CN114674402B - 车辆载重监测系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆载重监测系统及使用方法，包括减震器和监测模块，连接柱中部的安装孔中插入有霍尔传感器安装架，安装座内侧固定有呈上下分布的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；上缓冲座和下缓冲座内部均设有用于支撑磁铁的缓冲弹簧，磁铁侧边套接有上下两组缓冲垫圈；固定环座和底座之间连接有可伸缩防护管；监测模块包括集成在车载中控屏上的数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块和数据处理模块。本发明可实现对磁铁以及第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的保护作用，提高车辆载重监测的准确性；拆卸方便，便于对第一霍尔传感器和第二霍尔传感器进行维修或者更换，实现对磁铁的全面的保护作用，防止在车辆行驶过程中颠簸造成对磁铁的损坏。

Description

车辆载重监测系统及使用方法

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使用方法。

背景技术

车辆载重监测系统在物流过程中具有重要的作用，其可以防止超载或者用于进行车辆载重的数据分析，货车超载运输引起的破坏与损失触目惊心，超载现象未见好转，现有的车辆载重监测系统的工作原理复杂，无法做到灵活的、实时的监控货车的载重量，效率极低，且监测过程中信号或者磁场对元器件的干扰多，导致监测准确度不佳，监测系统的各个元器件的安装与拆卸维修更换不便，元器件的保护效果也不佳，容易损坏，为此，我们提出一种车辆载重监测系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种车辆载重监测系统及使用方法。

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，包括减震器和监测模块，所述减震器包括底座以及底座上端固定的左右两组活塞缸，所述活塞缸输出端的活塞杆连接于固定环座的下端，所述活塞杆上套接有减震弹簧，所述活塞缸顶部固定有限位座，所述减震弹簧下端位于限位座内部；

所述底座的下端中部设有连接柱，连接柱插入至固定筒中，所述固定筒下部侧边通过连接臂连接于车轮；

连接柱中部的安装孔中插入有霍尔传感器安装架，所述霍尔传感器安装架包括螺接于安装孔的安装头，所述安装头底部通过两组连接板固定有圆形底座，所述连接板内部焊接有安装座，所述安装座内侧固定有呈上下分布的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；

所述固定环座的上端设有安装筒，所述安装筒的内部螺接有第一外螺纹筒，所述第一外螺纹筒的顶部设有防护罩，所述第一外螺纹筒内部安装有磁铁，所述磁铁的上下端分别卡接有上缓冲座和下缓冲座，所述上缓冲座和下缓冲座内部均设有用于支撑磁铁的缓冲弹簧，所述磁铁侧边套接有上下两组缓冲垫圈；

所述固定环座和底座之间连接有可伸缩防护管，所述可伸缩防护管包括中间管以及连接于中间管上下端的上波纹管和下波纹管，所述上波纹管顶部固定于固定环座下端，下波纹管底部固定于底座的上端；

所述监测模块包括集成在车载中控屏上的数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块和数据处理模块，所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器电性连接于数据采集模块，所述数据采集模块输出端连接于数据传输模块的输入端，所述数据传输模块通过数据接收模块连接于数据处理模块。

优选的，所述固定筒上部侧边设有开槽，该开槽两侧设有与固定筒一体成型的紧固板，两组所述紧固板直接通过螺丝连接。通过开槽的设置，使得固定筒的上部在连接柱插入时可以进行扩张，以便连接柱顺利插入至固定筒内，再通过螺丝锁紧紧固板，使得固定筒上部收紧，使得连接柱牢牢固定在固定筒内；

优选的，所述底座的下端侧边通过若干组等间距设置的加强筋连接于连接柱，所述连接柱、加强筋和底座为一体成型设置。这样的设置可提高底座的结构强度，增加其对活塞缸的支撑作用。

优选的，所述安装头包括卡在底座上端的限位环以及限位环底部设有的第二外螺纹筒，所述第二外螺纹筒螺接于安装孔。安装头上的第二外螺纹筒安装后，可以使得整个霍尔传感器安装架牢牢固定在安装孔内，且限位环的设置，不会干扰磁铁对其下方的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器电动势的改变；

优选的，所述上波纹管和下波纹管的尺寸一致，且中间管的直径小于上波纹管和下波纹管的直径。这样可以在实际使用中，使得上波纹管和下波纹管之间通过中间管进行过渡，使得限位座的内侧位于上波纹管和下波纹管之间，避免在车辆行驶过程中上下颠簸造成限位座与上波纹管和下波纹管干涉；

