CN203011507U - 车辆衡 - Google Patents

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符强
周谦
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Abstract

本实用新型涉及一种车辆衡,其中在车辆衡的上下秤端各安装有一个轴识别装置,轴识别装置安装在车辆衡上,包括支撑台及其下方的轴识别传感器。轴识别传感器分为两组,车辆正向行驶时首先受力的一组称为上轴识别传感器组,另一组称为下轴识别传感器组。轴识别传感器的重量输出信号分别传输到控制装置,经控制装置处理后,上轴识别传感器的输出形成上轴信号,下轴识别传感器的输出形成下轴信号。控制装置根据上轴信号及下轴信号的时序关系判断车辆行驶方向、倒轴及倒车,从而获得轴数。另外,根据上轴识别传感器组和下轴识别传感器组之间的距离,以及上轴信号和下轴信号之间的时间,即可计算出轴速。轴重根据车辆衡的重量变化获得。

Description

车辆衡
技术领域
[0001] 本实用新型涉及车辆衡及其计量方法,尤其涉及电子车辆衡及其计量方法。
背景技术
[0002] 在港口及公路超载超限等领域,需要在仪表或计算机上得到整车重量外,还需要知道车辆的轴重、轴数,用来分析汽车货物装载情况、轴重是否超限,保障车辆行驶安全及道路保护。而一般的整车计量的车辆衡只能提供整车重量,无法实现过衡车辆轴数、轴重的判断,同时也无法判断车辆在车辆衡上是否倒轴或倒车。倒轴和倒车在高速公路超载超限是必须要解决的,由于超载超限除了需要知道车辆衡总重外,还需要准确知道轴数、轴重,否则就会引起公路收费站和被收费人之间争议,产生矛盾。
[0003]目前一般轴识别器和车辆衡是分开独立安装,不是和汽车衡一体,容易损坏,不易维护。即便有轴识别装置安装在车辆衡上,也是简单计轴数,无法判断倒轴、倒车。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种车辆衡及其计量方法,其具有计轴数、轴重及判倒轴倒车功能。
[0005] 为实现所述目的的车辆衡,其特点是,包括在车辆衡的秤体上安装的轴识别装置;轴识别装置安装在车辆衡的秤体上,包括支撑台及其下方的轴识别传感器;各轴识别装置的轴识别传感器分为两组,车辆正向行驶时首先受力的一组称为上轴识别传感器组,另一组称为下轴识别传感器组;轴识别传感器的重量输出信号分别传输到控制装置,经控制装置处理后,上轴识别传感器的输出形成上轴信号Sm,下轴识别传感器的输出形成下轴信号S’m,控制装置根据上轴信号Sm及下轴信号S’m的时序关系判断行驶方向、倒轴及倒车,从而获得轴数,另外,根据上轴识别传感器组和下轴识别传感器组轴线之间的距离,以及上轴信号和下轴信号之间的时间,计算出轴速,并根据车辆衡的重量变化获得轴重。
[0006] 所述的车辆衡的较佳实施例中,在车辆衡秤体的上秤侧和/或下秤侧安装有所述轴识别装置。
[0007] 所述的车辆衡的较佳实施例中,轴识别装置由秤体的端板固定支撑,该端板设置在该秤体的车辆上秤侧和/或下秤侧。
[0008] 所述的车辆衡的较佳实施例中,所述轴识别装置的支撑台具有一个、2个或多个台面。
[0009] 所述的车辆衡的较佳实施例中,所述台面其一端通过I个、2个或多个轴识别传感器支撑在车辆衡的秤体上,另一端固定在车辆衡的秤体的端板上。
[0010] 所述的车辆衡的较佳实施例中,所述台面的两端都使用轴识别传感器支撑。
[0011] 一种所述的车辆衡的计量方法,其特点是,包括以下步骤:
[0012] A)判断是否有倒轴
[0013] 设上轴信号为Sm,下轴信号为S’m,m为大于I的整数,则车辆向前行驶时,轴识别装置产生的波形的正常时序为SmS’ m,若波形的时序存在S’ mSm,则说明发生了倒轴,通过计算S’ mSm的个数,得到倒轴数为Q ;
[0014] B )判断轴数
[0015] 控制装置实时计算车辆通过时SmS’m及S,mSm的总个数T,减去倒轴数Q,得到车辆实际轴数M,M=K-Q ;
[0016] C)计算轴重
[0017] 轴重由车辆衡的重量变化获得,由控制器对整秤重量输出波形进行处理,
[0018] 从第I轴完全上秤后到第(i + 1)轴上秤前,在整秤重量输出信号中寻找并建立相应的波形平坦区,设平坦区包含n个点,每个点的重量分别为Wil、Wi2……Win,计算們=(們1+們2+〜+們11)/11,其中I为整数,I彡i ( k(k为车辆总轴数),Wi即为第i个轴完全上秤后到第(i+1)轴上秤前的整秤重量数据,则第I轴的重量为Zl=Wl,第2车轴的重量为Z2=W2-ffl,……第j轴的重量为Zj=Wj-W(J-1),2彡j彡k,整车重量为Wk0
[0019] 所述的计量方法的较佳实施例中,Sm或S’m的信号宽度时间即为车轴通过轴识别装置的时间,假设该信号宽度为T,上轴识别传感器和下轴识别传感器之间的距离为L,则第m车轴的轴速=(L/T) * q,其中T = a/f,f为所述控制装置对信号S’ m或Sm的采样频率,a为在T内的S’ m或Sm采样个数,q为速度修正系数。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型实施例中车辆衡的平面图。
[0021] 图2是本实用新型实施例中车辆衡的左视图。
[0022] 图3是图2中A处的局部放大视图。
[0023] 图4是本实用新型实施例中车辆衡的各传感器布局原理的侧视图。
[0024] 图5是本实用新型实施例中车辆衡的各传感器布局原理的平面图。
[0025] 图6是本发明实施例中控制装置的原理图。
[0026] 图7显示本发明实施例中控制装置的信号处理原理,为一辆四轴车正常通过车辆衡的时序波形图。
[0027] 图8显示本发明实施例中控制装置的信号处理原理,为一辆五轴车正常通过车辆衡的时序波形图。
具体实施方式
