[发明专利]车辆轮轴动荷载测量仪及测评方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆轮轴动荷载测量仪及测评方法，更具体的说，尤其涉及一种通过车辆的速度和竖向加速度进行分析的车辆轮轴动荷载测量仪及测评方法。 

背景技术

我国沥青路面设计理论中，把车辆荷载视为静荷载或近似等效静荷载。经过多年的发展，静荷载模式路面设计理论已经较完善，使用较广，为工程设计人员所接受。这种假设在车速较低、车载较小时，静荷载模式路面结构设计是可以的。但从我国公路交通发展的趋势来看，我国的公路交通现已进入重交通阶段，而且车辆运行速度越来越快。从道路功能上来讲车辆以一定速度行驶是必然事件，而车辆静止则是偶然事件。实际中的车辆都是重载高速车辆，其施加于路面的是动态荷载，是一种幅值大小和作用空间都随机变化的动力荷载。由于动态荷载的存在，使得静力荷载模式与车辆行驶过程中对路面的实际作用力之间的差异较大，路面结构的动力学特性也远非静力学特性所能描述，这些缺陷和差异，对于现有的设计理论和方法而言是无法从根本上加以解决的，并且路面出现了许多用静力学理论无法解释的破坏现象，如疲劳开裂、材料松散等。路面结构的损伤和破坏与重型车辆产生的运动荷载密切相关，阐明沥青路面动力效应产生的破坏机理，将会促进路面结构的设计、施工、养护和改建工作，为道路学科的发展打下坚实的基础。

获取车辆荷载的方法目前主要是称重系统，目前有静态称重和动态称重系统。静态称重要求每次称量时车辆必须停止，从而必须中断交通，不能适应大容量的交通荷载的称量；动态称重技术(Weigh-In-Motion WIM)提供一种在不中断交通的情况下自动记录和处理车辆重量、车型分类、车速等数据的技术手段。一个公路动态称重系统是一套传感器和支持仪器，可用来测量在特定地点特定时间一辆行驶车辆的出现及其动态轮胎受力。动态称重在测量时除了真实轴重作用于测量传感系统之外，还有许多因素产生的干扰力，如车速、车辆自身振动、路面引起的车辆振动、轮胎特性、环境因素等等，测量时真实轴重往往被淹没在各种干扰力中，这将严重地影响动态称重的精度。动态称重系统的作用是为公路交通部门了解当前公路上行驶车辆的车型组成、轴载谱和超重程度，分析超重车辆对路面损坏的影响程度，并制定相应的管理措施和管理法规，同时也为公路运营部门按车重收费提供有效的技术手段。称重系统只能定点测量，无法实时检测车辆施加给路面的动态荷载。车辆动态荷载既和车辆的载重有关，又和车辆速度、路面平整度以及车辆悬架参数有关，定点的称重系统无法实现车辆的动荷载的实时监测，所以无法反映车辆动荷载的时域特征及动荷载特征和路面平整度之间的关系。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种通过车辆的速度和竖向加速度进行分析的车辆轮轴动荷载测量仪及测评方法。

本发明的车辆轮轴动荷载测量仪，包括固定于车辆轮毂上的多个加长螺杆和固定于加长螺杆上的旋转平台，旋转平台的四周开设有与加长螺杆相配合的螺栓孔；其特别之处在于：还包括安装平台、编码器和固定杆，所述旋转平台的中心位置处开设有与轴承杆相配合的螺栓孔，安装平台通过轴承可转动地固定于轴承杆上；编码器固定于安装平台上，且编码器的输入轴经联轴器与轴承杆固定连接，固定杆与旋转平台相固定，测量时固定杆的上端与车体的非转动部位相固定；旋转平台上设置有用于测量车辆行驶过程中竖直方向加速度的加速度传感器。

加长螺杆固定于车辆轮毂上，旋转平台固定于加长螺杆上，使得旋转平台可随车轮的转动而转动。用于安装平台通过轴承固定于轴承杆上，且安装平台上设置有与车体固定的固定杆，使得旋转平台随车辆的行驶转动的过车中，安装平台相对于车体成静止状态，以便在安装平台上设置加速度传感器，对车辆行驶过程中竖直方向的加速度进行测量。编码器的输入轴经联轴器与轴承杆相固定，使得编码器的输入轴随旋转平台的转动而转动，进而实现对车辆行驶速度的测量。

本发明的车辆轮轴动荷载测量仪，所述安装平台为U形槽形状，U形槽安装平台的两侧面上均开设有通孔，安装平台一侧的通孔与轴承相配合，另一侧的通孔与编码器相配合。

本发明的车辆轮轴动荷载测量仪，所述加长螺杆的中部设置有凸台或一端设置有加长帽。

本发明的车辆轮轴动荷载测量仪，所述加长螺杆通过第一螺母与旋转平台相固定，轴承杆通过第二螺母与旋转平台相固定。