[发明专利]一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器

说明书

技术领域

本发明属于高速公路载重汽车动态计重衡器领域，具体涉及一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器。

背景技术

早先的载重汽车衡器计重，执行的是一杆、一车、一停、一计重，也称是静态计重模式。随着高速公路管理提出的节能增效，提高高速公路通行效率，载重汽车动态计重衡器动态计重出现。载重汽车动态计重衡器系统，只有在获得所测车辆的轴重、单双轮信息后，才能实现动态计重。载重汽车动态计重是计重行业近年来计重重点研究课题。轮轴识别器是载重汽车动态计重的必需部件。筛选合适的轮轴识别器，是实现该课题的第一步。什么样的轮轴识别器适合整体秤秤台嵌入，轮轴识别器主要分机械压力式轮轴识别器、机械开关式轮轴识别器、其他轮轴识别器，三种。其中，机械压力式轮轴识别器，整体体积较大、结构复杂、加工困难，不适合选用。机械开关式轮轴识别器，由于开关次数可靠性问题，也不予选用。寻找动态敏感、可靠耐用、短小轻薄的轮轴识别器，目光瞄准压电器件。压电器件的特点是动态信号、反应敏感、信号强，抗干扰能力也强，用压电器件制造的轮轴识别器能满足短小轻薄的要求，只是压电器件本身是陶瓷部件，材料特性易碎易损坏，如何改进，本发明人经过长期实践，提出一种新结构的压电轮轴识别器--嵌入式弹性活塞压电轮轴识别器方案，整体密封加弹性检测单元组加压电元件组。采用弹性检测单元后，压电元件夹在两边弹性材料之间，压电元件不易损坏；如在弹性检测单元组下部垫圆柱形弹性垫片，弹性检测单元组活塞头压下，压电元件出电压信号。为防止弹性检测单元组活塞头旋转，损坏运动元件，在活塞头帽檐下两侧设置圆柱形定位凸头，在对应轮轴识别器钢梁骨架盲洞上沿设置定位圆柱形定位凹坑。为防止水气侵蚀压电压元件或电路引线，在紧轮轴识别器钢梁骨架后，活塞帽檐上部凸沿嵌入长凹槽形上外壳活塞过孔周围的环形凹槽，密封了长凹槽形上外壳上部的活塞过孔；在长凹槽形上外壳底部安装包含四边阶梯沿的下盖板与长凹槽形上外壳之间夹密封垫，安装后实现压电轮轴识别器的内腔体完全密封，便于拆卸检测维修更换。

发明内容

按照本发明的技术思路，一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于：包括长凹槽形上外壳、包含四边阶梯沿的下盖板、下盖板密封垫、下盖板固定螺丝、弹性检测单元组、压电单元组、轮轴识别器钢梁骨架、吸潮器材、轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝和MCU控制电路板，其中弹性检测单元组、压电单元组、轮轴识别器钢梁骨架、吸潮器材、轮轴识别器钢梁骨架固定螺丝和MCU控制电路板，均安装在长凹槽形上外壳内，在长凹槽形上外壳下四边加装下盖板密封垫，盖上包含四边阶梯沿的下盖板，下盖板的四边阶梯压在下盖板密封垫上，用下盖板固定螺丝固定；所述的轮轴识别器钢梁骨架宽度85毫米、高度32.5毫米、长度394毫米，从钢梁骨架一端47毫米起，沿钢轨即钢梁骨架的中轴线、垂直于直线铁轨上表面，每间隔100毫米，设置一个阶梯同心圆柱坑，整个钢梁骨架共设置4个阶梯同心圆柱坑；该阶梯圆柱坑的上沿Ø50毫米、下沿Ø32毫米，上沿坑深5毫米、下沿坑深20毫米；在下沿坑中间，坑深10毫米处，设置垂直钢梁骨架联通下沿坑Ø4毫米的圆洞，由该圆洞引出压电单元的电信号；沿钢梁骨架的中轴线、过圆柱坑轴的方向在上沿坑阶梯中间按圆心对称各设置一个深2毫米的定位圆柱坑；在每一个阶梯同心圆柱坑内装配一个弹性检测单元组；从钢梁骨架一端97毫米起，沿直线铁轨即钢梁骨架的中轴线、垂直直线铁轨上表面，每间隔200毫米，在钢梁骨架的中轴线两侧26毫米处，各设置一个阶梯同心圆柱洞，该同心圆柱洞的上沿Ø18毫米、深19、中沿Ø10毫米深Ø5.5毫米、下沿Ø22深8毫米，该同心圆柱洞是钢梁骨架的定位洞；在钢梁骨架下表面中间，沿钢梁骨架的中轴线两侧26毫米，各设置一个深20毫米的螺母，该螺母是下盖板固定螺栓的螺母。

所述的一种适合动态计重衡器的嵌入式压电轮轴识别器，其特征在于；所述的弹性检测单元组包括活塞、活塞帽檐、活塞下圆柱体和弹性圆柱体垫片，其中活塞、活塞帽檐和活塞下圆柱体是一体的圆柱形弹性体，活塞的直径是Ø32毫米、活塞高度5毫米，活塞帽檐的环形直径Ø50毫米、活塞帽檐的高度4毫米、在活塞帽檐靠近活塞方向设置一环形凸沿、凸沿高度2毫米，活塞下圆柱体的直径Ø32毫米、活塞下圆柱体的高度10毫米，弹性圆柱体垫片的厚度是10毫米。