УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может использоваться в промышленности, сельском хозяйстве и транспорте для взвешивания грузовых автомобилей в статике и динамике.
За аналог приняты платформенные тензовесы (патент РФ №2390734 от 09.10.2008), состоящие из блоков идентификации и весовой платформы, причем блок идентификации выполнен в виде дополнительной весовой платформы, опирающейся, как и весовая платформа, на тензодатчики, сигналы которых через преобразователи аналог- код поданы на вход персонального компьютера, причем смещение весов ограничено бетонным ограждением, установленным вровень с поверхностью дорожного полотна.
Недостаток аналога, предназначенного для полноформатных весов для грузовиков, состоит в громоздкости и высокой стоимости конструкции.
За прототип приняты весы (Патент РФ №2239798 от 25.06.2002), состоящие из балок, консольно закрепленных на фундаменте анкерными болтами и соединенных между собой струнками-упорами, причем балки имеют пропилы полок и опираются свободными концами на тензодатчики, выходы которых подсоединены к измерительному преобразователю, в свою очередь через стандартный интерфейс связанному с персональным компьютером.
Недостаток прототипа состоит в том, что, вследствие не соответствующего выбора длины Ь, весы имеют чрезмерные габариты, повышенную металлоемкость. Кроме того, эпюры сигналов тензодатчиков при въездах автомобиля на весы имеют кратковременные чередования наездов (Н) и выездов (В), которые - при неблагоприятных условиях - могут быть пропущены программой и утрачены, что исказит алгоритм измерения и его результат.
Задачей, которую решает полезная модель, является создание недорогих компактных автомобильных весов высокой точности.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве для взвешивания грузовых автомобилей, содержащем весовую платформу с тензодатчиками, подключенными к многоканальному динамическому преобразователю, который связан с компьютером, в отличие от прототипа, длина весовой платформы Ь больше максимальной длины тележки автомобиля LTmax, но меньше минимальной длины межосевого расстояния колес автомобиля LminMo, исключая тележки.
На фиг.1 изображена схема предлагаемой полезной модели, на фиг.2 приведены осевые формулы отечественных грузовых автомобилей, на фиг.3 - эпюры нагружений тензодатчиков.
Устройство для взвешивания грузовых автомобилей (фиг.1) содержит весы 1 на тензодатчиках 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, например, типа М70 фирмы Тензо-М, выходы которых подсоединены к динамическому преобразователю той же фирмы типа ПД-003 с частотой от 150 до 600 Гц осуществляющего посылки по последовательному каналу в компьютер 4 (например, типа Pentium) посредством нуль-модемного кабеля DB9F-DB9F.
Устройство для взвешивания грузовых автомобилей работает следующим образом. При въезде автомобиля на весовую платформу 1 и выезде с нее тензодатчики 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 передают сигналы на динамический преобразователь 3, а последний в виде кодов на компьютер 4, на котором с помощью соответствующих программ происходит анализ сигналов и определение веса автомобиля. Длина весовой платформы L выбрана больше длины тележки LTmax любого грузового автомобиля из указанных на фиг.2, но меньше минимальной длины LminMo межосевого расстояния колес автомобиля, исключая тележки, для того, чтобы при проезде любого автомобиля (фиг.2) не происходило подряд больше одного наезда, никогда, кроме проезда тележки. А тележка гарантированно наезжает дважды и при этом имеет запас для измерения. Из приведенных осевых формул отечественных грузовых автомобилей, седельных тягачей и самосвалов (фиг.2) видно, что минимальное межосевое расстояние LminMo у автомобилей с осевой формулой 1+1 составляет около 2,7 метра, в то время как тележки автомобилей около 1,5 метра. Длина межосевого расстояния LminMo показана пунктиром на примере объектов седельного тягача КАМАЗ 5410 и самосвала КАМАЗ 5511, как наиболее критичных для выбора длины платформы L. При взвешивании полуприцепов, например, МА3-9398, три оси которого по размерам превышают длину платформы L, приходится взвешивать 1, 2 и 3 оси полуприцепа поочередно (см.последнюю эпюру фиг.3), при этом результат получают сложением отдельных взвешиваний (1+2,3 или 1,2+3), а общий вес получают сложением веса полуприцепа и передних ведущих осей.
На фиг.3 показаны эпюры нагружений тензодатчиков 2 при движении через весы всех типов грузовых автомобилей. (Н - наезд, В - выезд, ВС - весы свободны).
Эпюре а) (фиг.3) соответствует взвешивание одиночных осей, эпюре б) - взвешивание тележек, эпюре в) - взвешивание трехосной тележки полуприцепа (МА3-9398), размер которой больше размера весовой платформы. Все автомобили (фиг.2), кроме моделей А и Б, у которых по две тележки - передняя и задняя, им соответствует эпюра б) (фиг.3). Настоящая полезная модель упрощает эпюры благодаря тому, что длина весовой платформы L выбрана в заявляемых в полезной модели пределах. Все эпюры имеют вид: ВС-Н-В-ВС при прохождении по весам одиночной оси, или ВС-Н-Н-В-В-ВС при прохождении по весам тележки, причем наезды и выезды следуют друг за другом на достаточном расстоянии.
Рассмотрим обработку эпюр а) (фиг.3), например, принадлежащих автомобилю КРА3-256Б1, обозначенного литерой В (фиг.2). При скорости, например, 5 км/час автомобиль проходит по весам первой осью фиг.3а) в течение 1,945 сек. При тех же условиях, как следует из фиг.3 б) для взвешивания тележки приходится 0,65 сек. За это время динамический преобразователь 3 (ПД-003) передаст в компьютер 4 примерно по 490 кодов, что достаточно. Из фиг.3в) видно, что для взвешивания 1 и 2+3 осей приходится также по 0,65 сек на каждый участок.
В компьютере 4 имеется пакет программ по обработке поступающих массивов кодов. Одна из пакета программ - программа определения наездов и выездов, отбрасывания крайних значений пакетов, осуществляющая определение максимального значения нарастающего сигнала после того, как исчез сигнал «Весы свободны». Дело в том, что на сигнал тензодатчиков 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 наложена низкочастотная помеха и для минимизации ошибки необходимо производить интегрирование за целое число периодов этой помехи. Поэтому при фиксации выезда на ниспадающем фронте сигнала также выбирают максимальное значение. Кроме того, при наезде автомобиля необходимо исключить «пятно», т.е. эффект, когда колеса оси находятся одновременно на весах 1 и на подъездных путях вследствие деформации шин.
Имеются также программа исключения выбросов, которые могут возникать при торможении автомобиля, программа подсчета средних значений по одиночным мостам и тележкам и подсчета веса автомобиля в целом.
Все эти программы были успешно отработаны при лабораторных испытаниях. В предлагаемом устройстве идентификация автомобилей или их элементов, а также промежутков измерения производится без каких-либо датчиков, только с использованием измеряемого тензодатчиками сигнала, а точность измерения близка к точности автомобильных весов для статического взвешивания. Причем предлагаемые весы значительно дешевле известных моделей.