KR20100044604A

KR20100044604A - 차량의 적재하중 측정장치

Info

Publication number: KR20100044604A
Application number: KR1020080103805A
Authority: KR
Inventors: 강성봉
Original assignee: 강성봉
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-04-30

Abstract

본 발명의 차량의 적재하중 측정장치는 차체와 판스프링 및 자축에 사이에 스트레인 게이지가 포함된 측정장치를 설치하여, 차체에 적재된 화물의 감도를 최대한 확보함과 아울러 주변환경에 따라 온도 보상이 이루어져 정확한 화물의 하중을 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 적재하중 측정장치{Loadage measure equipment}

본 발명은 차량의 적재하중 측정장치에 관한 것으로, 더 상세히는 차체와 판스프링 및 차축에 스트레인 게이지가 설치된 측정장치를 구비하여, 기존 차량에 설치작업이 용이함과 아울러 차량에 적재된 화물이 온도 및 날씨 변화에 관계없이 정확하게 측정할 수 있는 차량의 적재하중 측정장치에 관한 것이다.

현행 도로교통법에서는 차량의 중량 제한 기준을 축 하중10톤과 총 중량 40톤으로 규정하고 있다. 그러나 여기서 축 하중 10톤은 축형식이나 연속축인 경우에 축간거리, 타이어 갯수 등을 교려하지 않은 기준이며, 총 중량 또한, 차량 형식이나 축 수에 관계없는 것이다, 이들 제한 중 차량 총 중량 상한선인 40톤은 4축의 세미 트레일러 차량을 기준으로 축 당 10톤×4축= 40톤을 제한 기준으로 설정한 것이며, 총중량 제한은 특히 교량 구조물의 안전을 위해 설정된 기준이다. 그러므로 총 중량 40톤 또는 축 하중 10톤을 초과하는 차량은 종류와 상관없이 도로법 상 과정차량으로 인정된다.

그러나 화물 적재 장소와 중량 계량소가 공간적으로 서로 떨어져 있기 때문에, 실제 차량의 하중은 적재가 완료된 이후에야 측정 가능하다. 따라서, 주로 운전자의 경험에 의존하여 화물을 적재할 수 밖에 없으며, 적재 완료 후 계량소에서 적재 중량 초과를 발견하더라도 적재된 화물을 하차하기는 현실적으로 곤란한 실정이다. 이처럼 운전자는 중량 초과 사실을 알면서도 차량 운행을 할 수 밖에 없게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 선등록된 제10-480832호의 차량 스프링 장착용 하중 측정장치는 차축에 연결되어 차체를 지지하는 스프링을 구비하는 차량의 하중 측정장치에 있어서, 차량의 하중에 의해 상기 차량의 차축의 일단에 있는 스프링에 발생하는 스트레인을 측정하기 위해 상기 차량의 스프링에 부착되는 한쌍의 스트레인 게이지와 한쌍의 고정 저항 소자로 구성되는 브릿지 회로를 구비하는 센서부와, 상기 센서부의 출력 신호를 입력 받아 이를 차량 하중으로 환산하는 제어유닛을 포함하며, 상기 한쌍의 스트레인 게이지는 상기 스프링의 대향면상에 서로 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 종래의 차량 스프링 장착용 하중 측정장치는 화물 적재 전 차량을 스프링의 변화량에 따라 스프레인의 기울기값을 측정하고, 이후 차량의 적재물을 적재한 상태에서 스프링의 변화에 따라 스프레인의 기울기값을 측정하여 이를 제어유닛에서 비교,분석하여 차량의 하중을 환산하게 된다.

그러나 화물적재시 적재물의 하중을 가장 많이 받는 스프링의 측면에 스트레인를 설치하고, 이 스프링의 휨정도에 따라 스트레인의 기울기값을 제어유닛에서 환산하게 되는데, 차량에 화물이 적재된 상태에서 추가로 화물을 적재하는 경우, 상기 스프링의 휨정도가 미미하여 스트레인의 기울기값의 측정이 어려워 정확한 차량의 하중을 환산하기 어려운 문제점이 있었다.

