专利名称：一种动态整车式自动称重系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能交通领域，尤其涉及智能交通领域的车辆称重技术，具体的讲是一种动态整车式自动称重系统。
背景技术：
目前车辆动态称重系统广泛应用于高速公路收费站、超限检测站、矿山及港口等载货车辆的称重系统中，为交通管理、超限治理以及进出口监管起到了重要的作用。同时，随着计重行业的不断发展，用户对称重产品的要求也越来越高。现有的动静态计重产品已无法完全满足用户的要求。计重收费及超限检测的称重，主要采用单个弯板式、秤台式轴重秤或者静态整车大台面称重汽车衡来实现。随着近些年的批量使用与推广，轴重秤和静态汽车衡暴露出了·明显的不足和缺陷(一)目前应用的轴重秤均采用采集轴重后加和计算总重的方式，当车轴依次通过轴重秤时，称得各个轴的重量，完全通过后计算各轴的总和即为总重，称重精度达到±2. 5%以内(时速15KM以内)。然而，当车辆重心转移时，获得的轴重偏差较大，从而导致加和求得的总重和车辆实际重量偏差也较大。越来越多的驾驶人员针对计重设备动态称重的特点，采取不规范过秤作弊行为降低实际车货总重，从而达到逃漏车辆通行费的目的。(二)在实际应用中，称量车重的现场往往车况复杂，车辆通常会排队等候称重、付费和卸载等，车辆的车轮可能会在称重平台上随机停止、启动或倒车等，如果无法准确识别出倒车，就会导致错误的动态称重信息。(三)现有的部分收费站点使用了静态秤来弥补轴重秤的缺点，以实现静态称量。图I是利用与静态称重汽车衡的相配的传感器所采集到的波形图，其中纵坐标表示静态称重汽车衡称得的车重，横坐标表示时间。结合图I可知利用静态称重，只能获取所有传感器加和的重量，当称上重量减少时，无法判断车辆是倒车还是下秤。因此静态汽车衡只能采用一车一秤的方式。另外静态秤无法准确的识别车辆的轴数和车型，需外接设备胎型识别器支持，会出现丢轴和多轴的情况，需重新称量。由此可知，静态称量最大的缺点为静态秤只能够计算总重不能对单轴进行计算，且后车只能等待前车完全下秤后方能上秤，通行效率低、通行速度较慢容易造成堵车。基于上述轴重秤和静态称重汽车衡的不足，目前存在一种采用动态称重汽车衡进行称重测量的系统，是由4个秤台进行拼接形成一个动态大秤，每一秤台下方安装有两组称重传感器，在两个秤台搭接处共用一组称重传感器，共有5组传感器来采集被测车辆的轴载信号。图2为现有的这种动态称重大秤的传感器所采集到的波形图。从图2中可看出，通过称重平台的各组传感器的信号，可以计算车辆上秤的轴数、轴重和车辆下秤的轴数，通过车辆的轴重可以粗略计算车辆停留在称重平台上的重量，从而实现多车上秤时，通过称重平台上的总重减去前车停留在秤上的重量的方法，也可粗略计算后车的重量，实现车辆动态过车，一秤多车。但由于这种动态大秤的4个秤台所设置的长度均大于5米，实际过车过程中，受现场车道坡度等因素的影响，当前后车距离较小时，无法准确车辆的轴重，导致无法准确计算后车的总重。因此，当前的计重产品在准确度和高效率等方面均无法完全满足当前以及未来业主和市场的要求。因此亟待设计出一款既具有静态秤的高精度，又能保持动态秤高效率以及高准确度的动态整车式自动称重的动态大秤。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种动态整车式自动称重系统，以克服现有技术中存在的动态称重精度不高的问题。为了达到上述目的，本实用新型实施例公开了一种动态整车式自动称重系统，其包括上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及位于所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台之间的多个辅助秤台，用于承载驶过的被称重车辆；从行车方向排列，依次为所述上秤秤台、所述多个辅助秤台中的数个、所述中间秤台、所述多个辅助秤台中剩余的数个、所述下秤秤台；其 中所述上秤秤台用于计算所述被称重车辆在上秤时的轴数，所述下秤秤台用于计算所述被称重车辆在下秤时的轴数，所述中间秤台用于分离秤台上的车辆；多组称重传感器，分别设置在所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及多个辅助秤台上，用于采集所述被称重车辆各轴的轴载信号；以及称重数据处理器，用于接收所述轴载信号，并根据所述轴载信号生成所述被测车辆的轴重数据和轴行驶状态数据。