一種車輛動態軸重秤的秤體的製作方法
2023-05-10 00:04:32
本實用新型涉及一種車輛動態軸重秤一體化的秤體單元，特別是用於高速公路收費站口嵌於道路基坑內的載重汽車動態軸重秤集成模塊化的整體秤體單元及自動秤重計繳費系統的秤體單元。
背景技術：
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載重車輛的超載超運嚴重超過路基和車輛載重的設計標準，不但降低了公路的使用壽命，同時給交通安全帶來嚴重的隱患，按車輛類型計重收費是治理超載超運行之有效的政策和措施，現有動態車輛軸重秤體是將一長3600mm、寬850mm、厚200mm左右的長方體秤臺設置到與其外形相適應的平行於路面帶金屬邊框的基坑裡，秤臺的下方與邊框基坑底之間垂直方向僅設置有垂直方向傳感器，現有秤體是秤臺與邊框基坑及垂直方向傳感器的組合，現有動態車輛軸重秤原理是逐一對車輪(軸)進行動態秤重，對採集到的數據波形電腦進行分析處理計算出較穩定的單輪(軸)秤重值，當車輛完全通過秤臺後對所有車輪(軸)的秤重結果累計相加即為車輛的總重量，車輪對秤臺振動顛簸造成的衝擊力誤差現有技術無法單獨採集和秤量處理，為減小誤差低速勻速，又造成擁堵，車速越高秤重誤差越大，一般誤差在10～30％以上，易發生矛盾及投訴，而且秤體各部分是在工廠加工成散件運達現場後進行二次對接加工，特別是傳感器底座支架與秤體組合定位難度大配合精度低施工周期長，偏離垂直方向衝擊誤差無法剔除是現有測重技術精度低的根本原因。
依據運動學和力學原理分析車輛動態秤重過程可知，現有技術在垂直方向的傳感器測出的重量數據是一個夾雜誤差在內的複合感應量，動態車輪垂直對秤臺衝擊力是容易甄別和處理，偏離垂直方向對秤臺衝擊力的垂直分量是造成誤差的最大因素且無法剔除，如能測出衝擊力在水平方向的感應分量，用監測到的運動學和力學參數，通過運動學和力學原理模型計算出衝擊力在同一時刻在垂直方向的感應分量即誤差量，從垂直方向的重量複合感應總量 中剔除垂直方向誤差量，即可獲得更精確的單一車輪(軸)重量，當車輛完全通過秤臺後對所有車輪(軸)的秤重結果累計相加即為車輛的總重量，運用現有技術將上述過程智能模塊化可為本實用新型的秤體提供配套服務。
技術實現要素：
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本實用新型的目的是提供一種在同一時間點能同時測量車輪(軸)動態通過軸重秤秤臺時，分別在垂直方向的重力複合感應量，在水平方向車輪衝擊力對秤臺作用的水平感應分量為一體的汽車軸重秤秤體，包括垂直和水平方向傳感器在內與軸重秤秤體在工廠一次性加工安裝完成。
本實用新型的技術方案是：
一種動態汽車車輛軸重秤的秤體，側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺置於有平面邊沿的凹型秤槽中，凹型秤槽底面上方與秤臺下方之間有垂直方向傳感器。
其特徵是在凹型秤槽及其延伸體與秤臺及其延伸體之間設置有測量車輪動態通過秤臺時對秤臺產生水平方向前、後作用力的傳感器。
其特徵是所述的傳感器是設置在安裝體凹型秤槽左右側立面外側或其延伸體的底座支架上，由施力體秤臺或其延伸體向安裝體延伸出的施力臂作用於所述的傳感器的測力端。
其特徵是所述的傳感器是設置在安裝體秤臺左右內側或其機體上方左右邊沿延伸體的底座支架上，由施力體凹型秤槽或其延伸體向安裝體延伸出的施力臂作用於所述的傳感器的測力端。
其特徵是所述的傳感器是設置在安裝體秤臺前、後兩側立面體內或機體上方左右兩側延伸體上的底座支架上，所述傳感器的測力端露出側立面於間隙處，並緊貼施力體凹型秤槽的前、後側立面或其延伸體。
