CN206173840U - 基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置。目的是提供的装置可以检测车辆是否超过设定负荷并触发报警***，还具有结构简单、便于维护、成本较低的特点。技术方案是：基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：包括平行布置的基板和承力顶板、安装在基板顶面的至少两个压电传感器、固定在承力顶板底面并与压电传感器一一对应的触发压块、安装在基板与承力顶板之间的至少两个弹簧、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及与压电传感器电连接的报警***。

Description

基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种超负荷检测和报警装置，尤其是一种基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测和报警装置。

背景技术

高速公路、桥梁在设计建造时均有荷载标准，盲目超载将极大缩短高速公路和桥梁的使用寿命，还带来严重的安全隐患，因而车辆运输荷载应当符合荷载标准。但是随着我国国民经济的快速增长，国内汽车车辆种类越加繁多，各类轿车、客车、货车、牵引车、特种车、专用汽车、越野车不计其数，每种车的荷载都不一样，急需一种快速安全的检测装置对高速公路、桥梁上的运输车辆荷载情况进行实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测和报警装置，该装置可以检测车辆是否超过设定负荷并触发报警***，还具有结构简单、便于维护、成本较低的特点。

本实用新型提供的技术方案是：

基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：包括平行布置的基板和承力顶板、安装在基板顶面的至少两个压电传感器、固定在承力顶板底面并与压电传感器一一对应的触发压块、安装在基板与承力顶板之间的至少两个弹簧、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及与压电传感器电连接的报警***。

作为优选，所述导向结构包括固定在承力顶板上的上引导槽以及固定在基板上的下引导槽，所述上引导槽由垂悬固定在承力顶板四周的上边框组成，所述下引导槽由固定在基板四周的下边框组成，下边框与上边框间隙配合，使得上边框可以相对下边框滑动，对承力顶板进行导向。

作为优选，所述导向结构还包括固定在下边框内的支撑板以及垂悬固定在承力顶板底面的至少两个导向螺杆，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。

作为优选，所述导向螺杆上安装有两个限位螺母，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。

作为优选，所述导向结构包括固定在下边框内的支撑板以及垂悬固定在承力顶板底面的至少四个导向螺杆，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。

作为优选，所述导向螺杆上安装有两个限位螺母，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。

作为优选，所述压电传感器连接有一感应杆，该感应杆与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

作为优选，所述压电传感器连接有一感应杆，该感应杆穿过支撑板上开设的通孔后与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

作为优选，所述承力顶板以及基板均为刚性板。

作为优选，所述承力顶板以及基板均设有由纵横交错的加强筋构成的刚性支架。

本实用新型有益效果是：本实用新型在安装时可以参考路面减速带，整个装置沿着道路的宽度方向布置，整体埋入地基中，承力顶板略微高出路面，当车辆经过时承力顶板下沉，下沉一定程度时触发压电传感器报警，整体安装方便，结

构简单，使用和维护方便，成本低廉，具有较好的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图2所示，基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，包括水平布置且相互平行伸展的基板11和承力顶板9、安装在基板顶面的一组压电传感器、固定在承力顶板底面并与压电传感器5一一对应的一组触发压块4、安装在基板与承力顶板之间的一组两个弹簧3、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及通过导线与压电传感器电连接的报警***10(优选声光报警装置，可外购获得)。

一般地，压电传感器在基板上均匀排列，数量在两个以上，最好是基板的两端以及中间部位均有压电传感器，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置压电传感器。弹簧的布置方式与压电传感器相同，可以根据荷载标准选择不同弹性系数的弹簧以及弹簧数量，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置弹簧。这样可以使车辆经过时，承力顶板两端的弹簧可以同步变形，避免承力顶板出现一边高一边低的情况，影响检测准确性。

所述导向结构的作用在于对承力顶板前后左右进行限位，进一步避免顶板出现一边高一边低的情况。该导向结构包括固定在承力顶板上的上引导槽以及固定在基板上的下引导槽。所述上引导槽由垂悬固定在承力顶板四周的上边框1组成(上边框与承力顶板最好一体成型，形成一个开口朝下的上壳体)，所述下引导槽由固定在基板四周的下边框2组成(下边框与基板最好一体成型，形成一个开口朝上的下壳体)，下边框与上边框间隙配合，使得上边框可以相对下边框滑动(上壳体的开口稍稍大于下壳体的开口，使得上壳体开口部位的内壁可以沿着下壳体开口部位的外壁表面滑动)，对承力顶板进行导向。下边框与上边框配合后(上壳体与下壳体配合后)，连同基板、承力顶板一起形成一个接近封闭的空腔，外界的尘土、雨水难以进入该空腔内，从而保护空腔内的压电传感器、弹簧等部件。

