RU104708U1 - DEVICE FOR MEASURING THE WEIGHT OF THE WHEEL OF A MOVING CAR - Google Patents

Abstract

1. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее весоприемную жесткую полосу, датчики веса, соединенные с весоприемной жесткой полосой, и две упругие полосы, размещенные между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, заливочный полимеризованный упругий компаунд, заполняющий зазоры между датчиками веса, весоприемной жесткой полосой, упругими полосами, стенками и дном выемки в дорожном покрытии, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости в дорожном покрытии устройства для измерения веса при длительной эксплуатации с одновременным расширением диапазона допускаемых скоростей взвешивания и повышением точности взвешивания, в него введена металлическая опорная жесткая полоса, датчики веса выполнены тензорезисторными, размещены между весоприемной и опорной жесткими полосами и жестко соединены с ними, весоприемная жесткая полоса выполнена металлической, ширина металлической весоприемной жесткой полосы составляет 0,2…0,9 длины пятна контакта движущегося колеса, ширина выемки в дорожном покрытии вдоль направления движения автомобиля составляет 1,2…1,9 ширины металлической весоприемной жесткой полосы, при этом заливочный полимеризованный упругий компаунд заполняет выемку в дорожном покрытии вровень с поверхностью дорожного покрытия, а расстояние от верхней плоскости металлической весоприемной жесткой полосы до уровня дорожного покрытия составляет 0,05…0,4 глубины выемки в дорожном покрытии. ! 2. Устройство для измерения веса движущегося автомобильного колеса по п.1, отличающееся тем, что в качестве заливочног 1. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car, placed in a recess made in the road surface, containing a weight-receiving hard strip, weight sensors connected to the weight-receiving hard strip, and two elastic strips located between the weight-receiving hard strip and the walls of the recess, polymerized elastic filling a compound that fills the gaps between the weight sensors, hard-weighed hardband, elastic bands, walls and the bottom of the recess in the road surface, characterized in that, in order to increase stability in the road surface of the device for measuring weight during long-term operation while expanding the range of permissible weighing speeds and increasing the weighing accuracy, a metal support rigid strip is introduced into it, the load cells are made of strain gauge, placed between the load-receiving and supporting rigid strips and rigidly connected to them, the load-accepting rigid strip made of metal, the width of the metal weight-bearing rigid strip is 0.2 ... 0.9 the length of the contact spot of the moving wheel, the width of the recess in the pavement along the direction of movement of the car, it is 1.2 ... 1.9 widths of the metal weight-bearing rigid strip, while the filling polymerized elastic compound fills the recess in the road surface flush with the surface of the road surface, and the distance from the upper plane of the metal weight-bearing rigid strip to the level of the road coverage is 0.05 ... 0.4 of the depth of the excavation in the road surface. ! 2. A device for measuring the weight of a moving automobile wheel according to claim 1, characterized in that as a filling

Description

Полезная модель относится к области приборостроения, конкретнее, к измерению веса автомобилей в движении посредством измерения веса, приходящегося на каждое колесо взвешиваемого автомобиля.The utility model relates to the field of instrumentation, and more particularly, to measuring the weight of cars in motion by measuring the weight per each wheel of a weighed car.

Известно устройство по патенту США №5265481, G01L 1/16, 1993 г, предназначенное для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее трубу, в которой размещены пьезодатчики веса, и упругий компаунд, заполняющий зазоры между трубой, стенками и дном выемки в дорожном покрытии,A device is known according to US patent No. 5265481, G01L 1/16, 1993, designed to measure the weight of the wheels of a moving car, placed in a recess made in the road surface, containing a pipe in which piezosensors are placed, and an elastic compound filling the gaps between the pipe , walls and bottom of the pit in the pavement,

Недостатком этого устройства является применение пьезодатчиков веса. Присущее этим датчикам стекание электрического заряда приводит к увеличению погрешности измерения веса на малых скоростях движения, следовательно, к уменьшению диапазона скоростей взвешиваемых автомобилей, что ограничивает их применение.The disadvantage of this device is the use of piezoelectric weight sensors. Inherent to these sensors, the draining of an electric charge leads to an increase in the error of measuring weight at low speeds, therefore, to a decrease in the speed range of weighed cars, which limits their use.