本实用新型实施例的动态整车式自动称重系统，由于采用了上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及辅助秤台这种搭接方式，当多车同步动态上秤时，能够保证每一待测车辆在经过主秤台(上秤秤台、中间秤台即下秤秤台)时有且仅有一个轴在同一台面上，因此能正确识别车辆上下秤的轴数，且能准确跟踪每辆车在秤上的行驶位置，将其在动态大秤上进行重量分配，准确的将其区分开来，实现多车数据的分离并准确计算每辆车的重量，从而提闻了称重精度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为利用与现有的静态称重汽车衡的相配的传感器所采集到的波形图；图2为现有的一种动态称重大秤的传感器所采集到的波形图；图3为本实用新型实施例的动态整车式自动称重系统中的动态大秤的结构示意图；图4为本实用新型的动态整车式自动称重系统的一个实施例的结构示意图；图5为本实用新型的动态整车式自动称重系统的另一个实施例的结构示意图；图6为图5所示实施例中的称重数据处理器的结构示意图；图7为图6所示实施例中的数据处理单元的结构示意图；图8为本实用新型的动态整车式自动称重系统中的动态大秤的一个具体实施例的布置方案图； 图9为利用图8所示的动态大秤以及图4-图7所示的称重数据处理器、线圈、轮轴、光栅及数字接线盒所组成的动态整车式自动称重系统的一个具体实施例的结构示意图；图10为利用图9所示的动态整车式自动称重系统进行车辆称重的方法流程图；图11为利用图9所示的动态整车式自动称重系统所采集到的具有两个轴的单个被称重车辆在秤上的波形图；图12为利用图9所示的动态整车式自动称重系统所采集到的具有两个轴的两车同时在秤上的波形图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型实施例中，动态整车式自动称重系统包括动态大秤101，如图3所示，其包括上秤秤台I、中间秤台2、下秤秤台3以及位于所述上秤秤台I、中间秤台2、下秤秤台3之间的多个辅助秤台4和5，用于承载驶过的被称重车辆；从行车方向排列，依次为所述上秤秤台I、所述多个辅助秤台中的数个4、所述中间秤台2、所述多个辅助秤台中剩余的数个5和所述下秤秤台3。在本实施例中，虽然图3中的辅助秤台4和5分别示意为两个，但是并不限于两个，其根据辅助秤台的长度所决定。在一实施例中，如图3所示，所述中间秤台与所述上秤秤台之间的距离和所述中间秤台与所述下秤秤台之间的距离相等，且位于所述上秤秤台与中间秤台间的辅助秤台的个数与所述下秤秤台与所述中间秤台间的辅助秤台的个数相同。通常情况下，上秤秤台、中间秤台和下秤秤台的长度相同，且辅助秤台的长度为所述上秤秤台、中间秤台或下秤秤台的长度的4-5倍。例如，在一实施例中，上秤秤台、中间秤台和下秤秤台的长度都为I米，那么辅助秤台的长度为4. 5米，在上秤秤台和中间秤台之间具有两个辅助秤台，在中间秤台和下秤秤台之间具有两个辅助秤台，整个动态大秤总长为21米。其中，所述上秤秤台I用于计算所述被称重车辆在上秤时的轴数，所述下秤秤台3用于计算所述被称重车辆在下秤时的轴数，所述中间秤台2用于分离秤台上的车辆。在本实施例中，如图4所示，除了图3所示的动态大秤101，动态整车式自动称重系统还包括多组称重传感器102，如图4中的圆圈所示，分别设置在所述上秤秤台I、中间秤台2、下秤秤台3以及多个辅助秤台4和5上，用于采集所述被称重车辆各轴的轴载信号，每组传感器采集到的每根轴的轴载信息，包括轮胎对地压力动态数据；以及称重数据处理器103，用于接收所述轴载信号，并根据所述轴载信号生成所述被测车辆的轴重数据和轴行驶状态数据。在本实施例中，如图5所示,所述动态整车式自动称重系统还包括数字接线盒104，连接于所述多组称重传感器102与所述称重数据处理器103之间，用于将所述多组称重传感器102采集的数据传送到所述称重数据处理器103。线圈105，连接所述数字接线盒104，用于对所述被称重车辆的到达进行检测，生成称重测量触发信号，并通过数字接线盒104发送给称重数据处理单元103 ;轮轴106，连接所述数字接线盒104，用于对所述被称重车辆各轴的轴型进行检测，生成轴型信号，并通过数字接线盒104发送给称重数据处理单元103 ;光栅107，连接所述数字接线盒104，用于对所述被称重车辆的存在进行检测，生成收尾信号，并通过数字接线盒104发送给称重数据处理单元103。