RU194374U1 - DEVICE FOR MEASURING THE WEIGHT OF THE WHEEL OF A MOVING CAR - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержит весоприемную и опорную полосы, тензорезисторные датчики веса, расположенные между ними. С целью повышения точности тензорезисторные датчики веса выполнены в виде силопередающей и опорной параллельных пластин, между которыми размещен упругий элемент, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены два одинаковых глухих коллинеарных цилиндрических отверстия, общая ось которых параллельна весоприемной и опорной полосам, донца глухих отверстий образуют стенку, перпендикулярную весоприемной и опорной полосам, в стенке симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей симметрии прямоугольного параллелепипеда выполнены четыре сквозных отверстия, тензорезисторы размещены на стенке с двух сторон между сквозными отверстиями, упругий элемент соединен с силопередающей и опорной параллельными пластинами одностепенными упругими шарнирами, при этом силопередающая и опорная параллельные пластины, упругий элемент и одностепенные упругие шарниры выполнены заодно целое из одного куска металла. Оси вращения упругих шарниров могут быть выполнены взаимно параллельными, перпендикулярно продольным осям весоприемной и опорной полос, либо параллельно осям весоприемной и опорной полос. 3 з.п. ф-лы; 4 фиг.A device for measuring the weight of a wheel of a moving car, placed in a recess made in the road surface, contains a weight receiving and supporting strip, strain gauge weight sensors located between them. In order to increase accuracy, strain gauge weight sensors are made in the form of a power transmitting and supporting parallel plates, between which an elastic element is made, made in the form of a rectangular parallelepiped, in which two identical blind collinear cylindrical holes are made, the common axis of which is parallel to the load-bearing and supporting strips, the bottom of the blind holes form a wall perpendicular to the weight-receiving and supporting strips; in the wall, a rectangular is symmetrical with respect to the vertical and horizontal axes of symmetry Four through holes are made of the parallelepiped, the strain gages are placed on the wall on both sides between the through holes, the elastic element is connected to the power transmitting and supporting parallel plates by single-stage elastic hinges, while the power transmitting and supporting parallel plates, the elastic element and single-stage elastic hinges are made integrally from one a piece of metal. The axis of rotation of the elastic joints can be made mutually parallel, perpendicular to the longitudinal axes of the load-bearing and supporting strips, or parallel to the axes of the weight-receiving and supporting strips. 3 s.p. f-ly; 4 of FIG.

Description

Полезная модель относится к области приборостроения, конкретнее, к измерению веса автомобилей в движении посредством измерения веса, приходящегося на колеса 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 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 измерения веса колеса движущегося автомобиля", патент РФ №104708, G01G, 19/03, 2010 г. The closest to the claimed utility model for the combination of essential features - the prototype, is a "Device for measuring the weight of the wheels of a moving car", RF patent No. 104708, G01G, 19/03, 2010

Устройство-прототип для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещено в выемке, выполненной в дорожном покрытии и содержит весоприемную и опорную полосы, тензорезисторные датчики веса, расположенные между весоприемной полосой и опорной полосой и соединенные с ними, при этом тензорезисторные датчики веса выполнены в виде цилиндров.The prototype device for measuring the weight of the wheels of a moving car, is placed in a recess made in the road surface and contains a load and bearing strip, strain gages weight sensors located between the load receiving strip and the support strip and connected to them, while the strain gauge weight sensors are made in the form of cylinders .

Недостатком прототипа является недостаточная точность.The disadvantage of the prototype is the lack of accuracy.

Это обусловлено выполнением тензорезисторных датчиков веса в виде цилиндров. Наезд колеса на весоприемную полосу происходит последовательно - сначала вес наезжающего колеса прикладывается к краю весоприемной полосы, затем ко всей ширине весоприемной полосы вдоль дороги, далее происходит съезд колеса с весоприемной полосы, при котором вес колеса прикладывается к другому ее краю. Таким образом, при проезде колеса измеряемый вес сначала прикладывается к одному краю тензорезисторного датчика веса, затем к датчику целиком, и далее, к другому краю тензорезисторного датчика веса. Отсутствие центрирования измеряемого веса колеса, приложенного к тензорезисторному датчику веса вдоль одной вертикальной оси -эксцентриситет нагрузки, что приводит к появлению паразитных изгибающих моментов и к увеличению погрешности измерения.This is due to the implementation of strain gauge weight sensors in the form of cylinders. The wheel runs over the weight-receiving strip sequentially - first, the weight of the colliding wheel is applied to the edge of the weight-receiving strip, then to the entire width of the weight-receiving strip along the road, then the wheel comes off the weight-receiving strip, at which the wheel weight is applied to its other edge. Thus, when the wheel passes, the measured weight is first applied to one edge of the strain gage weight sensor, then to the whole sensor, and then to the other edge of the strain gage weight sensor. The lack of centering of the measured weight of the wheel applied to the strain gauge weight sensor along one vertical axis is the eccentricity of the load, which leads to the appearance of parasitic bending moments and to increase the measurement error.

