CN218271043U - 一种动态汽车衡的车载式动态校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，包括：运输车包括车头与车厢，车头与车厢固定连接，支撑腿机构与车厢固定连接，车厢的底板开设有通孔，动态力源加载机构固设于车厢内部，动态力源加载机构的输出轴与通孔滑动连接；动态力源加载机构的输出轴还与转接头固定连接，转接头与力传感器的上侧面固定连接，承压底板与力传感器的下侧面固定连接。本实用新型的优点在于：模拟车辆经过动态汽车衡时的加载情况，控制装置控制着动态力源加载机构的输出，动态汽车衡输出检测重量，相应地所述力传感器输出参考重量，实现对动态汽车衡的校准；运输车用于将动态力源加载机构运输到待校准的动态汽车衡，提高对动态汽车衡的校准效率。

Description

一种动态汽车衡的车载式动态校准装置

技术领域

本实用新型涉及汽车衡校准技术领域，具体地涉及一种动态汽车衡的车载式动态校准装置。

背景技术

动态汽车衡是一种带有承载器及引道，能够对行驶车辆进行自动称量，并确定车辆总质量和(或)轴载荷，且在某些情况下也能同时确定车辆的轴组载荷的自动衡器。

目前动态汽车衡的动态检定校准是根据检定规程JJG 907《动态公路车辆自动衡器》进行的，采用不同轴型的参考车辆在规定的速度范围内进行10次试验，并按照下面的要求进行：6次由承载器(秤台)的中心通过；2次由靠近承载器(秤台)的左侧通过；2次由靠近承载器(秤台)的右侧通过。应通过对参考车辆适当地加载或卸载，使参考车辆总质量和轴载荷(若需要)尽可能覆盖动态汽车衡的称量范围，在接近最大秤量Max(不得小于80％Max)、接近最小秤量Min和常用秤量进行动态试验。

该检定方法存在诸多问题：(1)参考车辆的质量无法覆盖动态汽车衡的称量范围，甚至无法达到动态汽车衡的最小秤量和最大秤量；(2)校准效率低，动态校准至少需要4种轴型的车，每种轴型试验10次，工作量大，效率低；(3)安全性差，动态校准需要在实际道路上进行测试，且最高速度达80km/h，遇到突发状况时，容易出安全事故；(4)检定的准确度低，由于是人为控制车辆，因此均无法保证两次行驶过程中的速度、加速度以及加载位置的一致性，因此无法保证校准过程的重复性和复现性。(5)因车辆行驶过程中的路面因素，车辆震动等干扰因素导致动态汽车衡校准过程的不准确性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，提高对动态汽车衡的校准效率。

本实用新型是这样实现的：一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，包括：

运输车、支撑腿机构、动态力源加载机构、转接头、力传感器与承压底板；

所述运输车包括车头与车厢，所述车头与所述车厢固定连接，所述支撑腿机构与所述车厢固定连接，所述车厢的底板开设有通孔，所述动态力源加载机构固设于所述车厢内部，所述动态力源加载机构的输出轴与所述通孔滑动连接；

所述动态力源加载机构的输出轴还与所述转接头固定连接，所述转接头与所述力传感器的上侧面固定连接，所述承压底板与所述力传感器的下侧面固定连接。

进一步地，所述支撑腿机构包括支撑底板、竖向伸缩组件与横向伸缩组件，所述横向伸缩组件的机体固设于所述车厢的外侧壁，所述横向伸缩组件的伸缩杆与所述竖向伸缩组件的机体固定连接，所述竖向伸缩组件的伸缩杆与所述支撑底板固定连接。

