CN109883530B - 称重传感器的位置确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种称重传感器的位置确定方法及装置，应用于包括秤台及支撑所述秤台的称重传感器的汽车衡，方法包括：对汽车衡进行静态力学分析，得到各个力矩之间的对应关系；根据力矩间的对应关系确定称重传感器的第一位置；对称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。通过此方法，当秤台受到由车辆产生的不同形式载荷时，称重传感器处受力平衡，结构稳定，减少了称重传感器由于受力不均衡产生的损坏，提升了称重传感器的使用寿命。

Description

称重传感器的位置确定方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车称重领域，具体而言，涉及一种称重传感器的位置确定方法及装置。

背景技术

动态汽车衡广泛应用于高速公路、矿山以及港口等载货车辆的动态称重***中，秤体的传感器结构是整个称重秤体结构设计的最重要部分，传感器布置情况直接影响秤体整体的稳定性、采集的准确性以及传感器的使用寿命。

传统的称重传感器设置在秤台边缘以内，整体受力情况不好，在秤台的长度较短时可能会在车辆行驶过程中出现秤台倾覆的情况，影响动态汽车衡的整体稳定性，增加了后期维护成本，并缩短了传感器的使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种称重传感器的位置确定方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供一种称重传感器的位置确定方法，应用于汽车衡，所述汽车衡包括秤台及支撑所述秤台的称重传感器，所述方法包括：

对所述汽车衡进行静态力学分析，得到所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系；

根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置；

对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。

可选地，在本实施例中，所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系采用以下公式表示：

公式1：

；

公式2：

；

公式3：

，其中，F为汽车的重力，F₁、F₂分别为称重传感器对所述秤台的支撑力，G为秤台的重力，f为汽车在所述秤台的摩擦力，x为汽车在秤台上前进的距离，b、c为分别为位于所述秤台下相对两端的第一传感器、第二传感器距离秤台边缘的距离，a为秤台长度，d为摩擦力作用点到所述第一传感器及第二传感器的距离。

可选地，在本实施例中，所述对所述汽车衡进行静态力学分析，包括：

创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型，其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台、称重传感器及汽车；

对所述汽车衡的称重传感器进行静态力学分析。

可选地，在本实施例中，根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置，包括：

根据公式1、公式2、公式3及秤台的设备参数确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台上时所述第一传感器、第二传感器的第一位置，其中，所述秤台的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数。

可选地，在本实施例中，对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整第一位置后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的第一位置作为称重传感器的位置，包括：

在预设的位置范围内对所述第一传感器、第二传感器的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器和第二传感器的位置后的秤台时，所述秤台是否能保持平衡；

若所述秤台不能保持平衡，再次对所述第一传感器、第二传感器的位置进行同时调整，直至所述秤台平衡。

第二方面，本申请实施例还提供一种称重传感器的位置确定装置，所述装置包括：

静态分析模块，用于对汽车衡进行静态力学分析，得到所述称重传感器对秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系；

第一位置计算模块，用于根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置；

第二位置计算模块，用于对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。

可选的，在本实施例中，所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系采用以下公式表示：

公式1：

；

公式2：

；

公式3：

，其中，F为汽车的重力，F₁、F₂分别为称重传感器对所述秤台的支撑力，G为秤台的重力，f为汽车在所述秤台的摩擦力，x为汽车在秤台上前进的距离b、c为分别为位于所述秤台下相对两端的第一传感器、第二传感器距离秤台边缘的距离，a为秤台长度，d为摩擦力作用点到所述第一传感器及第二传感器的距离。

可选的，在本实施例中，所述静态分析模块具体用于：

创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型，其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台、称重传感器及汽车；

对所述汽车衡的称重传感器进行静态力学分析。

可选的，在本实施例中，所述第一位置计算模块具体用于：

根据公式1、公式2、公式3及秤台的设备参数确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台上时所述第一传感器、第二传感器的第一位置，其中，所述秤台的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数。

可选的，在本实施例中，所述第二位置计算模块具体用于：

在预设的位置范围内对所述第一传感器、第二传感器的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器和第二传感器的位置后的秤台时，所述秤台是否能保持平衡；