Другой эффект, приводящий к эксцентриситету нагрузки деформация весоприемной полосы при наезде колеса между тензорезисторными датчиками веса. Сделать весоприемную полосу абсолютно жесткой невозможно, она будет деформироваться и при наезде колеса между смежными тензорезисторными датчиками веса приложенный к ним измеряемый вес будет смещаться в сторону этого колеса, т.е. возникает эксцентриситет, возникают действующие на тензорезисторные датчики паразитные изгибающие моменты, и погрешность увеличивается.Another effect leading to eccentricity of the load is the deformation of the load-bearing strip when the wheel runs over between the strain gauge weight sensors. It is impossible to make the load-bearing strip absolutely rigid, it will deform and when the wheel is hitting between adjacent strain-gage weight sensors, the measured weight applied to them will shift towards this wheel, i.e. eccentricity occurs, parasitic bending moments acting on the strain gauge sensors arise, and the error increases.

Целью настоящей полезной модели - техническим результатом является устранение перечисленных недостатков, т.е. повышение точности.The purpose of this utility model - the technical result is to eliminate the above disadvantages, i.e. increased accuracy.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенном в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее весоприемную и опорную полосы, тензорезисторные датчики веса, расположенные между весоприемной полосой и опорной полосой и соединенные с ними, тензорезисторные датчики веса выполнены в виде силопередающей и опорной параллельных пластин, между которыми размещен упругий элемент, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены два одинаковых глухих коллинеарных цилиндрических отверстия, общая ось которых параллельна весоприемной и опорной полосам, донца глухих отверстий образуют стенку, перпендикулярную весоприемной и опорной полосам, в стенке симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей симметрии прямоугольного параллелепипеда выполнены четыре сквозных отверстия, тензорезисторы размещены на стенке с двух сторон между сквозными отверстиями, упругий элемент соединен с силопередающей и опорной параллельными пластинами одностепенными упругими шарнирами, при этом силопередающая и опорная параллельные пластины, упругий элемент и одностепенные упругие шарниры выполнены заодно целое из одного куска металла.This technical result is achieved by the fact that in a device for measuring the weight of a wheel of a moving car, placed in a recess made in the road surface, comprising a load-bearing and supporting strip, strain gauge weight sensors located between the load-bearing strip and the supporting strip and connected to them, strain gauge weight sensors made in the form of a power transmitting and supporting parallel plates, between which there is an elastic element made in the form of a rectangular parallelepiped, in which two are identical deaf blind collinear cylindrical holes, the common axis of which is parallel to the load-bearing and support strips, the bottom of the blind holes form a wall perpendicular to the load-bearing and support strips, four through-holes are made symmetrically with respect to the vertical and horizontal axis of symmetry of the rectangular parallelepiped, the strain gauges are located on the wall with two between the through holes, the elastic element is connected to the power transmitting and supporting parallel plates by a single-degree elastic hinge In this case, the power transmitting and supporting parallel plates, the elastic element, and single-degree elastic hinges are made integrally from one piece of metal.

Достижению этого технического результата также способствует то, что оси вращения одностепенных упругих шарниров взаимно параллельны, и эти оси вращения одностепенных упругих шарниров могут быть выполнены перпендикулярны продольным осям весоприемной и опорной полосам, а также то, что оси вращения одностепенных упругих шарниров могут быть параллельны осям весоприемной и опорной полосам.The achievement of this technical result is also facilitated by the fact that the rotation axes of the single-degree elastic joints are mutually parallel, and these rotation axes of the single-degree elastic joints can be made perpendicular to the longitudinal axes of the load-bearing and supporting bands, and also that the rotation axes of the single-degree elastic joints can be parallel to the axes of the weight-receiving and reference bands.

