一种车辆超载检测与信息传输装置的制作方法

本发明涉及一种车辆超载检测与信息传输装置，属于汽车检测监控设备领域。

背景技术：

随着国民经济的发展，交通运输业也快速发展起来。为了追求更大的经济利益，许多货运车辆都超限、超载行驶。车辆超限超载运输危害极大：首先超限超载运输会严重破坏公路设施、增加公路维护费用、缩短公路使用年限，导致其他公路使用者出行困难。调查表明，车辆超载重量增加和其对路面的损害是呈几何级数增长的，超限10%的货车对道路的损坏会增加40%，一辆超限两倍的车辆行驶一次，对公路的损害相当于不超限车辆行驶16次；其次，车辆超载很容易引发道路交通事故，车辆长期处于超载运输状态，会导致车辆的制动和操纵安全性能下降，造成或加剧道路交通事故损失。传统的货车称重方法主要有静态测量和动态测量两种。静态测量是通过固定式电子地磅静态称量车辆的重量，测量数据较准确，但设备本身结构重量大、便携性不好，而且测量耗费时间长、效率低。动态测量主要采用轴重仪检测车辆重量，轴重仪广泛应用于计重收费系统，需要在道路上安装轴重仪并设立专门的检查点，测量时要求汽车低速通过，限于轴重仪的价格以及安装空间要求，该设备使用的场所有很大局限性。以上称重方法的使用都具有很大局限性，首先是使用场合固定，无论是固定式电子地磅，还是轴重仪都是设检查点进行检查，车辆一旦离开，运输过程中再次超载就无法查处，也就是无法实时对每辆车进行跟踪、监控，其次被查处的超载车辆要进行卸货、调车运货，增加了运输环节的时间和费用，也没有从源头上阻止车辆超载现象的发生。中国专利CN102490609A公开了一种车辆超载检测系统，它由车架、前支架、后支架、钢板弹簧、车桥组成，在车桥与车架之间设有高度传感器用于检测车辆的装载量，该专利根据光电耦合器接收光信号的状态提供“导通-截止”、“截止-导通”、“导通-导通”、“截止-截止”四种状态，分别对应四种载荷工况，其问题在于，该系统不能准确称量出车辆的实际装载量，而且当装载货物分布不均匀时仅仅根据单侧的传感器判断超重也存在问题。因此有必要设计一种新的超载检测系统，在车辆启动、行驶等状态下检测车辆的实际装载量，当超过额定装载量时，对车辆进行报警并将超载信息发送到公路运输监控中心。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，解决车辆运输过程中的超载检测问题和信息传输问题，保障车辆运输过程中对其装载量进行动、静态跟踪和检测。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：

一种车辆超载检测与信息传输装置，包括测量装置、控制装置、信息传输装置，其特征在于：所述测量装置包括主簧、副簧、主簧应变传感器、主簧应变传感器RFID标签、副簧应变传感器、副簧应变传感器RFID标签；车辆运行时，所述的应变传感器感知各连接部位的应变并将信息传输到数据采集器，数据采集器将各簧的应变值传输到控制装置的ECU控制器；ECU控制器根据主簧、副簧载荷-应变标定曲线和各簧在静态、动态下的载荷曲线，推算各弹簧承受的载荷，将所有弹簧承受的载荷相加得到车辆实际的装载量数值并将之传输到信息传输装置，由信息传输装置的手机将车辆实际装载量信息发送到远程电脑。

上述的一种车辆超载检测与信息传输装置，其特征在于，测量装置包括车架、车桥、主簧、副簧、U型螺栓、螺母、连接底板、长杆销栓、车架固定块、车架挡块、副簧应变传感器RFID标签、副簧应变传感器、副簧应变传感器信号线、主簧应变传感器RFID标签、主簧应变传感器、主簧应变传感器信号线、传感器保护盒、数据采集器，车架一个，车桥两个，主簧、副簧、连接底板、数据采集器各四个，U型螺栓、螺母、长杆销栓、车架固定块、车架挡块、传感器保护盒各八个，副簧应变传感器RFID标签、副簧应变传感器、副簧应变传感器信号线、主簧应变传感器RFID标签、主簧应变传感器、主簧应变传感器信号线各十六个，副簧应变传感器RFID标签和副簧应变传感器安装在副簧最上面一块钢板弹簧靠近U型螺栓的位置，主簧应变传感器RFID标签和主簧应变传感器安装在主簧最下面一块钢板靠近U型螺栓的位置，且上述的应变传感器RFID标签和应变传感器套装在传感器保护盒内。