进一步地，所述车厢的外侧壁开设有储存槽，所述横向伸缩组件的机体位于所述储存槽且固定连接，所述竖向伸缩组件与所述支撑底板能收纳于所述储存槽。

进一步地，所述横向伸缩组件是电动推杆，所述竖向伸缩组件是多级油缸。

进一步地，所述支撑腿机构有四个，分别位于所述运输车的车厢的四个角落，所述动态力源加载机构位于车厢的中间位置。

进一步地，所述动态力源加载机构是直线电机。

本实用新型的优点在于：1、模拟车辆经过动态汽车衡时的加载情况，控制装置控制着动态力源加载机构的输出，动态力源加载机构在加载过程中，动态汽车衡输出检测重量，相应地所述力传感器输出参考重量，通过数据比对，实现对动态汽车衡的校准；运输车用于将动态力源加载机构运输到待校准的动态汽车衡，且在校准时运输车还起到支撑作用，降低人工劳动强度，提高对动态汽车衡的校准效率。2、支撑腿机构提高在校准过程中运输车的车身平衡性。3、支撑腿机构能收纳于车厢，节约空间。

附图说明

下面参考附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的车载式动态校准装置的结构示意立体图一。

图2是本实用新型的车载式动态校准装置的结构示意立体图二。

图3是本实用新型的车载式动态校准装置的结构示意平面主视图。

图4是图3中的A-A剖视图。

图5是本实用新型中承压底板、力传感器、转接头以及秤台的位置示意图。

图6是本实用新型中控制装置以及计算机的连接示意图。

图7是现有技术中参考车辆经过动态汽车衡的示意图。

图8是现有技术中动态汽车衡的二轴车加载情况的输出波形图。

图9是现有技术中动态汽车衡的多轴车加载情况的输出波形图。

图10是现有技术中动态汽车衡的加载区域示意图。

附图标记：运输车1；车头11；车厢12；储存槽121；动态力源加载机构2；输出轴21；转接头22；力传感器3；承压底板4；控制装置5；键盘51；计算机6；显示器61；支撑腿机构7；支撑底板71；竖向伸缩组件72；横向伸缩组件73；动态汽车衡8；基座81；秤台82；中间821；左边822；右边823；车辆9；前轴车轮91；后轴车轮92。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，解决了现有技术中采用真实车辆进行动态汽车衡的校准的缺点，实现了提高对动态汽车衡的校准效率的技术效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述缺点，总体思路如下：模拟车辆经过动态汽车衡时加载情况，制造车载式动态校准系统，制造车载式动态校准系统包括运输车、动态力源加载机构、力传感器、承压底板与控制装置；控制装置控制着动态力源加载机构的输出，动态力源加载机构在加载过程中，动态汽车衡输出检测重量，相应地所述力传感器输出参考重量，通过数据比对，得到所述动态汽车衡的动态称量误差，实现对动态汽车衡的校准；运输车用于将动态力源加载机构运输到待校准的动态汽车衡，在校准过程中，承压底板与动态汽车衡的秤台接触，而运输车的车轮是不与运态汽车衡的秤台接触。

与背景技术所记载的相比：(1)动态力源加载机构的加载力值F是由其输入电流值I决定，加载力值是模拟车辆的轴载荷，即行驶的车辆的车轮在动态汽车衡的秤台上时，对秤台施加的作用力；控制装置调整输入电流值I，从而调整加载力值F，这样就能有效地覆盖动态汽车衡的称量范围。(2)通过键盘输入参数，便捷地调整动态力源加载机构的加载情况，可以模拟不同轴型的车辆在动态汽车衡的加载情况。(3)由于不是采用真实的车辆对动态汽车衡的秤台进行加载，动态校准就无需在实际道路上进行测试，在校准过程中，运输车是停在动态汽车衡的位置，大幅度地降低安全事故的发生。(4)精确地调节动态力源加载机构的加载状态与加载位置，避免人为控制车辆时出现的参数偏差，保证校准过程的重复性和复现性。(5)避免车辆在路面行驶过程中出现车辆震动等干扰因素，提高动态汽车衡校准过程的准确性。(6)通过数据对比，实现对动态汽车衡的校准；无需使用真实车辆对动态汽车衡的秤台进行加载，提高对动态汽车衡的校准效率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参阅图1至图10，本实用新型的优选实施例。

