本发明涉及车辆识别系统技术领域,特别涉及一种全车型识别系统。
背景技术:
交通部在2016年9月颁布了《交通运输部令2016年第62号》文件,在第一章总则的第三条对超限运输车辆进行了规定,其中该条第八项规定货物运输车辆属于超限运输车辆的情况:六轴及六轴以上汽车列车,其车货总质量超过49000千克,其中牵引车驱动轴为单轴的,其车货总质量超过46000千克。并且对该项规定的限定标准的认定,做了以下要求:(一)二轴组按照二个轴计算,三轴组按照三个轴计算;(二)除驱动轴外,二轴组、三轴组以及半挂车和全挂车的车轴每侧轮胎按照双轮胎计算,若每轴每侧轮胎为单轮胎,限定标准减少3000千克,但安装符合国家有关标准的加宽轮胎的除外;(三)车辆最大允许总质量不应超过各车轴最大允许轴荷之和。
为了保障交通运输的安全,需要对运输车辆的轴数、单双轮和驱动轴类型进行识别,现有技术中,通常采用人工观测的方式来识别车辆这三个方面的信息,也有采用布置监控设施的方式进行车辆信息的识别,不论是采用人工观测或布置监控设备进行监测的方法,都非常不方便。采用人工观测时,需要监控人员趴在地上进行观察识别,效率低而且不方便,而采用监控设备监测时,由于道路环境恶劣,监控设备受到灰尘、雨水、泥浆的侵袭后,不能正常使用,也无法长期有效地对驱动轴类型进行判断。
此外,现有的车辆识别系统无法对车辆的多个信息同时进行识别,需要安装多个监控设备,进行多个识别步骤,对车辆的轴数、单双轮和驱动轴类型等车辆信息分别进行识别,识别能力差且效率低下,严重阻碍了道路畅通。
在进行驱动轴识别的过程中,通过识别驱动轮的类型达到识别驱动轴的目的:由驱动轴驱动的车轮为驱动轮,由驱动轮带动转动的车轮为从动轮。在识别驱动轴类型时,只需要有效识别驱动轮即可,驱动轮和从动轮的最大区别在于摩擦力的方向不同,驱动轮转动是因为受到摩擦力,摩擦力方向与运动方向相同,而从动轮主要就是克服摩擦力,摩擦力方向与运动方向相反。
技术实现要素:
本发明的目的在于:针对现有技术中所存在的无法同时识别车辆多个信息的不足,提供一种全车型识别系统,该系统结合单双轮识别系统和主从动车轮识别系统,使车辆通过全车型识别系统时,能同时进行单双轮识别和驱动轴识别,解决了现有技术中存在的无法同时识别车辆单双轮和驱动轴类型的问题,使车辆驶入该全车型识别系统时,能有效识别出车辆的单双轮信息,并判断出是单轴驱动还是多轴驱动,避免了现有技术中采用人工观测或监控设备进行车辆信息识别时存在的效率低、识别有效性较差的问题,使识别效率高、精度高。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种全车型识别系统,包括用于采集和输出车辆单双轮信息的单双轮识别子系统,以及用于测量车辆车轮水平摩擦力方向和大小的主从动车轮识别子系统,两个子系统依次连接,使车辆通过时,依次通过单双轮识别子系统和主从动车轮识别子系统。
分别设置单双轮识别子系统和主从动车轮识别子系统,并将这两个子系统依次连接,使用时,将两个子系统均布置在路面中,当车辆从布置有该全车型识别系统的路面通过时,单双轮识别子系统对车辆车轮类型进行识别,主从动车轮识别子系统对车辆的车轮信息进行识别,两个子系统首选对采集,并对采集的信息进行测算、识别,判断车辆车轮的信息,并将识别到的信息输出,从而完成车型识别过程。
优选的,还包括布置在所述单双轮识别子系统和主从动车轮识别子系统之间的车辆扫描子系统,所述单双轮识别子系统和主从动轮识别子系统之间的距离与车辆相邻轴组之间的长度相适配,使车辆车轮在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统和单双轮识别子系统上。
所述车辆扫描子系统包括光栅车辆分离器和/或地感线圈,设置车辆扫描子系统,当车辆驶入全车型识别系统时,光栅车辆分离器和/或地感线圈触发,系统开始采集信号,当车轮在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统和单双轮识别子系统上时,为轴组,作用一次为两轴组,连续两次为三轴组。再分别记录每个轴的水平摩擦力方向和每轴的单双轮识别情况,待车辆驶出全车型识别系统时,光栅车辆分离器和/或地感线圈关闭,将采集的信息及测量结果运算输出,识别车型。
