CN105157803A - 车辆载重电容式传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆载重电容式传感器，包括固定设置在车架上的壳体，壳体内设置有用于测量车架上下位移量的测量机构，测量机构内设置有跟随车架运动而改变测量机构输出值的滑块；所述滑块上设置有伸出壳体的连杆，连杆与壳体的交接点设置为连杆的支点；所述连杆位于壳体的外部套装有弹性部件，弹性部件的外端与车桥之间通过软性连接件连接。本发明能够准确测量车辆载重，且不会因为车架与车桥之间的距离瞬间大幅变化而受到损坏，大大提高了传感器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别是一种车辆载重传感器。
背景技术
运输行业中，为保证道路交通运输的安全，车辆的装载质量一般都有严格的规定，超重不但会对车辆安全存在严重隐患，而且对人生安全也存在着极大的威胁；特别是载货车辆，由于超重而引起的交通事故比比皆是，给人们的生命财产安全带来重大损失。传统的测量车及货物重量的方法是将车开到装有地磅的地方进行称重或估算，不仅麻烦而且不能实时监控车辆的载货情况；另外地磅的安装和维护也需要较高的成本。
近年来随着传感技术的飞速发展，应用于在车辆上的载重传感器逐渐走向市场。目前，载重传感器多为用于测量车架与车桥之间距离的位移传感器，这些传感器的种类有磁感应式位移传感器、电容式位移传感器以及电阻式位移传感器，这些传感器的工作原理即是通过测量车架与车桥之间距离的变化来获得载重重量信号。安装时，传感器本体通过安装结构安装在汽车的车桥上，而传感器的测量头则直接与汽车的车架相抵接。
然而，汽车在行进过程中，不可避免地会遇到颠簸情况，此时车架与车桥之间便会发生过冲现象，车桥与车架之间的距离会在短时间内急剧压缩或伸长，这必然会导致刚性设置在车桥与车架间的传感器受到瞬间的冲击挤压，从而导致安装结构发生变形而报废，甚至整个传感器的测量头、传感器本体都会受到损坏而导致无法使用。
本申请人的一项在先申请201510071604.X公开了一种车辆载重传感器，传感器与车桥之间采用软连接形式，在当车架突然向下或者左右晃动时，软性连接件会对冲击力起缓冲作用，有效防止了由于车辆颠簸产生过冲力而导致传感器损坏现象的发生。虽然该申请克服了汽车因瞬间挤压而对传感器产生的危害，但是当车辆突然发生侧倾时，车桥与车架之间的距离会猛然增大，必将会使连接在车桥与车架之间的传感器分体，即使传感器与车桥之间采用软连接也无法克服由于瞬间强大的拉伸力对传感器造成的损坏。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能够准确测量车辆载重、且不会因为车架与车桥之间的距离瞬间大幅变化而受到损坏的车辆载重传感器，以提高传感器的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
车辆载重电容式传感器，包括固定设置在车架上的壳体，壳体内设置有用于测量车架上下位移量的测量机构，测量机构内设置有跟随车架运动而改变测量机构输出值的滑块；所述滑块上设置有伸出壳体的连杆，连杆与壳体的交接点设置为连杆的支点；所述连杆位于壳体的外部套装有弹性部件，弹性部件的外端与车桥之间通过软性连接件连接。
上述车辆载重电容式传感器，所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括设置在壳体内的外管，外管内同轴设置有内管，所述滑块套装在内管上；电容测量机构中内管的引出端为电容正极，外管的引出端为电容负极。
上述车辆载重电容式传感器，所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的外管以及设置在外壳内随车架上下运动的内管，电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。
上述车辆载重电容式传感器，所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的内管以及设置在外壳内随车架上下运动的外管，电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。
上述车辆载重电容式传感器，所述软性连接件为线绳、弹簧、钢丝绳或者链条中的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明的核心原理为传感器与车架之间采用硬连接，而传感器与车桥之间则采用软连接形式，软连接包括收尾连接的软性连接件和弹性部件，当车架突然向下或者左右晃动时，软性连接件会对冲击力起缓冲作用，有效防止了由于车辆颠簸产生过冲力而导致传感器损坏现象的发生；当车桥和车架之间的距离瞬间超出正常值范围时，弹性部件补偿超出部分，从而保护软性连接件不被拉断，进一步保护了整个传感器不被损毁，大大提高了传感器的使用寿命。
本发明的测量机构采用电容式结构，通过滑块在内管上位置的变化来感应车载货物的重量，且滑块与外管和内管之间介质的介电常数采用反差较大的形式，使得测量机构的敏感度大大提高，保证了测量的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为当车桥和车架之间的距离超出正常范围时本发明的状态图。