其特徵是所述的傳感器是設置在安裝體凹型秤槽前、後兩側立面外側或機體上方左右兩側延伸體上的底座支架上，所述傳感器的測力端露出側立面於間隙處，並緊貼施力體秤臺的前、後側立面或其延伸體。
其特徵是所述的延伸體是指凹型秤槽或秤臺自身機體向外延伸出用於設置安裝所述傳感器的底座支架、或延伸出作用於所述傳感器測力端施力臂的結構部分，道路基坑體可以是凹型秤槽的替代體。
其特徵是所述的傳感器是依安裝體前左右和後左右四角方向對稱設置 的，每個方向的水平方向傳感器可以是1支或1支以上的傳感器組。
其特徵是在施力體的施力臂與傳感器的測力端之間，設置槓桿、滑輪、拉線力學中介傳導機構，安裝體的底座支架和施力體的施力臂的結構設置可交換，水平方向傳感器隨之可掉頭換位安裝。
其特徵是所述的底座支架是設置於安裝體或其延伸體的上平面下方或平行上平面或上平面上方，施力臂伸出的基點對應位於施力體或其延伸體上的上平面下方或平行上平面或上平面上方。
其特徵是將秤臺寬850mm及相對應的凹型秤槽沿道路方向加長設計為3M～48M，安裝有測量水平方向作用力傳感器的秤體可測量整體車輛對秤臺的水平方向作用力。
本實用新型的秤體為秤臺和凹型秤槽與垂直方向傳感器及水平方向傳感器的組合，方案中所述的秤臺和凹型秤槽前、後兩側立面是相對車輪在秤臺中央時而定，在車輪前方的稱前側立面，在車輪後方的稱後側立面，左右側是相對車輛和道路而定，安裝體是指安裝傳感器的凹型秤槽及其延伸體或秤臺及其延伸體，施力體是指延伸出施力臂的凹型秤槽及其延伸體或秤臺及其延伸體，施力點是施力臂或施力體作用於傳感器測力端的接觸點。
附圖說明：
結合附圖進一步說明：
圖1是本實用新型的實施例一結構示意圖，其中：(1)凹型秤槽，(2)矩形秤臺，(3)垂直方向傳感器，(4)水平方向作用力傳感器，(5)水平作用力傳感器底座支架，(6)水平傳感器的測力端，(7)水平作用力施力臂。
圖2是本實用新型的實施例二結構示意圖，其中：(1)凹型秤槽，(2)矩形秤臺，(3)垂直方向傳感器，(4)水平方向作用力傳感器，(5)水平作用力傳感器底座支架，(6)水平傳感器的測力端，(7)水平作用力施力臂。
圖3是本實用新型的實施例三結構示意圖，其中：(1)凹型秤槽，(2)矩形秤臺，(3)垂直方向傳感器，(4)水平方向作用力傳感器，(5)水平作用力傳感器底座支架，(6)水平傳感器的測力端。
圖4是本實用新型的實施例四結構示意圖，其中：(1)凹型秤槽，(2)矩形秤臺，(3)垂直方向傳感器，(4)水平方向作用力傳感器，(5)水平作用力傳感器底座支架，(6)水平傳感器的測力端。
圖5是本實用新型的實施例五、六、七三個方案合用一腑視結構示意圖， 其中：(1)凹型秤槽，(2)矩形秤臺，(4)水平方向作用力傳感器，(5)水平作用力傳感器底座支架，(6)水平傳感器的測力端，(7)水平作用力施力臂，(8)槓桿機構，(9)滑輪拉線機構，槓桿兩力臂之間的夾角為∠β。
具體實施方式：
本實用新型設計的秤體有多種結構設計方案，下面結合附圖說明具體的實施方式一：
(見附圖1)由金屬件焊接成矩形秤臺(2)上平面長為3600mm左右、寬850mm左右、厚230mm左右，置於在垂直方向四側立面間隔3mm～15mm的間隙配合相對應的由金屬件焊接成有回字形上平面邊沿的凹型秤槽(1)中，凹型秤槽(1)上平面邊沿寬50mm～300mm，凹槽深260mm～600mm，凹型秤槽(1)底面四角之間設置有秤量垂直方向作用力的傳感器組(3)，調整傳感器組(3)的安裝高度，使秤臺(2)置於其傳感器組(3)頂端並使秤臺(2)上平面平行凹型秤槽(1)上平面，由秤臺(2)兩側四角上平面邊沿處為基點垂直道路方向向左右兩外側