全车型识别系统布置在路面下方时,所述光栅车辆分离器安装在路面两侧,且介于单双轮识别子系统和主动从车轮识别子系统之间。所述光栅车辆分离器可以单独使用,也可以与地感线圈同时使用,当与地感线圈同时使用时,光栅车辆分离器布置于地感线圈的两侧。
优选的,所述主从动车轮识别子系统包括驱动轴识别传感器,该传感器包括石英敏感单元,所述石英敏感单元安装在底座内,所述底座设置有消除车辆重力在水平方向上分力的分力结构。
所述底座以镶嵌方式安装路面下,当货物运输车辆通过底座时,底座在竖直方向上受到车辆较大的重力作用,同时也受到运输车辆的水平作用力,在底座上布置夹持部,当驱动轮识别装置工作时,夹持部的两个夹持平面在水平方向上相对布置,形成用于夹持石英敏感单元的夹持空间,夹持平面垂直于水平面,所述夹持部在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移,此时,石英敏感单元不会受到夹持部的挤压,无作用力产生,无输出信号;夹持部在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移,此时,石英敏感单元受到夹持部的挤压,有作用力产生,并输出信号,并且随着水平摩擦力方向的不同,输出不同的信号。
所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角,保证布置在夹持空间内的石英敏感单元受到水平摩擦力的作用,当夹持部的夹持平面与车辆行驶方向相同时,车辆通过安装有驱动轮识别装置的路面时,石英敏感单元的安装方向和车辆行驶方向相同,此时石英敏感单元不受力,无法对车轮的摩擦力进行监测和分析,只有当夹持平面与车辆行驶方向具有一定夹角时,石英敏感单元才能受力,完成对车轮摩擦力的监测和分析。
安装在夹持部的石英敏感单元很容易受到杂力的影响,这些杂力主要来自重力的分力,由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平,成小角度夹角,因此在垂直重力的情况下结构非常易产生水平方向上的分力,从而影响到水平摩擦力的监测,通过设置分力机构,有效消除车辆重力在水平方向上分力,通过石英敏感单元对水平摩擦力的方向进行监测,从而迅速有效判断出车轮的类型,完成驱动轴的类型识别。
优选的,所述分力结构包括饶性槽、分离槽和分离孔,使得底座在承受车辆重力载荷时,安装在夹持部上的石英敏感单元只受到水平摩擦力的作用。
所述底座为立方体结构,包括位于立方体结构上方的上固定面、位于立方体结构下侧的下固定面、位于立方体结构左右两侧的左右安装面和位于立方体结构前后两侧的前后侧面,所述夹持部为布置在水平方向上且贯通底座前后侧面的两个矩形凸条,两个所述矩形凸条的夹持平面互相平行且垂直于车辆行驶方向。
驱动轮识别装置在工作时,立方体结构的底座安装在道路上,底座的前后侧面分别布置在道路的两侧,夹持部为贯通底座前后侧面的两个矩形凸条,使得该矩形凸条的夹持平面与车辆的行驶方向相同,当石英敏感单元安装在两个夹持平面形成的夹持空间后,石英敏感单元与车辆行驶方向垂直,从而保证石英敏感单元最大限度监测到车辆的水平摩擦力。矩形凸条贯通底座前后侧面,使得两个矩形凸条的长度与立方体结构的长度对应。
所述石英敏感单元包括石英晶片,石英敏感单元采用石英晶片,将石英晶片安装至夹持部,车辆行驶通过驱动轮识别装置上方时,通过石英晶片受力产生的正负信号以及大小,判断车轮对底面的摩擦力是向前还是向后,从而达到识别驱动轮的目的。
所述饶性槽延伸至底座后侧面,所述饶性槽位于夹持部下方,靠近底座的下固定面一侧。所述饶性槽延伸至底座前后侧面,饶性槽布置在夹持部的侧面,其宽度与夹持部的宽度相对应,设置饶性槽,使底座在承受车辆重力载荷时,石英敏感单元在竖直方向上不受力,不会有力的输出信号。
所述饶性槽为矩形槽,在该矩形槽的直角处还设置有与饶性槽相通的弧形沟槽,所述弧形沟槽贯通底座的前后侧面。矩形结构的饶性槽设置在夹持部的旁侧,饶性槽的宽度大于两个相对布置的矩形凸条的宽度,且饶性槽宽度方向的两侧均延伸至对应凸条的根部,使夹持部完全布置在饶性槽的宽度范围内。