Существо полезной модели иллюстрируется чертежами, на которых показано:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which show:

фиг. 1. Устройство в плане, вмонтированное в дорогу перед наездом на него колес движущегося автомобиля,FIG. 1. The device in plan, mounted on the road before the collision of the wheels of a moving car,

фиг. 2. Вид устройства вдоль дороги, разрез по А-А,FIG. 2. Type of device along the road, section along AA,

фиг. 3. Тензорезисторный датчик веса,FIG. 3. Strain gage weight sensor,

фиг. 4. Разрез тензорезисторного датчика веса по Б-Б.FIG. 4. The section of the strain gauge weight sensor according to BB.

Устройство 1 для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещено в выемке, выполненной в дорожном покрытии 2, содержащее весоприемную 3 и опорную 4 полосы, тензорезисторные датчики 5 веса, расположенные между весоприемной 3 полосой и опорной 4 полосой и соединенные с ними,A device 1 for measuring the weight of a wheel of a moving car, is placed in a recess made in the road surface 2, comprising a load receiving 3 and a supporting 4 strip, strain gauge sensors 5 of the weight located between the load receiving 3 strip and the supporting 4 strip and connected to them,

На весоприемную полосу 3 давят колеса 6 взвешиваемого автомобиля, который движется в направлении, обозначенным стрелкой 7.The weight-receiving strip 3 is pressed by the wheels 6 of a weighed vehicle, which moves in the direction indicated by arrow 7.

С целью повышения точности тензорезисторные датчики 5 веса выполнены в виде силопередающей 8 и опорной 9 параллельных пластин, между которыми размещен упругий элемент 10, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены два одинаковых глухих коллинеарных цилиндрических отверстия 11, общая ось 12 которых параллельна весоприемной 3 и опорной 4 полосам, донца глухих отверстий 11 образуют стенку 13, перпендикулярную весоприемной 3 и опорной 4 полосам.In order to increase accuracy, the strain gauge weight sensors 5 are made in the form of a power transmitting 8 and supporting 9 parallel plates, between which is placed an elastic element 10 made in the form of a rectangular parallelepiped, in which two identical blind collinear cylindrical holes 11 are made, the common axis 12 of which is parallel to the load receiving 3 and supporting 4 stripes, the bottom of the blind holes 11 form a wall 13 perpendicular to the load receiving 3 and supporting 4 stripes.

В стенке 13 симметрично относительно вертикальной 14 и горизонтальной 15 осей симметрии выполнены четыре сквозных отверстия 16, а тензорезисторы 17 размещены на стенке 13 с двух сторон между сквозными отверстиями 16.Four through holes 16 are made symmetrically with respect to the vertical 14 and horizontal 15 axes of symmetry in the wall 13, and the strain gauges 17 are placed on the wall 13 from two sides between the through holes 16.

Упругий элемент 10 соединен с силопередающей 8 и опорной 9 параллельными пластинами одностепенными упругими шарнирами 18, при этом силопередающая 8 и опорная 9 параллельные пластины, упругий элемент 10 и одностепенные упругие шарниры 18 выполнены заодно целое, из одного куска металла. Оси вращения одностепенных упругих шарниров 18 могут быть выполнены взаимно параллельны, а также могут быть выполнены перпендикулярно или параллельно весоприемной 3 и опорной 4 полосам.The elastic element 10 is connected to the power transmitting 8 and supporting 9 parallel plates by single-stage elastic hinges 18, while the power transmitting 8 and supporting 9 parallel plates, elastic element 10 and single-stage elastic hinges 18 are made integrally, from one piece of metal. The rotation axis of the single-stage elastic hinges 18 can be made mutually parallel, and can also be made perpendicular or parallel to the load-receiving 3 and supporting 4 bands.

Тензорезисторные датчики 5 веса соединены кабелями 19. Кабель 20 передает сигналы тензорезисторных датчиков 5 веса на электронную аппаратуру (на чертеже не показана).The strain gauge sensors 5 weight are connected by cables 19. The cable 20 transmits the signals of the strain gauge sensors 5 weight to electronic equipment (not shown).

