УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ НА ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к оборудованию транспортных средств, в частности к дополнительному оборудованию, преимущественно для взвешивания груза непосредственно на платформе транспортного средства, например, в кузове грузового автомобиля, а также мониторинга нагрузки на ось транспортного средства.
Известно взвешивающее устройство, представленное в виде монолитной калиброванной плоскости, размещенной, например, на грузоподъемной платформе специального грузового автомобиля, в котором взвешивающее устройство выполнено из одной несущей рамы и консолями четырех составляющих частей этой несущей рамы (1) и расположенных друг против друга однотипных отверстий по углам прямоугольной несущей рамы (1) и консоли (2), образованных гибкими подвесами (3), поддерживающих взвешивающую платформу (4), при этом по периметру несущей рамы (1) предусмотрен промежуток (зазор) (5) между несущей рамой (1) и взвешивающей платформой (4), и которое включает в каждом подвесе (3) один электрический регистрирующий аппарат веса (6), а именно такого рода, что сила тяжести должна быть преобразована гибкими подвесами (3) в электрические сигналы электронного преобразующего вес аппарата (6), при этом эти аппараты устойчиво фиксируют изменение веса. Электрические регистрирующие аппараты веса (6) снабжены силовой камерой с элементом растяжения, где фиксируемая сила тяжести посредством гибких подвесок (3) преобразуется на вертикальную составляющую силы, которая растягивает силовую камеру. Электрические регистрирующие аппараты веса (6) снабжены силовой камерой с элементом растяжения, где фиксируемая сила тяжести посредством гибких подвесок (3) преобразуется на вертикальную составляющую силы, которая растягивает силовую камеру. Электрические регистрирующие аппараты веса включены в гибкие подвесы (3) и размещены между консолью (2) и взвешивающей платформой (4). Электрические регистрирующие аппараты веса (6) укреплены на консолях (2) и гибких подвесах (3), которые одним концом укреплены с регистрирующими аппаратами веса [1] (Заявка ФРГ N 3501667, кл. G01G 19/12, 1986).
Описанное устройство обладает следующими существенными недостатками. Выступающие части Г-образных кронштейнов основания рамы над четырьмя углами грузовой платформы занимают полезную площадь грузовой платформы транспортного средства, что неприемлемо для грузового автомобиля, связанного с перевозками любого вида груза. Для повышения чувствительности элементов растяжения, например стержней, необходимо их выполнить как можно меньшего диаметра, но в этом случае снижается верхний предел грузоподъемности. При увеличении диаметра стержня снижается величина упругой деформации материала элемента растяжения и этим увеличивается порог нечувствительности, а также относительная погрешность измерений.
Известна бортовая измерительная система для измерения веса груза и контроля загрузки транспортного средства, содержащая более одного измерительного датчика углового положения (наклономера), подключенного к бортовому вычислительному устройству, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один датчик углового положения установлен в области минимального прогиба рамы транспортного средства под действием веса груза, по меньшей мере, два других датчика углового положения установлены в областях максимального прогиба рамы транспортного средства под действием веса груза, а в бортовое вычислительное устройство введен бортовой блок вычисления веса груза в кузове транспортного средства по показаниям упомянутых датчиков как суммы произведений жесткости рамы на разницу измеренных углов между точками минимального прогиба рамы и максимальных прогибов рамы (Патент RU 134638 U1, МПК G01G 19/00, 19.04.2013)
Недостатком этой системы является сложность устройства и его монтажа из-за необходимости нескольких измерительных элементов и обеспечения их ориентации друг относительно друга и условно определяемых положений точек транспортного средства.
Известен определитель нагрузки на ось транспортного средства в устройстве учета веса лесоматериалов при проведении транспортных работ, включающем средство определения веса лесоматериалов, которое смонтировано на транспортном агрегате, содержащем ходовую часть и бортовую электросеть, средство определения веса лесоматериалов выполнено в виде измерительной системы, образованной смонтированными на верхних пластинах рессор каждой оси ходовой части агрегата тензоизмерительными мостами и связанным с ними усилителем, а также регистрирующим прибором, который в свою очередь электрически связан с усилителем, при этом блоки питания усилителя и регистрирующего прибора связаны с бортовой электросетью транспортного агрегата (Патент RU №86135 U1, В27В 31/00, 09.04.2009).
