二磁力传感器18，所述磁钢板19的下部固定连接有若干个定位柱22。
所述第一内框架12和第二内框架4上分别焊接有若干个连接耳7，所述连接耳7上设有安装孔，所述连接耳7分别通过螺栓与外框架6连接。
所述第一内框架12和第二内框架4的内部均设有防弯折装置9，所述防弯折装置9包括第一半框91和第二半框94，所述第一半框91和第二半框94上分别通过螺栓与第一内框架12和第二内框架4连接。
所述第一半框91和第二半框94的内侧分别固定连接有尼龙板92，所述尼龙板92上设有弧形缺口93。
所述磁力检测模块1与第一磁力传感器17和第二磁力传感器18电性连接。
所述处理单元5电性连接有文字转换模块26、语音识别模块3和降噪麦克风25。
所述处理单元5电性连接有显示模块27，所述显示模块27包括触摸屏24。
所述处理单元5电性连接有本地储存装置31，所述本地储存装置31上连接有IO接口32、结果反馈模块33、网络适配器30、通信模块29和云储存装置28。
具体的，具体的，IO接口32为光纤接口，通信模块29为5G通信模块；
具体的，处理单元5为PLC处理器，本地储存装置31包括RAM和SD卡。
处理单元5通过降噪麦克风25收集语音指令，并通过文字转换模块26、语音识别模块3进行对是否超重的自检操作。
本地储存装置31通过通信模块29对本地储存的数据上传至云存储装置28并对数据进行加密，从而方便实施监管；
本实施例中，提供一种车辆载重监测系统的监测方法，包括以下步骤：
S1、通过磁钢板19的下部固定连接的若干个第一激光传感器34，第一激光传感器34、第二激光传感器获得测量距离，并通过间距检测模块8测定两个磁体之间的间距，获取第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17的数据，外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，第一磁力传感器17和第二永磁铁柱11的上端磁极均为N极，磁钢板19的下端磁极是N极，起到互斥的作用；
S2、通过加强杆2上固定连接的磁力检测模块1，磁钢板19的下部固定连接有第二磁力传感器18，能够检测磁性，通过处理单元5来分析磁力数据，从而进行载重判断，并通过实时联网被监管；
S3、在车辆装满货物后，磁钢板19的上部用于承重，磁钢板19下部在重力作用下，与光滑套筒15上部的弹簧减震杆20接触，弹簧减震杆20在承压后进行压缩，使得磁钢板19与第一磁力传感器17之间的间距缩小，通过磁力传感器电位的差来判断间距，并与激光传感器测得的间距对比后，进行上传到云端，实现车辆载重监管。
本实施例中，车辆载重监测系统，带有外框架6的内部设有第一内框架12和第二内框架4，光滑套筒15的内部设有弹簧减震杆20，起到减震作用，在车辆运行过程中，为了进一步加强测试准确性，第一内框架12和第二内框架4的内部均设有第一永磁铁柱16，第一永磁铁柱16的上端固定连接有第一磁力传感器17，外框架6的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱11，第一磁力传感器17和第二永磁铁柱11的上端磁极均为N极，磁钢板19的下端磁极是N极，起到互斥的作用；
本实施例中，第一内框架12和第二内框架4上分别安装在外框架6的内部，起到加强整体强度的目的，防止第一永磁铁柱16和光滑套筒15晃动，防止第一永磁铁柱16上的第一磁力传感器17和第二激光传感器21损坏，第一半框91、第二半框94和尼龙板92起到保护光滑套筒15和弹簧减震杆20的目的，防止弯折，第一内框架12和第二内框架4之间焊接有两根加强杆2，所述加强杆2上固定连接有磁力检测模块1、处理单元5和间距检测模块8，整体结构紧凑，减小了安装面积。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种车辆载重监测系统，包括外框架（6）和车厢（23），其特征在于：所述外框架（6）的内部设有第一内框架（12）和第二内框架（4），所述第一内框架（12）和第二内框架（4）的内部均设有两根光滑套筒（15），所述光滑套筒（15）的内部设有弹簧减震杆（20），所述第一内框架（12）和第二内框架（4）的内部均设有第一永磁铁柱（16），所述第一永磁铁柱（16）的上端固定连接有第一磁力传感器（17）和第二激光传感器（21），所述外框架（6）的上部开设有四个圆形定位孔（10），所述圆形定位孔（10）的下部粘接有防撞橡胶垫（13），所述外框架（6）的底部焊接