CN116481622A - 多模式轴组轴重秤装置及称重方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多模式轴组轴重秤装置及称重方法，其包括第一称重台面、第二称重台面、第三称重台面及控制模块，第一称重台面、第二称重台面及第三称重台面依次相邻设置，且第一称重台面、第二称重台面及第三称重台面上均设置多个称重传感器，多个称重传感器信号连接于控制模块；控制模块包括第一数据处理子模块、模式选择子模块以及第二数据处理子模块；第一数据处理子模块用于接收多个称重传感器的输出信号并转换为数字信号；模式选择子模块用于接收数字信号，并根据不同的模式同时计算总重量值，不同的模式获取一个或者两个或者三个称重台面的测量值；第二数据处理子模块用于根据多个重量值计算测量重量值。本申请具有提高设备可用性的效果。

Description

多模式轴组轴重秤装置及称重方法

技术领域

本申请涉及车辆称重的技术领域，尤其是涉及多模式轴组轴重秤装置及称重方法。

背景技术

在高速道路入口等处通常需要对车辆进行重量测量，相关技术中，可以采用汽车衡、轴组秤或者轴重秤进行称量。其中，汽车衡俗称地磅，有模拟式和数字式两种，适于大型车辆的计量。轴重秤，全称为轴重计量子力学动静态电子衡，主要由高精度不锈钢柱式称重传感器，液晶显示智能化动态仪表和短台面秤台组成。轴组秤是一种基于轴组称量的动态车辆称重设备，可以采用一个大称重台面或者一大一小两个称重台面的结构。轴重秤和轴组秤主要用于汽车等车辆的重量计量。

出于对降低成本的考虑，通常会对轴重秤/轴组秤的设备结构和硬件进行精简设计，使得其硬件冗余度较低。但是当单个传感器发生故障时，轴重秤/轴组秤无法运行（即输出测量重量），当前车道只能关闭，降低了设备的可用性。

发明内容

为了提高设备的可用性，本申请提供多模式轴组轴重秤装置及称重方法。

第一方面，本申请提供的多模式轴组轴重秤装置，采用如下的技术方案：

多模式轴组轴重秤装置，包括第一称重台面、第二称重台面、第三称重台面及控制模块，所述第一称重台面、所述第二称重台面及所述第三称重台面依次相邻设置，且所述第一称重台面、所述第二称重台面及所述第三称重台面上均设置多个称重传感器，多个所述称重传感器信号连接于所述控制模块；

所述控制模块包括第一数据处理子模块、模式选择子模块以及第二数据处理子模块；所述第一数据处理子模块用于接收多个所述称重传感器的输出信号并转换为数字信号；所述模式选择子模块用于接收数字信号，并根据不同的模式同时计算总重量值，所述不同的模式获取一个或者两个或者三个称重台面的测量值；所述第二数据处理子模块用于根据多个重量值计算测量重量值。

通过采用上述技术方案，车辆依次经过第一称重台面、第二称重台面以及第三称重台面，第一称重台面、第二称重台面及第三称重台面通过内设的称重传感器输出测量的重量信号，而后可以采用不同的模式进行计算总重量值，并通过第二数据处理子模块计算测量总重量值，能够有效提供测量数据的准确性；同时当其中一个传感器发生失效或者测量数据异常时，还可以通过其他模式获取测量总重量值，不易妨碍车道的继续使用，提高了设备的可用性。

优选的，所述第一称重台面和所述第二称重台面沿车辆行驶方向的长度相同，且所述第三称重台面沿车辆行驶方向的长度大于所述第一称重台面沿车辆行驶方向的长度。

通过采用上述技术方案，便于形成多种称量模式，在其中一称重传感器失效或者数据异常时，能够通过其他称重台面进行测量。

优选的，所述模式选择子模块包括：

模式0单元，接收所述第一称重台面、所述第二称重台面及所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式0的总重量值；

模式1单元，接收所述第一称重台面和所述第二称重台面上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式1的总重量值；

模式2单元，接收所述第二称重台面和所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式2的总重量值；以及

模式3单元，接收所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式3的总重量值。

通过采用上述技术方案，通过4种计算模式均能够计算得出总重量值，当其中一个称重传感器失效或者数据异常时，可以通过其他模式下计算的总重量值计算计算并获得测量总重量值，不易妨碍车道的继续使用，提高了设备的可用性。