Недостатком этого устройства является низкая надежность тензоизмерительных мостов, схемы обработки сигналов и низкая ремонтопригодность из-за сложности монтажа элементов электрической измерительной схемы.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности при одновременном упрощении устройства и снижении его стоимости.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве определения нагрузки на ось транспортного средства, включающем в себя измеритель деформации ходовой части транспортного средства относительно его оси под действием нагрузки, подключенный к электрической схеме съема сигнала с этого измерителя, упомянутый измеритель деформации ходовой части транспортного средства содержит корпус, в котором размещены поворотный переменный резистор с пластиной крепления его к корпусу и механизм привода вала поворотного переменного резистора в виде запрессованного в корпус подшипника с запрессованным в него валом поворотного переменного резистора, а также рычажную передачу, связанную с одной стороны - посредством поворотного рычага - с концом вала поворотного переменного резистора, и с другой стороны - посредством упругого элемента - с осью транспортного средства.
Кроме того, корпус измерителя закреплен на ходовой части транспортного средства, по меньшей мере, двумя болтовыми шпильками, так что ось вала поворотного переменного резистора параллельна плоскости рамы ходовой части транспортного средства.
Кроме того, корпус измерителя содержит переднюю крышку, через которую в нем запрессован подшипник, и заднюю крышку с выводами электрической схемы съема сигнала с поворотного переменного резистора.
Кроме того, в пространство между пластиной крепления поворотного переменного резистора и передней крышкой установлен пыльник для предотвращения попадания пыли и влаги внутрь корпуса со стороны подшипника и его посадочного места.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано устройство определения нагрузки на ось транспортного средства (с монтажом корпуса измерителя деформации на днище кузова транспортного средства);
На фиг. 2 показана 3D схема элементов сборки измерителя деформации устройства для крепления на ходовой части транспортного средства;
На фиг. 3 показана схема сборки измерителя деформации устройства с поворотным рычагом рычажной передачи;
На фиг. 4 показан пример установки измерителя деформации на раме ходовой части осью вала поворотного переменного резистора параллельно оси транспортного средства;
На фиг. 5 показан пример установки измерителя деформации на раме ходовой части осью вала поворотного переменного резистора перпендикулярно оси транспортного средства;
На фиг. 6 показаны три вида корпуса измерителя деформации в сборе.
Устройство определения нагрузки на ось транспортного средства, включает в себя измеритель деформации 1 ходовой части 2 транспортного средства относительно его оси 3 под действием нагрузки, подключенный к электрической схеме съема сигнала с этого измерителя, упомянутый измеритель деформации 1 ходовой части 2 транспортного средства содержит корпус 4, в котором размещены поворотный переменный резистор 5 с пластиной 6 крепления его к корпусу 4 и механизм привода вала поворотного переменного резистора в виде запрессованного в корпус подшипника 7 с запрессованным в него валом 8 поворотного переменного резистора 5, а также рычажную передачу 9, связанную с одной стороны - посредством поворотного рычага 10 - с концом вала 8 поворотного переменного резистора 5, и с другой стороны - посредством упругого элемента 11 - с осью 3 транспортного средства. Корпус 4 измерителя закреплен на ходовой части 2 транспортного средства, по меньшей мере, двумя болтовыми шпильками 12, так что ось вала 8 поворотного переменного резистора параллельна плоскости рамы 13 ходовой части 2 транспортного средства. Корпус 4 измерителя содержит переднюю крышку 14, через которую в нем запрессован подшипник 7, и заднюю крышку 15 с выводами 16 электрической схемы съема сигнала с поворотного переменного резистора 5. В пространство между пластиной 6 крепления поворотного переменного резистора 5 и передней крышкой 14 установлен пыльник (не показан) для предотвращения попадания пыли и влаги внутрь корпуса 4 со стороны подшипника 7 и его посадочного места.
Такое конструктивное выполнение обеспечивает повышение надежности, так как, по существу используется только один поворотный переменный резистор в качестве электромеханического преобразователя, все элементы конструкции просты в изготовлении или являются покупными элементами, что помимо упрощения устройства приводит к снижению его стоимости из-за исключения необходимости их специальной разработки. Дополнительно повышается ремонтопригодность устройства, так как обеспечивается возможность выбора удобного места для монтажа его узлов.
Мониторинг нагрузки на ось - непрерывный процесс наблюдения и регистрации параметров воздействия силы тяжести груза: на раму, подвеску и ось транспортного средства (далее ТС).