그리고 교통시 차량의 스프링과 함께 스트레인을 함께 교체해야 하기 때문에 비용적인 부담이 있었다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 적재하중 측정장치는 차체와 차축; 이 차체와 차축 사이에 설치되어 주행시 진동이나 충격을 흡수하고 차체를 받쳐주는 판스프링; 상기 차체에 설치되는 고정판과, 이 고정판에 결합된 상태에서 복원력을 갖는 지지바와, 이 지지바의 단부측에 형성되며, 상기 판스프링의 중앙 상부에 밀착되는 지지돌기로 이루어진 스트레인 지지대; 상기 지지대의 상하부면에 설치되며, 화물적재시 차체의 하강에 따라 상기 지지돌기와 고정판 사이 지지바의 휨정도를 인식하는 스트레인 게이지; 차량의 내부 전면 패널에 설치되며, 상기 스트레인 게이지의 정보를 전달받아 차량의 적재하중을 환산하여 디스플레이 하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 적재하중 측정장치.

따라서, 본 발명의 차량의 적재하중 측정장치는 차체와 판스프링 및 자축에 사이에 한쌍의 스트레인 게이지가 브릿지 회로로 구성된 측정장치를 설치하여, 차체의 수직변화량을 직접 측정할 수 있어 종래보다 높은 출력전압이 발생함에 따라 차체에 적재된 화물의 감도를 최대한 확보함과 아울러 주변환경에 따라 온도 보상이 상쇄되어 정확한 화물의 하중을 측정할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 측정장치는 기존의 설비에 간단하게 설치가능하여 호환성이 뛰어남과 아울러 판스프링 등의 교체작업시 간단하게 분리하여 다시 사용할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

이하, 본 발명의 아래 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 동작상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 감지부 브릿지 회로를 보인 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스트레인 지지대에 스트레인 게이지가 설치된 상태를 보인 개략도이고, 도 5은 본 발명에 따른 제어부의 구성을 보인 블럭도이며, 도 6는 본 발명에 따른 측정장치의 다른실시예를 보인 개략도이고, 도 7은 도 6에 도시된 측정장치의 동작상태를 보인 개략도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 적재하중 측정장치는 차체(100)과 자축이 구비되고, 이 차체(100)와 차축(110) 사이에 설치되어 주행시 진동이나 충격을 흡수하고 차체(100)를 받쳐주는 판스프링(120)과, 상기 차체(100)와 판스프링(120) 사이에 설치되는 스트레인 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 한쌍으로 설치되는 스트레인 게이지(21,22)가 브릿치 회로로 이루어진 감지부(20)와, 차량의 내부에 설치되며, 상기 스트레인 게이지(21,22)의 정보를 전달받아 차량의 적재하중을 환산하여 디스플레이 하는 제어부(30)로 구성된다.

상기 스트레인 지지대(10)는 차체(100)에 고정수단(볼트,나사 등)에 의해 설치되는 고정판(11)과, 이 고정판(11)에 결합된 상태에서 복원력을 갖는 지지바(12)와, 이 지지바(12)의 단부측에 형성되며, 상기 판스프링(120)의 중앙 상측에 밀착되는 지지돌기(13)로 이루어진다.

상기 지지바(12)는 써스(sus)나 특수강으로 구비되는 것이 바람직하며, 판형상으로 소정반경으로 휨현상이 발생되고 자체적으로 복원력과 탄성력을 갖는다.

상기 지지돌기(13)는 지지바(12)의 탄성력에 의해 상기 판스프링(120)의 중앙에 밀착되게 접촉된다.

그리고 상기 판스프링(120)의 중앙에 지지돌기(13)가 배치되어 차체(100)와 판스프링(120)의 간격에 의해 상기 지지바(12)의 휨현상을 최대한 확보할 수 있는 것이다.

도 3는 차량에 적재되는 적재물의 하중을 측정하기 위한 감지부(20)의 브릿지 회로도를 도시한 것으로, 상기 감지부(20)는 한쌍의 스트레인 게이지(21,22)와 고정 저항(23,24)들을 포함하여 브릿지 회로로 이루어진다. 여기서 각 고정 저항(23,24)은 저항값이 동일하며, 이 고정 저항값은 무부하 상태의 스트레인 게이지(21,22)의 저항값과 동일하다.