在现有技术中，采用真实的参考车辆校准动态汽车衡时，示意图如图7所示，L为车辆的相邻两轴的轴距，此处相邻两轴的轴距是图中车辆的前轮中心轴与后轮中心轴的水平间距；l为动态汽车衡的秤台宽度，图8为二轴型车辆经过动态汽车衡时输出的波形图：第一列波形为车辆前轴车轮在动态汽车衡的秤台上时输出的波形，第二列波形为车辆后轴车轮在秤台上时输出的波形，其中t_1.1为车轮上秤台的时间，t_1.2是车轮完全在秤台上停留的时间，t_1.3为车轮下秤台的时间，加载脉冲时间t₁＝t_1.1+t_1.2+t_1.3，t_1.1与t_1.3的时间极短；相应的t₂＝t_2.1+t_2.2+t_2.3，t₁＝t₂＝l/v。时间T为车辆前后轴车轮进入秤台上的时间间隔，T＝L/v，v为车辆的行驶速度。动态汽车衡通过内部自带的动态处理算法处理t₁时刻波形数据得出前轴车轮所施加的轴重量m₁，处理t₂时刻的波形数据得出后轴车轮所施加的轴重量m₂后，将m₁和m₂相加后即为整车重量m；通常情况下，当车辆的重心不是在中间位置时，前轴车轮所施加的轴重量m₁与后轴车轮所施加的轴重量m₂是不一样的。对比参考车辆的静态时前轴、后轴、整车重量，即为动态秤重误差。此处参考车辆的静态，为车辆静止地停在动态汽车衡的秤台上的状态。

因此，为了保证本实用新型中动态力源加载机构的加载方式与参考车辆的加载方式一致，本实用新型的动态力源加载机构的加载输出是模拟参考车辆校准动态汽车衡时的加载波形，如图9所示，多轴车(2轴、3轴、4轴、5轴、6轴)的加载波形示意图。

本实用新型的动态汽车衡的车载式动态校准装置，包括：运输车1、支撑腿机构7、动态力源加载机构2、转接头22、力传感器3与承压底板4；所述运输车1包括车头11与车厢12，所述车头11与所述车厢12固定连接，所述支撑腿机构7与所述车厢12固定连接，所述车厢12的底板开设有通孔，所述动态力源加载机构2固设于所述车厢12内部，所述动态力源加载机构2的输出轴21与所述通孔滑动连接；所述动态力源加载机构2的输出轴21还与所述转接头22固定连接，所述转接头22与所述力传感器3的上侧面固定连接，所述承压底板4与所述力传感器3的下侧面固定连接。具体地所述转接头22与所述力传感器3通过螺栓锁紧连接。所述力传感器3与所述承压底板4也是通过螺栓锁紧连接。当力传感器3出现故障时，便于更换力传感器3。运输车1用于将动态力源加载机构2运输到待校准的动态汽车衡8，且在校准时运输车1还起到支撑作用。

所述动态力源加载机构2是直线电机。控制装置5与所述动态力源加载机构2电连接，控制装置5是现有技术。动态力源加载机构2的加载力值F是由输入电流值I决定，控制装置5通过调整输入电流值I，从而改变动态力源加载机构2的加载力值F。所述力传感器3是采用现有的高精度力传感器3，准确地检测出加载力值。

在校准的过程中，运输车1停在动态汽车衡8的位置，车厢12与动态力源加载机构2位于动态汽车衡8的秤台82上方，运输车1的车轮不与秤台82接触。支撑腿装置7支撑车厢12的作用，提高在校准过程中运输车1的车身平衡性。

控制装置5控制着动态力源加载机构2的输出，动态力源加载机构2的输出轴21向下移动，当承压底板4紧贴着秤台82并向下施加作用力时，即模拟了车辆9的车轮行驶在动态汽车衡8的秤台82上，此时动态汽车衡8输出检测重量，力传感器3输出参考重量，参考重量即检测出动态力源加载机构2的加载力值；当动态力源加载机构2取消加载力值，动态汽车衡8没有输出检测重量，力传感器3没有输出参考重量，即模拟了车辆9的车轮离开动态汽车衡8的秤台82。通过对比所述检测重量与所述参考重量，得到所述动态汽车衡8的动态称量误差，实现对动态汽车衡8的校准。

