本实用新型涉及车辆识别系统技术领域，特别涉及一种驱动轮识别装置。
背景技术：
交通部在2016年9月颁布了《交通运输部令2016年第62号》文件，在第一章总则的第三条对超限运输车辆进行了规定，其中该条第八项规定货物运输车辆属于超限运输车辆的情况：六轴及六轴以上汽车列车，其车货总质量超过49000千克,其中牵引车驱动轴为单轴的，其车货总质量超过46000千克。
为了保障交通运输的安全，需要对运输车辆的驱动轴类型进行识别，现有技术中，通常采用人工观测的方式进行驱动轴类型判定，也有采用布置监控设施的方式进行驱动轴类型的识别，不论是采用人工观测或布置监控设备进行监测的方法，都非常不方便。采用人工观测时，需要监控人员趴在地上进行观察判断，效率低而且不方便，而采用监控设备监测时，由于道路环境恶劣，监控设备受到灰尘、雨水、泥浆的侵袭后，不能正常使用，也无法长期有效地对驱动轴类型进行判断。
由驱动轴驱动的车轮为驱动轮，由驱动轮带动转动的车轮为从动轮，在识别驱动轴类型时，只需要有效识别驱动轮即可，驱动轮和从动轮的最大区别在于摩擦力的方向不同，驱动轮转动是因为受到摩擦力，摩擦力方向与运动方向相同，而从动轮主要就是克服摩擦力，摩擦力方向与运动方向相反。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中采用人工观测或监控设备进行驱动轴识别时存在的效率低、识别有效性较差的问题，提供一种驱动轮识别装置，该装置中布置有石英敏感单元，使石英敏感单元能有效监测到水平摩擦力的大小和方向，从而通过监测到的摩擦力大小和方向，有效识别到车轮类型，判断出是单轴驱动还是多轴驱动，解决了现有技术中采用人工观测或监控设备进行驱动轴识别时存在的效率低、识别有效性较差的问题，使识别效率高、精度高。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种驱动轮识别装置，包括底座和安装在底座内的石英敏感单元，该底座设有用于夹持石英敏感单元的夹持部，包括两个相对布置的夹持平面，工作时，所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角，所述底座设置有消除车辆重力在水平方向上分力的分力结构。
所述底座以镶嵌方式安装路面下，当货物运输车辆通过底座时，底座在竖直方向上受到车辆较大的重力作用，同时也受到运输车辆的水平作用力，在底座上布置夹持部，当驱动轮识别装置工作时，夹持部的两个夹持平面在水平方向上相对布置，形成用于夹持石英敏感单元的夹持空间，夹持平面垂直于水平面，所述夹持部在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移，此时，石英敏感单元不会受到夹持部的挤压，无作用力产生，无输出信号；夹持部在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移，此时，石英敏感单元受到夹持部的挤压，有作用力产生，并输出信号，并且随着水平摩擦力方向的不同，输出不同的信号。
所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角，保证布置在夹持空间内的石英敏感单元受到水平摩擦力的作用，当夹持部的夹持平面与车辆行驶方向相同时，车辆通过安装有驱动轮识别装置的路面时，石英敏感单元的安装方向和车辆行驶方向相同，此时石英敏感单元不受力，无法对车轮的摩擦力进行监测和分析，只有当夹持平面与车辆行驶方向具有一定夹角时，石英敏感单元才能受力，完成对车轮摩擦力的监测和分析。
安装在夹持部的石英敏感单元很容易受到杂力的影响，这些杂力主要来自重力的分力，由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平，成小角度夹角，因此在垂直重力的情况下结构非常易产生水平方向上的分力，从而影响到水平摩擦力的监测，通过设置分力机构，有效消除车辆重力在水平方向上分力，通过石英敏感单元对水平摩擦力的方向进行监测，从而迅速有效判断出车轮的类型，完成驱动轴的类型识别。