更进一步的，所述导向结构还可以设置固定在下边框内的支撑板12以及垂悬固定在承力顶板底面的至少两个导向螺杆7(可以通过焊接或者螺母的形式固定)。推荐采用四个以上的导向螺杆，分布在承力顶板的四角以及中间部位均，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。所述导向螺杆上安装有两个限位螺母8，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。导向螺杆可以使承力顶板的运动更加稳定，两端的运动更加平衡。并且，限位螺母可以限制承力顶板的行程，例如，上侧的限位螺母可以避免承力顶板过度下降造成触发压块损坏压电传感器，下侧的限位螺母可以避免导向螺杆从支撑板脱离，还可以避免承力顶板过度上升造成上边框与下边框脱离、错位。所述弹簧的下端可以抵靠在基板上，或者抵靠在支撑板上。

一般地，为了缩短触发行程，避免承力顶板过于向下滑动而导致路面不平坦，影响车辆行走，所述压电传感器的顶部连接有一感应杆6，该感应杆穿过支撑板上开设的通孔后与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

显然，所述承力顶板、基板以及支撑板均为刚性板，可以采用钢板制作。为了进一步增加刚性，所述承力顶板、基板以及支撑板均设有由纵横交错的加强筋构成的刚性支架，承力顶板、基板以及支撑板以蒙皮的形式固定连接在刚性支架的表面。

实施例2：

基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，包括水平布置且相互平行伸展的基板和承力顶板、安装在基板顶面的一组压电传感器、固定在承力顶板底面并与压电传感器一一对应的一组触发压块、安装在基板与承力顶板之间的一组两个弹簧、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及通过导线与压电传感器电连接的报警***。

一般地，压电传感器在基板上均匀排列，数量在两个以上，最好是基板的两端以及中间部位均有压电传感器，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置压电传感器。弹簧的布置方式与压电传感器相同，可以根据荷载标准选择不同弹性系数的弹簧以及弹簧数量，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置弹簧。这样可以使车辆经过时，承力顶板两端的弹簧可以同步变形，避免承力顶板出现一边高一边低的情况，影响检测准确性。

所述导向结构的作用在于对承力顶板前后左右进行限位，进一步避免顶板出现一边高一边低的情况。该导向结构包括固定在承力顶板上的上引导槽以及固定在基板上的下引导槽，所述上引导槽由垂悬固定在承力顶板四周的上边框组成(上边框与承力顶板最好一体成型)，所述下引导槽由固定在基板四周的下边框组成(下边框与基板最好一体成型)，下边框与上边框间隙配合，使得上边框可以相对下边框滑动，对承力顶板进行导向。下边框与上边框配合后，连同基板、承力顶板一起形成一个接近封闭的空腔，外界的灰尘、雨水难以进入该空腔内，从而保护空腔内的压电传感器、弹簧等部件。

一般地，为了缩短触发行程，避免承力顶板过于向下滑动而导致路面不平坦，影响车辆行走，所述压电传感器的顶部连接有一感应杆，该感应杆与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

显然，所述承力顶板以及基板均为刚性板，可以采用钢板制作。为了进一步增加刚性，所述承力顶板以及基板均设有由纵横交错的加强筋构成的刚性支架，承力顶板以及基板以蒙皮的形式连接在刚性支架的表面。

实施例3：

基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，包括水平布置且相互平行伸展的基板和承力顶板、安装在基板顶面的一组压电传感器、固定在承力顶板底面并与压电传感器一一对应的一组触发压块、安装在基板与承力顶板之间的一组两个弹簧、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及通过导线与压电传感器电连接的报警***。

一般地，压电传感器在基板上均匀排列，数量在两个以上，最好是基板的两端以及中间部位均有压电传感器，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置压电传感器。弹簧的布置方式与压电传感器相同，可以根据荷载标准选择不同弹性系数的弹簧以及弹簧数量，条件允许时，可以在基板的四角以及中间分别设置弹簧。这样可以使车辆经过时，承力顶板两端的弹簧可以同步变形，避免承力顶板出现一边高一边低的情况，影响检测准确性。