所述支撑腿机构7包括支撑底板71、竖向伸缩组件72与横向伸缩组件73，所述横向伸缩组件73的机体固设于所述车厢12的外侧壁，所述横向伸缩组件73的伸缩杆与所述竖向伸缩组件72的机体固定连接，所述竖向伸缩组件72的伸缩杆与所述支撑底板71固定连接。通过竖向伸缩组件72与横向伸缩组件73使支撑底板71产生横向与竖向的位置移动。控制装置还控制支撑腿机构7的工作状态。

所述车厢12的外侧壁开设有储存槽121，所述横向伸缩组件73的机体位于所述储存槽121且固定连接，所述竖向伸缩组件72与所述支撑底板71能收纳于所述储存槽121。控制装置5控制着横向伸缩组件73的伸缩杆先伸长，支撑底板71与竖向伸缩组件72离开储存槽121，然后竖向伸缩组件72的伸缩杆再伸长，支撑底板71向下移动并抵在动态汽车衡8的基座81上。当需要将支撑底板71与竖向伸缩组件72收纳起来时，控制装置5控制着竖向伸缩组件72的伸缩杆先缩短，从而支撑底板71向上移动，然后横向伸缩组件73的伸缩杆再缩短，支撑底板71与竖向伸缩组件72进入储存槽121。

所述横向伸缩组件73是电动推杆，控制装置5通过现有的电气系统控制着电动推杆；所述竖向伸缩组件72是多级油缸，控制装置5通过现有的液压系统控制着多级油缸。

所述支撑腿机构7有四个，分别位于所述运输车1的车厢12的四个角落，所述动态力源加载机构2位于车厢12的中间位置。有效地提高在校准过程中运输车1的车身平衡性。

还包括键盘51，所述键盘51与所述控制装置5电连接。通过键盘51输入参数，便捷地调整动态力源加载机构2的加载情况。参数包括车辆的轴型N、车辆的相邻两轴的轴距L、车辆的行驶速度v、秤台宽度l、加值力值F、加载脉冲时间t、间隔时间T。

还包括计算机6与显示器61，所述计算机6具有第一接口、第二接口与第三接口，所述第一接口与所述显示器61连接，所述第二接口与所述力传感器3连接，所述第三接口用于跟动态汽车衡8连接。计算机6接收动态汽车衡8输出的检测重量的数据以及接收力传感器3输出的参考重量的数据，然后将数据直观地显示在显示器61上，以及显示出动态汽车衡8的动态称量误差。

所述计算机6、显示器61以及所述控制装置5均位于所述车头11的内部。车头11为驾驶室，也是校准人员输入参数的地方。当校准人员在显示器61上看到校准结果后，校准人员就驾驶着运输车1离开动态汽车衡8，或者驾驶着运输车1调整承压底板4在秤台82上的位置。

本实用新型的动态汽车衡的车载式动态校准装置的工作方式：

S1、动态力源加载机构的标定：先将所述车载式动态校准装置行驶至标定位置，标定位置可以是平坦空旷的刚性地面；刚性地面比如是混凝土地面、岩石地面。再将所述承压底板4紧贴刚性地面，调整所述动态力源加载机构的输入电流值I，所述动态力源加载机构输出加载力值F，相应地力传感器3输出的参考重量M，参考重量M是加载力值F的检测值。由于所述动态力源加载机构的加载力值F是由输入电流值I决定，从而得到加载力值F与输入电流值I之间的函数关系F＝f(I)，将函数关系F＝f(I)储存在所述控制装置。例如，当I＝10A时，F＝50kN；即动态力源加载机构2的输入电流设定为10A时，动态力源加载机构2的输出轴21的输出加载力值为50kN，即力传感器3输出的参考重量也是50kN。这样只要往控制装置5输入所需的加载力值的参数，控制装置5根据此函数关系就自动地调整动态力源加载机构2的输入电流值，使动态力源加载机构2输出所需的加载力值。

