專利名稱：一種基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于稱重傳感領(lǐng)域，具體涉及一種通過對(duì)汽車橋殼形變量的檢測(cè)達(dá)到荷載稱重目的的傳感系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳感元件是工程檢測(cè)系統(tǒng)中獲取信息的最前沿和最重要的部件。其任務(wù)在于把被測(cè)對(duì)象或生產(chǎn)中人們感興趣的信息〈多為非電量〉轉(zhuǎn)為與之對(duì)應(yīng)、容易處理和傳輸?shù)男盘?hào) 〈主要是電量)。以傳感元件為核心，配以一定的支承固定機(jī)構(gòu)，通過機(jī)械、電氣方式連接， 能將所獲信號(hào)傳輸出去的裝置即稱為傳感器。目前關(guān)于載重車輛的稱重方式多是通過地磅或是外界的稱重系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)獲取車輛行駛過程中的稱重?cái)?shù)據(jù)；如果將相應(yīng)傳感器安裝到車輛上，則可以直接測(cè)得稱重?cái)?shù)據(jù)， 但是相應(yīng)的傳感位置相當(dāng)難選取。為更好地獲得真實(shí)的載重?cái)?shù)據(jù)，需要將傳感系統(tǒng)的傳感元件安置于應(yīng)力集中或者主要承受壓力的位置，該位置往往會(huì)有(除檢測(cè)方向外的)應(yīng)力形變，會(huì)對(duì)所述傳感元件產(chǎn)生不必要的內(nèi)應(yīng)力影響，造成檢測(cè)數(shù)據(jù)無法反映真實(shí)載重情況，且影響傳感元件使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測(cè)相對(duì)準(zhǔn)確，有效保護(hù)傳感元件的稱重傳感系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數(shù)據(jù)處理裝置； 還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內(nèi)，所述彈性體設(shè)于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。進(jìn)一步，所述橋殼包括前軸橋殼與后軸橋殼。進(jìn)一步，所述傳感處理裝置設(shè)于車輛控制室內(nèi)，數(shù)據(jù)處理裝置與傳感元件之間通過相應(yīng)的導(dǎo)線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導(dǎo)線相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線管，所述彈性體內(nèi)還設(shè)有安置導(dǎo)線管用的通孔。進(jìn)一步，所述傳感元件包括應(yīng)變計(jì)及相應(yīng)測(cè)量電路，所述彈性體上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔；
所述彈性體通過安裝支架固定在橋殼的中性面位置處，安裝支架其一端與橋殼焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔
--對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步，還包括彈性體的保護(hù)罩，所述彈性體上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩的螺紋孔；保護(hù)罩通過與所述螺紋孔相適應(yīng)的連接件固定在彈性體上。
進(jìn)一步，所述應(yīng)變計(jì)旁設(shè)有彈性體的應(yīng)力缺口。進(jìn)一步，所述各安裝支架、彈性體均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體的對(duì)稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對(duì)稱面均與受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面平齊。如果設(shè)想橋殼一類的梁式結(jié)構(gòu)是由無數(shù)層縱向纖維組成的，由于橫截面保持平面，說明縱向纖維從縮短到伸長(zhǎng)是逐漸連續(xù)變化的，其中必定有一個(gè)既不縮短也不伸長(zhǎng)的中性層(不受壓又不受拉)。中性層是梁上拉伸區(qū)與壓縮區(qū)的分界面。中性層與橫截面的交線，稱為中性軸。所有截面中性軸組成的平面稱為中性面。采用本發(fā)明測(cè)量汽車橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，具有如下技術(shù)效果
1、將傳感元件及其載體(彈性體)設(shè)于中性面上，該采集位置獨(dú)特，側(cè)向壓力或拉力都小或基本沒有，能有效保護(hù)傳感元件；另外前后橋殼基本上承載了車輛的主要載荷，便于傳感器的準(zhǔn)確測(cè)量。2把安裝支架焊接到橋殼中性面上，再把彈性體以自鎖連接的方式固定在安裝支架上，整個(gè)過程方便快捷，不改變汽車結(jié)構(gòu)，因而對(duì)安全性能無任何影響