在本实施例中，如图6所示，所述称重数据处理器103包括数据采集单元1031，用于对所述多组称重传感器102、线圈105、轮轴106以及光栅107传送的信号进行采集；数据处理单元1032，用于对所述数据采集单元1031采集到的多个信号进行处理，生成所述被称重车辆的轴重信息、轴速信息、轴距信息、轴型信息以及车辆行驶状态信息；数据交互单元1033，用于将所述数据处理单元1032生成的各项信息进行存储，并发送给上位机，与外界进行数据交互。在本实施例中，如图7所示，图6中的数据处理单元1032包括车辆行驶状态信息获取单元10321，用于根据所述每组传感器采集到的轴载信号的时序判断所述被称重车辆的行驶方向；车轴信息计算单元10322，用于根据所述轴载信息计算所述轴重信息、轴速信息、轴距信息；车辆信息存储单元10323，用于存储所述的被称重车辆的车辆行驶状态信息以及轴重信息、轴速信息、轴距信息等信息。如果车辆属于正向行驶，则车轴信息计算单元10322根据轴载信息计算轴重、轴速等信息，并在车辆信息存储单元10322中保存车轴数据；如果车辆属于逆向行驶，即倒车，在车辆信息存储单元10322删除相应数据。当车轴完全通过传感器后，车辆信息存储单元10322统计整车信息数据。图8为本实用新型的动态整车式自动称重系统中的动态大秤的一个具体实施例的布置方案图。如图所示，本实施例的动态大秤包括上秤秤台、中间秤台、下秤秤台与辅助秤台A、B，位于上秤秤台与中间秤台中间；辅助秤台C、D，位于中间秤台和下秤秤台之间，SP本实施例的动态大秤由7个秤台组成。且上秤秤台、中间秤台、下秤秤台与辅助秤台A、B、C、D均为矩形，后一个秤台搭接在前一个秤台上方，各个秤台之间通过搭接件进行销连接。在本实施例中，所述中间秤台、上秤秤台以及下秤秤台的长度均为I米，所个辅助秤台A、B、C、D的长度为4. 5米，形成长X宽X高为21000 X 3000 X 455mm的长方形整体式秤台，两端与中间的秤台长度为1000mm。每节秤台下方各装有4只传感器，在两个秤台搭接处共用一组称重传感器，本实施例的整个秤台下方共安装有16只传感器。所有传感器的高度应一致，整个秤台安装完成后，应保持水平。搭接位置的中心线和支撑传感中线在同一直线上，相邻两秤台的搭接位置正好与传感器中心平面重合。图9为利用图8所示的动态大秤以及图4-图7所示的称重数据处理器、线圈、轮轴、光栅及数字接线盒所组成的动态整车式自动称重系统的一个具体实施例的结构示意图。因此，与图4-图7相同的元件，都采用相同的标号标示。当进行测量时，将其安装在公路车道中间，从行车方向，依次为上秤秤台、辅助秤台A、辅助秤台B、中间秤台、辅助秤台C、辅助秤台D以及下秤秤台。所述中间秤台、上秤秤台以及下秤秤台的长度均为I米，所个辅助秤台A、B、C、D的长度为4. 5米，形成长X宽X高为21000 X 3000 X 455mm的长方形整体式秤台，两端与中间的秤台长度为1000mm。并且，在每一秤台下均有两组传感器，因此，7个秤台下共有8组传感器，分别为第一组传感器1018和1019、第二组传感器1017和10110、第三组传感器1016和10111、第四组传感器1015和10112、第五组传感器1014和10113、第六组传感器1013和10114、第七组传感器1012和10115以及第八组传感器1011和10116。图10为利用图9所示的动态整车式自动称重系统进行车辆称重的方法流程图。如图所示，所述动态整车式自动称重方法包括步骤S101，将动态整车式称重秤台分为上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及位于所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台之间的多个辅助秤台，以承载驶过的被称重车辆；步骤S102，当所述被称重车辆在驶过所述动态整车式称重秤台时，上秤秤台计算所述被称重车辆在上秤时的轴数，所述下秤秤台计算所述被称重车辆在下秤时的轴数，所述中间秤台分离秤台上的车辆；步骤S103，所述被称重车辆在驶过所述动态整车式称重秤台时，处理设置在所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及多个辅助秤台上的多组称重传感器采集到的所述被称重车辆各轴的轴载信号，生成所述被测车辆的轴重数据和轴行驶状态数据。图11为利用图9所示的动态整车式自动称重系统所采集到的具有两个轴的单个被称重车辆在秤上的波形图。