CN214583586U

CN214583586U - 一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统

Info

Publication number: CN214583586U
Application number: CN202120563498.8U
Authority: CN
Inventors: 付宏勋; 乔欢波; 张宇; 梁学萌; 王岩; 刚宪约
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2031-03-19

Abstract

本实用新型提供一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统，本半挂车车载称重系统包括车载称重端和远程控制端。车载称重端包括激光位移传感器、控制器、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯。远程控制端包括上位机、无线传输模块、显示屏、键盘和话筒。车载称重端用于数据的采集、传输、处理、计算、显示。将得到的载重量传至远程控制端，可以实时对车辆进行监测，当车辆超载时，相关的工作人员可以用话筒发送语音消息或者通过键盘发送文字消息来提醒驾驶员，从而从源头上避免超载。本实用新型的优点在于，可以实时检测车辆的载重量，所采用的的激光位移传感器精度高、误差小，保证了重量值的准确测量。

Description

一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统

技术领域

本实用新型涉及半挂车的重量测量领域，特别涉及一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统。

技术背景

由于半挂车的车身比较长，体积比较大，载重量较重，一般的小型地磅很难对其称重，因此在装满货后，需要到有大型地磅的地方才能进行称重，这样一来，受到地磅位置的限制，不能做到随时随地对半挂车的载重量进行称重。

半挂车车主为了赚到更多的利润，他们通常会超载，这样不仅会给路面造成严重的损害，而且还会对自身的安全造成威胁，因此，有效控制车辆的载重具有至关重要的作用。

实用新型内容

为了解决上述技术背景出现的问题，设计出一种车载称重系统，在不需要车辆上地磅，即可实时检测车辆的载重，并将载重信息显示在显示屏上，还可以将测量的数据上传到后台，实时监测车辆是否超载，当车辆超载后，后台相关工作人员可以通过话筒发送语音指令，通过键盘发送文字消息，同时，与控制器相连的报警指示灯闪烁、喇叭发出响声、显示屏上显示超载的信息，从源头上解决车辆的超载问题，从而保证驾驶员的行车安全。

为了解决上述的问题，本实用新型采用的技术方案如下所述：

一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统，其特征在于，所述半挂车车载称重系统包括车载称重端和远程控制端；所述车载称重端与远程控制端通过无线连接。

进一步地，所述车载称重端包括测量模块、CAN总线、控制器、电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯。

进一步地，所述测量模块包括激光位移传感器，所述激光位移传感器用来测量钢板弹簧的变形量；控制器通过CAN通信协议与测量模块进行通信，读取测量模块中激光位移传感器测出的数据，并进行计算得出半挂车的承载重量；所述显示屏用来显示载重量的数值和远程控制端发送的指令信息；所述定位模块用于车辆位置的实时获取；所述喇叭和报警指示灯用于在车辆超载时提醒驾驶员；所述无线传输模块用于实现所有信息的接收和发送；所述的电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯均与控制器相连。

进一步地，所述测量钢板弹簧变形量的方式分为两种，一种是对单轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧中心点到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量；另一种是对双轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧两端的支架到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量。

进一步地，所述激光位移传感器外面有保护装置，所述保护装置由上、下底板和连接装置组成，激光位移传感器装在上底板中心位置，对于单轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板安装在每个钢板弹簧最上片板簧的中心点上；对于双轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板安装在两侧钢板弹簧两端的支架上；所述上底板安装在下底板正上方的车架上，上下底板的中心在同一条直线上；所述连接装置用于连接上下底板。

进一步地，所述电源模块起降压的作用，为系统提供稳定的电压。

进一步地，所述远程控制端包括上位机、无线传输模块、显示屏、键盘和话筒。

进一步地，所述上位机用来发送操控命令；所述无线传输模块用于接收和发送信息；所述显示屏用于显示车辆的位置信息和载重信息；所述键盘用于文字指令的发送；所述话筒用于语音消息的发送；所述的远程控制端与无线传输模块连接。

进一步地，所述车载称重端的无线传输模块与所述的远程控制端的无线传输模块通过GPRS网络连接。

所述的车载称重系统需要在标定以后才能使用。标定的过程最好在水平路面上进行，这样可以保证标定的准确性。所述激光位移传感器用来测量钢板弹簧的变形量，通过标定可以计算出每个钢板弹簧的刚度，之后，把各个钢板弹簧的刚度输入车载称重端的控制器内，标定完成，系统就可以正常工作。具体的标定过程如下：

整车钢板弹簧的数量为10个，对于单轴支撑的钢板弹簧而言，数量为8个，设钢板弹簧的刚度分别为Ki(i＝1,2,……,8)，对于双轴支撑的钢板弹簧而言，数量为2个，设钢板弹簧刚度的一半分别为Ki(i＝9,10,11,12)，12个激光位移传感器采集的数据为X_j,i(i,j＝1,2,……,12)，系统供电后，每次以100N的力加载，加载12次后，即可得到一个非齐次线性方程：

通过解上述方程即可得到每个钢板弹簧的刚度。

附图说明

图1为本实用新型半挂车车载称重系统结构组成示意图；

图2为本实用新型半挂车车载称重系统激光位移传感器保护装置示意图；

图3为本实用新型半挂车车载称重系统单轴支撑激光位移传感器安装位置示意图；

图4为本实用新型半挂车车载称重系统双轴支撑激光位移传感器安装位置示意图。

图中各个部件的标号分别为：1-上底板；2-激光位移传感器；3-连接装置；4-下底板；5-车架；6-钢板弹簧。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明,但本实用新型并不局限于这些实施例。

