CN211696653U - 车辆载荷的标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆载荷的标定装置，其特征是：包括标定平台、支柱、用于输出周期性脉动力的加力机构、施力梁和测力传感器；待标定车辆每个车轮附件均安装有形变传感器，用于检测每个车轮处弹簧的变形量；待标定车辆的每个车轮下方均设置有用于检测承载力的测力传感器；所述支柱安装在标定平台上，在支柱上转动安装施力梁，施力梁的一端通过加力机构支撑在标定平台上，施力梁的另一端支撑在待标定车辆上。本实用新型能够排除弹簧的静摩擦影响，采用周期性脉动的作用力进行标定，能够获取完整、准确的车辆负荷和弹簧变形的关系曲线。

Description

车辆载荷的标定装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆载荷的标定装置，尤其是一种能够实现车辆载荷与弹簧力变形精确标定的系统及标定方法。

背景技术

目前，国内外在汽车称重领域大多采用的是各种应力、应变、位移、角度传感器，进行有关参数测量。

现有技术中的一种技术方案是将地磅秤结构搬到车子上，货物作为货重，进行秤重。该种技术方案存在的问题是地磅秤对水平度有严格要求，在车上很难满足这方面的要求；特别是要求车辆为静态，但车子在运动过程中需要关注货物丢失，这种情况下该技术方案就无法满足。特别是动态情况下地磅秤的关键构件容易磨损，导致精度下降，困难很多。

近年随着传感器技术的进步，很多传感器测量精度得到提升，能反映负载引起参数的变化。测量车辆每个车轮的弹簧力变形，通过计算获取车辆的载荷量，这就需要首先确定汽车负载同弹簧变形的关系。传统测量载荷力和变形的关系采用的方式总是缓慢加力，施加的载荷力和弹簧变形的测量都是静态的。采用这种标定方式获取的负载和变形的关系在用于测量汽车负载时，单独加载和单独卸载时，载荷力和变形力的曲线完全不重合，如图1所示，只能作为参考，有时误差在15%以上。这是因为缓慢加载、卸载时，弹簧和车架间存在静摩擦，而静摩擦系数不是定值，摩擦是客观存在的，是无法回避的。

如何消除静摩擦在车辆载荷和弹簧变形关系的标定过程中的影响，对车辆在进行载荷测量的精确度提高有重大意义。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种车辆载荷的标定装置，用动摩擦排除弹簧的静摩擦影响，采用周期性脉动的作用力进行标定，能够获取完整、准确的车辆负荷和弹簧变形的关系曲线。

按照本实用新型提供的技术方案，所述车辆载荷的标定装置，其特征是：包括标定平台、支柱、用于输出周期性脉动力的加力机构、施力梁和测力传感器；待标定车辆每个车轮附近均安装有形变传感器，用于检测每个车轮处弹簧的变形量；待标定车辆的每个车轮下方均设置有用于检测承载力的测力传感器；所述支柱安装在标定平台上作为施力梁的转动支点，施力梁转动支撑在支柱上，施力梁的一端通过加力机构支撑在标定平台上，施力梁的另一端支撑在待标定车辆上。

进一步地，所述加力机构包括支架、凸轮、上传力块和油压缸，所述支架安装在标定平台上，在支架中安装上传力块、凸轮和油压缸，油压缸和上传力块上下活动式安装在支架中，油压缸动力输出端与上传力块连接，油压缸的下方转动设置凸轮，凸轮由转动驱动装置驱动实现周期性转动；所述凸轮转动使油压缸和上传力块周期性进行上下往复线性位移，输出周期性脉动力。

进一步地，所述待标定车辆位于标定轨道上，测力传感器设置在标定轨道上。

进一步地，所述凸轮通过凸轮轴转动安装在支架上，凸轮轴的动力输入端与转动驱动装置连接。

进一步地，所述转动驱动装置采用马达。

进一步地，所述标定平台采用可移动的车辆。

进一步地，所述加力机构上设有测力机构。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用的标定装置避免了传统测量力和变形都是静态的缺陷，利用动态的、围绕某个负荷值作周期性变化的脉动力施加在待标定车辆上，测量的变形也是动态围绕某个变形值作周期性变化，这样测量到的车辆负荷-变形关系标准曲线能够排除弹簧的静摩擦影响；由于动摩擦远小于静摩擦，而且摩擦系数值稳定，因而测量精度更准确。