优选的，所述上波纹管的顶部连接有上法兰环，所述上法兰环通过上沉头螺栓固定于固定环座下端，通过上法兰环的设置，其使用若干组上沉头螺栓可实现与固定环座的牢固安装；

所述固定环座通过长螺栓固定在车辆底盘上。通过长螺栓进行固定，可实现固定环座与车辆底盘的快速安装与固定，且安装牢固稳定，固定环座顶部的安装筒和防护罩则插入至车辆底盘下端的限位凹槽中，这样就可以实现固定环座和磁铁与车辆底盘始终处于相同的运动状态。

优选的，所述下波纹管的底部连接有下法兰环，所述下法兰环通过下沉头螺栓固定于底座的上端。通过下法兰环的设置，其使用若干组下沉头螺栓可牢牢固定于底座的上端，使得下波纹管罩在安装头的外侧，防止灰尘或者泥水进入，可起到对安装孔中霍尔传感器安装架以及第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的防护作用。

本发明另提供一种车辆载重监测系统的使用方法：包括以下步骤：

S1、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器之间的距离为定值r，磁铁与第一霍尔传感器之间的距离为d，随着车辆载重的轻重，带动磁铁相对于地面进行上下移动，d的值会发生改变，不同的d值代表车辆的不同载重；

S2、当进行称重时，磁铁靠近第一霍尔传感器和第二霍尔传感器,期间距离变化将会引起起霍尔电动势变化,第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出对应电压值V1和V2，并通过数据采集模块采集后，通过数据传输模块传递至数据接收模块，数据接收模块传递给数据处理模块，根据数据处理模块内置的监测算法进行计算；

所述监测算法的计算公式包括：

V1= K*C/d²（1）；

V2= K*C/(d+r)²（2）；

V1/V2=(d+r)²/d²=(1+r/d)（3）；

r/d=（

）-1（4）；

d=r/{（

）-1}（5），其中V1和V2为第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出的电压值；r为第一霍尔传感器和第二霍尔传感器之间的距离；d为磁铁与第一霍尔传感器之间的距离；K为磁场系数、C为磁铁的磁场强度；

根据公式（5）最终求出d的值，不同的d值代表车辆的不同载重，从而可实现对车辆载重的检测，这样的测量不仅方便快捷，而且还很精准；

S3、在车辆行驶发生颠簸时，可伸缩防护管的上波纹管和下波纹管相应进行伸缩，始终对磁铁以及第一霍尔传感器和第二霍尔传感器上下距离的空间的保护，避免外界物体对磁铁和第一霍尔传感器、第二霍尔传感器之间感应的干扰。

所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器通过霍尔传感器安装架安装在连接柱中部的安装孔中，这样的霍尔传感器安装架的拆卸与安装方便；与现有技术相比，本发明的有益效果是：该车辆载重监测系统及使用方法不仅方便快捷，而且还很精准，霍尔传感器安装架的拆卸与安装方便，便于拆卸后对第一霍尔传感器和第二霍尔传感器进行维修或者更换，且这样可实现对第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的防护作用，避免外界环境对其进行磁场干扰，提高其在磁铁作用下输出的电压值的准确性；

磁铁安装在防护罩和第一外螺纹筒的内部，起到对磁铁的保护作用，同时还能防止外界磁场对磁铁进行干扰，也可起到提高车辆载重监测的准确性；

由于磁铁的上下端分别卡接有上缓冲座和下缓冲座，上缓冲座和下缓冲座内部均设有用于支撑磁铁的缓冲弹簧，磁铁侧边套接有上下两组缓冲垫圈；这样通过缓冲弹簧和缓冲垫圈的设置，可实现对磁铁的全面的保护作用，防止在车辆行驶过程中颠簸造成对磁铁的损坏，且在车辆静止时，进行载重测量，缓冲弹簧在力平衡的情况下，也不会使得磁铁发生位置的上下移动，不影响载重测量的准确性。