Наиболее близким к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков - прототипом, является устройство для мониторинга трафика дорожного движения посредством измерения веса колес проходящих автомобилей по патенту США №6301544, G01F 19/00, 2001 год,The closest to the claimed utility model for the combination of essential features - the prototype, is a device for monitoring traffic traffic by measuring the weight of the wheels of passing cars according to US patent No. 6301544, G01F 19/00, 2001,

Устройство-прототип размещено в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержит весоприемную жесткую полосу, пьезодатчик веса, соединенный с весоприемной жесткой полосой заливочный полимеризованный упругий компаунд, заполняющий зазоры между датчиком веса, весоприемной жесткой полосой, стенками и дном выемки в дорожном покрытии.The prototype device is placed in a recess made in the road surface, contains a hard-weighed rigid strip, a weight piezoelectric sensor connected to a hard-weighed hard strip, a polymerized elastic filling compound filling the gaps between the weight sensor, hard-weighed hard strip, walls and the bottom of the recess in the road surface.

Недостатком прототипа, как и аналога, является применение пьезодатчиков веса. Присущее этим датчикам стекание электрического заряда приводит к увеличению погрешности измерения веса на малых скоростях, и к уменьшению диапазона скоростей взвешиваемых автомобилей, что ограничивает их применение. Кроме этого, данное устройство при длительной эксплуатации неустойчиво в дорожном покрытии вследствие несоответствия жесткостей устройства в целом и дорожного покрытия. Вследствие этого несоответствия механические воздействия от колес взвешиваемых автомобилей, температурные изменения геометрических размеров приводят через несколько лет эксплуатации к неустойчивости устройства в дорожном покрытии. Происходит «выпирание» вверх, или, наоборот, «утапливание» вниз устройства, что вызывает прыжки колес при взвешивании. Это снижает точность, а через некоторое время может привести либо к полному «вырыванию» устройства из дорожного покрытия, либо к столь глубокому «утапливанию» его вниз, в дорожное покрытие, что устройство перестанет воспринимать вес колес из-за отсутствия контакта с шинами.The disadvantage of the prototype, as well as the analogue, is the use of piezoelectric sensors of weight. Inherent to these sensors, the draining of an electric charge leads to an increase in the error of measuring weight at low speeds, and to a decrease in the speed range of weighed cars, which limits their use. In addition, this device during long-term operation is unstable in the road surface due to the mismatch of the stiffnesses of the device as a whole and the road surface. Due to this discrepancy, mechanical effects from the wheels of weighed cars, temperature changes in geometric dimensions lead, after several years of operation, to the instability of the device in the road surface. There is a “bulging” up, or, conversely, “drowning” down the device, which causes the wheels to jump when weighing. This reduces accuracy, and after a while can lead either to a complete “tearing” of the device from the road surface, or to such a deep “sinking” of it down into the road surface that the device will no longer perceive the weight of the wheels due to the lack of contact with the tires.

Целью настоящей полезной модели является устранение перечисленных недостатков.The purpose of this utility model is to remedy these shortcomings.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее весоприемную жесткую полосу, датчики веса, соединенные с весоприемной жесткой полосой, и две упругие полосы, размещенные между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, заливочный полимеризованный упругий компаунд, заполняющий зазоры между датчиками веса, весоприемной жесткой полосой, упругими полосами, стенками и дном выемки в дорожном покрытии, введена металлическая опорная жесткая полоса, датчики веса выполнены тензорезисторными, размещены между весоприемной и опорной жесткими полосами, и жестко соединены с ними, весоприемная жесткая полоса выполнена металлической, ширина металлической весоприемной жесткой полосы составляет 0,2…0,9 длины пятна контакта движущегося колеса, ширина выемки в дорожном покрытии вдоль направления движения автомобиля составляет 1,2…1,9 ширины металлической весоприемной жесткой полосы, при этом заливочный полимеризованный упругий компаунд заполняет выемку вровень с поверхностью дорожного покрытия, а расстояние от верхней плоскости металлической весоприемной жесткой полосы до уровня дорожного покрытия составляет 0,05…0,4 глубины выемки в дорожном покрытии, а в качестве заливочного полимеризованного упругого компаунда, заполняющего зазоры между датчиками веса, весоприемной жесткой полосой, металлической опорной жесткой полосой, упругими полосами, стенками и дном выемки в дорожном покрытии, использован полимербетон, а также тем, что две упругие полосы, размещенные между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, выполнены из резины.This goal is achieved by the fact that in a device for measuring the weight of the wheels of a moving car, placed in a recess made in the road surface, containing a weight-receiving hard strip, weight sensors connected to the weight-receiving hard strip, and two elastic strips located between the weight-receiving hard strip and the walls recesses, pouring polymerized elastic compound filling the gaps between the weight sensors, the weight-receiving rigid strip, the elastic strips, the walls and the bottom of the recess in the road surface, a metal support is introduced a rigid strip, weight sensors are made of strain gauge, placed between the load-bearing and supporting rigid strips, and are rigidly connected to them, the load-bearing rigid strip is made of metal, the width of the metal load-accepting rigid strip is 0.2 ... 0.9 of the contact spot length of the moving wheel, the width of the recess in the road surface along the direction of the car’s movement, it’s 1.2 ... 1.9 times the width of the metal weight-bearing rigid strip, while the polymerized filling elastic compound fills the recess flush with the surface water, and the distance from the upper plane of the metal weight-bearing rigid strip to the level of the road surface is 0.05 ... 0.4 of the depth of the recess in the road surface, and as a filling polymerized elastic compound filling the gaps between the weight sensors, the weight-bearing rigid strip, metal a supporting rigid strip, elastic strips, walls and a bottom of a recess in the road surface, polymer concrete is used, as well as the fact that two elastic strips located between the weight-receiving rigid strip and the walls and recesses made of rubber.