S10、准备阶段：将车载式动态校准装置行驶至动态汽车衡8的位置，所述承压底板4位于所述动态汽车衡8的秤台82上方；运输车1停在动态汽车衡8的位置，并确认运输车1的车轮是不与秤台82接触。所述控制装置5依次控制所述横向伸缩组件73与所述竖向伸缩组件72，使所述支撑底板71从所述车厢12移动到所述动态汽车衡8的基座81上方，支撑底板71抵住所述动态汽车衡8的基座81。对于承压底板4与秤台82之间存在一段行程H的情况，需要进行预加载测试。

S11、预加载测试：所述动态力源加载机构2的输出轴21朝所述动态汽车衡8的秤台82方向移动一段行程H，如图5所示，直至所述承压底板4与所述动态汽车衡8的秤台82间隙为零，初始化控制装置5，然后所述动态力源加载机构2对所述动态汽车衡8的秤台82施加适当大小的力值F₀，保证所述承压底板4与所述动态汽车衡8的秤台82压紧贴合，此时所述力传感器3输出参考重量M₀，所述动态汽车衡8输出检测重量m₀，再同时对所述力传感器3与所述动态汽车衡8进行清零。预加载测试是为了保证动态力源加载机构2的输出端即承压底板4，与动态汽车衡8的秤台82实现无间隙接触，防止加载过程因空行程产生的冲击效应。

S20、设定参数：所述参数包括所述动态力源加载机构2的加载力值F、加载脉冲时间t与间隔时间T，将所述参数输入到所述控制装置5；

所述参数还包括车辆的相邻两轴的轴距L、车辆的行驶速度v、动态汽车衡8的秤台宽度l，所述加载脉冲时间t等于l/v，所述间隔时间T等于L/v。加载脉冲时间t即车辆9的车轮在动态汽车衡8的秤台82上行驶的时间。间隔时间T即车辆9的前轴车轮91离开动态汽车衡8的秤台82而车辆9的后轴车轮92还未进入动态汽车衡8的秤台82的时间。根据所要模拟的车辆9的情况，可测量出车辆9的相邻两轴的轴距L；动态汽车衡8的秤台82宽度是能直接测量；根据校准要求，设定车辆9的行驶速度v与加载力值F。对于二轴型的车辆，只有一个车辆的相邻两轴的轴距L。

所述参数还包括车辆的轴型N，N≥2，所述车辆的相邻两轴的轴距具体为L_j，1≤j≤N-1，N与j都是正整数，所述间隔时间具体为T_j，T_j＝L_j/v。对于三轴型以上的车辆，相应地有两个以上的车辆的相邻两轴的轴距。例如三轴型车辆：N＝3，车辆的相邻两轴的轴距为L₁、L₂；间隔时间为T₁与T₂。四轴型车辆：N＝4，车辆的相邻两轴的轴距为L₁、L₂、L₃；间隔时间为T₁、T₂、T₃。这样本实用新型的动态汽车衡8的非实物动态校准装置就能模拟多种轴型的车辆进行动态汽车衡8的校准。

所述参数还包括最小加载力值F_min与最大加载力值F_max，递增力值F_inc，所述加载力值F在最小加载力值F_min与最大加载力值F_max之间从小到大依次选取。最小加载力值F_min是动态汽车衡8的最小称量，最大加载力值F_max是动态汽车衡的最大称量。从而实现覆盖动态汽车衡的称量范围的动态加载。

S30、加载测试：所述控制装置5按照所述参数控制着所述动态力源加载机构2，使所述承压底板4对所述动态汽车衡8的秤台82施加向下的作用力；车辆9的车轮驶入动态汽车衡8的秤台82，对应着动态力源加载机构2输出加载力值使承压底板4对动态汽车衡8的秤台82施加向下的作用力；车辆9的车轮离开动态汽车衡8的秤台82，对应着动态力源加载机构2取消输出加载力值。