上述的一种车辆超载检测与信息传输装置，其特征在于，所述的主簧应变传感器和主簧应变传感器RFID标签制作成一体的薄片状，并可用502胶水永久固定在钢板弹簧上。

上述的一种车辆超载检测与信息传输装置，其特征在于，主簧应变传感器和副簧应变传感器载荷-应变曲线要事先进行标定，标定信息存储在ECU控制器里。

上述的一种车辆超载检测与信息传输装置，其特征在于，控制装置由电子收发器、电子收发器信号线、ECU控制器组成，电子收发器无线接收副簧应变传感器RFID标签和主簧应变传感器RFID标签信息，电子收发器将上述信息传输给ECU控制器。

上述的一种车辆超载检测与信息传输装置，其特征在于，信息传输装置包括手机和远程电脑，ECU控制器将车辆装载量信息实时传递给远程电脑。

本发明的一种车辆超载检测与信息传输装置，与现有技术相比，所产生的有益效果是：通过在车架各主簧、副簧安装应变传感器，可准确测量整个车厢内实际装载量，消除了装载量分布不均引起的测量误差，各弹簧的应变传感器与对应的应变传感器RFID标签设计成一体的薄片状，能有效防止人为更换应变传感器安装位置，使该系统可靠运行；本装置采用应变传感器，在保证系统检测精度的同时也降低了装置的成本，本装置在车辆点火开关置ON时即可检测车辆装载量，能在车辆的运输过程全程跟踪装载量并传输相应信息。本发明结合喷油器电源线电磁阀就可以达到自动阻止本装置系统不正常时的车辆行驶，保证车辆在本装置的监控下运行，并向控制中心的远程电脑实时发送车辆运输过程中的装载量信息。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的一种车辆超载检测与信息传输装置正视图。

图2是表示本发明上述实施方式的俯视图。

图3是表示本发明上述实施方式的仰视图。

图4是图2中A处的放大结构示意图。

图5是图3中B处的放大结构示意图。

图6是控制系统框图。

图7是控制流程图。

附图标号说明。

1、车架，2、主簧，3、副簧，4、U型螺栓，5、螺母，6、车桥，7、连接底板，8、长杆螺栓，9、车架固定块，10、车架挡块，11、副簧应变传感器RFID标签，12、副簧应变传感器，13、副簧应变传感器信号线，14、主簧应变传感器RFID标签，15、主簧应变传感器，16、主簧应变传感器信号线，17、传感器保护盒，18、数据采集器，19、电子收发器，20、电子收发器信号线，21、ECU控制器，22、手机，23、远程电脑。

具体实施方式

下面，结合附图1～7对本发明的一种车辆超载检测与信息传输装置作以下详细说明。

如图1～7所示，一种车辆超载检测与信息传输装置由测量装置、控制装置、信息传输装置组成，其中测量装置包括车架1、主簧2、副簧3、U型螺栓4、螺母5、车桥6、连接底板7、长杆销栓8、车架固定块9、车架挡块10、副簧应变传感器RFID标签11、副簧应变传感器12、副簧应变传感器信号线13、主簧应变传感器RFID标签14、主簧应变传感器15、主簧应变传感器信号线16、传感器保护盒17、数据采集器18，车架1一个，车桥6两个，主簧2、副簧3、连接底板7、数据采集器18各四个，U型螺栓4、螺母5、长杆销栓8、车架固定块9、车架挡块10、传感器保护盒17各八个，副簧应变传感器RFID标签11、副簧应变传感器12、副簧应变传感器信号线13、主簧应变传感器RFID标签14、主簧应变传感器15、主簧应变传感器信号线16各十六个，控制装置包括电子收发器19、电子收发器信号线20、ECU控制器21，信息传输装置包括手机22和远程电脑23。