Сущность полезной модели разъясняется чертежами.The essence of the utility model is explained by the drawings.

На фиг.1. показан план размещения устройства для измерения веса колеса движущегося автомобиля на дороге.In figure 1. shows the layout of the device for measuring the weight of the wheels of a moving car on the road.

На фиг.2. показан разрез А-А устройства для измерения веса колеса движущегося автомобиля.In figure 2. section A-A of a device for measuring the weight of a wheel of a moving vehicle is shown.

На фиг.3. показана схема проезда колеса движущегося автомобиля по устройству для измерения веса.In figure 3. shows the driving directions of a wheel of a moving car on a device for measuring weight.

Устройство 1 для измерения веса колеса 2 движущегося автомобиля находится на одной из полос движения автомобильной дороги. Стрелками показаны направления движения транспорта. Устройство 1 размещено в выемке 3, выполненной в дорожном покрытии 4, содержит весоприемную жесткую полосу 5, датчики 6 веса, которые соединены с весоприемной жесткой полосой 5, и две упругие полосы 7 и 8, которые размещены в зазоре между весоприемной жесткой полосой 5 и стенками 9 и 10 выемки 3, заливочный полимеризованный упругий компаунд 11, который заполняет все зазоры между датчиками 6 веса, весоприемной жесткой полосой 5, упругими полосами 7 и 8, стенками 9, 10, дном 12 выемки 3 в дорожном покрытии 4. Датчики 6 веса выполнены тензорезисторными и опираются на опорную жесткую полосу 13.The device 1 for measuring the weight of the wheels 2 of a moving car is located on one of the lanes of the road. Arrows indicate the direction of traffic. The device 1 is placed in a recess 3, made in the pavement 4, contains a weight-receiving hard strip 5, weight sensors 6, which are connected to a weight-receiving hard strip 5, and two elastic bands 7 and 8, which are placed in the gap between the weight-receiving hard strip 5 and the walls 9 and 10 of the recess 3, pouring polymerized elastic compound 11, which fills all the gaps between the sensors 6 weight, weight-receiving hard strip 5, elastic strips 7 and 8, walls 9, 10, bottom 12 of the recess 3 in the road surface 4. Sensors 6 weight made strain gages and lean camping on a rigid support strip 13.

Заливочный полимеризованный упругий компаунд 11 также заполняет все зазоры между опорной жесткой полосой 13 и дном 12 выемки 3 в дорожном покрытии 4, и находится вровень с поверхностью 14 дорожного покрытия 4.Filling polymerized elastic compound 11 also fills all the gaps between the supporting rigid strip 13 and the bottom 12 of the recess 3 in the road surface 4, and is flush with the surface 14 of the road surface 4.

Опорная жесткая полоса 13 выполнена металлической. Это, а также жесткое соединение датчиков 6 веса с весоприемной жесткой полосой 5 и опорной жесткой полосой 13, обеспечивает качественное опирание датчиков 6 веса, что повышает устойчивость устройства 1 в дорожном покрытии 4 и увеличивает точность измерения.The supporting rigid strip 13 is made of metal. This, as well as a rigid connection of the weight sensors 6 with the weight-receiving rigid strip 5 and the supporting rigid strip 13, provides high-quality support for the weight sensors 6, which increases the stability of the device 1 in the road surface 4 and increases the measurement accuracy.