所述分力结构包括布置在底座前侧面的分力槽,所述分力槽延伸至底座后侧面,该分力槽布置在夹持部的上方,靠近底座上固定面一侧,所述分力槽和饶性槽分别布置在夹持部的两侧。所述分力槽为矩形结构,分力槽延伸至底座的前后侧面,贯通整个立方体结构,夹持部的一侧布置饶性槽,所述分力槽布置在夹持部的另一侧,分力槽的宽度较夹持部的宽度更宽,所述分力槽在宽度方向上向左右安装面延伸,靠近底座的左右安装面,所述分力槽的宽度较饶性槽的宽度更宽,并延伸至靠近立方体结构的左右安装面的位置,使底座的右安装面与分力槽之间形成导力杆,底座在承受车辆重力载荷时,所述导力杆用于承受重力,使整个底座结构固定在路面下。
所述底座前侧面上还设置有开口,该开口延伸至底座后侧面,所述开口贯穿底座上固定面和所述分力槽,使底座上固定面和分力槽连通。底座上固定面用于承受车辆的重力,并传递车辆的重力和车轮产生的摩擦力,在底座的前侧面设置分力槽和开口,分力槽和开口将底座的左安装面和右安装面分离为两个相对独立的部分,底座的上固定面被开口分割为两个相对独立的平面,两个相对独立的平面根据车轮的摩擦力方向不同,产生不同的位移和摩擦力大小,从而对摩擦力的方向进行区分。开口和夹持部形成的夹持空间均延伸至底座的前后侧面,使得底座被开口和夹持空间分为两个相对独立的部分,这两个相对独立的部分之间安装石英敏感单元,驱动轮识别装置在使用时,车辆的行驶方向垂直与底座左安装面和右安装面,根据车辆车轮产生的摩擦力大小和方向不同,底座上两个相对独立的部分之间产生的力的方向和大小也是不同的,通过石英敏感单元完成监测和反馈。
该分力孔延伸至底座的后侧面。所述分力孔与饶性槽并排布置,均位于夹持部的相同一侧,且所述分力孔靠近右安装面一侧。通过布置分力槽、分力孔和饶性槽,使车辆的车轮重力加载在驱动轮识别装置上时,布置在夹持部的石英敏感单元无力产生,无输出信号,使石英敏感单元准确监测到水平摩擦力的大小和方向,从而有效判断车轮信息,对驱动轮进行识别。
优选的,所述单双轮识别子系统包括多个压电石英传感器,多个所述压电石英传感器布置在同一条直线上,且连接有用于传输信号的通信线缆。
传统方式的单双轮识别装置采用单个传感器,由于采用单个传感器对车辆单双轮识别时,单只传感器独立,车辆在通过该识别装置时,由于车辆行驶差异,无法保证车辆从同一个传感器上通过,降低了识别装置的识别精度,而采取这种包括多个压电石英传感器的单双轮识别装置,每辆车辆均通过同一个识别装置,能提高识别精度。
优选的,包括全密封结构件和布置在全密封结构件内的压电石英晶片,该全密封结构件设有用于安装压电石英晶片的密封腔体,所述压电石英晶片固定在密封腔体内,所述全密封结构件以压力密封的方式使密封腔体密封。
现有技术中,现有的石英传感器采用粘接密封工艺,将压电石英晶片以粘接的方式进行密封,这种粘接密封方式的石英传感器在使用过程中,粘接处容易失效,导致不能有效密封,使得传感器容易受到气候恶劣、温差大、雨水泥沙浸泡等不良因素的影响,传感器的绝缘阻抗无法达到要求,传感器难以实现长时间可靠性工作。
本方案中,将压电石英晶片以压力密封的方式固定在全密封结构件内,使压电石英晶片与外界环境完全隔断,达到全密封的结构状态,从而保证了压电石英晶片的绝缘效果,使传感器的寿命大幅度提升。压力密封的方式为结构件在压力作用下,通过挤压布置在密封面上的密封件,达到完全密封的状态,并且在压力作用下,其密封性更好,全密封结构件为完全密封的结构形式,结构件的内部空间与外部不相通,压电石英晶片布置在全密封结构内后,通过密封面完成密封。
优选的,所述全密封结构件包括用于安装压电石英晶片的筒状底座,所述筒状底座上安装有用于将其密封的顶盖。将全密封结构件设置为包括筒状底座和顶盖的结构形式,压电石英晶片安装在筒状底座内,并通过顶盖与筒状底座的连接,使压电石英晶片密封在筒状底座内。
所述筒状底座和顶盖的接触面上设置有用于安装密封圈的第一密封结构。顶盖安装在筒状底座后,在二者的接触部位形成接触面,并且在该接触面上设置第一密封结构,将密封圈安装在第一密封结构后,通过设置在筒状底座与顶盖之间连接件使二者紧固,从而完成圈密封结构件的完全密封。