結構性延伸出四支施力臂(7)，施力臂(7)可用截面邊長為30mm～80mm的槽鋼對焊，施力臂(7)分別通過中間縫隙、穿過凹型秤槽(1)施力臂(7)的通道後，外露30mm～480mm，施力臂(7)的通道是凹型秤槽(1)為施力臂(7)的通過設置的結構通道，通道的腔體截面大於施力臂(7)截面，通道頂蓋是可拆卸便於安裝維修，左、右兩側的前後傳感器(4)測力端(6)水平相向分別由前後方向垂直緊貼前、後施力臂(7)外露30mm～480mm側立面上的任意施力點，由施力臂(7)上施力點的位置及傳感器(4)的長度確定底座支架(5)沿道路方向在凹型秤槽(1)及其延伸體上的結構設置位置，安裝傳感器(4)的位置處設置有容納傳感器(4)的腔體與施力臂(7)通道連通，容納傳感器(4)的腔體下方殼體與底座支架(5)和凹型秤槽(1)設計連接為一整體，上方是開放的便於裝卸秤臺(2)和傳感器組(3)、安裝調整和維修傳感器(4)，施力臂(7)通道和安裝傳感器(4)的腔體頂部設置有防雨防撞保護殼體，在施力臂(7)施力點的位置設置有調節螺栓，調節螺栓的一端頭有施壓盤緊貼傳感器(4)的測力端(6)另一端有調節鎖緊螺母，傳感器(4)的底座和底座支架(5)之間有調節墊片，在秤臺(2)下方的凹型秤槽(1)腔體左或右側立面及外側設置有傳感器(3)和傳感器(4)各路測量信號線纜的排線路徑及配線盒，配線盒底座有穿透凹型秤槽(1)側立面的配線管，傳感器(3)和傳感器(4)的測量信號線通過配線分別引至凹型秤槽(1)外側立面的配線盒，信號線有顏色或編號區分，安裝使用時分別接入不同的電腦信號採集器，凹型秤槽(1)底 部設置有排雨水的孔。至此設置有垂直方向傳感器(3)和水平方向的傳感器(4)的一體化秤體完成了工廠的整體產品加工。
實施方式二：是在實施方式一的基礎上，將秤臺(2)兩側四角上平面邊沿延伸出的四支施力臂(7)的基點抬高設置到秤臺(2)四角處的水平面上方秤臺(2)的延伸體上，施力臂(7)長度由秤臺(2)側面向左右外伸30mm～480mm，左、右兩側的前、後傳感器(4)測力端(6)水平相向分別由兩外側垂直緊貼施力臂(7)向外30mm～480mm側立面上的任意施力點，由施力臂(7)上施力點的位置及傳感器(4)的長度確定底座支架(5)沿道路方向在凹型秤槽(1)及其延伸體上的位置，將底座支架(5)和凹型秤槽(1)水平面上方的延伸體設計連接為一整體，四支施力臂(7)和四支傳感器(4)及底座支架(5)設置有機體及頂部防雨防撞可拆卸的保護殼體，其它設置和加工步驟同實施方式一。
實施方式三：將秤臺(2)的寬850mm及相對應的凹型秤槽(1)沿道路方向加長設計為3M～48M，用上述方式安裝有測量水平方向作用力傳感器的秤體可測量整體車輛對秤臺的水平方向作用力。
在具體實施時附圖的結構關係是：
附圖1中，下圖是秤體水平面的腑視圖，上圖是下圖A-A方向的刨面圖，側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺(2)置於有回字形平面邊沿的凹型秤槽(1)中，凹型秤槽(1)底面上方與秤臺(2)下方之間有垂直方向傳感器(3)，在凹型秤槽(1)左右兩側立面外側及其延伸體上的前、後底座支架(5)上各安裝有水平方向作用力傳感器(4)，由秤臺(2)上平面四角向左右兩外側延伸出的前、後四支水平方向作用力施力臂(7)分別通過中間縫隙穿過凹型秤槽(1)的施力臂(7)的結構通道後作用於前左右、後左右四支傳感器(4)的測力端(6)。