Экспериментально подобраны наилучшие соотношения между геометрическими параметрами элементов устройства 1, обеспечивающие наилучшую устойчивость устройства 1 в дорожном покрытии 4 при длительной эксплуатации, а также высокую точность.The best ratios between the geometric parameters of the elements of the device 1 were selected experimentally, providing the best stability of the device 1 in the road surface 4 during long-term operation, as well as high accuracy.

Для этого ширина «b» металлической весоприемной жесткой полосы 5 составляет 0,2…0,9 длины «К» пятна контакта движущегося колеса, ширина «В» выемки 3 в дорожном покрытии 4 вдоль направления движения автомобиля составляет 1,2…1,9 ширины «b» металлической весоприемной жесткой полосы 5, при этом расстояние «h» от верхней плоскости 15 металлической весоприемной жесткой полосы 5 до уровня поверхности 14 дорожного покрытия 4 составляет 0,05…0,4 глубины «Н» выемки 3 в дорожном покрытии 4.For this, the width "b" of the metal weight-receiving rigid strip 5 is 0.2 ... 0.9 of the length "K" of the contact spot of the moving wheel, the width "B" of the recess 3 in the road surface 4 along the direction of movement of the car is 1.2 ... 1.9 the width "b" of the metal weight-receiving hard strip 5, while the distance "h" from the upper plane 15 of the metal weight-receiving hard strip 5 to the surface level 14 of the road surface 4 is 0.05 ... 0.4 of the depth "H" of the recess 3 in the road surface 4 .

Экспериментально установлено, что в качестве заливочного полимеризованного упругого компаунда 11 нужно использовать полимербетон.It was experimentally established that polymer-concrete should be used as a pouring polymerized elastic compound 11.

Датчики 6 веса соединены линией связи с электронной аппаратурой 16, преобразующей сигналы датчика в форму удобную для дальнейшей передачи, обработки и представления результатов.Weight sensors 6 are connected by a communication line to electronic equipment 16, which converts the sensor signals into a form convenient for further transmission, processing and presentation of the results.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Колесо 2 проезжает через выемку 3, в которой находится устройство 1 для измерения веса колеса. Как только пятно контакта «К» колеса 2 начинает наезжать на край выемки 3 - стенку 10, его вес начинает передаваться на датчики 6 веса, электрический сигнал с которых поступает на электронную аппаратуру 16. Наличие упругих полос 7 и 8 (могут быть выполнены из резины) исключает трение весоприемной жесткой полосы 5 о стенки 9 и 10 выемки 3, что обеспечивает свободную без искажений, передачу веса колеса 2 на датчики 6 веса и повышает точность.Wheel 2 passes through a recess 3, in which there is a device 1 for measuring the weight of the wheel. As soon as the contact spot “K” of the wheel 2 begins to run into the edge of the recess 3 - wall 10, its weight begins to be transmitted to the weight sensors 6, the electrical signal from which is fed to the electronic equipment 16. The presence of elastic bands 7 and 8 (can be made of rubber ) eliminates the friction of the weight-receiving rigid strip 5 about the walls 9 and 10 of the recess 3, which ensures the free transfer of the weight of the wheel 2 to the weight sensors 6 without distortion and improves accuracy.

Применение тензорезисторных датчиков в качестве датчиков 6 веса, их жесткое соединение с металлической опорной жесткой полосой 13 и весоприемной жесткой полосой 5 обеспечивает высокую общую жесткость конструкции, и позволяет измерять вес не только быстро перемещающихся автомобилей, но и при очень малых скоростях, в режиме очень медленного движения («проползания») автомобиля, что расширяет диапазон допускаемых скоростей взвешивания.The use of strain gauge sensors as weight sensors 6, their rigid connection with a metal support rigid strip 13 and a weight-receiving rigid strip 5 provides high overall structural rigidity, and allows you to measure the weight of not only fast moving cars, but also at very low speeds, in very slow mode movement ("creep") of the car, which expands the range of permissible weighing speeds.

Экспериментально подобранные соотношения геометрических размеров элементов устройства (указаны выше) обеспечивают согласование жесткостей устройства 1 и дорожного покрытия 4, что также способствуют повышению точности взвешивания, и обеспечивает устойчивость устройства 1 в дорожном покрытии 4 при длительной эксплуатации.The experimentally selected ratios of the geometric dimensions of the elements of the device (indicated above) ensure coordination of the stiffnesses of the device 1 and the road surface 4, which also contribute to increasing the accuracy of weighing, and ensures the stability of the device 1 in the road surface 4 during long-term operation.

