一种用于车辆载重的称量装置及汽车的制作方法_2

文档序号:10068912阅读:来源:国知局
倾角传感器上对称设于所述车架的两侧,可以选择倾角传感器与车架两 个外端面平齐,便于安装。
[0025] 进一步优选地,所述车架表面设有两组传感器,每组传感器包括两个所述倾角传 感器,所述四个倾角传感器分别设于所述车架的四角,通过两组传感器对汽车载荷重量的 测量,能够有效提高汽车载荷重量的检测精度。
[0026] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
[0027] 1、本实用新型所述车辆载重的称量装置,括至少一组传感器,每组传感器包括至 少两个倾角传感器,在车架上的任意两个倾角传感器相对所在车架传感面的两条法线夹角 为Θ,该夹角Θ对应的是车辆载荷作用于车架时,所引发的车架形变(或扰度),该形变量 和载荷重量(简称载重)直接相关,通过数据处理器测量并计算该夹角Θ或夹角的变化 量Λ Θ,得到该车架所承受对应车辆载重值Μ ;相对于现有技术,车辆载重的称量装置并没 有选用水平参考面一一即水平面,无论车辆位于何种路况,如路面起伏、上坡或下坡等,车 架是否处于水平面,水平参考面如何变化,均不对该两个倾角传感器相对车架传感面的两 条法线的夹角产生影响,适应于全路况,数据处理器所测量的车架上两个倾角传感器夹角 变化,即车架的变形扰度与实际更加接近,所测量得到的车辆动态载重值也更加准确,在水 平、起伏路和上下坡等路面上的载重动态测量误差能够控制在4%以内,载重静态测量误差 能够控制在2%以内,误差较小,安装方便可靠,尤其适用于油罐车、混凝土搅拌车的载重值 动态检测和监控;
[0028] 2、本实用新型将每组传感器的所有倾角传感器横向装于车架上,即每组所有倾角 传感器共面,均位于同一个竖直平面上,并且该竖直平面垂直于车辆行驶的方向,相对所有 倾角传感器形成一个倾斜于车辆行驶方向面,或者杂乱无章的车架上而言,能够简化对倾 角传感器夹角变化量的计算,提高数据处理器的计算效率,其计算得到的车辆载重精度也 会更尚;
[0029] 3、本实用新型所述车辆载重的称量装置设置至少两组传感器,每组传感器所在的 倾角传感器可以获得一组车架变形对应的扰度变化量数据,通过该数据的叠加输出更高的 电压信号,数据处理器可以测量和计算得到的更准确的车辆载重值或载重变化量值,或者 将该数据对应获得的车辆载重值或载重变化量值之后再求平均值,也能获得更加准确的车 辆载重值或载重变化量值,提高测量精度;
[0030] 4、本实用新型所述的每个倾角传感器上设置有凹槽和粘贴层,将粘贴层选用选用 的电子元件固定胶,与磁性体和车架的吸附配合,能够更加牢固的将倾角传感器固定在车 架上;
[0031] 5、本实用新型所述汽车包括有称量装置,该汽车在运输过程中,通过称量装置能 够实时的获知其载荷重量的动态值,或者载荷重量变化量的值,能够有效检测和监控在汽 车载重,增加汽车运输安全性和可控性。
【附图说明】
[0032] 图1为本实用新型所述称量装置设于汽车上的结构示意图;
[0033] 图2为图1的俯视图;
[0034] 图3为图1中车架收到载荷重量发生形变的示意图;
[0035] 图4为本实用新型所示倾角传感器测量车架扰度变化的原理图;
[0036] 图5为图1中倾角传感器的底部结构示意图;
[0037] 图6为图5中倾角传感器与车架连接的示意图;
[0038] 图7为图1中称重系统的原理框图。
[0039] 图中标记:
[0040] 1、车架,2、大梁,3、车桥,4、弹簧钢板,5、车轮,6、倾角传感器,61、磁性体,62、凹 槽,63、粘贴层,7、数据处理器。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
[0042] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施 例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0043] 实施例1
[0044] 如图1、2所示,一种用于车辆载重的称量装置,包括:
[0045] 至少一组传感器,其中每组传感器包括至少两个倾角传感器6,每组传感器的所有 倾角传感器6均设于车辆的车架1上;
[0046] 数据处理器7,用于电连接每组传感器的所有所述倾角传感器6。
[0047] 上述每组传感器包括至少两个倾角传感器6,在车架1上任意两个倾角传感器6相 对所在车架1传感面的两条法线夹角设为Θ,如图3所示,该夹角Θ对应的是车辆载荷作 用于车架1时,传递到车架1上引发的形变(或扰度),该形变量和载荷重量(简称载重) 直接相关,通过数据处理器7测量并计算该夹角Θ或夹角的变化量Λ Θ输出的电压信号, 得到该车架1对应车辆载重值Μ。
[0048] -般的来说,汽车车架1承受载荷重量,会沿横向发生微小的弯曲,一般朝地面方 向弯曲,关于载荷力与车架1形变的关系,与载荷力和弹簧钢板4的变化关系一样,均存在 线性关系的原理,已是公知技术(如:李轶石.基于有限元的某多片钢板弹簧性能仿真研究 [D].长沙:湖南大学机械与运载工程学院.2007 :36-37)。因此通过检测车架1变形对应的 扰度变化量,就能计算车辆载重值或载重变化值。
[0049] 考虑汽车,尤其是货车、油罐车、混凝土搅拌车,其车架1中间承受载荷重量较重, 两端较轻,车架1会发生弯曲,车架的弯曲方向朝向下方,在载荷重量发生变化时,车架1的 弯曲曲率也会发生变化。假定车架1变形的扰度变化量γ,对应的两个倾角传感器6的夹 角变化Θ,其测量原理是一样的。如图4所示,简化为车架1模型的载荷重量加载变化前 后,位于车架1上的两个倾角传感器6对应感应面法线的交点为圆心为0和0',半径分别 为R和V,两个倾角传感器6的夹角分别为Θ和θ',该两个圆心对应车架1上两个倾 角传感器6之间连线间距分别为L和L',两个圆心与两个倾角传感器6连线的弦长分别为 d和cT,由此可知:
[0050] 加载前圆心到弦长的距离为:
[0052] 加载前圆半径为:
[0054] 加载前圆弧长为:
[0056] 加载后与加载前圆弧长不变仍然为:
[0058] 因此加载后半径为:
[0060] 加载后圆心到弦长的距离为:
[0062] 加载前后圆心距离为:
[0064] 所以钢板弹簧加载前后扰度变化量为:
[0066] 由于称量载荷即加载力F与车架1扰度变化γ成正比可得:
[0069] 通过两个倾角传感器6的夹角变化Θ和Θ ',就可以计算车架1的扰度变化量, 从而推算出车架1上每组传感器的加载力F,那么车架1上所有传感器加载力之和就是车辆 的载重量Μ。
[0070] 上述的每组传感器可以是包括两个倾角传感器6,每组传感器所有倾角传感器6 均横向,即沿垂直于车辆行驶的方向设于车架1上。将每组传感器的所有倾角传感器6横向 装于车架1上,其意思是每组所有倾角传感器6共面,均位于同一个竖直平面上,并且该竖 直平面垂直于车辆行驶的方向,相对所有倾角传感器6形成一个倾斜于车辆行驶方向面, 或
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