优选的，所述第二数据处理子模块同时接收所述模式0单元、所述模式1单元、所述模式2单元及所述模式3单元输出的总重量值，且所述第二数据处理子模块根据设定的方式计算并输出测量总重量值。

通过采用上述技术方案，当其中一称重传感器失效或者数据异常时，会有1-3个模式的总重量值不能进行计算测量总重量值，但是依然有1-3个模式是可以输出并参与计算测量总重量值的。

优选的，所述第三称重台面靠近所述第二称重台面的一端设置有第一子台面，所述第三称重台面远离所述第二称重台面的一端设置有第二子台面，且所述第一子台面和所述第二子台面沿车辆行驶方向的长度均大于车辆轮胎与地面的接触长度。

通过采用上述技术方案，一方面，第一子台面和第二子台面能检测经过的轮胎的重量，精准地对车轴数量、车轴上下秤事件进行判别；另一方面，第一子台面、第二子台面与第三称重台面配合使用，使得第三称重台面能够始终对轮轴重量保持数据的完整性。

优选的，所述第一子台面与所述第二子台面相同设置，所述第一子台面沿垂直于车辆行驶方向的长度范围为第三称重台面沿垂直于车辆行驶方向的长度的1/3～1/2。

通过采用上述技术方案，由于车辆同一轴的左右轮胎承载相近，可定性地对轮轴重量进行评估，增加数据冗余度。

优选的，所述控制模块还包括数据分析子模块，所述数据分析子模块信号连接于所述第一数据处理子模块、模式选择子模块以及第二数据处理子模块，用于接收测量数据或者计算后的各总重量值。

通过采用上述技术方案，由于4种轴重/轴组秤模式极大地提高了信息冗余度，即使有某个台面的传感器失效或其它原因造成数据异常时，称重仪表将对故障主动分析感知，同时即时自动融合新模式下的数据，自动无缝降级。降级后的轴重秤依然可达到国标1级的称重精度，不影响车道通行。

第二方面，本申请提供的多模式轴组轴重秤称重方法，采用如下的技术方案：

多模式轴组轴重秤称重方法，利用上述任一项所述的多模式轴组轴重秤装置进行测量，包括以下步骤：

获取多个称重传感器的输出信号；

按照不同模式计算总重量值；

基于多个模式下计算的总重量值，计算并输出测量总重量值。

通过采用上述技术方案，获取称重传感器输出测量的重量信号，而后可以采用不同的模式进行计算总重量值，并计算测量总重量值，能够有效提供测量数据的准确性；同时当其中一个传感器发生失效或者测量数据异常时，还可以通过其他模式获取测量总重量值，不易妨碍车道的继续使用，提高了设备的可用性。

优选的，所述不同模式包括：

模式0：获取所述第一称重台面、所述第二称重台面及所述第三称重台面三个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；

模式1：获取所述第一称重台面和所述第二称重台面两个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；

模式2：获取所述第二称重台面和所述第三称重台面两个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；以及

模式3：获取所述第三称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值。

通过采用上述技术方案，当其中一称重传感器失效或者数据异常时，会有1-3个模式的总重量值不能进行计算测量总重量值，但是依然有1-3个模式是可以输出并参与计算测量总重量值的。

优选的，还包括：

获取所述第一子台面和所述第二子台面内称重传感器的输出信号，并转换为对应的轮胎重量；

基于轮胎重量、4种模式下的总重量值以及测量总重量值，并进行分析。

通过采用上述技术方案，当传感器失效或者数据异常时，可以根据轮胎重量、4种模式下的总重量值以及测量总重量值，分析传感器的位置灯故障信息。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.多模式轴组轴重秤装置的三个独立称重台面，四种轴重/轴组秤模式极大地提高了信息冗余度，即使有某个台面的传感器失效或其它原因造成数据异常时，称重仪表将对故障主动分析感知，同时即时自动融合新模式下的数据，自动无缝降级。降级后的轴重秤依然可达到国标1级的称重精度，不影响车道通行；