所述筒状底座为圆形套筒,其一端为封闭端,另一端为用于安装顶盖的底座开口端,所述顶盖为与筒状底座相对应的圆形套筒,包括顶盖开口端和顶盖封闭端,所述顶盖的封闭端端面与筒状底座的开口端端面接触,所述第一密封结构布置在二者的接触面上,传感器在使用时,顶盖布置在路面上,顶盖内装满填充物,顶盖的开口端端面与路面平齐。传统的石英传感器中,由于路面和传感器表层的磨损,以及弹性结构体的机械强度的变化,导致传感器灵敏度的变化,使传感器在固定阀值的情况下,长时间运行的识别率降低,而采用圆形套筒结构的顶盖,能有效避免传感器表层的磨损,从而保持传感器的灵敏度。
所述第一密封结构为开设在第一环形凸台上的环形凹槽,其尺寸与密封圈的尺寸对应,使用时,将密封圈安装在环形凹槽内,为了实现较好的密封效果,密封圈的尺寸略大于环形凹槽的尺寸,通过筒状底座与顶盖之间的挤压,实现密封。
优选的,所述驱动轴识别传感器为长条状,用于布置在路面下方且朝路面两侧延伸,所述驱动轴识别传感器与所述压电石英传感器互相平行。将驱动轴识别传感器和压电石英传感器平行布置,当车辆依次通过驱动轴识别传感器和压电石英传感器时,车辆的车轮能在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统和单双轮识别子系统上时,能对车辆轴组进行有效识别,作用一次为两轴组,连续两次为三轴组。
优选的,所述驱动轴识别传感器和压电石英传感器之间的间距为1100mm~1400mm。该间距与道路货运车辆轴组之间的距离相适配,使车辆行驶通过全车型识别系统时,能有效进行轴数识别,使全车型识别系统在识别两连轴、三连轴时,不会发生误判断。
优选的,所述驱动轴识别传感器和压电石英传感器之间采用通信线缆连接,该通信线缆布置在防水链接器中。由于全车型识别系统布置在收费站或检车站的道路上,现场环境较差,通信线缆很容易受到气候恶劣、温差大、雨水泥沙浸泡等不良因素的影响,使得两个子系统之间无法有效连接,也不能保证稳定地传输收集和计算的信息,将通信线缆布置在防水链接器中,保证全车型识别系统长时间可靠性工作。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、现有技术中,无法同时识别车辆多个信息,在高速预检、非现场执法存在较大的困难和障碍,通过本发明的全车型识别系统,分别设置单双轮识别子系统和主从动车轮识别子系统,并将这两个子系统连接后布置在路面中,当车辆从布置有该全车型识别系统的路面通过时,单双轮识别子系统对车辆车轮类型进行识别,主从动车轮识别子系统对车辆的车轮是否为驱动轮完成识别,并将采集的信息及测算结果运算输出,完成车型识别,使识别效率高、精度高,在预检、执法的同时,保证道路畅通;
2、通过设置扫描子系统,当车辆驶入全车型识别系统时,触发扫描子系统的光栅车辆分离器和/或地感线圈,系统开始采集信号,当车轮在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统和单双轮识别子系统上时,为轴组,作用一次为两轴组,连续两次为三轴组,从而有效完成车辆的轴数识别;
3、将压电石英晶片以压力密封的方式固定在全密封结构件内,使压电石英晶片与外界环境完全隔断,达到全密封的结构状态,从而保证了压电石英晶片的绝缘效果,使传感器的寿命大幅度提升。
附图说明:
图1为本发明的全车型识别系统工作时的结构示意图。
图2为驱动轴识别传感器的结构示意图。
图3为沿图1中B-B的剖面图。
图4为沿图1中A-A的剖面图。
图中标记:1-车辆扫描子系统,11-光栅车辆分离器,12-地感线圈,2-主从动车轮识别子系统,20-驱动轴识别传感器,20A-石英敏感单元,20B-底座,201-夹持部,202-饶性槽,203-弧形沟槽,204-分力槽,205-导力杆,206-开口,207-分力孔,208-弧形板,209-加强固定槽,210-下沉台面,211-导力板,212-安装槽,213-填充部,3-单双轮识别子系统,31-压电石英传感器,32-运算单元,301-压电石英晶片,302-筒状底座,303-顶盖,304-第一密封结构,305-连接件,306-环形凸台,306a-第一环形凸台,306b-第二环形凸台,307-安装凸台,308-第二密封结构,309-凸台,310-凸台端面, 312-电路板,313-顶杆, 315-凸起部,316-防水接头,4-防水链接器。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
本实施例应用于识别车辆轴数、单双轮和驱动轴的全车型识别场合。
