一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器的制作方法

本发明属于高速公路载重汽车动态计重衡器领域，具体涉及一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器。

背景技术：

早先的载重汽车衡器计重，执行的是一杆、一车、一停、一计重，也称是静态计重模式。随着高速公路管理提出的节能增效，提高高速公路通行效率，载重汽车动态计重衡器动态计重出现。载重汽车动态计重衡器系统，只有在获得所测车辆的轴重、单双轮信息后，才能实现动态计重。载重汽车动态计重是计重行业近年来计重重点研究课题。轮轴识别器是载重汽车动态计重的必需部件。筛选合适的轮轴识别器，是实现该课题的第一步。什么样的轮轴识别器适合整体秤秤台嵌入，轮轴识别器主要分机械压力式轮轴识别器、机械开关式轮轴识别器、其他轮轴识别器，三种。其中，机械压力式轮轴识别器，整体体积较大、结构复杂、加工困难，不适合选用。机械开关式轮轴识别器，由于开关次数可靠性问题，也不予选用。寻找动态敏感、可靠耐用、短小轻薄的轮轴识别器，目光瞄准压电器件。压电器件的特点是动态信号、反应敏感、信号强，抗干扰能力也强，用压电器件制造的轮轴识别器能满足短小轻薄的要求，只是压电器件本身是陶瓷部件，材料特性易碎易损坏，如何改进，本发明人经过长期实践，提出一种新结构的压电轮轴识别器--嵌入式弹性活塞压电轮轴识别器方案，整体密封加弹性检测单元组加压电元件组。采用弹性检测单元后，压电元件夹在两边弹性材料之间，压电元件不易损坏；如在弹性检测单元组下部垫圆柱形弹性垫片，弹性检测单元组活塞头压下，压电元件出电压信号。为防止弹性检测单元组活塞头旋转，损坏运动元件，在活塞头帽檐下两侧设置圆柱形定位凸头，在对应轮轴识别器钢梁骨架盲洞上沿设置定位圆柱形定位凹坑。为防止水气侵蚀压电压元件或电路引线，在紧轮轴识别器钢梁骨架后，活塞帽檐上部凸沿嵌入长凹槽形上外壳活塞过孔周围的环形凹槽，密封了长凹槽形上外壳上部的活塞过孔；在长凹槽形上外壳底部安装包含四边阶梯沿的下盖板与长凹槽形上外壳之间夹密封垫，安装后实现压电轮轴识别器的内腔体完全密封，便于拆卸检测维修更换。

技术实现要素：

按照本发明的技术思路，一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于：包括长凹槽形上外壳、包含四边阶梯沿的下盖板、下盖板密封垫、下盖板固定螺丝、弹性检测单元组、压电单元组、轮轴识别器钢梁骨架、吸潮器材、轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝和mcu控制电路板，其中弹性检测单元组、压电单元组、轮轴识别器钢梁骨架、吸潮器材、轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝和mcu控制电路板，均安装在长凹槽形上外壳内，在长凹槽形上外壳下四边加装下盖板密封垫，盖上包含四边阶梯沿的下盖板，下盖板的四边阶梯压在下盖板密封垫上，用下盖板固定螺丝固定；所述的轮轴识别器钢梁骨架宽度85毫米、高度32.5毫米、长度394毫米，从钢梁骨架一端47毫米起，沿钢轨即钢梁骨架的中轴线、垂直于直线铁轨上表面，每间隔100毫米，设置一个阶梯同心圆柱坑，整个钢梁骨架共设置4个阶梯同心圆柱坑；该阶梯圆柱坑的上沿ø50毫米、下沿ø32毫米，上沿坑深5毫米、下沿坑深20毫米；在下沿坑中间，坑深10毫米处，设置垂直钢梁骨架联通下沿坑ø4毫米的圆洞，由该圆洞引出压电单元的电信号；沿钢梁骨架的中轴线、过圆柱坑轴的方向在上沿坑阶梯中间按圆心对称各设置一个深2毫米的定位圆柱坑；在每一个阶梯同心圆柱坑内装配一个弹性检测单元组；从钢梁骨架一端97毫米起，沿直线铁轨即钢梁骨架的中轴线、垂直直线铁轨上表面，每间隔200毫米，在钢梁骨架的中轴线两侧26毫米处，各设置一个阶梯同心圆柱洞，该同心圆柱洞的上沿ø18毫米、深19、中沿ø10毫米深ø5.5毫米、下沿ø22深8毫米，该同心圆柱洞是钢梁骨架的定位洞；在钢梁骨架下表面中间，沿钢梁骨架的中轴线两侧26毫米，各设置一个深20毫米的螺母，该螺母是下盖板固定螺栓的螺母。