Использование в качестве в качестве заливочного полимеризованного упругого компаунда 11 полимербетона также способствует повышению устойчивости в дорожном покрытии 4 устройства 1 для измерения веса при длительной эксплуатации с одновременным расширением диапазона допускаемых скоростей взвешивания и повышением точности взвешивания, а также упрощает монтаж.The use of polymer concrete as the filling polymerized elastic compound 11 also improves stability in the road surface 4 of the device 1 for measuring weight during long-term operation while expanding the range of permissible weighing speeds and improving the accuracy of weighing, and also simplifies installation.

Выполнение двух упругих полос 7 и 8, размещенных между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, из резины, улучшает условия передачи веса колеса 2 на датчики 6 веса, что повышает точность.The implementation of two elastic strips 7 and 8, located between the weighed rigid strip and the walls of the recess, made of rubber, improves the conditions for transferring the weight of the wheel 2 to the sensors 6 weight, which increases accuracy.

Claims (3)

1. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее весоприемную жесткую полосу, датчики веса, соединенные с весоприемной жесткой полосой, и две упругие полосы, размещенные между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, заливочный полимеризованный упругий компаунд, заполняющий зазоры между датчиками веса, весоприемной жесткой полосой, упругими полосами, стенками и дном выемки в дорожном покрытии, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости в дорожном покрытии устройства для измерения веса при длительной эксплуатации с одновременным расширением диапазона допускаемых скоростей взвешивания и повышением точности взвешивания, в него введена металлическая опорная жесткая полоса, датчики веса выполнены тензорезисторными, размещены между весоприемной и опорной жесткими полосами и жестко соединены с ними, весоприемная жесткая полоса выполнена металлической, ширина металлической весоприемной жесткой полосы составляет 0,2…0,9 длины пятна контакта движущегося колеса, ширина выемки в дорожном покрытии вдоль направления движения автомобиля составляет 1,2…1,9 ширины металлической весоприемной жесткой полосы, при этом заливочный полимеризованный упругий компаунд заполняет выемку в дорожном покрытии вровень с поверхностью дорожного покрытия, а расстояние от верхней плоскости металлической весоприемной жесткой полосы до уровня дорожного покрытия составляет 0,05…0,4 глубины выемки в дорожном покрытии.1. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car, placed in a recess made in the road surface, containing a weight-receiving hard strip, weight sensors connected to the weight-receiving hard strip, and two elastic strips located between the weight-receiving hard strip and the walls of the recess, polymerized elastic filling a compound that fills the gaps between the weight sensors, hard-weighed hardband, elastic bands, walls and the bottom of the recess in the road surface, characterized in that, in order to increase stability in the road surface of the device for measuring weight during long-term operation while expanding the range of permissible weighing speeds and increasing the accuracy of weighing, a metal support rigid strip is introduced into it, weight sensors are made of strain gauge, placed between the load-receiving and supporting rigid strips and rigidly connected to them, the load-accepting rigid strip made of metal, the width of the metal weight-bearing rigid strip is 0.2 ... 0.9 the length of the contact spot of the moving wheel, the width of the recess in the pavement along the direction of movement of the car, it is 1.2 ... 1.9 widths of the metal weight-bearing rigid strip, while the filling polymerized elastic compound fills the recess in the road surface flush with the surface of the road surface, and the distance from the upper plane of the metal weight-bearing rigid strip to the level of the road coverage is 0.05 ... 0.4 of the depth of the excavation in the road surface. 2. Устройство для измерения веса движущегося автомобильного колеса по п.1, отличающееся тем, что в качестве заливочного полимеризованного упругого компаунда, заполняющего зазоры между датчиками веса, весоприемной жесткой полосой, металлической опорной жесткой полосой, упругими полосами, стенками и дном выемки в дорожном покрытии, использован полимербетон.2. The device for measuring the weight of a moving car wheel according to claim 1, characterized in that as a pouring polymerized elastic compound filling the gaps between the weight sensors, a weight-receiving rigid strip, a metal supporting rigid strip, elastic stripes, walls and a bottom of a recess in the road surface used polymer concrete. 3. Устройство для измерения веса движущегося автомобильного колеса по п.1, отличающееся тем, что две упругие полосы, размещенные между весоприемной жесткой полосой и стенками выемки, выполнены из резины.

3. A device for measuring the weight of a moving automobile wheel according to claim 1, characterized in that two elastic strips located between the load-accepting rigid strip and the recess walls are made of rubber.