如图1所示,全车型识别系统,包括用于采集和输出车辆单双轮信息的单双轮识别子系统3,以及用于测量车辆车轮水平摩擦力方向和大小的主从动车轮识别子系统2,两个子系统依次连接,使车辆通过时,依次通过单双轮识别子系统3和主从动车轮识别子系统2。
分别设置单双轮识别子系统3和主从动车轮识别子系统2,并将这两个子系统依次连接,使用时,将两个子系统均布置在路面中,当车辆从布置有该全车型识别系统的路面通过时,单双轮识别子系统3对车辆车轮类型进行识别,主从动车轮识别子系统2对车辆的车轮信息进行识别,两个子系统首选对采集,并对采集的信息进行测算、识别,判断车辆车轮的信息,并将识别到的信息输出,从而完成车型识别过程。
全车型识别系统还包括布置在所述单双轮识别子系统3和主从动车轮识别子系统2之间的车辆扫描子系统1,所述单双轮识别子系统3和主从动轮识别子系统2之间的距离与车辆相邻轴组之间的长度相适配,使车辆车轮在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统2和单双轮识别子系统3上。
车辆扫描子系统1包括光栅车辆分离器11和/或地感线圈12,设置车辆扫描子系统1,当车辆驶入全车型识别系统时,光栅车辆分离器11和/或地感线圈12触发,系统开始采集信号,当车轮在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统2和单双轮识别子系统3上时,为轴组,作用一次为两轴组,连续两次为三轴组,…。再分别记录每个轴的水平摩擦力方向和每轴的单双轮识别情况,待车辆驶出全车型识别系统时,光栅车辆分离器11和/或地感线圈12关闭,将采集的信息及测量结果运算输出,识别车型。
全车型识别系统布置在路面下方时,所述光栅车辆分离器安装在路面两侧,且介于单双轮识别子系统和主动从车轮识别子系统之间。所述光栅车辆分离器可以单独使用,也可以与地感线圈同时使用,当与地感线圈同时使用时,光栅车辆分离器布置于地感线圈的两侧。
主从动车轮识别子系统2包括驱动轴识别传感器20,如图2和图4所示,该传感器包括石英敏感单元20A,所述石英敏感单元20A安装在底座20B内,所述底座20B上设置有消除车辆重力在水平方向上分力的分力结构。
所述底座20B以镶嵌方式安装路面下,当货物运输车辆通过底座20B时,底座20B在竖直方向上受到车辆较大的重力作用,同时也受到运输车辆的水平作用力,在底座20B上布置夹持部201,当驱动轮识别装置工作时,夹持部201的两个夹持平面在水平方向上相对布置,形成用于夹持石英敏感单元20A的夹持空间,夹持平面垂直于水平面,所述夹持部201在车辆重力作用下发生竖直方向上的位移,此时,石英敏感单元20A不会受到夹持部201的挤压,无作用力产生,无输出信号;夹持部201在水平摩擦力作用下发生水平方向上的位移,此时,石英敏感单元20A受到夹持部的挤压,有作用力产生,并输出信号,并且随着水平摩擦力方向的不同,输出不同的信号。
所述夹持平面与车辆行驶方向形成夹角,保证布置在夹持空间内的石英敏感单元受到水平摩擦力的作用,当夹持部201的夹持平面与车辆行驶方向相同时,车辆通过安装有驱动轮识别装置的路面时,石英敏感单元20A的安装方向和车辆行驶方向相同,此时石英敏感单元20A不受力,无法对车轮的摩擦力进行监测和分析,只有当夹持平面与车辆行驶方向具有一定夹角时,石英敏感单元20A才能受力,完成对车轮摩擦力的监测和分析。
安装在夹持部201的石英敏感单元20A很容易受到杂力的影响,这些杂力主要来自重力的分力,由于结构本身的形变受力和现场路面安装的不绝对水平,成小角度夹角,因此在垂直重力的情况下结构非常易产生水平方向上的分力,从而影响到水平摩擦力的监测,通过设置分力机构,有效消除车辆重力在水平方向上分力,通过石英敏感单元对水平摩擦力的方向进行监测,从而迅速有效判断出车轮的类型,完成驱动轴的类型识别。
分力结构包括饶性槽202、分力槽204和分力孔207,使得底座20B在承受车辆重力载荷时,安装在夹持部201上的石英敏感单元20A只受到水平摩擦力的作用。
所述底座20B为立方体结构,包括位于立方体结构上方的上固定面、位于立方体结构下侧的下固定面、位于立方体结构左右两侧的左右安装面和位于立方体结构前后两侧的前后侧面,所述夹持部201为布置在水平方向上且贯通底座前后侧面的两个矩形凸条,两个所述矩形凸条的夹持平面互相平行且垂直于车辆行驶方向。