附图说明

图1为本发明分解结构示意图；

图2为本发明整体的结构示意图；

图3为本发明可伸缩防护管的结构示意图；

图4为本发明霍尔传感器安装架的结构示意图；

图5为本发明磁铁安装的分解结构示意图；

图6为本发明下缓冲座的结构示意图；

图7为本发明磁铁安装的侧剖结构示意图；

图8为本发明第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和监测模块连接的示意图。

图中：1、连接柱；2、加强筋；3、底座；4、固定筒；5、螺丝；6、紧固板；7、连接臂；8、活塞缸；9、限位环；10、限位座；11、减震弹簧；12、活塞杆；13、长螺栓；14、固定环座；15、安装筒；16、防护罩；17、可伸缩防护管；171、上波纹管；172、中间管；173、下波纹管；174、下法兰环；175、下沉头螺栓；176、上沉头螺栓；177、上法兰环；18、第二外螺纹筒；19、连接板；20、第一霍尔传感器；21、第二霍尔传感器；22、圆形底座；23、安装座；24、下缓冲座；25、缓冲弹簧；26、磁铁；27、上缓冲座；28、第一外螺纹筒；29、缓冲垫圈；30、数据采集模块；31、数据传输模块；32、数据接收模块；33、数据处理模块。

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1-8，本发明提供一种技术方案：一种车辆载重监测系统，包括减震器和监测模块，所述减震器包括底座3以及底座3上端固定的左右两组活塞缸8，所述活塞缸8输出端的活塞杆12连接于固定环座14的下端，所述活塞杆12上套接有减震弹簧11，所述活塞缸8顶部固定有限位座10，所述减震弹簧11下端位于限位座10内部；

所述底座3的下端中部设有连接柱1，连接柱1中部的安装孔中插入有霍尔传感器安装架，所述霍尔传感器安装架包括螺接于安装孔的安装头，所述安装头底部通过两组连接板19固定有圆形底座22，所述连接板19内部焊接有安装座23，所述安装座23内侧固定有呈上下分布的第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21；

所述固定环座14的上端设有安装筒15，所述安装筒15的内部螺接有第一外螺纹筒28，所述第一外螺纹筒28的顶部设有防护罩16，所述第一外螺纹筒28内部安装有磁铁26，所述磁铁26的上下端分别卡接有上缓冲座27和下缓冲座24，所述上缓冲座27和下缓冲座24内部均设有用于支撑磁铁26的缓冲弹簧25，所述磁铁26侧边套接有上下两组缓冲垫圈29；

所述固定环座14和底座3之间连接有可伸缩防护管17，所述可伸缩防护管17包括中间管172以及连接于中间管172上下端的上波纹管171和下波纹管173，所述上波纹管171顶部固定于固定环座14下端，下波纹管173底部固定于底座3的上端；

所述监测模块包括集成在车载中控屏上的数据采集模块30、数据传输模块31、数据接收模块32和数据处理模块33，所述第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21电性连接于数据采集模块30，所述数据采集模块30输出端连接于数据传输模块31的输入端，所述数据传输模块31通过数据接收模块32连接于数据处理模块33。

所述连接柱1插入至固定筒4中，所述固定筒4下部侧边通过连接臂7连接于车轮。

所述固定筒4上部侧边设有开槽，该开槽两侧设有与固定筒4一体成型的紧固板6，两组所述紧固板6直接通过螺丝5连接。通过开槽的设置，使得固定筒4的上部在连接柱1插入时可以进行扩张，以便连接柱1顺利插入至固定筒4内，再通过螺丝5锁紧紧固板6，使得固定筒4上部收紧，使得连接柱1牢牢固定在固定筒4内；

所述底座3的下端侧边通过若干组等间距设置的加强筋2连接于连接柱1，所述连接柱1、加强筋2和底座3为一体成型设置。这样的设置可提高底座3的结构强度，增加其对活塞缸8的支撑作用。

所述安装头包括卡在底座3上端的限位环9以及限位环9底部设有的第二外螺纹筒18，所述第二外螺纹筒18螺接于安装孔。安装头上的第二外螺纹筒18安装后，可以使得整个霍尔传感器安装架牢牢固定在安装孔内，且限位环9的设置，不会干扰磁铁26对其下方的第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21电动势的改变；

所述上波纹管171和下波纹管173的尺寸一致，且中间管172的直径小于上波纹管171和下波纹管173的直径。这样可以在实际使用中，使得上波纹管171和下波纹管173之间通过中间管172进行过渡，使得限位座10的内侧位于上波纹管171和下波纹管173之间，避免在车辆行驶过程中上下颠簸造成限位座10与上波纹管171和下波纹管173干涉；