作为本实用新型的优选方案，所述底座为立方体结构，包括位于立方体结构上方的上固定面、位于立方体结构下侧的下固定面、位于立方体结构左右两侧的左右安装面和位于立方体结构前后两侧的前后侧面，所述夹持部为布置在水平方向上且贯通底座前后侧面的两个矩形凸条，两个所述矩形凸条的夹持平面相互平行且垂直于车辆行驶方向。
驱动轮识别装置在工作时，立方体结构的底座安装在道路上，底座的前后侧面分别布置在道路的两侧，夹持部为贯通底座前后侧面的两个矩形凸条，使得该矩形凸条的夹持平面与车辆的行驶方向相同，当石英敏感单元安装在两个夹持平面形成的夹持空间后，石英敏感单元与车辆行驶方向垂直，从而保证石英敏感单元最大限度监测到车辆的水平摩擦力。矩形凸条贯通底座前后侧面，使得两个矩形凸条的长度与立方体结构的长度对应。
所述石英敏感单元包括石英晶片，石英敏感单元采用石英晶片，将石英晶片安装至夹持部，车辆行驶通过驱动轮识别装置上方时，通过石英晶片受力产生的正负信号以及大小，判断车轮对底面的摩擦力是向前还是向后，从而达到识别驱动轮的目的。
作为本实用新型的优选方案，所述分力机构包括设置在底座前侧面的饶性槽，所述饶性槽延伸至底座后侧面，所述饶性槽位于夹持部下方，靠近底座的下固定面一侧。所述饶性槽延伸至底座前后侧面，饶性槽布置在夹持部的侧面，其宽度与夹持部的宽度相对应，设置饶性槽，使底座在承受车辆重力载荷时，石英敏感单元在竖直方向上不受力，不会有力的输出信号。
作为本实用新型的优选方案，所述饶性槽为矩形槽，在该矩形槽的直角处还设置有与饶性槽相通的弧形沟槽，所述弧形沟槽贯通底座的前后侧面。矩形结构的饶性槽设置在夹持部的旁侧，饶性槽的宽度大于两个相对布置的矩形凸条的宽度，且饶性槽宽度方向的两侧均延伸至对应凸条的根部，使夹持部完全布置在饶性槽的宽度范围内。
作为本实用新型的优选方案，所述分力结构包括布置在底座前侧面的分力槽，所述分力槽延伸至底座后侧面，该分力槽布置在夹持部的上方，靠近底座上固定面一侧，所述分力槽和饶性槽分别布置在夹持部的两侧。所述分力槽为矩形结构，分力槽延伸至底座的前后侧面，贯通整个立方体结构，夹持部的一侧布置饶性槽，所述分力槽布置在夹持部的另一侧，分力槽的宽度较夹持部的宽度更宽，所述分力槽在宽度方向上向左右安装面延伸，靠近底座的左右安装面。
所述分力槽的宽度较饶性槽的宽度更宽，并延伸至靠近立方体结构的左右安装面的位置，使底座的右安装面与分力槽之间形成导力杆，底座在承受车辆重力载荷时，所述导力杆用于承受重力，使整个底座结构固定在路面下。
作为本实用新型的优选方案，所述底座前侧面上还设置有开口，该开口延伸至底座后侧面，所述开口贯穿底座上固定面和所述分力槽，使底座上固定面和分力槽连通。底座上固定面用于承受车辆的重力，并传递车辆的重力和车轮产生的摩擦力，在底座的前侧面设置分力槽和开口，分力槽和开口将底座的左安装面和右安装面分离为两个相对独立的部分，底座的上固定面被开口分割为两个相对独立的平面，两个相对独立的平面根据车轮的摩擦力方向不同，产生不同的位移和摩擦力大小，从而对摩擦力的方向进行区分。开口和夹持部形成的夹持空间均延伸至底座的前后侧面，使得底座被开口和夹持空间分为两个相对独立的部分，这两个相对独立的部分之间安装石英敏感单元，驱动轮识别装置在使用时，车辆的行驶方向垂直与底座左安装面和右安装面，根据车辆车轮产生的摩擦力大小和方向不同，底座上两个相对独立的部分之间产生的力的方向和大小也是不同的，通过石英敏感单元完成监测和反馈。
作为本实用新型的优选方案，所述分力结构包括布置在底座前侧面的分力孔，该分力孔延伸至底座的后侧面。所述分力孔与饶性槽并排布置，均位于夹持部的相同一侧，且所述分力孔靠近右安装面一侧。