驱动轮识别装置在工作时,立方体结构的底座20B安装在道路上,底座20B的前后侧面分别布置在道路的两侧,夹持部201为贯通底座前后侧面的两个矩形凸条,使得该矩形凸条的夹持平面与车辆的行驶方向垂直,当石英敏感单元20A安装在两个夹持平面形成的夹持空间后,石英敏感单元20A与车辆行驶方向垂直,从而保证石英敏感单元20A最大限度监测到车辆的水平摩擦力。矩形凸条贯通底座前后侧面,使得两个矩形凸条的长度与立方体结构的长度对应。
石英敏感单元20A包括石英晶片,石英敏感单元20A采用石英晶片,将石英晶片安装至夹持部201,车辆行驶通过驱动轮识别装置上方时,通过石英晶片受力产生的正负信号以及大小,判断车轮对底面的摩擦力是向前还是向后,从而达到识别驱动轮的目的。
饶性槽202延伸至底座后侧面,所述饶性槽202位于夹持部201下方,靠近底座20B的下固定面一侧,所述饶性槽202延伸至底座前后侧面,饶性槽202布置在夹持部201的侧面,其宽度与夹持部201的宽度相对应,设置饶性槽202,使底座20B在承受车辆重力载荷时,石英敏感单元20A在竖直方向上不受力,不会有力的输出信号。
饶性槽202为矩形槽,在该矩形槽的直角处还设置有与饶性槽202相通的弧形沟槽203,所述弧形沟槽203贯通底座20B的前后侧面,矩形结构的饶性槽202设置在夹持部201的旁侧,饶性槽202的宽度大于两个相对布置的矩形凸条的宽度,且饶性槽202宽度方向的两侧均延伸至对应凸条的根部,使夹持部201完全布置在饶性槽202的宽度范围内。
分力结构包括布置在底座前侧面的分力槽204,所述分力槽204延伸至底座后侧面,该分力槽204布置在夹持部201的上方,靠近底座上固定面一侧,所述分力槽204和饶性槽202分别布置在夹持部201的两侧,所述分力槽204为矩形结构,分力槽204延伸至底座20B的前后侧面,贯通整个立方体结构,夹持部201的一侧布置饶性槽202,所述分力槽204布置在夹持部201的另一侧,分力槽204的宽度较夹持部201的宽度更宽,所述分力槽204在宽度方向上向左右安装面延伸,靠近底座20B的左右安装面,所述分力槽204的宽度较饶性槽202的宽度更宽,并延伸至靠近立方体结构的左右安装面的位置,使底座20B的右安装面与分力槽204之间形成导力杆205,底座20B在承受车辆重力载荷时,所述导力杆205用于承受重力,使整个底座结构固定在路面下。
底座前侧面上还设置有开口206,该开口206延伸至底座后侧面,所述开口206贯穿底座上固定面和所述分力槽204,使底座上固定面和分力槽204连通,底座上固定面用于承受车辆的重力,并传递车辆的重力和车轮产生的摩擦力,在底座的前侧面设置分力槽204和开口206,分力槽204和开口206将底座20B的左安装面和右安装面分离为两个相对独立的部分,底座20B的上固定面被开口206分割为两个相对独立的平面,两个相对独立的平面根据车轮的摩擦力方向不同,产生不同的位移和摩擦力大小,从而对摩擦力的方向进行区分。开口206和夹持部201形成的夹持空间均延伸至底座20B的前后侧面,使得底座20B的上半部分被开口206和夹持空间分为两个相对独立的部分,这两个相对独立的部分之间安装石英敏感单元20A,驱动轮识别装置在使用时,车辆的行驶方向垂直于底座左安装面和右安装面,根据车辆车轮产生的摩擦力大小和方向不同,底座上两个相对独立的部分之间产生的力的方向和大小也是不同的,通过石英敏感单元完成监测和反馈。
该分力孔207延伸至底座20B的后侧面,所述分力孔207与饶性槽202并排布置,均位于夹持部201的相同一侧,且所述分力孔207靠近底座右安装面一侧。通过布置分力槽204、分力孔207和饶性槽202,使车辆的车轮重力加载在驱动轮识别装置上时,布置在夹持部201的石英敏感单元20A无力产生,无输出信号,使石英敏感单元20A准确监测到水平摩擦力的大小和方向,从而有效判断车轮信息,对驱动轮进行识别。