2.多模式轴组轴重秤装置可提供对轴组称量的有效长度；通过对各轴重量、轴组重量等进行的数据融合及合并计算，最终可获得准确的轴、轴组及整车重量值。

附图说明

图1是本申请实施例多模式轴组轴重秤装置的结构示意图；

图2是本申请实施例多模式轴组轴重秤装置中控制模块的结构示意图；

图3是本申请实施例多模式轴组轴重秤装置中模式选择子模块的结构示意图；

图4是本申请实施例多模式轴组轴重秤称重方法的步骤示意图。

附图标记：1、第一称重台面；2、第二称重台面；3、第三称重台面；31、第一子台面；32、第二子台面；4、控制模块；41、第一数据处理子模块；42、模式选择子模块；421、模式0单元；422、模式1单元；423、模式2单元；424、模式3单元；43、第二数据处理子模块；44、数据分析子模块。

具体实施方式

以下结合附图1-附图4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多模式轴组轴重秤装置。参照图1，多模式轴组轴重秤装置包括第一称重台面1、第二称重台面2、第三称重台面3以及控制模块4；其中，第一称重台面1和第三称重台面3分别设置在第二称重台面2的两侧，且相邻两称重台面贴合设置，形成完整的能够承载多种尺寸的称重台面；第一称重台面1、第二称重台面2及第三称重台面3在称重后，均输出重量信号至控制模块4。

详述的，第一称重台面1、第二称重台面2以及第三称重台面3的宽度相同设置，三者的长度总和范围在4米～12米之间，能够满足大部分车辆的重量称量要求。在本申请实施例中，第一称重台面1、第二称重台面2及第三称重台面3三者中，其中两个称重台面的长度相同，另一称重台面的长度大于其中两个称重台面的长度，且三个称重台面的位置不做限定。应理解，在本申请实施例中，所称的称重台面的长度方向为车辆行驶的方向，宽度方向为垂直于长度方向的方向。

本申请实施例中，第一称重台面1与第二称重台面2的长度相同，第三称重台面3的长度大于第一称重台面1的长度，以上述情况为前提进行详细描述。

进一步的，第三称重台面3靠近第二称重台面2的一端固定连接有第一子台面31，第三称重台面3远离第二称重台面2的一端固定连接有第二子台面32，第一子台面31与第二子台面32相同设置。第一子台面31与第二子台面32与第三称重台面3在水平面形成规则的长方形，以使得车辆在行驶的过程中，能够同时位于第一子台面31或第二子台面32及第三称重台面3上，此时第一子台面31或者第二子台面32能够独立称量上方轮胎的重量，同时第三称重台面3能够称量上方轮轴的重量。

本申请实施例中，第一子台面31的长度方向大于一般车辆轮胎与地面的接触长度0.15米，可优选为0.2米；第一子台面31的宽度范围为第三称重台面3的1/3～1/2，本申请实施例中，可优选为1.2米～1.6米；以保证每轴的一侧轮胎均能够依次走过两个子台面。

第一称重台面1、第二称重台面2、第三称重台面3、第一子台面31及第二子台面32上均设置有称重传感器，且第三称重台面3上的称重传感器数量大于第一称重台面1上的称重传感器数量。称重传感器的位置可以设置在多个称重台面内，也可以设置在多个称重台面的下方，均为本领域技术人员所熟知的技术方案，此处不进行赘述。

参照图1和图2，控制模块4包括第一数据处理子模块41、模式选择子模块42、第二数据处理子模块43以及数据分析子模块44。称重传感器的输出信号依次经由第一数据处理子模块41、模式选择子模块42、第二数据处理子模块43以及数据分析子模块44进行转换并输出至下一子模块。

第一数据处理子模块41与多个称重传感器的输出端信号连接，用于对多个称重传感器的数据进行预处理；应理解，这里的预处理可以理解为，将称重传感器输出的信号进行模数转换，即称重传感器输出的信号是电压信号，经由模数转换后，转换并输出为数字信号，也就是输出重量值。

同时，第一数据处理子模块41接收第一子台面31和第二子台面32上称重传感器输出的信号，并转换输出为轮胎的重量。

参照图2和图3，模式选择子模块42与第一数据处理子模块41信号连接，用于接收第一数据处理子模块41输出的信号。模式选择子模块42包括模式0单元421、模式1单元422、模式2单元423和模式3单元424；其中，模式0单元421接收第一称重台面1、第二称重台面2以及第三称重台面3测得的重量值，因此，模式0构成三台面轴组秤模式。模式1单元422接收第一称重台面1和第二称重台面2测得的重量值，因此，模式1对应于双台面轴重秤模式。模式2单元423接收第二称重台面2和第三称重台面3测得重量值，因此，模式2对应于一大一小轴组秤模式，此模式为相关技术中常见的轴组秤模式之一。模式3单元424接收第三称重台面3测得的重量值，因此，模式3对应于单台轴组秤模式，此模式为相关技术中常见的轴组秤模式之一。