通过布置分力槽、分力孔和饶性槽，使车辆的车轮重力加载在驱动轮识别装置上时，车辆重力在水平方向上产生的分力得以消除，使布置在夹持部的石英敏感单元无力产生，无输出信号。
由于车轮行驶在驱动轮识别装置上时，车轮压力非常大，至少数百公斤，甚至几顿，而水平摩擦力仅为几十公斤甚至几公斤，由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平，成小角度夹角，在较大垂直压力的情况下，很容易产生水平分力，而且这个水平分力往往比水平摩擦力还要大，从而对水平摩擦力的检测产生影响，导致无法检测出真正的水平分力。通过在底座上设置分力结构，包括分力槽、分力孔和饶性槽，能有效解决由于安装或结构本身的形变造成的难以检测水平摩擦力的问题，使石英敏感单元准确监测到水平摩擦力的大小和方向，从而有效判断车轮信息，对驱动轮进行识别。
作为本实用新型的优选方案，所述夹持部的上下两侧还分别设置有连接底座前后侧面的弧形板，两块所述弧形板将夹持部围住，形成用于填充环氧树脂的弧面空间。通过在夹持部的上下两侧设置弧形板，使夹持部的周围形成用于填充环氧树脂的弧面空间，夹持部将石英敏感单元夹持固定后，在弧面空间内填充环氧树脂，对石英敏感单元进行保护和固定，使石英敏感单元能有效检测到水平摩擦力的方向和大小。
作为本实用新型的优选方案，所述底座的上固定面和下固定面还分别设置有用于使底座固定的加强固定槽，所述加强固定槽延伸至底座前后侧面。在底座上设置加强固定槽，加强固定槽布置在上固定面和下固定面，且延伸至底座前后侧面，所述加强固定槽为U形凹槽结构，当底座安装在路面中用于识别车辆车轮的类别时，通过U形凹槽结构，使底座能牢固固定在路面中，有效防止底座发生偏移、摆动等问题。
当驱动轮识别装置使用时，所述上固定面和下固定面上均布置有加强固定槽，在上固定面上还设置有用于填充环氧树脂的下沉台面，所述加强固定槽布置在靠近左安装面一侧，所述下沉台面布置在靠近右安装面一侧，所述加强固定槽和下沉台面分别位于开口分开的上固定面的两侧，设置有下沉台面一侧的上固定面为导力板，导力板与导力杆连接，在导力板上设置下沉台面，通过在下沉台面上填充环氧树脂，使驱动轮识别装置在应用过程中，能保持良好的使用性能，布置有加强固定槽的一侧安装在路面中，通过加强固定槽使底座安装牢固。
作为本实用新型的优选方案，所述底座的左安装面上设置有用于安装底座的安装槽，所述安装槽延伸至底座前后侧面，在所述底座的右安装面上设置有用于填充泡棉的填充部。通过设置安装槽，使底座安装牢固，填充部用于填充泡棉，使导力杆在承受车辆的重力时，其变形得到缓慢释放，有效防止产生水平方向上的分力，过滤掉杂力，对精确测量起到较好的帮助作用。
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：
1、通过在路面下安装底座，并且在底座内设置夹持部，夹持部布置在水平方向上，夹持部形成的两个夹持平面之间为夹持空间，夹持平面垂直于水平面，石英敏感单元安装在夹持空间内，通过在底座上设置分力结构，使车辆重力在水平方向上产生的分力得以消除，进而保证夹持部在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移，石英敏感单元不会受到夹持部的挤压，无作用力产生，无输出信号；夹持部在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移，此时，石英敏感单元受到夹持部的挤压，有作用力产生，并输出信号，并且随着水平摩擦力方向的不同，输出不同的信号，从而使石英敏感单元能有效监测到水平摩擦力的大小和方向，有效识别到车辆车轮的类型，自动判断出是单轴驱动还是多轴驱动；
2、由于装置结构本身的形变受力和现场路面安装的不水平，使驱动轮识别装置在巨大垂直压力的情况下，很容易产生水平分力，该分力往往比水平摩擦力还要大，无法监测出水平摩擦力的方向和大小，通过在底座上设置饶性槽和分力槽，过滤掉杂力，有效监测到水平摩擦力的方向和大小，从而达到识别驱动轮的目的；