从图11中可看出，通过称重平台的8组传感器的信号，可 以准确计算车辆上秤的轴数、轴重和轴在称重平台上所处的位置。其中，L曲线(即由折点A1-A2-A3-A4-A5-A6连接起来的曲线)代表被称重车辆在秤台上的的总重曲线变化图。曲线LI表示第一组传感器1018和1019传递的信号，可以看到，在LI曲线的第一个数值顶峰Al处，为被称重车辆的第一轴开始上秤，在第二个数值顶峰BI处，为被称重车辆的第二轴开始上秤，此后如L曲线的A3-A4线段所示，称重重量保持稳定，直至在最后一组传感器1011和10116传递的信号曲线L8上的第一个数值顶峰Cl处，总重数据开始下降，表示被称重车辆的第一轴开始离开秤台，在曲线L8的第二个数值顶峰A6处，为被称重车辆第二轴离开秤台，称重结束。因此，本实用新型的动态称重系统可以在单车称重的时候，保持稳定真实的总量数据，实现与静态称重一样的高精度。图12为利用图9所示的动态整车式自动称重系统所采集到的具有两个轴的两车同时在秤上的波形图。从图12中可看出，Q曲线代表被称重的两个车辆同时在秤台上的的称重总重的曲线变化图。曲线Ql表示第一组传感器1018和1019传递的信号，可以看到，在Ql曲线的第一个数值顶峰Wl处，为前一个被称重车辆的第一轴开始上秤，在第二个数值顶峰W2处，为前一个被称重车辆的第二轴开始上秤，，在Ql曲线的第三个数值顶峰W3处，为后一个被称重车辆的第一轴开始上秤，在Ql曲线的第四个数值顶峰W4处，为后一个被称重车辆的第二轴开始上秤，直至如Q曲线最大值的稳定曲线段所示，为两辆车同时在秤上的两辆车的总重。在最后一组传感器1011和10116传递的信号曲线Q8上的第一个数值顶峰kl处，总重数据开始下降，表示前一个被称重车辆的第一轴开始离开秤台，在曲线Q8的第二个数值顶峰k2处，表示前一个被称重车辆第二轴离开秤台，在曲线Q8的第三个数值顶峰k3处，表示后一个被称重车辆的第一轴离开秤台，在曲线Q8的第四个数值顶峰k4处，表示后一个被称重车辆第二轴离开秤台，称重结束。从图12所示的动态称重两个车辆的波形图可以看出，当前秤台无重量即前车完全下称，后车轴重、总重计算方法与前车计算方法相同；当前秤台有重量即前车未完全下称，后车第一个轴上秤，根据第1、2组传感器的重量变化以及前轴的状态，获取到后车第一个轴完全上秤的时刻，同时结合第7、8组传感器的重量变化来获取前车的状态，将秤台上的稳定重量减去前车未下称的重量即为后车第一轴的轴重；同理可计算后车其余轴的轴重和总重。利用本实用新型实施例的动态整车式自动称重系统，在后车跟车时，实时跟踪前车和后车的轴所在位置，当前后车距离大于一个板时，可将7块台面分为两部分独立的称重平台，分别称量前后车各自的准确重量，从而实现后车重量的准确称量。而采用4台面结构时，由于各台面长度均大于5米，实际过车过程中，存在前后车距离大于一个板的可能性较小，无法实现后车重量准确称量，然而使用7台面结构时，由于中间I米台面的存在，前后车距离大于一个板的可能性也就成为了必然，从而可以准确称量后车重量。本实用新型实施例的动态整车式自动称重系统及方法，相比于现有的静态称重和四秤台动态称重的优点是由于本实用新型的动态大秤采用了上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及辅助秤台这种搭接方式，当多车同步动态上秤时，能够保证每一待测车辆在经过主 秤台(上秤秤台、中间秤台即下秤秤台)时有且仅有一个轴在同一台面上，因此能正确识别车辆上下秤的轴数，且能准确跟踪每辆车在秤上的行驶位置，将其在动态大秤上进行重量分配，准确的将其区分开来，实现多车数据的分离并准确计算每辆车的重量，从而提高了称重精度。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述动态整车式自动称重系统包括 上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及位于所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台之间的多个辅助秤台，用于承载驶过的被称重车辆；从行车方向排列，依次为所述上秤秤台、所述多个辅助秤台中的数个、所述中间秤台、所述多个辅助秤台中剩余的数个、所述下秤秤台；其中所述上秤秤台用于计算所述被称重车辆在上秤时的轴数，所述下秤秤台用于计算所述被称重车辆在下秤时的轴数，所述中间秤台用于分离秤台上的车辆； 多组称重传感器，分别设置在所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及多个辅助秤台上，用于采集所述被称重车辆各轴的轴载信号；以及 称重数据处理器，用于接收所述轴载信号，并根据所述轴载信号生成所述被测车辆的轴重数据和轴行驶状态数据。