3、根據(jù)稱重準(zhǔn)確度要求，可在前后軸橋殼上安裝至少一個(gè)傳感器，為減小偏載影響，以提高精度，可在每個(gè)橋殼上增加傳感器的安裝數(shù)量和位置。當(dāng)然也可以在后軸上獨(dú)立安裝， 但準(zhǔn)確度相對(duì)較差。4、設(shè)置導(dǎo)線管，便于將傳感線路引入引出，最終將傳感信號(hào)交由設(shè)置在他處的邏輯處理單元處理。5、實(shí)現(xiàn)測(cè)量中，設(shè)置多個(gè)采集位置，不僅是前后軸車殼各設(shè)一個(gè)，也可以一個(gè)車殼內(nèi)左右設(shè)置多個(gè)、左右側(cè)各安裝一個(gè)或多傳感元件，由此最終讀數(shù)與外載偏載程度、傳感器安裝位置、橋殼自身左右對(duì)稱度等都有關(guān)系。因而在安裝使用之前，應(yīng)測(cè)量在相應(yīng)檢測(cè)位置處傳感元件所測(cè)出的形變差對(duì)應(yīng)于實(shí)際載荷的等效剛度系數(shù)，多個(gè)傳感元件即對(duì)應(yīng)有多個(gè)檢測(cè)位置，測(cè)試多個(gè)傳感元件檢測(cè)同一載荷時(shí)各自不相關(guān)的等效剛度系數(shù)。投入實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只要根據(jù)各個(gè)傳感元件所測(cè)形變差以及各自的等效剛度系數(shù)， 即可得到各個(gè)傳感元件所測(cè)得的荷載值，再疊加各荷載值即可得到總的外載荷(具體參數(shù)由實(shí)驗(yàn)檢測(cè)來確定，計(jì)算由傳感處理裝置中的軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn))。這一方法與外載是否左右對(duì)稱、橋殼形狀是否左右對(duì)稱、兩傳感器是否對(duì)稱安裝等都沒有關(guān)系，是一種通用的測(cè)試方法。6、為了保護(hù)傳感器受到外界撞擊等，特設(shè)保護(hù)罩。7、為了使應(yīng)變計(jì)所處位置成為彈性體檢測(cè)撓度變形的敏感位置，設(shè)置應(yīng)力缺口， 使應(yīng)變計(jì)及其相鄰位置成為彈性體應(yīng)力應(yīng)變集中的區(qū)域，提高傳感器輸出靈敏度。8、將傳感器設(shè)于受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面上，是為了減少受測(cè)試結(jié)構(gòu)直接對(duì)傳感器產(chǎn)生(除撓度方向上的)側(cè)向力(測(cè)量反力)，避免傳感器產(chǎn)生與梁體撓度形變無關(guān)的形變量， 影響測(cè)量的準(zhǔn)確性與傳感器使用壽命。傳感器安裝時(shí)，保證傳感器的對(duì)稱面與被測(cè)梁的中性面平齊，即整個(gè)傳感器包括安裝支架均沿被測(cè)梁中性面對(duì)稱。傳感器即測(cè)量梁安裝支架處的撓度差。這樣安裝能有效的減少非撓度引起的輸出，并能提高傳感器的有效輸出。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明
圖1是本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)在橋殼發(fā)生撓度形變前的狀態(tài)示意圖。圖3是與圖2對(duì)應(yīng)的橋殼發(fā)生撓度形變后的狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)一種實(shí)施例中彈性體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是與圖4相對(duì)應(yīng)的本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。(未繪出保護(hù)罩)
圖6是與圖5相對(duì)應(yīng)的本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是與圖5相對(duì)應(yīng)的本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。其中橋殼1、安裝支架3、保護(hù)罩4、連接件5、中性面62、對(duì)稱面61、導(dǎo)線管7、保護(hù)殼體8、彈性體9、自鎖螺母10、安裝孔11、螺紋孔12、應(yīng)力缺口 13、通孔14、應(yīng)變計(jì)安裝區(qū) 15、測(cè)量電路安裝區(qū)16。
具體實(shí)施例方式
如圖1至圖7所示，一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數(shù)據(jù)處理裝置；
還包括承載所述傳感元件的彈性體9，傳感元件置于彈性體9內(nèi)，所述彈性體9設(shè)于車輛橋殼1表壁上的中性面62位置處。所述橋殼1包括前軸橋殼與后軸橋殼。其中若干彈性體9對(duì)稱分布在橋殼1左右兩側(cè)。所述傳感處理裝置設(shè)于車輛控制室內(nèi)，數(shù)據(jù)處理裝置與傳感元件之間通過相應(yīng)的導(dǎo)線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導(dǎo)線相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線管7， 所述彈性體9內(nèi)還設(shè)有安置導(dǎo)線管7用的通孔14。所述傳感元件包括應(yīng)變計(jì)及相應(yīng)測(cè)量電路，所述彈性體9上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔11;