3、当车辆自身较大的重力作用在驱动轮识别装置上时，底座发生的变形会对石英敏感单元形成水平方向上的挤压，从而产生水平方向上的分力，影响石英敏感单元对水平摩擦力方向和大小的监测，通过在底座上设置分力孔，能有效防止底座在水平方向上发生变形，避免了产生水平方向的挤压作用力，保证监测精度和准确性。
附图说明：
图1为本实用新型的驱动轮识别装置的结构示意图。
图中标记：1-石英敏感单元，2-底座，201-夹持部，202-饶性槽，203-弧形沟槽，204-分力槽，205-导力杆，206-开口，207-分力孔，208-弧形板，209-加强固定槽，210-下沉台面，211-导力板，212-安装槽，213-填充部。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
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。
实施例
如图1所示，驱动轮识别装置，包括底座2和安装在底座2内的石英敏感单元1，该底座2设有用于夹持石英敏感单元1的夹持部201，包括两个相对布置的夹持平面，工作时，所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角，所述底座2设置有消除车辆重力在水平方向上分力的分力结构。
所述底座2以镶嵌方式安装路面下，当货物运输车辆通过底座2时，底座2在竖直方向上受到车辆较大的重力作用，同时也受到运输车辆的水平作用力，在底座2上布置夹持部201，当驱动轮识别装置工作时，夹持部201的两个夹持平面在水平方向上相对布置，形成用于夹持石英敏感单元1的夹持空间，夹持平面垂直于水平面，所述夹持部201在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移，此时，石英敏感单元1不会受到夹持部201的挤压，无作用力产生，无输出信号；夹持部201在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移，此时，石英敏感单元1受到夹持部201的挤压，有作用力产生，并输出信号，并且随着水平摩擦力方向的不同，输出不同的信号。
所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角，保证布置在夹持空间内的石英敏感单元受到水平摩擦力的作用，当夹持部的夹持平面与车辆行驶方向相同时，车辆通过安装有驱动轮识别装置的路面时，石英敏感单元的安装方向和车辆行驶方向相同，此时石英敏感单元不受力，无法对车轮的摩擦力进行监测和分析，只有当夹持平面与车辆行驶方向具有一定夹角时，石英敏感单元才能受力，完成对车轮摩擦力的监测和分析。
安装在夹持部的石英敏感单元很容易受到杂力的影响，这些杂力主要来自重力的分力，由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平，成小角度夹角，因此在垂直重力的情况下结构非常易产生水平方向上的分力，从而影响到水平摩擦力的监测，通过设置分力机构，有效消除车辆重力在水平方向上分力，通过石英敏感单元对水平摩擦力的方向进行监测，从而迅速有效判断出车轮的类型，完成驱动轴的类型识别。
底座2为立方体结构，包括位于立方体结构上方的上固定面、位于立方体结构下侧的下固定面、位于立方体结构左右两侧的左右安装面和位于立方体结构前后两侧的前后侧面，所述夹持部201为布置在水平方向上且贯通底座前后侧面的两个矩形凸条，两个所述矩形凸条的夹持平面相互平行且垂直于车辆行驶方向。