Устройство создано для применения, преимущественно, на ТС грузоподъемностью от 0,3 до 12 тонн, имеющих одну заднюю ось, оборудованных рессорной или пружинной подвеской. При наличии условий подходящих для нормальной работы устройства, возможна установка на двухосные автомобили, оборудованные прочими типами подвесок ТС.
Принцип действия заключается в преобразовании угла поворота переменного резистора 5 в аналоговый сигнал. Угол поворота образуется от переданной через систему рычагов 9 деформации, появившейся при изменении расстояния между осью и рамой ТС вследствие изменения нагрузки на ось. В качестве элемента измеряющего угол поворота используется принцип изменения сопротивления в цепи, включенным в нее переменным резистором 5. Корпус выполнен простой геометрической формы, что делает его более дешевым в производстве, более ремонтопригодным, простым и надежным в эксплуатации.
Крышки корпуса подогнаны под размер самого корпуса. В крышках выполнены отверстия с диаметром, подходящим под имеющийся подшипник (закрытого типа) механизма привода вала 8 переменного резистора и ввода питающих и вывода сигнальных кабелей.
Для монтажа крышек выполнены отверстия диаметром 3 мм.
Плата 17 электрической схемы съема сигнала при помощи резьбы на корпусе переменного резистора 5 и гайки, закрепляется на пластине крепления 6, которая в свою очередь фиксируется на герметичном корпусе 4 устройства.
Пространство между корпусом и платы 17 электрической схемы съема сигнала со стороны припоя ее деталей может быть заполнен горячим клеем (клей имеет изолирующие свойства).
Механизм, передающий вращательный момент валу 8 переменного резистора состоит из запрессованного в крышку корпуса 4 подшипника 7 и привода вала 8 переменного резистора запрессованного в него. С наружной стороны, к приводу вала 8 резистора крепится поворотный рычаг 10.
В пространство между пластиной 6 крепления измерительного элемента и передней крышкой 14 устанавливается пыльник (не показан), для предотвращения попадания пыли и влаги внутрь корпуса со стороны подшипника и его посадочного места.
Для удобства монтажа на ТС, в корпусе 4 зафиксированы две болтовые шпильки 12.
Корпус 4 устанавливают на раму ТС или иное подходящее для эффективной работы устройства место на кузове (фиг. 1, 4 и 5). С помощью системы рычагов 9 вал 8 соединяют с задней осью ТС. Поворотный переменный резистор 5 фиксирует меняющееся в зависимости от массы груза расстояние от рамы до оси.
Упругий элемент 11 обеспечивает сохранность переменного резистора 5 измерительного элемента при пиковых нагрузках, что также увеличивает ресурс эксплуатации.
Образованный платой 17 электрической схемы выходной аналоговый сигнал напряжения преобразовывается и используется для передачи информации о нагрузке на ось на терминал мониторинга транспорта и передачу полученных сигналов на сервер телематических услуг.
Программное обеспечение на серверах производит обработку данных и формирует аналитические отчеты, которые предоставляются пользователю в виде графиков или диаграмм, содержащих информацию о нагрузке на ось ТС.
Применение устройства в составе транспортной телематической системы позволяет:
- анализировать процессы выполняемых перевозок грузов
- обеспечить контроль оптимальной загрузки автомобиля
- исключить бесконтрольную перевозку грузов
- контролировать места и время событий погрузки и разгрузки груза
- исключить штрафы за нарушение ограничений нагрузки на ось
При использовании специального программного обеспечения возможен контроль износа подвески ТС.
Введение в эксплуатацию опытного образца показало, что устройство стабильно работает при перепадах температуры окружающей среды от -25 С до +30 С в условиях перемены климата соответствующего осенне-зимнему и летнему периодам средней полосы России. Стабильный аналоговый сигнал бесперебойно фиксируется терминалами контроля транспортных средств.
Механизм вращения вала 8 переменного резистора предотвращает изломы самого вала 8 относительно своей оси, при работе рессорной подвески, тем самым обеспечивает надежность и больший ресурс времени эксплуатации.
Аналоговый выходной сигнал позволяет использовать предлагаемое устройство практически с любыми терминал-регистраторами или бортовым оборудованием, в телематических и мониторинговых системах спутникового слежения ГЛОНАСС/GPS.
Таким образом, от использования предлагаемой полезной модели получен технический результат, который заключается в повышении надежности при одновременном упрощении устройства и снижении его стоимости.