如图1所示，所述半挂车车载称重系统由车载称重端和远程控制端两大部分组成。所述车载称重端包括测量模块、CAN总线、控制器、电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯。所述测量模块包括激光位移传感器，所述激光位移传感器用来测量钢板弹簧的变形量；控制器通过CAN通信协议与测量模块进行通信，读取测量模块中激光位移传感器测出的数据，并进行计算得出半挂车的承载重量；所述显示屏用来显示载重量的数值和远程控制端发送的指令信息；所述定位模块用于车辆位置的实时获取；所述喇叭和报警指示灯用于在车辆超载时提醒驾驶员；所述无线传输模块用于实现所有信息的接收和发送；所述的电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯均与控制器相连。所述远程控制端包括上位机、无线传输模块、显示屏、键盘和话筒。

所述测量钢板弹簧变形量的方式分为两种，一种是对单轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧中心点到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量；另一种是对双轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧两端的支架到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量。

如图2所示，所述激光位移传感器2外面有保护装置，所述保护装置由上底板1、下底板4和连接装置3组成，激光位移传感器装在上底板1中心位置，如图3所示，对于单轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板4安装在每个钢板弹簧最上片板簧的中心点上；如图4所示，对于双轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板 4安装在两侧钢板弹簧6两端的支架上；所述上底板1安装在下底板4正上方的车架5上，上底板1和下底板4的中心在同一条直线上；所述连接装置3由可压缩的材料制成，用于连接上底板1和下底板4，当钢板弹簧6发生变形时，所述连接装置3可随上底板1和下底板4发生压缩或伸张。

所述电源模块起降压的作用，为系统提供稳定的电压。

所述上位机用来发送操控命令；所述无线传输模块用于接收和发送信息；所述显示屏用于显示车辆的位置信息和载重信息；所述键盘用于文字指令的发送；所述话筒用于语音消息的发送；所述的远程控制端与无线传输模块连接。

所述车载称重端的无线传输模块与所述的远程控制端的无线传输模块通过 GPRS网络连接。

本实施例中，控制器通过CAN通信协议与测量模块进行通信，读取测量模块中激光位移传感器测出的数据，并进行计算得出半挂车的承载重量；并在显示屏上显示，根据显示屏显示的数据与系统设定的限定值比较来判断车辆是否超载，若车辆超载，与控制器相连的喇叭发出响声，报警指示灯闪烁，同时将载重量的数值通过车载称重端的无线传输模块发出，远程控制端的无线传输模块接收，并将接收到的数据在远程控制端的显示屏上显示，同时显示屏上显示“超载”的字样，相关的工作人员可以用话筒发送语音消息或者通过键盘发送文字消息来提醒驾驶员，从而从源头上避免超载，使相关的工作人员可以实时获取车辆的相关信息。

Claims

1.一种基于激光位移传感器的半挂车车载称重系统，其特征在于，所述半挂车车载称重系统包括车载称重端和远程控制端；所述车载称重端与远程控制端通过无线连接；所述车载称重端包括测量模块、CAN总线、控制器、电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯；所述测量模块包括激光位移传感器，所述激光位移传感器用来测量钢板弹簧的变形量；所述控制器通过CAN通信协议与测量模块进行通信，读取测量模块中激光位移传感器测出的数据，并进行计算得出半挂车的承载重量；所述显示屏用来显示载重量的数值和远程控制端发送的指令信息；所述定位模块用于车辆位置的实时获取；所述喇叭和报警指示灯用于在车辆超载时提醒驾驶员；所述无线传输模块用于实现所有信息的接收和发送；所述电源模块、无线传输模块、定位模块、显示屏、喇叭和报警指示灯均与控制器相连。

2.根据权利要求1所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述激光位移传感器测量钢板弹簧变形量的方式分为两种，一种是对单轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧中心点到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量；另一种是对双轴支撑的钢板弹簧测量，通过测量车架承载时最上片板簧两端的支架到车架之间的距离得到钢板弹簧的变形量。

3.根据权利要求1所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述激光位移传感器外面有保护装置，所述保护装置由上、下底板和连接装置组成，激光位移传感器装在上底板中心位置，对于单轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板安装在每个钢板弹簧最上片板簧的中心点上；对于双轴支撑的钢板弹簧而言，所述下底板安装在两侧钢板弹簧两端的支架上；所述上底板安装在下底板正上方的车架上，上下底板的中心在同一条直线上；所述连接装置用来连接上下底板。

4.根据权利要求1所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述电源模块起降压的作用，为系统提供稳定的电压。

5.根据权利要求1所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述远程控制端包括上位机、无线传输模块、显示屏、键盘和话筒。

6.根据权利要求5所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述上位机用来发送操控命令；所述无线传输模块用于接收和发送信息；所述显示屏用于显示车辆的位置信息和载重信息；所述键盘用于文字指令的发送；所述话筒用于语音消息的发送；所述的远程控制端与无线传输模块连接。

7.根据权利要求1所述半挂车车载称重系统，其特征在于，所述车载称重端的无线传输模块与所述远程控制端的无线传输模块通过GPRS网络连接。