驱动轮识别装置在工作时，立方体结构的底座2安装在道路上，底座2的前后侧面分别布置在道路的两侧，夹持部201为贯通底座2前后侧面的两个矩形凸条，使得该矩形凸条的夹持平面与车辆的行驶方向相同，当石英敏感单元安装在两个夹持平面形成的夹持空间后，石英敏感单元与车辆行驶方向垂直，从而保证石英敏感单元最大限度监测到车辆的水平摩擦力。矩形凸条贯通底座前后侧面，使得两个矩形凸条的长度与立方体结构的长度对应。
所述石英敏感单元1包括石英晶片，石英敏感单元1采用石英晶片，将石英晶片安装至夹持部，车辆行驶通过驱动轮识别装置上方时，通过石英晶片受力产生的正负信号以及大小，判断车轮对底面的摩擦力是向前还是向后，从而达到识别驱动轮的目的。
分力机构包括设置在底座前侧面的饶性槽202，所述饶性槽202延伸至底座后侧面，所述饶性槽202位于夹持部201下方，靠近底座2的下固定面一侧，所述饶性槽202延伸至底座前后侧面，饶性槽202布置在夹持部201的侧面，其宽度与夹持部201的宽度相对应，设置饶性槽202，使底座2在承受车辆重力载荷时，石英敏感单元在竖直方向上不受力，不会有力的输出信号。
饶性槽202为矩形槽，在该矩形槽的直角处还设置有与饶性槽202相通的弧形沟槽203，所述弧形沟槽203贯通底座2的前后侧面，矩形结构的饶性槽202设置在夹持部201的旁侧，饶性槽202的宽度大于两个相对布置的矩形凸条的宽度，且饶性槽202宽度方向的两侧均延伸至对应矩形凸条的根部，使夹持部201完全布置在饶性槽202的宽度范围内。
分力结构包括布置在底座前侧面的分力槽204，所述分力槽204延伸至底座后侧面，该分力槽204布置在夹持部201的上方，靠近底座上固定面一侧，所述分力槽204和饶性槽202分别布置在夹持部201的两侧，所述分力槽204为矩形结构，分力槽204延伸至底座2的前后侧面，贯通整个立方体结构，夹持部201的一侧布置饶性槽202，所述分力槽204布置在夹持部201的另一侧，分力槽204的宽度较夹持部201的宽度更宽，所述分力槽204在宽度方向上向左右安装面延伸，靠近底座2的左右安装面。
分力槽204的宽度较饶性槽202的宽度更宽，并延伸至靠近立方体结构的左右安装面的位置，使底座2的右安装面与分力槽204之间形成导力杆205，底座2在承受车辆重力载荷时，所述导力杆205用于承受重力，使整个底座结构固定在路面下。
底座前侧面上还设置有开口206，该开口206延伸至底座后侧面，所述开口206贯穿底座上固定面和所述分力槽204，使底座上固定面和分力槽204连通，底座上固定面用于承受车辆的重力，并传递车辆的重力和车轮产生的摩擦力，在底座的前侧面设置分力槽204和开口206，分力槽204和开口206将底座2的上半部分分离为两个相对独立的部分，底座2的上固定面被开口206分割为两个相对独立的平面，两个相对独立的平面根据车轮的摩擦力方向不同，产生不同的位移和摩擦力大小，从而对摩擦力的方向进行区分。开口206和夹持部201形成的夹持空间均延伸至底座2的前后侧面，使得底座2的上半部分被开口206和夹持空间分为两个相对独立的部分，这两个相对独立的部分之间安装石英敏感单元1，驱动轮识别装置在使用时，车辆的行驶方向垂直于底座左安装面和右安装面，根据车辆车轮产生的摩擦力大小和方向不同，底座上两个相对独立的部分之间产生的力的方向和大小也是不同的，通过石英敏感单元完成监测和反馈。
分力结构包括布置在底座前侧面的分力孔207，该分力孔207延伸至底座2的后侧面，所述分力孔207与饶性槽202并排布置，均位于夹持部201的相同一侧，且所述分力孔207靠近右安装面一侧。
通过布置分力槽204、分力孔207和饶性槽202，使车辆的车轮重力加载在驱动轮识别装置上时，车辆重力在水平方向上产生的分力得以消除，使布置在夹持部201的石英敏感单元无力产生，无输出信号。