Устройство 1 для измерения веса колеса движущегося автомобиля работает следующим образом.Device 1 for measuring the weight of the wheels of a moving car works as follows.

Колеса 6 движущегося автомобиля перемещаются по дорожному покрытию 2 в направлении стрелки 7, и наезжают на весоприемную полосу 3. Вес колес 6 передается на весоприемную полосу 3 и через нее распределяется на тензорезисторные датчики 5 веса, стоящие на опорной полосе 4.The wheels 6 of the moving car move along the road surface 2 in the direction of the arrow 7, and run into the weight-receiving strip 3. The weight of the wheels 6 is transferred to the weight-receiving strip 3 and distributed through it to the strain gauge sensors 5 of the weight, standing on the supporting strip 4.

Тензорезисторные датчики 5 веса преобразуют приходящуюся на них часть веса в электрический сигнал который по кабелям 19 и 20 передается для дальнейшей обработки на электронную аппаратуру (на чертеже не показана).The strain gauge weight sensors 5 convert the part of the weight falling on them into an electrical signal which is transmitted through cables 19 and 20 for further processing to electronic equipment (not shown in the drawing).

Сигналы от тензорезисторные датчиков 5 веса преобразуются в электронной аппаратуре (на чертеже не показана) в сигнал, пропорциональный общему весу колес 6.The signals from the strain gauge sensors 5 weight are converted in electronic equipment (not shown) in a signal proportional to the total weight of the wheels 6.

Под действием веса колеса 6 весоприемная полоса 3 прогибается, так же прогибается опорная полоса 4. и на тензорезисторные датчики 5 веса, помимо измеряемого веса, передаются лежащие в плоскости, параллельной движению автомобиля паразитные изгибающие моменты от весоприемной 3 полосы и опорной полосы 4.Under the influence of the weight of the wheel 6, the weight-receiving strip 3 bends, the supporting strip 4 also bends, and, in addition to the measured weight, parasitic bending moments from the weight-receiving 3 strip and the supporting strip 4 are transmitted to the strain gauge weight sensors 5, in addition to the measured weight.

Далее, по мере проезда вес колеса 6 сначала прикладывается к одному краю весоприемной полосы 4, а затем к другому ее краю, что вызывает появление паразитного изгибающего момента уже в плоскости, перпендикулярной движению автомобиля.Further, as you drive, the weight of the wheel 6 is first applied to one edge of the weight-receiving strip 4, and then to its other edge, which causes a stray bending moment already in the plane perpendicular to the movement of the car.

Если бы эти паразитные изгибающие моменты воздействовали непосредственно на датчик, это привело бы к увеличению погрешности, т.е. снижению точности.If these parasitic bending moments act directly on the sensor, this would lead to an increase in the error, i.e. reduced accuracy.

Для исключения этой погрешности служат одностепенные упругие шарниры 18, уменьшающие влияние указанных паразитных моментов за счет обеспечения возможности поворота вокруг своих осей.To eliminate this error, single-degree elastic hinges 18 are used, which reduce the influence of these parasitic moments by enabling rotation around their axes.

Упругий элемент 10 выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены два одинаковых глухих коллинеарных цилиндрических отверстия 11, общая ось 12 которых параллельна весоприемной 3 и опорной 4 полосам, донца глухих отверстий 11 образуют стенку 13, перпендикулярную весоприемной 3 и опорной 4 полосам.The elastic element 10 is made in the form of a rectangular parallelepiped, in which there are two identical blind collinear cylindrical holes 11, the common axis 12 of which is parallel to the load receiving 3 and supporting 4 strips, the bottom of the blind holes 11 form a wall 13 perpendicular to the load receiving 3 and supporting 4 strips.

В стенке 13 симметрично относительно вертикальной 14 и горизонтальной 15 осей симметрии выполнены четыре сквозных отверстия 16, а тензорезисторы 17 размещены на стенке 13 с двух сторон между сквозными отверстиями 16.Four through holes 16 are made symmetrically with respect to the vertical 14 and horizontal 15 axes of symmetry in the wall 13, and the strain gauges 17 are placed on the wall 13 from two sides between the through holes 16.