附图说明

图1为现有技术中单独加载和单独卸载时的曲线示意图。

图2为本实用新型所述车辆载荷的标定装置的结构示意图。

图3为所述加力机构的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为实施例三的结构示意图。

附图标记说明：100-标定装置、110-标定轨道、120-标定平台、130-支柱、140-加力机构、141-支架、142-凸轮、143-上传力块、144-油压缸、145-活塞、146-凸轮轴、150-施力梁、170-测力传感器、201-标定平台、202-加力机构、203-测力传感器、204-脉动力发生器、205-施力装置、2021-支柱、2022-横梁、2023-丝杆升降机构、2024-加力支撑架、2041-凸轮、2042-凸轮的驱动机构、2-待标定车辆。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

如图2所示，为本实用新型所述车辆载荷的标定装置的结构示意图，所述标定装置100包括标定轨道110、标定平台120、支柱130、加力机构140、施力梁150测力传感器170；待标定车辆2车轮位于标定轨道110上，待标定车辆2每个车轮附件均安装有形变传感器，用于检测每个车轮处弹簧的变形量；在所述标定轨道110上设置用于检测承载力的测力传感器170，待标定车辆2的每个车轮下方均对应设置一个测力传感器170；在所述待标定车辆2的一侧布置标定平台120；所述支柱130安装在标定平台120上，在支柱130上转动安装施力梁150，施力梁150的两端分别位于标定平台120和待标定车辆2，施力梁150的一端通过加力机构140支撑在标定平台120上，施力梁150的另一端支撑在待标定车辆2上，加力机构140能够输出周期性的脉动力。所述标定系统100的工作原理为：标定平台120上的加力机构140向施力梁150的一端施加周期性的脉动力，施力梁150的另一端将该周期性的脉动力施加在待标定车辆2上，待标定车辆2的每个车轮下方的测力传感器170检测施加力，检测的施加力总和就是待标定车辆2的自重，每个测力传感器170测量到的力都是脉动力，围绕某一定值波动；同时，待标定车辆2每个车轮处的形变传感器检测相应的变形量，其得到的变形量也是围绕某一个值波动；将检测得到的施加力和检测得到的变形量绘制构成相应弹簧的变形-车载负荷标准曲线，每个弹簧均分别形成一条变形-车载负荷标准曲线，该变形-车载负荷标准曲线为动态曲线，能够排除弹簧的静摩擦影响。在对车辆进行载荷测时，车辆每个车轮的位移检测传感器检测位移量信息，该位移量信息与采用本实用新型所述标定装置得到的变形-车载负荷标准曲线进行比对，以获取车辆载荷。

如图3、图4所示，为能够提供周期性脉动力的加力机构140的结构示意图。所述加力机构140包括支架141、凸轮142、上传力块143和油压缸144，所述支架141安装在标定平台120上，在支架141中安装上传力块143、凸轮142和油压缸144，油压缸144和上传力块143上下活动式安装在支架141中，油压缸144通过活塞145与上传力块143连接，油压缸144的下方通过凸轮轴146转动设置凸轮142，凸轮轴146与马达连接，以驱动凸轮142周期性转动；所述油压缸144驱动活塞145对上传力块143施加作用力，在上传力块143向上施加作用的同时，凸轮142转动使油压缸144周期性进行上下往复线性位移。所述加力机构140的工作原理为：油压缸144通过活塞145对上传力块143施加作用力，凸轮142转动过程中，油压缸144和上传力块143进行上下往复线性位移，将施加力作用于施力梁150上，从而加于待标定车辆2上，脉动周期作用力就形成了。

所述标定平台120采用标定车辆，以便于标定平台的移动。

实施例二：

本实用新型所述车辆载荷的标定方法，具体包括以下步骤：

（1）动力加力机构140向施力梁150的一端施加周期性的脉动力，施力梁150的另一端将该周期性的脉动力施加在待标定车辆2上；该脉动力周期性的围绕一定值波动；所述周期性的脉动力用于模拟车辆的运动，脉动频率一般在1-2次/秒；

（2）待标定车辆2的每个车轮下方的测力传感器170检测该施加力，检测的施加力总和就是待标定车辆2的自重，每个测力传感器170测量到的力都是脉动力，围绕一定值波动；