2.如权利要求I所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述上秤秤台、中间秤台、下秤秤台与多个辅助秤台均为矩形，且后一个秤台通过搭接件搭接在前一个秤台上方，各个秤台之间的连接方式为销连接。
3.如权利要求I所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述中间秤台与所述上秤秤台之间的距离和所述中间秤台与所述下秤秤台之间的距离相等，且位于所述上秤秤台与中间秤台间的辅助秤台的个数与所述下秤秤台与所述中间秤台间的辅助秤台的个数相同。
4.如权利要求I所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述上秤秤台、中间秤台和下秤秤台的长度相同，且所述多个辅助秤台中的每一个的长度为所述上秤秤台、中间秤台或下秤秤台的长度的4-5倍。
5.如权利要求4所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述中间秤台、上秤秤台以及下秤秤台的长度均为I米。
6.如权利要求5所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述多个辅助秤台的长度为4. 5米。
7.如权利要求I所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述多个辅助秤台为4个，其中两个位于所述上秤秤台与所述中间秤台之间，剩余两个位于所述中间秤台与所述下秤秤台之间。
8.如权利要求1-7任一项所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，每一秤台下方安装有两组称重传感器，在两个秤台搭接处共用一组称重传感器。
9.如权利要求1-7任一项所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述动态整车式自动称重系统还包括 数字接线盒，连接于所述多组称重传感器与所述称重数据处理器之间，用于将所述多组称重传感器采集的数据传送到所述称重数据处理器； 线圈，连接于所述数字接线盒，用于对所述被称重车辆的到达进行检测，生成称重测量触发信号，并经过所述数字接线盒传送至所述称重数据处理器； 轮轴，连接于所述数字接线盒，用于对所述被称重车辆各轴的轴型进行检测，生成轴型信号，并经过所述数字接线盒传送至所述称重数据处理器； 光栅，连接于所述数字接线盒，用于对所述被称重车辆的存在进行检测，生成收尾信号，并经过所述数字接线盒传送至所述称重数据处理器。
10.如权利要求9所述的动态整车式自动称重系统，其特征在于，所述称重数据处理器包括 数据采集单元，用于对所述多组称重传感器、线圈、轮轴以及光栅传送的信号进行采集; 数据处理单元，用于对所述数据采集单元采集到的多个信号进行处理，生成所述被称重车辆的轴重信息、轴速信息、轴距信息、轴型信息以及车辆行驶状态信息； 数据交互单元，用于将所述数据处理单元生成的各项信息进行存储，并发送给上位机，与外界进行数据交互。
专利摘要本实用新型公开了一种动态整车式自动称重系统，包括上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及位于上秤秤台、中间秤台、下秤秤台之间的多个辅助秤台，用于承载驶过的被称重车辆；从行车方向排列，依次为上秤秤台、多个辅助秤台中的数个、中间秤台、多个辅助秤台中剩余的数个、下秤秤台；其中上秤秤台用于计算被称重车辆在上秤时的轴数，下秤秤台用于计算被称重车辆在下秤时的轴数，中间秤台用于分离秤台上的车辆；多组称重传感器，分别设置在上秤秤台、中间秤台、下秤秤台以及多个辅助秤台上，用于采集被称重车辆各轴的轴载信号；以及称重数据处理器，用于接收轴载信号，并根据轴载信号生成被测车辆的轴重数据和轴行驶状态数据。
文档编号G01G19/03GK202734936SQ20122033039
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者张盈盈, 邓永强, 舒赞辉, 董伟, 李智 申请人:北京万集科技股份有限公司