所述导向结构的作用在于对承力顶板前后左右进行限位，进一步避免顶板出现一边高一边低的情况。所述导向结构包括设置固定在下边框内的支撑板以及垂悬固定在承力顶板底面的至少两个导向螺杆(可以通过焊接或者螺母的形式固定)。推荐采用四个以上的导向螺杆，分布在承力顶板的四角以及中间部位均，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。所述导向螺杆上安装有两个限位螺母，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。导向螺杆可以使承力顶板的运动更加稳定，两端的运动更加平衡。并且，限位螺母可以限制承力顶板的行程，例如，上侧的限位螺母可以避免承力顶板过度下降造成触发压块损坏压电传感器，下侧的限位螺母可以避免导向螺杆从支撑板脱离。所述弹簧的下端可以抵靠在基板上，或者抵靠在支撑板上。

一般地，为了缩短触发行程，避免承力顶板过于向下滑动而导致路面不平坦，影响车辆行走，所述压电传感器的顶部连接有一感应杆，该感应杆穿过支撑板上开设的通孔后与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

显然，所述承力顶板、基板以及支撑板均为刚性板，可以采用钢板制作。为了进一步增加刚性，所述承力顶板、基板以及支撑板均设有由纵横交错的加强筋构成的刚性支架，承力顶板、基板以及支撑板以蒙皮的形式固定连接在刚性支架的表面。

如图1所示，本实用新型的上述三个实施例中，基板与承力顶板一般为矩形，宽度优选20-30cm，基板与承力顶板之间的距离优选15-20cm，长度可根据路面宽度设定。本实用新型中的报警***可以采用现有技术，在此不做详细介绍。

本实用新型的工作原理是：施工时，整体埋入路基中，上表面可略高出路面如同减速带一样，为了降低车辆刚驶上承力顶板时的冲击力，承力顶板宽度方向的两侧边沿可以制有斜面或弧面，从而与地面顺利过渡。当车辆驶过，承力顶板受车辆重力作用后压缩弹簧，弹簧产生形变，触发压块随承力顶板下降，如车辆荷载未超出设定负荷时，触发压块不会接触压电传感器，报警***不会报警，表示该车辆未超出高速公路、桥梁的荷载；如车辆荷载超出设定负荷时，触发压块下降后会接触压电传感器的感应杆，压电传感器产生信号输出，报警***发出警报，表示该车辆超出高速公路、桥梁的荷载。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。例如，本实用新型中的导向结构还可以采用导轨滑块的形式，或者光轴滑块的形式，等等；所述压电传感器也可以替换成其它形式的传感器元件，例如位移传感器、距离传感器、光纤光栅传感器，等等；承力顶板的顶面可以设置保护层，等等。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：包括平行布置的基板(11)和承力顶板(9)、安装在基板顶面的至少两个压电传感器(5)、固定在承力顶板底面并与压电传感器一一对应的触发压块(4)、安装在基板与承力顶板之间的至少两个弹簧(3)、引导承力顶板相对于基板上下滑动的导向结构以及与压电传感器电连接的报警***(10)。

2.根据权利要求1所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述导向结构包括固定在承力顶板上的上引导槽以及固定在基板上的下引导槽，所述上引导槽由垂悬固定在承力顶板四周的上边框(1)组成，所述下引导槽由固定在基板四周的下边框(2)组成，下边框与上边框间隙配合，使得上边框可以相对下边框滑动，对承力顶板进行导向。

3.根据权利要求2所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述导向结构还包括固定在下边框内的支撑板(12)以及垂悬固定在承力顶板底面的至少两个导向螺杆(7)，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。

4.根据权利要求3所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述导向螺杆上安装有两个限位螺母(8)，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。

5.根据权利要求1所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述导向结构包括固定在下边框内的支撑板以及垂悬固定在承力顶板底面的至少四个导向螺杆，导向螺杆向下穿过支撑板上开设的导向孔从而承力顶板进行导向。

6.根据权利要求5所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述导向螺杆上安装有两个限位螺母，两个限位螺母分别位于支撑板的上侧和下侧。

7.根据权利要求1或2所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述压电传感器连接有一感应杆(6)，该感应杆与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

8.根据权利要求3～6任一项所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述压电传感器连接有一感应杆，该感应杆穿过支撑板上开设的通孔后与所述触发压块上下对应，触发压块接触到感应压杆时，压电传感器输出信号至报警***。

9.根据权利要求1～6任一项所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述承力顶板以及基板均为刚性板。

10.根据权利要求1所述的基于压电传感器的高速公路、桥梁超负荷检测报警装置，其特征在于：所述承力顶板以及基板均设有由纵横交错的加强筋构成的刚性支架。