若所述秤台不能保持平衡，再次对所述第一传感器、第二传感器的位置进行同时调整，直至所述秤台平衡。

相对于现有技术，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请提供了一种称重传感器的位置确定方法及装置，应用于包括秤台及支撑所述秤台的称重传感器的汽车衡，方法包括：对汽车衡进行静态力学分析，得到各个力矩之间的对应关系；根据力矩间的对应关系确定称重传感器的第一位置；对称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。通过此方法，当秤台受到由车辆产生的不同形式载荷时，称重传感器处受力平衡，结构稳定，减少了称重传感器由于受力不均衡产生的损坏，延长称重传感器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的汽车衡的俯视图；

图2为本申请实施例提供的称重传感器的位置确定方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的图2中的步骤S210的子步骤流程图；

图4为本申请实施例提供的汽车衡的力学分析模型；

图5为本申请实施例提供的第一秤台及第二秤台的结构示意图；

图6为本申请实施例通过的称重传感器的位置确定装置的功能模块图。

图标：101-秤台；102-称重传感器；1021-第一传感器；1022-第二传感器；501-第一秤台；502-第二秤台；601-静态分析模块；602-第一位置计算模块；603-第二位置计算模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的汽车衡的俯视图，所述动态汽车衡包括秤台101及位于秤台下方的称重传感器102，其中，所述秤台101的形状可以为长方形，所述称重传感器102设置在所述秤台101的四个角位置处，在汽车称重时，汽车从汽车衡的一端驶入并运动通过所述汽车衡后，从汽车衡的另一端驶出，比如，汽车按照图1中的箭头方向驶入汽车衡，即可通过称重传感器102检测到的数据进行计算，从而获得汽车的重量。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的称重传感器的位置确定方法的流程图，所述方法应用于图1中的汽车衡，用于确定所述称重传感器102的位置，以使汽车衡能够整体受力平衡，当受到汽车不同形式的载荷时，不会发生倾覆现象。所述方法包括以下步骤：

步骤S210，对汽车衡进行静态力学分析，得到称重传感器102对所述秤台101的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台101的摩擦力力矩及秤台101的重力力矩之间的对应关系。

具体的，请参照图3，图3为本申请实施例提供的步骤S210的子步骤流程图。在本步骤中，所述对汽车衡进行静态力学分析，包括：

步骤S310，创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型。其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台、称重传感器及汽车。

在本步骤中，结合参照图4，创建汽车衡的受力模型，其中，所述受力模型包括简化后的秤台101及简化后的传感器102，所述简化后的传感器102设置在所述秤台101的两端，其中，第一传感器1021距离秤台101一端的距离为b，第二传感器1022距离秤台101另一端的距离为c，箭头方向表示汽车在秤台101上由第二传感器1022驶向第一传感器1021。

步骤S320，对所述汽车衡的称重传感器102进行静态力学分析。

在本步骤中，对简化后的受力模型进行静态力学分析，确定所述第一传感器1021及第二传感器1022的受力情况，分别得到所述第一传感器1021和第二传感器1022对秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台101的摩擦力力矩及秤台101的重力力矩之间的对应关系。

为了使第一传感器1021及第二传感器1022受力平衡，因此，第一传感器1021及第二传感器1022所受到的力矩之和等于0，用以下公式表示所述称重传感器102对所述秤台101的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台101的摩擦力力矩及秤台101的重力力矩之间的对应关系：

公式1：

，公式1表示第二传感器1022所受到的力矩之和为零；

公式2：

，公式2表示第一传感器1021所受到的力矩之和为零；

公式3：

，公式3表示秤台101所受到的合力为0。

其中，F为汽车的重力，F₁、F₂分别为第二传感器1022及第一传感器1021对所述秤台101的支撑力，G为秤台101的重力，f为汽车在所述秤台101的摩擦力，x为汽车在秤台101上前进的距离，b、c为分别为位于所述秤台下相对两端的第一传感器1021、第二传感器1022距离秤台边缘的距离，a为秤台101的长度，d为摩擦力作用点到所述第一传感器1021及第二传感器1022的距离。