夹持部201的上下两侧还分别设置有连接底座前后侧面的弧形板208,两块所述弧形板208将夹持部201围住,形成用于填充环氧树脂的弧面空间,底座20B的上固定面和下固定面还分别设置有用于使底座20B固定的加强固定槽209,所述加强固定槽209延伸至底座前后侧面。在底座20B上设置加强固定槽209,加强固定槽209布置在上固定面和下固定面,且延伸至底座前后侧面,所述加强固定槽209为U形凹槽结构,当底座20B安装在路面中用于识别车辆车轮的类别时,通过U形凹槽结构,使底座20B能牢固固定在路面中,有效防止底座发生偏移、摆动等问题,
当驱动轮识别装置使用时,所述上固定面和下固定面上均布置有加强固定槽209,在上固定面上还设置有用于填充环氧树脂的下沉台面210,所述加强固定槽209布置在靠近左安装面一侧,所述下沉台面210布置在靠近右安装面一侧,所述加强固定槽209和下沉台面210分别位于开口206分开的上固定面的两侧,设置有下沉台面210一侧的上固定面为导力板211,导力板211与导力杆205连接,在导力板211上设置下沉台面210,通过在下沉台面210上填充环氧树脂,使驱动轮识别装置在应用过程中,能保持良好的使用性能,布置有加强固定槽209的一侧安装在路面中,通过加强固定槽209使底座安装牢固。
所述底座20B的左安装面上设置有用于安装底座20B的安装槽212,所述安装槽212延伸至底座前后侧面,在所述底座20B的右安装面上设置有用于填充泡棉的填充部213,通过设置安装槽212,使底座20B安装牢固,填充部213用于填充泡棉,使导力杆205在承受车辆的重力时,其变形得到缓慢释放,有效防止产生水平方向上的分力,过滤掉杂力,对精确测量起到较好的帮助作用。
单双轮识别子系统3包括多个压电石英传感器31,多个所述压电石英传感器31布置在同一条直线上,多个所述压电石英传感器31连接有运算单元32,所述运算单元32外接通信线缆,所述通信线缆与主从动车轮识别子系统连接。
传统方式的单双轮识别装置采用单个传感器,由于采用单个传感器对车辆单双轮识别时,单只传感器独立,车辆在通过该识别装置时,由于车辆行驶差异,无法保证车辆从同一个传感器上通过,降低了识别装置的识别精度,而采取这种包括多个压电石英传感器的单双轮识别装置,每辆车辆均通过同一个识别装置,能提高识别精度。
压电石英传感器31包括全密封结构件和布置在全密封结构件内的压电石英晶片,该全密封结构件设有用于安装压电石英晶片的密封腔体,所述压电石英晶片固定在密封腔体内,所述全密封结构件以压力密封的方式使密封腔体密封。
现有技术中,现有的石英传感器采用粘接密封工艺,将压电石英晶片以粘接的方式进行密封,这种粘接密封方式的石英传感器在使用过程中,粘接处容易失效,导致不能有效密封,使得传感器容易受到气候恶劣、温差大、雨水泥沙浸泡等不良因素的影响,传感器的绝缘阻抗无法达到要求,传感器难以实现长时间可靠性工作。
本实施例中,将压电石英晶片以压力密封的方式固定在全密封结构件内,使压电石英晶片与外界环境完全隔断,达到全密封的结构状态,从而保证了压电石英晶片的绝缘效果,使传感器的寿命大幅度提升。压力密封的方式为结构件在压力作用下,通过挤压布置在密封面上的密封件,达到完全密封的状态,并且在压力作用下,其密封性更好,全密封结构件为完全密封的结构形式,结构件的内部空间与外部不相通,压电石英晶片布置在全密封结构内后,通过密封面完成密封。
如图3所示,全密封结构件包括用于安装压电石英晶片301的筒状底座302,所述筒状底座302上安装有用于将其密封的顶盖303,将全密封结构件设置为包括筒状底座302和顶盖303的结构形式,压电石英晶片301安装在筒状底座302内,并通过顶盖303与筒状底座302的连接,使压电石英晶片301密封在筒状底座302内。
筒状底座302和顶盖303的接触面上设置有用于安装密封圈的第一密封结构304,顶盖303安装在筒状底座302后,在二者的接触部位形成接触面,并且在该接触面上设置第一密封结构304,将密封圈安装在第一密封结构304后,通过设置在筒状底座302与顶盖303之间连接件305使二者紧固,从而完成结构件的完全密封。
筒状底座302为圆形套筒,其一端为封闭端,另一端为用于安装顶盖的底座开口端,所述顶盖303为与筒状底座302相对应的圆形套筒,包括顶盖开口端和顶盖封闭端,所述顶盖303的封闭端端面与筒状底座302的开口端端面接触,所述第一密封结构304布置在二者的接触面上,传感器在使用时,顶盖303布置在路面上,顶盖303内装满填充物,顶盖303的开口端端面与路面平齐。传统的石英传感器中,由于路面和传感器表层的磨损,以及弹性结构体的机械强度的变化,导致传感器灵敏度的变化,使传感器在固定阀值的情况下,长时间运行的识别率降低,而采用圆形套筒结构的顶盖,能有效避免传感器表层的磨损,从而保持传感器的灵敏度。