그리고 차체(100)에 하중이 적재되어 스트레인 게이지(21,22)의 동작에 의해 브릿지 회로의 출력 전압은 제어부(30)로 전달되어 하중을 환산하게 된다.

이처럼 도 3에 도시된 브릿지 회로의 출력(

)는 다음 수식에 의해 계산될 수 있다.

여기서,

과

는 각각 하중이 가해진 상태의 스트레인 게이지(21,22)의 저항인 것이다.

도 4은 상기 지지바(12)의 상하부면에 스트레인 게이지(21,22)가 설치된 상태이다. 상기 지지바(12)의 상부면에는 스트레인 게이지(21)가 구비되고, 이 하부에는 스트레인 게이지(22)가 대응되게 설치된다. 이처럼 스트레인 게이지(21,22) 배열에서 상기 지지바(12)에 휨현상이 작용하여 스트레인 게이지(21)에 △R의 저항 증가가 발생한다면, 또 다른 스트레인 게이지(22)에는 △R의 저항 감소가 발생하게 된다. 따라서 브릿지 회로의 출력(

) 수학식 1에서 이 저항 변화를 고려하여 계산될 수 있다. 그리고 스트레인 게이지의 측정은 하나의 스트레인 게이지(21)로 충분하며, 나머지 스트레인 게이지(22)는 기본저항으로서의 의미를 가진다. 부언하면 상기 스트레인 게이지(21,22)의 출력값의 경시변화를 무시할 수 있다. 또한 상기 감지부(20)의 차량의 운행상태, 지열 등에 의해 주변 온도 변화하더라도 출력신호에는 이들 영향을 상쇄되어 반영되지 않게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(30)는 브릿지 회로로 부터 출력(

)이 신호 증폭기(31)를 의해 증폭되고, 아나로그 신호가 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(32)가 구비되고, 이 신호는 마이크로 프로세서(33)에 의해 하중을 환산하게 된다. 이렇게 환산된 하중은 차량 내부에 설치된 판넬(도면상에 도시 하지 않음)의 디스플레이부(34)로 출력된다.

그리고 이 판넬에는 전면에서 마이크로 프로세서(33)측으로 테이터값을 수정하거나 입력하는 버튼부(35)가 구비되고, 이 마이크로 프로세서(33)에 의해 환산된 하중값을 화면상에 보여주는 디스플레이부(34)로 이루어진다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량의 적재하중 측정장치의 작용 및 효과를 설명하면, 먼저 화물 적재 전 차량 및 이때의 스트레인 게이지(21,22)값을 측정한다. 다시 말해 상기 차체(100)와 판스프링(120) 사이에 설치된 지지대(10)의 지지바(12) 휨정도에 의해 이 지지바(12)에 설치된 스트레인 게이지(21,22)의 휨정도에 의해 초기의 스트레인 게이지값을 측정한다.

이어서, 차량에 일정 중량의 화물을 적재하면, 화물의 중량에 의해 차체(100)가 하방향으로 이동됨에 따라 상기 지지대(10)의 지지돌기(13)가 판스프링(120)에 지지되면서 상기 지지바(12)가 휨현상이 발생되는데, 이때 스트레인 게이지(21,22)에 의해 상기 제어부(30)에서 실제 중량 및 스트레인 게이지값을 측정한다. 이처럼 차량에 화물이 적재되는 중량에 따라 상기 지지바(12)의 휨현상이 달리 형성되어 이를 상기 제어부(30)에서 메모리하여 사용자가 셋팅,저장한다. 그리고 적재되는 중량은 만차 중량, 즉 도로 교통법상 한계 중량인 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 차체(100)와 판스프링(120) 사이에서 차체의 수직변화량을 측정하여 한쌍의 스트레인 게이지(21,22)가 서로 브릿지 회로에서 기존보다 높은 출력전압을 발생하여 차체(100)에 적재된 화물의 하중을 정확하게 확인할 수 있는 것이다.

도 5,6은 본 발명의 다른실시예를 보인 것으로, 본 발명의 차량의 적재하중 측정장치는 차체(100)과 자축이 구비되고, 이 차체(100)와 차축(110) 사이에 설치되어 주행시 진동이나 충격을 흡수하고 차체(100)를 받쳐주는 판스프링(120)과, 상기 차체(100)와 차축(110)에 사이에 설치되는 스트레인 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 한쌍으로 설치되는 스트레인 게이지(21,22)가 브릿치 회로로 이루어진 감지부(20)와, 차량의 내부에 설치되며, 상기 스트레인 게이지(21,22)의 정보를 전달받아 차량의 적재하중을 환산하여 디스플레이 하는 제어부(30)로 구성된다.