附圖2中，下圖是秤體水平面的腑視圖，上圖是下圖A-A方向的刨面圖，側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺(2)置於有回字形平面邊沿的凹型秤槽(1)中，凹型秤槽(1)底面上方與秤臺(2)下方之間有垂直方向傳感器(3)，在秤臺(2)前、後側立面內側靠近四角處的底座支架(5)上前、後測力端(6)間隔相對各安裝有水平方向作用力傳感器(4)，由凹型秤槽(1)左右兩內側立面向秤臺(2)左右兩內側延伸出的前、後四支水平方向作用力施力臂(7)分別通過中間縫隙進入秤臺(2)的施力臂(7)的結構通道後作用於前左右、後左右四支傳感器(4)的測力端(6)。
附圖3中，下圖是秤體水平面的腑視圖，上圖是下圖A-A方向的刨面圖， 側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺(2)置於有回字形平面邊沿的凹型秤槽(1)中，凹型秤槽(1)底面上方與秤臺(2)下方之間有垂直方向傳感器(3)，秤臺(2)的前、後兩側立面靠近左右四角的機體內的底座支架(5)上各安裝有水平方向作用力傳感器(4)，四支傳感器(4)的測力端(6)無障礙露出秤臺(2)的前、後兩側立面於中間縫隙處，四支測力端(6)分別垂直緊貼凹型秤槽(1)的前、後兩側立面。
附圖4中，下圖是秤體水平面的腑視圖，上圖是下圖A-A方向的刨面圖，側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺(2)置於有回字形平面邊沿的凹型秤槽(1)中，凹型秤槽(1)底面上方與秤臺(2)下方之間有垂直方向傳感器(3)，凹型秤槽(1)的前、後兩側立面外側靠近左右四角的底座支架(5)上各安裝有水平方向作用力傳感器(4)，四支傳感器(4)的測力端(6)無障礙露出凹型秤槽(1)的前、後兩側立面於中間縫隙處，四支測力端(6)分別垂直緊貼秤臺(2)的前、後兩側立面。
附圖5，是秤體水平面的腑視圖，圖的上下方是秤體沿道路方向的前後側，圖的左右側是秤體垂直道路方向的左右側，側視圖省略，側立面間隙配合上平面相互平行矩形秤臺置於有回字形平面邊沿的凹型秤槽中，凹型秤槽底面上方與秤臺下方之間有垂直方向傳感器，附圖5是三個方案合用一腑視圖。
左側是實施例五左側部分，實施例五是左右對稱右側圖示部分省略，右上側是實施例六的四個對稱方向單只示意部分，右下側是實施例七的四個對稱方向單只示意部分。
實施例五是左右對稱右側圖示部分省略，傳感器(4)水平垂直道路方向與兩套中介機構槓桿結構(8)底座分別連接到道路左右兩側凹型秤槽(1)延伸體的底座支架(5)上，施力臂(7)分別由秤臺(2)的左右兩側四角處前、後伸出通過中間縫隙及凹型秤槽(1)的施力臂(7)的結構通道後藉助左右四套槓桿機構(8)相互交錯彼此互不影響共同緊貼左右兩側傳感器(4)的測力端(6)。
右上側是實施例六的四個對稱方向單只示意部分，槓桿機構(8)的基座和傳感器(4)的底座支架(5)為一體是凹型秤槽(1)的延伸體，槓桿機構(8)兩力臂之間的夾角為∠β，由秤臺(2)四角處向左右兩外側延伸出的前、後水平方向作用力施力臂(7)分別通過中間縫隙及凹型秤槽(1)的施力臂(7)的結構通道後，平行作用於四個方向的槓桿機構(8)的主動力臂上，槓桿機構(8)的從動力臂作用於傳感器(4)的測力端(6)，調整∠β可改變傳感器(4)在水平面的安裝朝向。
右下側是實施例七的四個對稱方向單只示意部分，實施例七是在實施例六的基礎上，在施力臂(7)和槓桿機構(8)之間增加了中介機構滑輪拉線機構(9)，滑輪拉線機構(9)的基座和安裝傳感器(4)的底座支架(5)為一體是凹型秤槽(1)的延伸體，施力臂(7)與滑輪之間的拉線平行道路方向，由於滑輪拉線機構(9)的底座設置在朝向可轉動調整，可使得傳感器(4)和槓桿機構(8)的朝向、位置設置的範圍比較大。