（3）在向待标定车辆2施加周期性脉动力的同时，待标定车辆2每个车轮处的形变传感器检测弹簧的变形量，其得到的弹簧变形量也是围绕某一个值波动；

（4）将施加力和检测得到的变形量绘制构成弹簧的变形-车载负荷标准曲线，每个弹簧均分别形成一条变形-车载负荷标准曲线，该变形-车载负荷标准曲线为动态曲线，能够排除弹簧的摩擦影响。

实施例三：

如图5所示，为本实用新型所述车辆载荷的动态标定装置另一个实施例的示意图，所述标定装置包括标定平台201、加力机构202、测力传感器203、脉动力发生器204和施力装置205；待标定车辆在进行标定时位于标定平台201上，标定平台201的轨道架上设置测力传感器203，待标定车辆的每个轮胎30下方对应一个测力传感器203，用于检测每个轮胎（即板弹簧31）的承载力；所述待标定车辆的每个板弹簧31处均安装有形变传感器，用于检测每个车轮处板弹簧31的变形量；所述加力机构202包括由两侧支柱2021和顶部横梁2022构成的龙门架，在龙门架的横梁2022上安装有丝杆升降机构2023，施力装置205安装在丝杆升降机构2023的升降部件下端，本实施例中施力装置205采用液压缸；在待标定车辆的车架32上设置加力支撑架2024，施力装置205的输出端将作用力施加在加力支撑架2024上，以使板弹簧31受力；在所述施力装置205和加力支撑架2024之间设置能够上下移动的脉动力发生器204；所述脉动力发生器204包括凸轮2041和凸轮的驱动机构2042，凸轮2041由凸轮的驱动机构2042驱动实现周期性转动。本实施例的工作原理：所述施力装置205由丝杆升降机构2023根据不同车辆调节高度后，施力装置205向脉动力发生器204和加力支撑架2024施加作用力，使施加力作用在板弹簧31上；凸轮2041转动过程中，实现加力支撑架2024周期性的线性往复，实现周期性脉动力的输出。

本实用新型所述车辆载荷的标定装置采用动态的、围绕某个负荷值作周期性变化的施加力，测量和变形也是动态的、围绕某个变形值作周期性变化，使测量维持动态，由于动摩擦系数是比较稳定的，那么加载和卸载时的摩擦系数就始终是稳定的，这样测量得到的车辆负荷-变形标准曲线，无论是用于加载、卸载，都是重合的。

Claims (7)

1.一种车辆载荷的标定装置，其特征是：包括标定平台（120）、支柱（130）、用于输出周期性脉动力的加力机构（140）、施力梁（150）和测力传感器（170）；待标定车辆（2）每个车轮附近均安装有形变传感器，用于检测每个车轮处弹簧的变形量；待标定车辆（2）的每个车轮下方均设置有用于检测承载力的测力传感器（170）；所述支柱（130）安装在标定平台（120）上作为施力梁（150）的转动支点，施力梁（150）转动支撑在支柱（130）上，施力梁（150）的一端通过加力机构（140）支撑在标定平台（120）上，施力梁（150）的另一端支撑在待标定车辆（2）上。

2.如权利要求1所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述加力机构（140）包括支架（141）、凸轮（142）、上传力块（143）和油压缸（144），所述支架（141）安装在标定平台（120）上，在支架（141）中安装上传力块（143）、凸轮（142）和油压缸（144），油压缸（144）和上传力块（143）上下活动式安装在支架（141）中，油压缸（144）动力输出端与上传力块（143）连接，油压缸（144）的下方转动设置凸轮（142），凸轮（142）由转动驱动装置驱动实现周期性转动；所述凸轮（142）转动使油压缸（144）和上传力块（143）周期性进行上下往复线性位移，输出周期性脉动力。

3.如权利要求1所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述待标定车辆（2）位于标定轨道（110）上，测力传感器（170）设置在标定轨道（110）上。

4.如权利要求2所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述凸轮（142）通过凸轮轴（146）转动安装在支架（141）上，凸轮轴（146）的动力输入端与转动驱动装置连接。

5.如权利要求4所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述转动驱动装置采用马达。

6.如权利要求1所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述标定平台（120）采用可移动的车辆。

7.如权利要求1所述的车辆载荷的标定装置，其特征是：所述加力机构（140）上设有测力机构。

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