步骤S220，根据对应关系确定汽车平衡且静止停靠在秤台101各位置上时，称重传感器102距离秤台101边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器102的第一位置。

在本步骤中，步骤S220具体为：

根据公式1、公式2、公式3及秤台101的设备参数，即公式1、公式2、公式3中各个参数值，确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台101上时所述第一传感器1021、第二传感器1022的第一位置，其中，所述秤台101的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数等。将公式中的各个参数值按照汽车衡的设备参数进行计算，即可得出b=c，因而，所述第一传感器1021距离秤台101一端的距离b与所述第二传感器1022距离秤台101另一端的距离c相等。在b=c的情况下，所述称重传感器102受力平衡，整个汽车衡的结构稳定。

步骤S230，对称重传感器102的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器102的位置。

在本步骤中，具体包括：在预设的位置范围内对所述第一传感器1021、第二传感器1022的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器1021和第二传感器1022的位置后的秤台101时，所述秤台101是否能保持平衡。

若所述秤台101不能保持平衡，再次对所述第一传感器1021、第二传感器1022的位置进行同时调整，直至所述秤台101平衡。

在本实施例中，当对汽车衡进行静态力学分析后，得到第一传感器1021及第二传感器1022的第一位置，进行静态简化分析后，当汽车运动通过汽车衡时，由于误差的存在造成称重传感器102的位置不准确，因此，需要对汽车衡进行动态模拟，当汽车通过汽车衡时，判断秤台101是否平衡，若所述秤台101不平衡，则继续对第一传感器1021、第二传感器1022的位置同时进行调整，调整之后再次进行动态模拟，判断当汽车通过时，秤台101是否平衡，若不平衡，循环上述步骤，直至秤台101平衡。

接下来对上述步骤进行举例说明，在本实施例中，动态汽车衡包括第一秤台及第二秤台，第一秤台501长度为1m，第二秤台502的长度为3m，参照图5，第一秤台501可承受的最大载荷为30吨，第二秤台502可承受的最大载荷为60吨，第一秤台501和第二秤台502的台面与轮胎之间的摩擦系数均为0.9，第一秤台501的自重为1.02吨，第二秤台502的自重为2.72吨，计算时，假定汽车静止在秤台长度的一半处，即x=0.5a。

将上述数值代入公式1、公式2、公式3中计算，可得出b=c=0，d=0，因此第一秤台501的两个称重传感器距离第一秤台501两端的距离为0，第二秤台502的两个传感器距离第二秤台502两端的距离为0，且各个传感器与秤台的台面的距离均为0。

静态力学分析之后确定各个传感器的第一位置后，在预设的位置范围内对汽车衡进行动态模拟，对所述第一位置进行动态调整，以使当汽车通过时，秤台能够保持平衡，此时传感器的位置即为最终位置。

请参照图6，图6为本申请实施例通过的称重传感器的位置确定装置的功能模块图，所述装置包括：

静态分析模块601，用于对汽车衡进行静态力学分析，得到所述称重传感器对秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系。

第一位置计算模块602，用于根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置。

第二位置计算模块603，用于对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。

在本实施例中，所述静态分析模块601具体用于：创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型，其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台面、传感器及汽车；对所述汽车衡的传感器进行静态力学分析。

在本实施例中，所述第一位置计算模块602具体用于：根据公式1、公式2、公式3及秤台的设备参数确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台上时所述第一传感器、第二传感器的第一位置，其中，所述秤台的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数。

在本实施例中，所述第二位置计算模块603具体用于：在预设的位置范围内对所述第一传感器、第二传感器的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器和第二传感器的位置后的秤台时，所述秤台是否能保持平衡；若所述秤台不能保持平衡，再次对所述第一传感器、第二传感器的位置进行同时调整，直至所述秤台平衡。