模式选择子模块42中的各模式单元在接收对应的重量值后，计算并输出对应模式下的总重量值，这里的总重量值为对应模式下测得的当前车辆的重量值。

模式选择子模块42的输出端信号连接于第二数据处理模块，第二数据处理子模块43接收至少4个总重量值后，根据各模式的容错率等参数得出测量总重量值并输出。这里的“根据各模式的容错率等参数得出测量总重量值”可以通过取平均值等方式实现。

数据分析子模块44分别接收第一数据处理子模块41输出的轮胎重量值、模式选择子模块42输出的重量值及第二数据处理子模块43输出的重量值；由于本申请实施例中采用4中模式进行计算总重量值，因此极大地提高了信息冗余度；当某个承重台面内的传感器失效或其它原因造成数据异常时，数据分析子模块44将对故障主动分析，同时即时自动融合新模式下的数据，无缝降级；降级后的轴重秤依然可达到国标1级的称重精度，不影响车道通行。

应理解，若更换三个称重台面的位置，4个模式中需要的总重量值会有所调整，如将上述第三称重台面3设置为第一称重台面1和第二称重台面2之间，模式0不变，模式1可以第一称重台面1和第三称重台面3的测量数据为基础进行计算，模式2可以第三称重台面3和第二称重台面2的测量数据为基础进行计算，模式3可以第三称重台面3的测量数据为基础进行计算。

本申请实施例的实施原理为：当车辆驶入时，依次经过第一称重台面1、第二称重台面2及第三称重台面3，车辆的一侧轮胎还会在经过第三称重台面3前后分别经过第一子台面31和第二子台面32；各称重台面及子台面上的称重传感器输出测量数据，而后由控制模块4进行总重量值的计算，并得出最终的测量重量值。当重量值数据出现失效或者异常时，能够通过数据分析子模块44进行分析，同时不影响继续进行称重，不妨碍道路通行。

本申请实施例还公开多模式轴组轴重秤称重方法，通过上述多模式轴组轴重秤装置测量。参照图4，多模式轴组轴重秤称重方法包括以下步骤：

步骤一：获取第一称重台面1、第二称重台面2、第三称重台面3、第一子台面31及第二子台面32上称重传感器输出的信号。其中，各称重传感器输出的信号为电压信号。

步骤二：将电压信号转换为数字信号。通过模数转换器等方式，将测量获得的称重传感器的输出信号转换为数值格式的重量值，这里的模数转换为本领域技术人员所熟知的技术方案，不再赘述。需要注意的是，第一子台面31和第二子台面32测量的为上方经过的轮胎的重量值。

步骤三：按照不同模式计算总重量值。

详述的，模式0为三台面轴组秤模式，此时接收第一称重台面1、第二称重台面2、第三称重台面3三个台面测量的重量值，并进行计算，而后输出采用模式0计算的总重量值。

模式1为双台面轴重秤模式，此时接收第一称重台面1及第二称重台面2测量的重量值，并进行计算，而后输出采用模式1计算的总重量值。

模式2为一大一小轴组秤模式，此时接收第二称重台面2及第三称重台面3测量的重量值，并进行计算，而后输出采用模式2计算的总重量值。应注意，此时为相关技术中常见的轴组秤模式之一。

模式3为单台面轴组秤模式，此时接收第三称重台面3测量的重量值，并进行计算，而后输出采用模式3计算的总重量值。应注意，此时为相关技术中常见的轴组秤模式之一。

需要注意的是，本申请实施例中，4种模式为同时进行计算，并在计算后输出对应的总重量值。

步骤四：计算测量总重量值。获取4个模式下对应的总重量值，本申请实施例中可以通过去平均值的方式获得最终的测量总重量值。

步骤五：获取步骤二中第一子台面31和第二子台面32测量的轮胎重量值、步骤三中4种模式下测量的总重量及步骤四中计算的测量总重量值，并进行分析。这里的分析是指当某个承重台面内的传感器失效或其它原因造成数据异常时，对故障主动分析，同时即时自动融合新模式下的数据，无缝降级；降级后的轴重秤依然可达到国标1级的称重精度，不影响车道通行。