彈性體9上設(shè)有專門的應(yīng)變計(jì)安裝區(qū)15及測(cè)量電路安裝區(qū)16。所述彈性體9通過安裝支架3固定在橋殼1的中性面62位置處，安裝支架3其一端與橋殼1焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔11并由自鎖螺母10固定在安裝孔11處， 其中所述安裝支架3與安裝孔11 一一對(duì)應(yīng)。還包括彈性體9的保護(hù)罩4，所述彈性體9上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩4的螺紋孔12 ； 保護(hù)罩4通過與所述螺紋孔12相適應(yīng)的連接件5固定在彈性體9上。所述應(yīng)變計(jì)旁設(shè)有彈性體9的應(yīng)力缺口 13。所述各安裝支架3、彈性體9均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔11及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體9的對(duì)稱面61位置處，且各安裝支架3、彈性體9的對(duì)稱面61均與橋殼1的中性面62 平齊。
為了更好的保護(hù)應(yīng)變計(jì)與應(yīng)力缺口 13，特在彈性體9上設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)殼體8。其中彈性體9選用合金鋼材料，應(yīng)變計(jì)采用電阻應(yīng)變片。所述數(shù)據(jù)處理裝置可采用嵌入式系統(tǒng)或單片機(jī)系統(tǒng)，如ARM、51等。稱重?cái)?shù)據(jù)經(jīng)處理后可接顯示屏，也可通過無線遠(yuǎn)傳。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數(shù)據(jù)處理裝置；其特征在于還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內(nèi)，所述彈性體設(shè)于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。
2.如權(quán)利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述橋殼包括前軸橋殼與后軸橋殼。
3.如權(quán)利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述傳感處理裝置設(shè)于車輛控制室內(nèi)，數(shù)據(jù)處理裝置與傳感元件之間通過相應(yīng)的導(dǎo)線連接，所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)還包括與所述導(dǎo)線相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線管，所述彈性體內(nèi)還設(shè)有安置導(dǎo)線管用的通孔。
4.如權(quán)利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述傳感元件包括應(yīng)變計(jì)及相應(yīng)測(cè)量電路，所述彈性體上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔；所述彈性體通過安裝支架固定在橋殼的中性面位置處，安裝支架其一端與橋殼焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔 --對(duì)應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于還包括彈性體的保護(hù)罩，所述彈性體上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩的螺紋孔；保護(hù)罩通過與所述螺紋孔相適應(yīng)的連接件固定在彈性體上。
6.如權(quán)利要求4所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述應(yīng)變計(jì)旁設(shè)有彈性體的應(yīng)力缺口。
7.如權(quán)利要求4所述基于車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，其特征在于所述各安裝支架、彈性體均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體的對(duì)稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對(duì)稱面均與受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面平齊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過對(duì)汽車橋殼形變量的檢測(cè)達(dá)到荷載稱重目的的傳感系統(tǒng)。本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)，包括傳感元件與數(shù)據(jù)處理裝置；還包括承載所述傳感元件的彈性體，傳感元件置于彈性體內(nèi)，所述彈性體設(shè)于車輛橋殼表壁上的中性面位置處。本發(fā)明基于檢測(cè)車輛橋殼形變量的稱重傳感系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力形變會(huì)對(duì)所述傳感元件產(chǎn)生不必要的內(nèi)應(yīng)力影響，造成檢測(cè)數(shù)據(jù)無法反映真實(shí)載重情況，且影響傳感元件使用壽命的技術(shù)缺陷，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)相對(duì)準(zhǔn)確，且能有效保護(hù)傳感元件的稱重傳感系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60P5/00GK102371935SQ201110247469
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者唐廷燁 申請(qǐng)人:重慶大唐科技股份有限公司