[0028] 如图1、图4、图5所示,在车辆衡I的秤体左侧增加轴识别装置2,也可以在位于车辆衡上秤端和下秤端分别安装轴识别装置2。轴识别装置2的工作原理与车辆衡I的工作原理相似,其包括支撑台22 (相当于秤体)和设置在支撑台22下方的轴识别传感器231、232 (相当于重量传感器)。轴识别装置2是由车辆衡I的秤体10固定支撑。如图2和图3所示,轴识别装置2与车辆衡I的连接方式采用螺栓24固定,在轴识别装置2的支撑台22的中间开孔,车辆衡I的秤体的端板中间的安装座23上焊有带螺纹孔的圆形座,利用螺栓24直接将轴识别装置2与汽车衡I的支撑端板23连接固定,采用机械防松装置。车辆在上秤过程中先压到轴识别装置2,通过轴识别装置2的传感器感应信号来计算和判断轴数和轴重。[0029] 如图6所示,车辆衡I还包括控制装置3,控制装置3接收轴识别传感器231、232以及重量传感器12的输出信号。
[0030] 如图5所示,轴识别装置2的轴识别传感器231、232分为两组,一组为上轴识别传感器231,另一组为下轴识别传感器232,车辆在上秤时先驶过上轴识别传感器231,上轴识别传感器231先输出峰值,随后车辆驶过下轴识别传感器232,以使下轴识别传感器232输出峰值。
[0031] 图4和图5为各传感器布置图,其显示了轴识别传感器和车辆衡传感器的逻辑位置,图7为控制装置3的信号处理原理图,它表示了一辆四轴车正常通过车辆衡的时序波形图,其中横坐标为时间轴,以采样点数表示,即表示第一转换通道310或者第二转换通道312或第三转换通道323的信号采样点数,纵坐标为重量(这里不是实际重量,需要乘比例因子),图7下部波形表示轴识别传感器的信号(上轴信号、下轴信号),图7上部波形表示车辆衡传感器的重量信号,图7清楚地显示了两者的对应时序关系。参照图4、5和图6,将轴识别装置的上轴识别传感器231的一组信号称为上轴信号,用Sm表示;将下轴识别传感器232的一组信号称为下轴信号,用Sm’表示,这里m为大于等于I的整数。
[0032] 正常过车时,车辆从图5的左侧驶上车辆衡1,一根车轴通过轴识别装置2会产生2个信号Sm和S’m。图7中,tl、t2、t3及t4分别表示轴1、轴2、轴3及轴4的上秤时刻。轴I上秤通过轴识别装置2时,顺次产生上轴信号SI (由上轴识别传感器231产生)及下轴信号S' I (由下轴识别传感器232产生),同时在车辆衡上产生重量信号W1。由于SI在前,S' I在后,说明轴I为正向过车,轴数加I。同时,控制装置3判别出tl和t2间整车重量信号的平坦区,利用滤波算法就可以得到整车重量W1,即轴I的轴重Z1。
[0033] 同样,轴2上秤时,会在轴识别装置2上产生上轴信号S2及下轴信号S’ 2,同时在车辆衡上产生整车重量W2。由于S2在前,S’2在后,说明轴2为正向过车,轴数加I。同时,控制装置3判别出t2和t3间整车重量信号的平坦区,利用滤波算法就可以得到整车重量W2,轴2的重量Z2=W2-W1。以此类推,即可得到轴3的重量Z3=W3_W2,轴4的重量Z4=W4_W3,而车辆的总重W,e、= W4。
[0034] 图6中控制装置3的信号处理流程如下。所有传感器231的信号通过第一转换通道310合成一个信号输出到轴识别处理组件31的微控器314,所有传感器232的信号通过第二转换通道232合成一个信号输出到微控器314,微控器314则将上轴信号Sn的有无、下轴信号Sn’的有无通过数据总线传递到主控器33。同样的,重量传感器12的信号输出到接线盒35 (某些型号的重量传感器可省略接线盒),接线盒35再将各重量信号经第三转换通道323合成为一个重量信号输出到车辆衡称重组件32的微控器324,微控器324再将重量信号传递到主控器33,主控器33根据收到的上轴信号、下轴信号以及重量信号及其信号的时序关系进行后述步骤的处理。
[0035] I)计算轴数、轴重和总重
[0036] 假设整车重量的波动不超过5个e时就认为是平坦区,其中e为车辆衡的分度值,设e=20kg,那么只要取tl和t2间重量波动在±5e,即土 IOOkg范围内的数据。
[0037]计算 Wl= (ffl 1+W12+W13+— +Win) /n
[0038] Wl:第一轴轴重
[0039] W11,W12,• • •,Wln:波形平坦区重量数据[0040] n:重量数据个数
[0041 ] 同理,可以根据S2和S2 ’、S3和S3 ’、S4和S4 ’判断出第2、3、4轴,也就是这辆车为四轴车,同时可以计算出第2、3、4轴的在车辆衡上时的重量W2、W3、W4 ;此时:
[0042]第二轴重量=W2_W1 ;
[0043] 第三轴重量=W3_W2 ;
[0044] 第四轴重量=W4_W3 ;
[0045] 整车重量=W4
[0046] 2)计算轴速
[0047] 按照图5和图7可以看出,SI或SI,的信号宽度时间基本就等于车轴通过轴识别装置2的时间,假设该信号宽度为T,同侧的传感器231和传感器232之间的距离为L,则,
[0048]轴 I 的轴速=(L/T)*K
[0049] T=n/f
[0050] f:轴识别处理单元板采样频率
[0051] n:轴识别装置信号SI或SI’的采样个数
[0052] K:速度修正系数,K可以通过实验来确定(例如可以通过已知轴速和车辆轴速带入前面的公式而确定)
[0053] 同理,可以计算得到轴2、轴3、轴4的轴速。
[0054] 3)判倒轴和倒车
[0055] 参照图8,车辆第一轴上衡后又倒车下衡,然后再正常过秤。此时轴识别装置2产生的完整波形时序为:S1S1’ S2’ S2S3S3’ S4S4’ S5S5’ S6S6’。参照图5,由于S表示上轴信号,S,表下轴信号,正常时序必须先有S,然后产生S,信号,若先有S,再有S信号,就表明有倒轴情况产生。所以,控制装置3可以判断S1S1’S2’S2为轴I上秤后又倒车下秤,实际需要的信号为S3S3’S4S4’S5S5’S6S6’,可以判断轴数为4,不会产生多轴现象,无需将车辆全部退出车辆衡再上衡重称。其余计算可以参见上面I)和2)部分。
[0056] 按前述实施例可知,假设一辆四轴车通过轴识别装置2,完整波形时序为:S1S1,S2S2,S3S3,S4S4’,若上车辆衡后完全倒车,则整个波形为SlSlj S2S2,S3S3,S4S4,S5,S5S6,S6S7,S7S8,S8,控制装置3记录为进轴1、进轴2、进轴3、进轴4、倒轴1、倒轴2、倒轴3、倒轴4,根据该信号,判断为全倒车,仪表自动删除该笔数据,等待下次称重。
[0057] 轴识别装置2亦可以安装在车辆衡下秤端使用,起到计下秤轴数的作用,同样可判断倒轴,即车轴下秤后又倒车上秤的现象,处理方法同上。
[0058] 在整个计重收费实施方案中,还须结合光幕、地感线圈等其它设备,能满足超载超限计重收费、港口码头、无人值守称重等领域的需要。