所述上波纹管171的顶部连接有上法兰环177，所述上法兰环177通过上沉头螺栓176固定于固定环座14下端，通过上法兰环177的设置，其使用若干组上沉头螺栓176可实现与固定环座14的牢固安装；

所述固定环座14通过长螺栓13固定在车辆底盘上。通过长螺栓13进行固定，可实现固定环座14与车辆底盘的快速安装与固定，且安装牢固稳定，固定环座14顶部的安装筒15和防护罩16则插入至车辆底盘下端的限位凹槽中，这样就可以实现固定环座14和磁铁26与车辆底盘始终处于相同的运动状态。

所述下波纹管173的底部连接有下法兰环174，所述下法兰环174通过下沉头螺栓175固定于底座3的上端。通过下法兰环174的设置，其使用若干组下沉头螺栓175可牢牢固定于底座3的上端，使得下波纹管173罩在安装头的外侧，防止灰尘或者泥水进入，可起到对安装孔中霍尔传感器安装架以及第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21的防护作用。

本发明提供一种车辆载重监测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、获取第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21之间的距离定值r，磁铁26与第一霍尔传感器20之间的距离为d，随着车辆载重的轻重，带动磁铁26相对于地面进行上下移动，d的值会发生改变，不同的d值代表车辆的不同载重，从而可实现对车辆载重的检测；

S2、当进行称重时，磁铁26靠近第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21,期间距离变化将会引起起霍尔电动势变化,第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21输出对应电压值V1和V2，并通过数据采集模块30采集后，通过数据传输模块31传递至数据接收模块32，最后由数据接收模块32传递给数据处理模块33，根据数据处理模块33内置的监测算法进行计算处理；

监测算法的计算公式有：

V1= K*C/d²（1）；

V2= K*C/(d+r)²（2）；

V1/V2=(d+r)²/d²=(1+r/d)（3）；

r/d=（

）-1（4）；

d=r/{（

）-1}（5），其中V1和V2为第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21输出的电压值；r为第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21之间的距离；d为磁铁26与第一霍尔传感器20之间的距离；K为磁场系数、C为磁铁26的磁场强度。

根据公式（5）最终求出d的值，不同的d值代表车辆的不同载重，从而可实现对车辆载重的检测，这样的测量不仅方便快捷，而且还很精准。

S3、在车辆行驶发生颠簸时，可伸缩防护管17的上波纹管171和下波纹管173相应进行伸缩，始终对磁铁26以及第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21上下距离的空间的保护，避免外界物体对磁铁26和第一霍尔传感器20、第二霍尔传感器21之间感应的干扰。

其中，本实施例中，第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21通过霍尔传感器安装架安装在连接柱1中部的安装孔中，这样的霍尔传感器安装架的拆卸与安装方便，便于拆卸后对第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21进行维修或者更换，且这样可实现对第一霍尔传感器20和第二霍尔传感器21的防护作用，避免外界环境对其进行磁场干扰，提高其在磁铁26作用下输出的电压值的准确性；

磁铁26安装在防护罩16和第一外螺纹筒28的内部，起到对磁铁26的保护作用，同时还能防止外界磁场对磁铁26进行干扰；

由于磁铁26的上下端分别卡接有上缓冲座27和下缓冲座24，上缓冲座27和下缓冲座24内部均设有用于支撑磁铁26的缓冲弹簧25，磁铁26侧边套接有上下两组缓冲垫圈29；这样通过缓冲弹簧25和缓冲垫圈29的设置，可实现对磁铁26的全面的保护作用，防止在车辆行驶过程中颠簸造成对磁铁26的损坏，且在车辆静止时，进行载重测量，缓冲弹簧25在力平衡的情况下，也不会使得磁铁26发生位置的上下移动，不影响载重测量的准确性。

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，包括减震器和监测模块，其特征在于：所述减震器包括底座（3）以及底座（3）上端固定的左右两组活塞缸（8），所述活塞缸（8）输出端的活塞杆（12）连接于固定环座（14）的下端，所述活塞杆（12）上套接有减震弹簧（11），所述活塞缸（8）顶部固定有限位座（10），所述减震弹簧（11）下端位于限位座（10）内部；

所述底座（3）的下端中部设有连接柱（1），连接柱（1）中部的安装孔中插入有霍尔传感器安装架，所述霍尔传感器安装架包括螺接于安装孔的安装头，所述安装头底部通过两组连接板（19）固定有圆形底座（22），所述连接板（19）内部焊接有安装座（23），所述安装座（23）内侧固定有呈上下分布的第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）；