本申请实施例的实施原理为：同时采用4中模式进行重量计算，能够有效提高测量重量值计算的准确性，且在重量值数据出现失效或者异常时，能够通过数据分析子模块44进行分析，同时不影响继续进行称重，不妨碍道路通行。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，包括第一称重台面（1）、第二称重台面（2）、第三称重台面（3）及控制模块（4），所述第一称重台面（1）、所述第二称重台面（2）及所述第三称重台面（3）依次相邻设置，且所述第一称重台面（1）、所述第二称重台面（2）及所述第三称重台面（3）上均设置多个称重传感器，多个所述称重传感器信号连接于所述控制模块（4）；

所述控制模块（4）包括第一数据处理子模块（41）、模式选择子模块（42）以及第二数据处理子模块（43）；所述第一数据处理子模块（41）用于接收多个所述称重传感器的输出信号并转换为数字信号；所述模式选择子模块（42）用于接收数字信号，并根据不同的模式同时计算总重量值，所述不同的模式获取一个或者两个或者三个称重台面的测量值；所述第二数据处理子模块（43）用于根据多个重量值计算测量重量值。

2.根据权利要求1所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述第一称重台面（1）和所述第二称重台面（2）沿车辆行驶方向的长度相同，且所述第三称重台面（3）沿车辆行驶方向的长度大于所述第一称重台面（1）沿车辆行驶方向的长度。

3.根据权利要求2所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述模式选择子模块（42）包括：

模式0单元（421），接收所述第一称重台面（1）、所述第二称重台面（2）及所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式0的总重量值；

模式1单元（422），接收所述第一称重台面（1）和所述第二称重台面（2）上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式1的总重量值；

模式2单元（423），接收所述第二称重台面（2）和所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式2的总重量值；以及

模式3单元（424），接收所述第三称重上的称重传感器的输出信号，并计算采用模式3的总重量值。

4.根据权利要求3所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述第二数据处理子模块（43）同时接收所述模式0单元、所述模式1单元、所述模式2单元及所述模式3单元输出的总重量值，且所述第二数据处理子模块（43）根据设定的方式计算并输出测量总重量值。

5.根据权利要求2所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述第三称重台面（3）靠近所述第二称重台面（2）的一端设置有第一子台面（31），所述第三称重台面（3）远离所述第二称重台面（2）的一端设置有第二子台面（32），且所述第一子台面（31）和所述第二子台面（32）沿车辆行驶方向的长度均大于车辆轮胎与地面的接触长度。

6.根据权利要求5所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述第一子台面（31）与所述第二子台面（32）相同设置，所述第一子台面（31）沿垂直于车辆行驶方向的长度范围为第三称重台面（3）沿垂直于车辆行驶方向的长度的1/3～1/2。

7.根据权利要求1所述的多模式轴组轴重秤装置，其特征在于，所述控制模块（4）还包括数据分析子模块（44），所述数据分析子模块（44）信号连接于所述第一数据处理子模块（41）、模式选择子模块（42）以及第二数据处理子模块（43），用于接收测量数据或者计算后的各总重量值。

8.多模式轴组轴重秤称重方法，利用上述权利要求1-7任一所述的多模式轴组轴重秤装置进行测量，其特征在于，包括以下步骤：

获取多个称重传感器的输出信号；

按照不同模式计算总重量值；

基于多个模式下计算的总重量值，计算并输出测量总重量值。

9.根据权利要求8所述的多模式轴组轴重秤称重方法，其特征在于，所述不同模式包括：

模式0：获取所述第一称重台面（1）、所述第二称重台面（2）及所述第三称重台面（3）三个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；

模式1：获取所述第一称重台面（1）和所述第二称重台面（2）两个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；

模式2：获取所述第二称重台面（2）和所述第三称重台面（3）两个称重台面内称重传感器输出的信号，并计算总重量值；以及

模式3：获取所述第三称重台面（3）内称重传感器输出的信号，并计算总重量值。

10.根据权利要求8所述的多模式轴组轴重秤称重方法，其特征在于，还包括：

获取所述第一子台面（31）和所述第二子台面（32）内称重传感器的输出信号，并转换为对应的轮胎重量；

基于轮胎重量、4种模式下的总重量值以及测量总重量值，并进行分析。