由于车轮行驶在驱动轮识别装置上时，车轮压力非常大，至少数百公斤，甚至几顿，而水平摩擦力仅为几十公斤甚至几公斤，由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平，成小角度夹角，在较大垂直压力的情况下，很容易产生水平分力，而且这个水平分力往往比水平摩擦力还要大，从而对水平摩擦力的检测产生影响，导致无法检测出真正的水平分力。通过在底座上设置分力结构，包括分力槽、分力孔和饶性槽，能有效解决由于安装或结构本身的形变造成的难以检测水平摩擦力的问题，使石英敏感单元准确监测到水平摩擦力的大小和方向，从而有效判断车轮信息，对驱动轮进行识别。
夹持部201的上下两侧还分别设置有连接底座前后侧面的弧形板208，两块所述弧形板208将夹持部201围住，形成用于填充环氧树脂的弧面空间，通过在夹持部201的上下两侧设置弧形板208，使夹持部201的周围形成用于填充环氧树脂的弧面空间，夹持部201将石英敏感单元1夹持固定后，在弧面空间内填充环氧树脂，对石英敏感单元1进行保护和固定，使石英敏感单元1能有效检测到水平摩擦力的方向和大小。
底座2的上固定面和下固定面还分别设置有用于使底座固定的加强固定槽209，所述加强固定槽209延伸至底座前后侧面，在底座2上设置加强固定槽209，加强固定槽209布置在上固定面和下固定面，且延伸至底座前后侧面，所述加强固定槽209为U形凹槽结构，当底座安装在路面中用于识别车辆车轮的类别时，通过U形凹槽结构，使底座能牢固固定在路面中，有效防止底座发生偏移、摆动等问题。
当驱动轮识别装置使用时，所述上固定面和下固定面上均布置有加强固定槽209，在上固定面上还设置有用于填充环氧树脂的下沉台面210，所述加强固定槽209布置在靠近左安装面一侧，所述下沉台面210布置在靠近右安装面一侧，所述加强固定槽209和下沉台面210分别位于开口分开的上固定面的两侧，设置有下沉台面210一侧的上固定面为导力板211，导力板211与导力杆205连接，在导力板211上设置下沉台面210，通过在下沉台面210上填充环氧树脂，使驱动轮识别装置在应用过程中，能保持良好的使用性能，布置有加强固定槽209的一侧安装在路面中，通过加强固定槽209使底座2安装牢固。
所述底座2的左安装面上设置有用于安装底座的安装槽212，所述安装槽212延伸至底座前后侧面，在所述底座2的右安装面上设置有用于填充泡棉的填充部213，通过设置安装槽212，使底座2安装牢固，填充部213用于填充泡棉，使导力杆205在承受车辆的重力时，其变形得到缓慢释放，有效防止产生水平方向上的分力，过滤掉杂力，对精确测量起到较好的帮助作用。
驱动轮识别装置采取本实施例中的结构后，在导力板211上分别加载作用力进行分析得出：当在导力板211上加载竖直方向上的重力，且重力大小为10000N时，石英敏感单元在水平方向上的受力为1.17N，当在导力板211上加载水平方向上的力，且力的大小为10000N时，石英敏感单元在水平方向上的受力为11360N，由分析结果得出，该设计在力学结构上具有很高的力学信噪比，其信噪比到达80dB，石英敏感单元能有效测得水平摩擦力的大小和方向，从而完成驱动轮的识别。
本实施例通过在路面下安装底座，并且在底座内设置夹持部，夹持部布置在水平方向上，夹持部形成的两个夹持平面之间为夹持空间，夹持平面垂直于水平面，石英敏感单元安装在夹持空间内，通过在底座上设置分力结构，使车辆重力在水平方向上产生的分力得以消除，进而保证夹持部在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移，石英敏感单元不会受到夹持部的挤压，无作用力产生，无输出信号；夹持部在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移，此时，石英敏感单元受到夹持部的挤压，有作用力产生，并输出信号，并且随着水平摩擦力方向的不同，输出不同的信号，从而使石英敏感单元能有效监测到水平摩擦力的大小和方向，有效识别到车辆车轮的类型，自动判断出是单轴驱动还是多轴驱动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。