Указанное выполнение упругого элемента 10, размещение на нем тензорезисторов 17 на стенке 13 симметрично относительно вертикальной 14 и горизонтальной 15 осей симметрии позволяет повысить момент сопротивления упругого элемента 10 паразитным, оставшимся после их фильтрации одностепенными упругими шарниры 18, что также повышает точность устройства. Это обусловлено тем что стенка расположена близко к нейтральной плоскости изгибов от остаточных значений паразитных изгибающих моментов.The specified implementation of the elastic element 10, the placement of the strain gauges 17 on the wall 13 symmetrically with respect to the vertical 14 and horizontal 15 axes of symmetry allows increasing the moment of resistance of the elastic element 10 parasitic, remaining after filtering them with single-degree elastic hinges 18, which also increases the accuracy of the device. This is due to the fact that the wall is located close to the neutral plane of the bends from the residual values of the parasitic bending moments.

Упругий элемент 10 и одностепенные упругие шарниры 18 выполнены заодно целое, из одного куска металла. Это исключает люфты, что также повышает точность.The elastic element 10 and the single-stage elastic hinges 18 are made integrally, from one piece of metal. This eliminates backlash, which also improves accuracy.

Оси вращения одностепенных упругих шарниров 18 могут быть выполнены взаимно параллельно, а также могут быть выполнены перпендикулярно или параллельно весоприемной 3 и опорной 4 полосам.The axis of rotation of the single-stage elastic hinges 18 can be made mutually parallel, and can also be made perpendicular or parallel to the load-receiving 3 and supporting 4 bands.

Claims (4)

1. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля, размещенное в выемке, выполненной в дорожном покрытии, содержащее весоприемную и опорную полосы, тензорезисторные датчики веса, расположенные между весоприемной полосой и опорной полосой и соединенные с ними, отличающееся тем, что с целью повышения точности тензорезисторные датчики веса выполнены в виде силопередающей и опорной параллельных пластин, между которыми размещен упругий элемент, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены два одинаковых глухих коллинеарных цилиндрических отверстия, общая ось которых параллельна весоприемной и опорной полосам, донца глухих отверстий образуют стенку, перпендикулярную весоприемной и опорной полосам, в стенке симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей симметрии прямоугольного параллелепипеда выполнены четыре сквозных отверстия, тензорезисторы размещены на стенке с двух сторон между сквозными отверстиями, упругий элемент соединен с силопередающей и опорной параллельными пластинами одностепенными упругими шарнирами, при этом силопередающая и опорная параллельные пластины, упругий элемент и одностепенные упругие шарниры выполнены заодно целое из одного куска металла.1. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car, placed in a recess made in the road surface, containing the load-bearing and supporting strips, strain gauge weight sensors located between the load-bearing stripe and the supporting stripe and connected with them, characterized in that in order to increase the accuracy of the strain gauge weight sensors are made in the form of a power transmitting and supporting parallel plates, between which an elastic element is placed, made in the form of a rectangular parallelepiped, in which two identical exit blind collinear cylindrical holes, the common axis of which is parallel to the load-bearing and support strips, the bottom of the blind holes form a wall perpendicular to the load-bearing and support strips, four through-holes are made symmetrically with respect to the vertical and horizontal axis of symmetry of the rectangular parallelepiped, the strain gauges are placed on the wall with two between the through holes, the elastic element is connected to the power transmitting and supporting parallel plates by single-degree elastic joints s, and wherein the support siloperedayuschaya parallel plates, an elastic member and a single-stage elastic hinges formed integrally from one piece of metal. 2. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля по п. 1, отличающееся тем, что оси вращения одностепенных упругих шарниров взаимно параллельны.2. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the single-degree elastic joints is mutually parallel. 3. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля по п. 2, отличающееся тем, что оси вращения одностепенных упругих шарниров перпендикулярны продольным осям весоприемной и опорной полос.3. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car according to claim 2, characterized in that the axis of rotation of the single-degree elastic hinges are perpendicular to the longitudinal axes of the load-bearing and supporting bands. 4. Устройство для измерения веса колеса движущегося автомобиля по п. 2, отличающееся тем, что оси вращения одностепенных упругих шарниров параллельны осям весоприемной и опорной полос.4. A device for measuring the weight of a wheel of a moving car according to claim 2, characterized in that the axis of rotation of the single-degree elastic joints are parallel to the axes of the load-bearing and supporting bands.

Images