于车辆底盘（14）上，所述光滑套筒（15）和第一永磁铁柱（16）的下端与车辆底盘（14）固定连接，所述外框架（6）的上部设有磁钢板（19），所述磁钢板（19）的下部固定连接有若干个第一激光传感器（34），所述外框架（6）的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱（11），所述第一内框架（12）和第二内框架（4）之间焊接有两根加强杆（2），所述加强杆（2）上固定连接有磁力检测模块（1）、处理单元（5）和间距检测模块（8），所述磁钢板（19）的下部固定连接有第二磁力传感器（18），所述磁钢板（19）的下部固定连接有若干个定位柱（22）。
2.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述第一内框架（12）和第二内框架（4）上分别焊接有若干个连接耳（7），所述连接耳（7）上设有安装孔，所述连接耳（7）分别通过螺栓与外框架（6）连接，所述第一内框架（12）和第二内框架（4）的内部均设有防弯折装置（9），所述防弯折装置（9）包括第一半框（91）和第二半框（94），所述第一半框（91）和第二半框（94）上分别通过螺栓与第一内框架（12）和第二内框架（4）连接，所述第一半框（91）和第二半框（94）的内侧分别固定连接有尼龙板（92），所述尼龙板（92）上设有弧形缺口（93）。
3.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述磁力检测模块（1）与第一磁力传感器（17）和第二磁力传感器（18）电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述处理单元（5）电性连接有文字转换模块（26）、语音识别模块（3）和降噪麦克风（25）。
5.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述处理单元（5）电性连接有显示模块（27），所述显示模块（27）包括触摸屏（24）。
6.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述处理单元（5）电性连接有本地储存装置（31），所述本地储存装置（31）上连接有IO接口（32）、结果反馈模块（33）、网络适配器（30）、通信模块（29）和云储存装置（28）。
7.根据权利要求1所述的一种车辆载重监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过磁钢板（19）的下部固定连接的若干个第一激光传感器（34），第一激光传感器（34）、第二激光传感器获得测量距离，并通过间距检测模块（8）测定两个磁体之间的间距，获取第一永磁铁柱（16）的上端固定连接有第一磁力传感器（17）的数据，外框架（6）的内部四个角处分别固定连接有第二永磁铁柱（11），第一磁力传感器（17）和第二永磁铁柱（11）的上端磁极均为N极，磁钢板（19）的下端磁极是N极，起到互斥的作用；
S2、通过加强杆（2）上固定连接的磁力检测模块（1），磁钢板（19）的下部固定连接有第二磁力传感器（18），能够检测磁性，通过处理单元（5）来分析磁力数据，从而进行载重判断，并通过实时联网被监管；
S3、在车辆装满货物后，磁钢板（19）的上部用于承重，磁钢板（19）下部在重力作用下，与光滑套筒（15）上部的弹簧减震杆（20）接触，弹簧减震杆（20）在承压后进行压缩，使得磁钢板（19）与第一磁力传感器（17）之间的间距缩小，通过磁力传感器电位的差来判断间距，并与激光传感器测得的间距对比后，进行上传到云端，实现车辆载重监管。
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- 2021-12-07 CN CN202111483308.2A patent/CN114018381B/zh active Active
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| 基于磁测量的车辆自载重检测系统研究;乔鑫鑫;中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑;20220515(第5期);全文 * |
Also Published As
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