综上所述，本申请提供了一种称重传感器的位置确定方法及装置，应用于包括秤台及支撑所述秤台的称重传感器的汽车衡，方法包括：对汽车衡进行静态力学分析，得到各个力矩之间的对应关系；根据力矩间的对应关系确定称重传感器的第一位置；对称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置。通过此方法，当秤台受到由车辆产生的不同形式载荷时，称重传感器处受力平衡，结构稳定，减少了称重传感器由于受力不均衡产生的损坏，提升了称重传感器的使用寿命。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种称重传感器的位置确定方法，其特征在于，应用于汽车衡，所述汽车衡包括秤台及支撑所述秤台的称重传感器，所述方法包括：

对所述汽车衡进行静态力学分析，得到所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系；

根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置；

对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置；

其中，所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系采用以下公式表示：

公式1：

；

公式2：

；

公式3：

，其中，F为汽车的重力，F₁、F₂分别为称重传感器对所述秤台的支撑力，G为秤台的重力，f为汽车在所述秤台的摩擦力，x为汽车在秤台上前进的距离，b、c为分别为位于所述秤台下相对两端的第一传感器、第二传感器距离秤台边缘的距离，a为秤台长度，d为摩擦力作用点到所述第一传感器及第二传感器的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述汽车衡进行静态力学分析，包括：

创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型，其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台、称重传感器及汽车；

对所述汽车衡的称重传感器进行静态力学分析。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置，包括：

根据公式1、公式2、公式3及秤台的设备参数确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台上时所述第一传感器、第二传感器的第一位置，其中，所述秤台的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整第一位置后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的第一位置作为称重传感器的位置，包括：

在预设的位置范围内对所述第一传感器、第二传感器的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器和第二传感器的位置后的秤台时，所述秤台是否能保持平衡；

若所述秤台不能保持平衡，再次对所述第一传感器、第二传感器的位置进行同时调整，直至所述秤台平衡。

5.一种称重传感器的位置确定装置，其特征在于，所述装置包括：

静态分析模块，用于对汽车衡进行静态力学分析，得到所述称重传感器对秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系；

第一位置计算模块，用于根据所述对应关系确定所述汽车平衡且静止停靠在所述秤台各位置上时，所述称重传感器距离所述秤台边缘的距离，将该距离确定为所述称重传感器的第一位置；

第二位置计算模块，用于对所述称重传感器的第一位置进行动态调整，并检测汽车是否能平衡通过动态调整后的秤台，若检测到所述汽车能平衡通过，则将动态调整后的位置作为称重传感器的位置；

其中，所述称重传感器对所述秤台的支撑力力矩、车辆的重力力矩、车辆在所述秤台的摩擦力力矩及秤台的重力力矩之间的对应关系采用以下公式表示：

公式1：

；

公式2：

；

公式3：

，其中，F为汽车的重力，F₁、F₂分别为称重传感器对所述秤台的支撑力，G为秤台的重力，f为汽车在所述秤台的摩擦力，x为汽车在秤台上前进的距离，b、c为分别为位于所述秤台下相对两端的第一传感器、第二传感器距离秤台边缘的距离，a为秤台长度，d为摩擦力作用点到所述第一传感器及第二传感器的距离。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述静态分析模块具体用于：

创建所述汽车静止停靠在所述汽车衡上的静态力学模型，其中，所述静态力学模型包括汽车衡的秤台、称重传感器及汽车；

对所述汽车衡的称重传感器进行静态力学分析。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一位置计算模块具体用于：

根据公式1、公式2、公式3及秤台的设备参数确定当汽车平衡且静止停靠在所述秤台上时所述第一传感器、第二传感器的第一位置，其中，所述秤台的设备参数包括秤台重量、秤台表面与汽车轮胎之间的摩擦系数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二位置计算模块具体用于：

在预设的位置范围内对所述第一传感器、第二传感器的第一位置同时进行动态调整，并判断汽车通过动态调整第一传感器和第二传感器的位置后的秤台时，所述秤台是否能保持平衡；

若所述秤台不能保持平衡，再次对所述第一传感器、第二传感器的位置进行同时调整，直至所述秤台平衡。

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