筒状底座302的外壁上设置有环形凸台306,包括位于开口端外壁侧的第一环形凸台306a和位于封闭端外壁侧的第二环形凸台306b,所述环形凸台306向筒状底座302径向方向的外侧延伸,该第一环形凸台306a的端面尺寸与顶盖303的封闭端端面尺寸对应。
第一密封结构304为开设在第一环形凸台306a上的环形凹槽,其尺寸与密封圈的尺寸对应,使用时,将密封圈安装在环形凹槽内,为了实现较好的密封效果,密封圈的尺寸略大于环形凹槽的尺寸,通过筒状底座与顶盖之间的挤压,实现密封。
顶盖303的封闭端端面上还设置有安装凸台307,所述安装凸台307向顶盖303的轴向方向延伸,顶盖303与筒状底座302构成全密封结构件使用时,该安装凸台307与筒状底座302的内壁接触,并且在接触面上设置有用于安装密封圈的第二密封结构308,所述第二密封结构308为开设在安装凸台307上的环形凹槽,环形凹槽的尺寸与密封圈的尺寸对应。
顶盖303安装在筒状底座302上,通过螺栓连接使二者连接牢固,在顶盖303的封闭端和第一环形凸台306a的端面上,对应布置有多个安装孔,使用螺栓穿过安装孔,将顶盖303和筒状底座302进行连接。
筒状底座302内设有用于安装压电石英晶片301的凸台309,压电石英晶片301安装在所述凸台309的凸台端面310上,压电石英晶片301上设置有电路板312,电路板312为圆板状,其外侧面与筒状底座302的内壁贴合。压电石英晶片301与电路板312的下表面贴合,所述电路板312和顶盖303之间还设置有顶杆313,该顶杆313为圆轴状,所述顶杆313的端部设置有与顶盖303配合连接的凸起部315,所述顶杆313和凸起部315为一体式结构。
顶杆313的一端端部与顶盖贴合,另一端的顶压这电路板312,并对电路板312形成顶压力,从而完成压电石英晶片301的密封固定。
凸起部315为直径大于本体的圆柱凸台,凸起部315与电路板312接触,并在顶盖303的压力下对电路板312和压电石英晶片301形成顶压。
压电石英传感器31连接有屏蔽电缆,通过屏蔽电缆传输监测信息,在筒状底座302的封闭端上安装有防水接头316,使屏蔽电缆通过防水接头316向外引出,防水接头316能有效阻断传感器内部与外界环境的连通,使传感器保持很好的密封性,实现全密封性能。
驱动轴识别传感器20为长条状,用于布置在路面下方且朝路面两侧延伸,所述驱动轴识别传感器20与所述压电石英传感器31互相平行,将驱动轴识别传感器20和压电石英传感器31平行布置,当车辆依次通过驱动轴识别传感器20和压电石英传感器21时,车辆的车轮能在同一时刻同时作用在主从动车轮识别子系统和单双轮识别子系统上时,能对车辆轴组进行有效识别,作用一次为两轴组,连续两次为三轴组。
驱动轴识别传感器20和压电石英传感器31之间的间距为1100mm~1400mm,该间距与道路货运车辆轴组之间的距离相适配,使车辆行驶通过全车型识别系统时,能有效进行轴数识别,使全车型识别系统在识别两连轴、三连轴时,不会发生误判断。
驱动轴识别传感器20和压电石英传感器31之间采用通信线缆连接,该通信线缆布置在防水链接器4中,由于全车型识别系统布置在收费站或检车站的道路上,现场环境较差,通信线缆很容易受到气候恶劣、温差大、雨水泥沙浸泡等不良因素的影响,使得两个子系统之间无法有效连接,也不能保证稳定地传输收集和计算的信息,将通信线缆布置在防水链接器中,保证全车型识别系统长时间可靠性工作。
本实施例通过全车型识别系统,分别设置单双轮识别子系统和主从动车轮识别子系统,并将这两个子系统连接后布置在路面中,当车辆从布置有该全车型识别系统的路面通过时,单双轮识别子系统对车辆车轮类型进行识别,主从动车轮识别子系统对车辆的车轮是否为驱动轮完成识别,并将采集的信息及测算结果运算输出,完成车型识别,使识别效率高、精度高,在预检、执法的同时,保证道路畅通,解决了现有技术中无法同时识别车辆多个信息,在高速预检、非现场执法存在较大的困难和障碍。