如图1～7所示，车架1固定有车架固定块9和车架挡块10，副簧3安装在主簧2上，U型螺栓4穿过主簧2、副簧3和连接底板7用螺母5固定在车桥6上，主簧2的卷耳放在车架固定块9的孔里，长杆销栓8穿过车架固定块9和主簧2的卷耳固定在车架1上，当车架承受较大的载荷时，车架挡块10向下运动压在副簧3上，副簧应变传感器RFID标签11和副簧应变传感器12安装在副簧3最上面一块钢板弹簧靠近U型螺栓4的位置，主簧应变传感器RFID标签14和主簧应变传感器15安装在主簧2最下面一块钢板弹簧靠近U型螺栓4的位置，且上述的应变传感器RFID标签和应变传感器套装在传感器保护盒17里，副簧应变传感器信号线13连接到副簧应变传感器12和数据采集器18，主簧应变传感器信号线16连接主簧应变传感器14和数据采集器18，电子收发器19通过电子收发器信号线20连接ECU控制器21，手机22与ECU控制器21相连。

如图1～7所示，传感器保护盒17套装在副簧应变传感器12、副簧应变传感器RFID标签11、副簧3、主簧2、主簧应变传感器15、主簧应变传感器RFID标签14外部，当汽车雨天行驶或遇到泥泞路面时，使副簧应变传感器12、主簧应变传感器15免受雨水、污泥等杂物的污染，保证以上传感器能正常工作。

如图1～7所示，主簧2、副簧3上的主簧应变传感器15、副簧应变传感器12的载荷-应变曲线要事先标定，标定信息存储在ECU控制器21里，车辆空载时的各传感器应变信息也存储在ECU控制器21里。

如图1～7所示，主簧应变传感器15和主簧应变传感器RFID标签14为一体化薄片，副簧应变传感器12和副簧应变传感器RFID标签11为一体化薄片，所述的薄片可用502胶水固定在钢板弹簧上。所述的应变传感器与应变传感器RFID标签为一体化薄片，便于进行安装，该薄片用502胶水永久粘接在钢板弹簧上，能提高该装置的安装可靠性并防止该装置被移动。

如图1～7所示，电子收发器19无线接收副簧传感器RFID标签11和主簧应变传感器RFID标签14的信息，电子收发器19将上述信息传输给ECU控制器21。

如图7所示，发动机转速为逻辑1表示发动机已经启动有转速，车速逻辑1表示汽车已经行驶有非零的行驶速度。

如图1～7所示，一种车辆超载检测与信息传输装置，其工作过程如下：车辆点火开关置ON时，ECU控制器检测主簧应变传感器15、副簧应变传感器12信号是否正常，如果检测结果异常，则声音报警、仪表盘显示问题传感器号，车辆超载检测与信息传输装置检测发动机转速和报警时间，如果发动机转速为逻辑1且报警时间超过15分钟，则切断喷油器电源线电磁阀，关闭发动机；如果ECU控制器检测主簧应变传感器15、副簧应变传感器12信号正常，则将各主簧、副簧的应变信号通过主簧应变传感器信号线16、副簧应变传感器信号线13传到ECU控制器21里，ECU控制器21根据各传感器标定的载荷-应变曲线推算相应的载荷并对之求和得到车辆实际装载量，当检测到车速信号为逻辑1时，如果实际装载量不超过额定载荷，ECU控制器21将车辆装载量信息传输到手机22，手机22将车辆装载量信息、车牌号码、行驶里程、行驶时间、GPS定位信息发送到远程电脑23，由远程电脑23进行监控，如果检测得到的实际装载量超过额定载荷时，手机22将信息发送到远程电脑23，后续每5分钟发送一次信息，同时车辆内部声音报警。

车辆行驶过程中由于颠簸会造成瞬时超载（假超载信号），为保障ECU控制器21能正确判断，在某一时刻检测到瞬态超载信息时并不立即由手机22发送，而是将其与最近五次测量的平均信息比较，如果这些信息都是超载，就说明这些信号是真的超载信号，否则为假信号，予以剔除。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

另外，本发明并不局限于上述实施方式，能实现本发明目的范围内的变形、改进也包含于本发明。