其中：1.车架，2.车桥，3.壳体，4.外管，5.内管，6.滑块，7.连杆，8.弹性部件，9.软性连接件。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
车辆载重电容式传感器，其结构如图1所示，包括固定设置在车架1上的壳体3，壳体3内设置有测量机构，用于测量车架的上下位移量，测量机构内设置有滑块6，滑块跟随车架运动来改变测量机构的输出值，然后通过信号转换获得车载货物重的量。
本发明中，滑块6的侧面设置有连杆，连杆的一端铰接在滑块上，连杆的另一端伸出壳体外，连杆7与壳体3的交接点设置为连杆的支点。连杆7位于壳体的外部套装有弹性部件8，弹性部件的外端与车桥2之间通过软性连接件9连接。本发明中，软性连接件可为线绳、钢丝绳或者链条，弹性部件可为弹簧等。
实施例1
本实施例中，测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括外管4和内管5，外管4设置在壳体3内，内管5同轴设置在外管4内，滑块6套装在内管5上，能够随车架的上下运动沿内管上下移动。电容测量机构中内管的引出端为电容正极，外管的引出端为电容负极。为提高电容测量机构的灵敏度，滑块采用高介电常数材质制作，外管与内管之间为介电常数较小的空气。
本发明的工作原理如下所述。
在车辆空载时，软性连接件为张紧状态，此时滑块位于内管的中部，连杆成水平状，弹性部件不起作用。
当车辆载货时，车架向下运动，车架上的壳体、外管、内管以及滑块都会跟随车架向下运动，由于连杆的作用，滑块和与内管之间便会产生相对位移，即滑块位于了内管的下部，从而改变电容正极与电容负极之间的差值，即将车架的上下位移量变换为电容值的改变量。此时，由于滑块相对壳体产生了向上的位移，而连杆的支点在壳体壁上，因此连杆的外端会向下运动，套装在连杆上的弹性部件也会随连杆发生倾斜，与弹性部件外端连接的软性连接件会处于松弛状态，不会被拉断。
当车辆运行过程中，车架会因道路颠簸或者刹车等原因而发生上下运动，此时由于弹性部件与车桥之间为软性连接，因此也不会发生拉断。当车架的运动幅度陡然增大时，即车架与车桥之间的距离瞬间超出正常值范围，例如车辆发生侧倾时，此时套装在连杆上的弹性部件会被拉伸，来补偿超过正常值的距离，即车桥和车架之间通过软性连接件和弹性部件产生的形变来连接，如图2所示，从而起到保护软性连接件不被拉断、进一步保护传感器的目的。
实施例2
本实施例中，测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的外管4以及设置在外壳内随车架上下运动的内管5，即内管作为运动部件实现滑块的功能；电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。本实施例中电容测量机构的工作原理是通过改变外管和内管的接触面积来改变电容的输出值。
实施例3
本实施例中，测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的内管5以及设置在外壳内随车架上下运动的外管4，即外管作为运动部件实现滑块的功能；电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。本实施例电容测量机构的原理同实施例2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.车辆载重电容式传感器，其特征在于：包括固定设置在车架（1）上的壳体（3），壳体（3）内设置有用于测量车架上下位移量的测量机构，测量机构内设置有跟随车架运动而改变测量机构输出值的滑块（6）；所述滑块（6）上设置有伸出壳体的连杆（7），连杆（7）与壳体（3）的交接点设置为连杆的支点；所述连杆（7）位于壳体的外部套装有弹性部件（8），弹性部件的外端与车桥（2）之间通过软性连接件（9）连接。
2.根据权利要求1所述的车辆载重电容式传感器，其特征在于：所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括设置在壳体（3）内的外管（4），外管（4）内同轴设置有内管（5），所述滑块（6）套装在内管（5）上；电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。
3.根据权利要求1所述的车辆载重电容式传感器，其特征在于：所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的外管（4）以及设置在外壳内随车架上下运动的内管（5），电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。
4.根据权利要求1所述的车辆载重电容式传感器，其特征在于：所述测量机构为电容测量机构，电容测量机构包括固定设置外壳内的内管（5）以及设置在外壳内随车架上下运动的外管（4），电容测量机构中内管的引出端为电容一极，外管的引出端为电容另外一极。
5.根据权利要求1至4任一项所述的车辆载重电容式传感器，其特征在于：所述软性连接件（9）为线绳、钢丝绳、弹簧或者链条中的一种。
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