Claims (6)

1.一种车辆衡,其特征在于,包括在车辆衡的秤体上安装的轴识别装置;轴识别装置安装在车辆衡的秤体上,包括支撑台及其下方的轴识别传感器;各轴识别装置的轴识别传感器分为两组,车辆正向行驶时首先受力的一组称为上轴识别传感器组,另一组称为下轴识别传感器组;轴识别传感器的重量输出信号分别传输到控制装置,经控制装置处理后,上轴识别传感器的输出形成上轴信号Sm,下轴识别传感器的输出形成下轴信号S’ m,控制装置根据上轴信号Sm及下轴信号S’m的时序关系判断行驶方向、倒轴及倒车,从而获得轴数,另外,根据上轴识别传感器组和下轴识别传感器组轴线之间的距离,以及上轴信号和下轴信号之间的时间,计算出轴速,并根据车辆衡的重量变化获得轴重。
2.如权利要求1所述的车辆衡,其特征在于,在车辆衡秤体的上秤侧和/或下秤侧安装有所述轴识别装置。
3.如权利要求1所述的车辆衡,其特征在于,轴识别装置由秤体的端板固定支撑,该端板设置在该秤体的车辆上秤侧和/或下秤侧。
4.如权利要求3所述的车辆衡,其特征在于,所述轴识别装置的支撑台具有一个、2个或多个台面。
5.如权利要求4所述的车辆衡,其特征在于,所述台面其一端通过I个、2个或多个轴识别传感器支撑在车辆衡的秤体上,另一端固定在车辆衡的秤体的端板上。
6.如权利要求4所述的车辆衡,其特征在于,所述台面的两端都使用轴识别传感器支撑。
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