所述的一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于；所述的弹性检测单元组包括活塞、活塞帽檐、活塞下圆柱体和弹性圆柱体垫片，其中活塞、活塞帽檐和活塞下圆柱体是一体的圆柱形弹性体，活塞的直径是ø32毫米、活塞高度5毫米，活塞帽檐的环形直径ø50毫米、活塞帽檐的高度4毫米、在活塞帽檐靠近活塞方向设置一环形凸沿、凸沿高度2毫米，活塞下圆柱体的直径ø32毫米、活塞下圆柱体的高度10毫米，弹性圆柱体垫片的厚度是10毫米。

所述的一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于；所述的长凹槽形上外壳长度1314毫米、宽度112毫米、高度44.5毫米，在长凹槽一端焊接固定连接耳，固定连接耳宽度112毫米、长度50毫米、厚度14毫米，固定连接耳沿长度中线两侧40毫米，各设置一个上台阶下过孔螺栓过孔，螺栓过孔上台阶圆直径是50毫米、深度8毫米，过孔直径12毫米；在长凹槽另一端左侧低于长凹槽上外壳表面14毫米处，焊接宽度40后面、长度20毫米的嵌接连接耳；安装时，嵌入式压电轮轴识别器一侧嵌接连接耳嵌入秤台一侧的钢板下，另一侧固定连接耳，固定螺栓穿过固定连接耳的过孔，把该嵌入式压电轮轴识别器固定在秤台内层的螺母中，固定螺栓的螺栓头埋入过孔的上台阶内，保持秤台台面平整；从长凹槽形上外壳固定连接耳一端50毫米起，沿长凹槽中轴线，每间隔100毫米，设置一个ø32活塞通孔，总共12个活塞通孔；在每一活塞通孔周围、在凹槽面设置一环形凹槽—凹环，凹环深度1.5毫米；从长凹槽形上外壳固定连接耳一端起，沿长凹槽中轴线，每间隔200毫米，在长凹槽中轴线两侧26毫米处，各设置一个直径ø17.6毫米、高度18毫米的钢梁骨架定位圆柱，在圆柱中心设置ø5.5毫米螺母、深度10毫米的钢梁骨架固定螺母。

所述的一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于；在钢梁骨架安装所有安装弹性检测单元组、压电单元组和mcu控制电路板后，把装配好的钢梁骨架安装到长凹槽形上外壳内，弹性检测单元组的活塞头穿过长凹槽形上外壳的活塞通孔，弹性检测单元组活塞帽檐环形凸环，进入还是通孔周围的凹环中，拧紧钢梁骨架固定螺栓后，活塞通孔密封；在长凹槽形上外壳下四边加上下盖板密封垫，盖上包含四边阶梯沿的下盖板，下盖板的四边阶梯沿压在下盖板密封垫上，拧紧下盖板固定螺丝，整个长凹槽形上外壳内部即嵌入式压电轮轴识别器内部成为密封腔体。

所述的一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于；所述的所有压电单元组电连接mcu控制电路板，mcu控制电路板电连接外部计重系统计算机。

本发明的工作原理简述：结构上，本发明一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器的轴识别传感器内部腔体密封，所有弹性检测单元组、压电单元组和mcu控制电路板均可以拆卸检测。结构上，安装好所有弹性检测单元组、压电单元组和mcu控制电路板的轮轴识别器钢梁骨架安装在长凹槽形上外壳内，加上下盖板密封垫后，包含四边阶梯沿的下盖板被下盖板固定螺丝固定在长凹槽形上外壳上，长凹槽形上外壳内形成一个密封腔体。