S40、校准测试：所述动态汽车衡8输出检测重量m，相应地所述力传感器3输出参考重量M，对比所述检测重量m与所述参考重量M，得到所述动态汽车衡8的动态称量误差；力传感器3输出参考重量M是与设定参数的加载力值F一致。对于模拟二轴车的情况，输入关于二轴车的参数后，经过加载测试，动态汽车衡8输出的前轴车轮91对应的检测重量m₁，后轴车轮92对应的检测重量m₂，m₁+m₂即为二轴车的整车重量。对比力传感器3输出的前轴车轮91对应的参考重量M₁，后轴车轮92对应的参考重量M₂，整车重量M₁+M₂。即为二轴型车辆9在某一速度下的动态汽车衡8的动态称量误差，改变轴型数据和速度数据后再进行测试，则得出动态汽车衡8在不同轴型和不同速度下的称量误差。

S41、重复性测试：重复S30至S40多次，并记录测试的结果，计算出重复性误差。即模拟真实的车辆9多次驶过动态汽车衡8的秤台82。由于取消真实的车辆9对动态汽车衡进行校准，通过在控制装置5设置测试次数的参数，采用动态汽车衡8的非实物动态校准装置是非常便捷高效地进行重复性测试。

S42、偏载测试：所述动态汽车衡8的秤台82划分为多个加载区域，调整所述车载式动态校准装置的位置，使所述承压底板4处于不同的加载区域，转到S30；当所有的加载区域都测试了，转到S50。如图10所示，将秤台82划分为三个加载区域，即中间821、左边822、右边823。模拟真实的车辆9从秤台82的中间821、左边822、右边823行驶。将动态力源加载机构2与承压底板4的位置调整到秤台82的中间821、左边822、右边823。通过驾驶运输车1调整动态力源加载机构2与承压底板4的位置，在驾驶运输车1之前先将支撑腿装置7收起来；在确认好位置后，再将支撑腿装置7放置在动态汽车衡8的基座81上。

S50、完成所述动态汽车衡8的校准。驾驶着运输车1离开动态汽车衡8，无需人工搬运动态力源加载机构2，运输车1与运动态力源加载机构2作为一个整体的产品，大幅度地提高动态汽车衡8的校准效率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，包括：

运输车、支撑腿机构、动态力源加载机构、转接头、力传感器与承压底板；

所述运输车包括车头与车厢，所述车头与所述车厢固定连接，所述支撑腿机构与所述车厢固定连接，所述车厢的底板开设有通孔，所述动态力源加载机构固设于所述车厢内部，所述动态力源加载机构的输出轴与所述通孔滑动连接；

所述动态力源加载机构的输出轴还与所述转接头固定连接，所述转接头与所述力传感器的上侧面固定连接，所述承压底板与所述力传感器的下侧面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，所述支撑腿机构包括支撑底板、竖向伸缩组件与横向伸缩组件，所述横向伸缩组件的机体固设于所述车厢的外侧壁，所述横向伸缩组件的伸缩杆与所述竖向伸缩组件的机体固定连接，所述竖向伸缩组件的伸缩杆与所述支撑底板固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，所述车厢的外侧壁开设有储存槽，所述横向伸缩组件的机体位于所述储存槽且固定连接，所述竖向伸缩组件与所述支撑底板能收纳于所述储存槽。

4.根据权利要求2所述的一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，所述横向伸缩组件是电动推杆，所述竖向伸缩组件是多级油缸。

5.根据权利要求1所述的一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，所述支撑腿机构有四个，分别位于所述运输车的车厢的四个角落，所述动态力源加载机构位于车厢的中间位置。

6.根据权利要求1所述的一种动态汽车衡的车载式动态校准装置，其特征在于，所述动态力源加载机构是直线电机。

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