상기 스트레인 지지대(10)는 차체(100)에 설치되는 고정판(11)과, 이 고정판(11)에 결합된 상태에서 복원력을 갖는 지지바(12)와, 이 지지바(12)의 단부측에 형성되며, 상기 차축(110)의 바깥면에 밀착되는 지지돌기(13)로 이루어진다.

상기 스트레인 게이지(21,22)는 지지대(10)의 상하부면에 설치되며, 화물적재시 차체(100)의 하강에 따라 상기 지지돌기(13)와 고정판(11) 사이 지지바(12)의 휨정도를 인식하여 제어부(30)로 정보를 전달하게 된다.

상기에서 보는 바와 같이 본 발명의 중복된 설명은 하지 않으며, 상기 차체(100)와 차축(110) 사이에 스트레인 지지대(10)와 감지부(20)가 설치되어 차체(100)에 탑재된 화물의 하중을 감지부(20)에서 신호를 전달하면 제어부(30)가 연산처리하여 디스플레이 하는 것으로, 상기와 동일한 방법으로 하중을 측정하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 개략적인 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 동작상태도,

도 3은 본 발명에 따른 차량의 적재하중 측정장치의 감지부 브릿지 회로를 보인 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 스트레인 지지대에 스트레인 게이지가 설치된 상태를 보인 개략도,

도 5은 본 발명에 따른 제어부의 구성을 보인 블럭도,

도 6는 본 발명에 따른 측정장치의 다른실시예를 보인 개략도,

도 7은 도 6에 도시된 측정장치의 동작상태를 보인 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 스트레인 지지대 11: 고정판

12: 지지바 13: 지지돌기

20: 감지부 21,22: 스트레인 게이지

23,24: 고정 저항 30: 제어부

31: 증폭기 33: 마이크로 프로세서

34: 디스플레이부 35: 버튼부

Claims

차체(100)와 차축(110); 이 차체(100)와 차축(110) 사이에 설치되어 주행시 진동이나 충격을 흡수하고 차체(100)를 받쳐주는 판스프링(120); 상기 차체(100)에 설치되는 고정판(11)과, 이 고정판(11)에 결합된 상태에서 복원력을 갖는 지지바(12)와, 이 지지바(12)의 단부측에 형성되며, 상기 판스프링(120)의 중앙 상부에 밀착되는 지지돌기(13)로 이루어진 스트레인 지지대(10); 상기 지지대(10)의 상하부면에 설치되며, 화물적재시 차체(100)의 하강에 따라 상기 지지돌기(13)와 고정판(11) 사이 지지바(12)의 휨정도를 인식하는 스트레인 게이지(21,22); 차량의 내부 전면 패널에 설치되며, 상기 스트레인 게이지(21,22)의 정보를 전달받아 차량의 적재하중을 환산하여 디스플레이 하는 제어부(30);로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 적재하중 측정장치.
차체(100)와 차축(110); 이 차체(100)와 차축(110) 사이에 설치되어 주행시 진동이나 충격을 흡수하고 차체(100)를 받쳐주는 판스프링(120); 상기 차체(100)에 설치되는 고정판(11)과, 이 고정판(11)에 결합된 상태에서 복원력을 갖는 지지바(12)와, 이 지지바(12)의 단부측에 형성되며, 상기 차축(110)의 바깥면에 밀착되는 지지돌기(13)로 이루어진 스트레인 지지대(10); 상기 지지대(10)의 상하부면에 설치되며, 화물적재시 차체(100)의 하강에 따라 상기 지지돌기(13)와 고정판(11) 사이 지지바(12)의 휨정도를 인식하는 스트레인 게이지(21,22); 차량의 내부 전면 패널에 설치되며, 상기 스트레인 게이지(21,22)의 정보를 전달받아 차량의 적재하중을 환산하여 디스플레이 하는 제어부(30);로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 적재하중 측정장치.