本发明的工作原理与普通轴识别器原理一样，车辆驶入，车轮压过来，轴识别器的弹性检测单元的测压活塞头上下移动，活塞下圆柱体压缩压电单元，压电单元显示1；车轮过后，光接收单元显示0。由于弹性检测单元之间距离100毫米，根据同一次压到的弹性检测单元活塞的个数，可以判断是单轮或双轮；弹性检测单元每一次碾压过，算一轴，累计是该车的轴数。记录车辆车轮的宽度和碾压次数，判断该被测车辆是单轮还是双轮，判断车辆轴的多少。本发明一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，对进入车道的车辆进行车型准确识别，可识别单轴、联轴、单轮及双轮等信息。本发明一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，对进入衡器秤台的车辆，准确识别单轴、联轴、单轮及双轮等车辆信息。

本发明的有益之处是，核心元件采用压电元件后，灵敏度提高，抗干扰，采用弹性活塞，压电元件寿命提高，内部采用密封腔体，加上吸潮器材，可以大大提高轮轴识别器正常工作时间。由于本发明结构简单体积小，适合在衡器的秤台上嵌入安装，安装拆卸方便。

附图说明

图1一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器的整体结构示意图。

图2一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器弹性检测单元组结构示意图

图3一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器轮轴识别器钢梁骨架结构示意图

图4一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器的安装图。

图中：1、长凹槽形上外壳，1.1、活塞头过孔，1.2、活塞头过孔外环形凹槽，1.3、轮轴识别器钢梁骨架嵌接连接耳，1.4、轮轴识别器钢梁骨架固定圆柱，1.5、轮轴识别器钢梁骨架固定连接耳，1.6、轮轴识别器钢梁骨架固定圆柱螺母，1.7、长凹槽形上外壳固定螺栓，2、弹性检测单元组，2.1、活塞头，2.2、活塞帽檐，2.2.1、活塞帽檐环形上凸沿，2.2.2、活塞帽檐下定位销，2.3、活塞下圆柱体，2.4、圆柱形弹性垫片，3、轮轴识别器钢梁骨架，3.1、阶梯同心圆柱坑，3.1.1、阶梯同心圆柱坑上沿，3.1.2、阶梯同心圆柱坑上沿定位圆柱坑，3.2、压电信号引出孔，3.4、钢梁骨架的定位洞，4、压电单元组，6、轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝，8、包含四边阶梯沿的下盖板，8.1、阶梯沿，8.2、下盖板密封垫，9、下盖板固定螺丝，10、mcu控制电路板，11、吸潮器材，12、密封式电缆接口。

具体实施方式

以山西**公司生产的gq-lzsbyd一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器为具体实施例，依据说明书附图1说明如下：长凹槽形上外壳尺寸：1314*112*44.5毫米，内安装12个弹性检测单元组。弹性检测单元之间距离100毫米，从长凹槽形上外壳一端50毫米处开始，依次安装，在另一端剩余空间安装mcu控制电路板。制造流程：首先在轮轴识别器钢梁骨架上安装弹性检测单元组、压电单元组，电连接mcu控制电路板，mcu控制电路板电连接计算机，模拟测试弹性检测单元组、光发射器单元组和光接收器单元组配合工作情况。测试正常后，把安装好弹性检测单元组、光发射器单元组和光接收器单元组的轮轴识别器钢梁骨架安装在长凹槽形上外壳内，拧紧轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝，检测弹性检测单元组活塞帽檐环形凸沿与凹槽形上外壳活塞孔周围环形凹槽之间的密封情况。全部弹性检测单元组密封检查合格后，在凹槽形上外壳的内部安装固定mcu控制电路板和吸潮器材。最后加入下盖板密封垫，盖上包含四边阶梯沿的下盖板，拧紧下盖板固定螺丝，检查整体密封完好，一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器制造成功。该入式压电轮轴识别器，可以嵌入安装在整体秤台上，也可以单独安装在秤台前。

本发明的有益之处是，核心元件采用压电元件后，灵敏度提高，抗干扰，采用弹性活塞，压电元件寿命提高，内部采用密封腔体，加上吸潮器材，可以大大提高轮轴识别器正常工作时间。由于本发明结构简单体积小，适合在衡器的秤台上嵌入安装，安装拆卸方便。