所述固定环座（14）的上端设有安装筒（15），所述安装筒（15）的内部螺接有第一外螺纹筒（28），所述第一外螺纹筒（28）的顶部设有防护罩（16），所述第一外螺纹筒（28）内部安装有磁铁（26），所述磁铁（26）的上下端分别卡接有上缓冲座（27）和下缓冲座（24），所述上缓冲座（27）和下缓冲座（24）内部均设有用于支撑磁铁（26）的缓冲弹簧（25），所述磁铁（26）侧边套接有上下两组缓冲垫圈（29）；

所述固定环座（14）和底座（3）之间连接有可伸缩防护管（17），所述可伸缩防护管（17）包括中间管（172）以及连接于中间管（172）上下端的上波纹管（171）和下波纹管（173），所述上波纹管（171）顶部固定于固定环座（14）下端，下波纹管（173）底部固定于底座（3）的上端；

所述监测模块包括集成在车载中控屏上的数据采集模块（30）、数据传输模块（31）、数据接收模块（32）和数据处理模块（33），所述第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）电性连接于数据采集模块（30），所述数据采集模块（30）输出端连接于数据传输模块（31）的输入端，所述数据传输模块（31）通过数据接收模块（32）连接于数据处理模块（33）。

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：所述连接柱（1）插入至固定筒（4）中，所述固定筒（4）下部侧边通过连接臂（7）连接于车轮。

3.根据权利要求2所述的一种车辆载重监测系统，其特征在于：所述固定筒（4）上部侧边设有开槽，该开槽两侧设有与固定筒（4）一体成型的紧固板（6），两组所述紧固板（6）直接通过螺丝（5）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：所述底座（3）的下端侧边通过若干组等间距设置的加强筋（2）连接于连接柱（1），所述连接柱（1）、加强筋（2）和底座（3）为一体成型设置。

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：所述安装头包括卡在底座（3）上端的限位环（9）以及限位环（9）底部设有的第二外螺纹筒（18），所述第二外螺纹筒（18）螺接于安装孔。

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：所述上波纹管（171）和下波纹管（173）的尺寸一致，且中间管（172）的直径小于波纹管（171）和下波纹管（173）的直径，所述上波纹管（171）的顶部连接有上法兰环（177），所述上法兰环（177）通过上沉头螺栓（176）固定于固定环座（14）下端，所述固定环座（14）通过长螺栓（13）固定在车辆底盘上，所述下波纹管（173）的底部连接有下法兰环（174），所述下法兰环（174）通过下沉头螺栓（175）固定于底座（3）的上端。

7.根据权利要求1-6任意一种所述的车辆载重监测系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、获取第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）之间的距离定值r，磁铁（26）与第一霍尔传感器（20）之间的距离为d，随着车辆载重的轻重，带动磁铁（26）相对于地面进行上下移动，d的值会发生改变，不同的d值代表车辆的不同载重；

S2、当进行称重时，磁铁（26）靠近第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）,期间距离变化将会引起起霍尔电动势变化,第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）输出对应电压值V1和V2，并通过数据采集模块（30）采集后，通过数据传输模块（31）传递至数据接收模块（32），数据接收模块（32）传递给数据处理模块（33），根据数据处理模块（33）内置的监测算法进行计算；

所述监测算法的计算公式包括：

V1= K*C/d²（1）；

V2= K*C/(d+r)²（2）；

V1/V2=(d+r)²/d²=(1+r/d)（3）；

r/d=（

）-1（4）；

d=r/{（

）-1}（5），其中V1和V2为第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）输出的电压值；r为第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）之间的距离；d为磁铁（26）与第一霍尔传感器（20）之间的距离；K为磁场系数、C为磁铁（26）的磁场强度；

根据公式（5）最终求出d的值，不同的d值代表车辆的不同载重，从而可实现对车辆载重的检测；

S3、在车辆行驶发生颠簸时，可伸缩防护管（17）的上波纹管（171）和下波纹管（173）相应进行伸缩，始终对磁铁（26）以及第一霍尔传感器（20）和第二霍尔传感器（21）上下距离的空间的保护，避免外界物体对磁铁（26）和第一霍尔传感器（20）、第二霍尔传感器（21）之间感应的干扰。

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