[发明专利]一种轴重、车速动态感知装置及测量方法

权利要求书

1.一种轴重、车速动态感知装置，其特征在于，包括底座(1)、多个压电陶瓷(2)和压板(8)；

底座(1)顶面设置有矩形槽，多个压电陶瓷(2)阵列排布在底座(1)的矩形槽中，压电陶瓷(2)顶底端分别连接有一个电极(3)，每个电极(3)连接有一根导线(4)，压板(8)设置在压电陶瓷(2)顶部，压板(8)底面大于多个压电陶瓷(2)的阵列面积，压板(8)顶面设置在路表。

2.根据权利要求1所述的轴重、车速动态感知装置，其特征在于，压电陶瓷(2)顶底端的电极(3)上下分别设置有上垫片(5)和下垫片(7)，上垫片(5)和下垫片(7)大小均与底座(1)的矩形槽相同，上垫片(5)和下垫片(7)间隔设置。

3.根据权利要求2所述的轴重、车速动态感知装置，其特征在于，底座(1)侧面设置有两个走线孔(10)，两个走线孔(10)分别与上垫片(5)和下垫片(7)位置对应。

4.根据权利要求1所述的轴重、车速动态感知装置，其特征在于，矩形槽底设置有限位板(6)，限位板(6)与矩形槽大小相同，限位板(6)上设置有多个阵列排布的通孔，通孔位置和数量与压电陶瓷(2)对应，压电陶瓷(2)设置在通孔中。

5.根据权利要求1所述的轴重、车速动态感知装置，其特征在于，压板(8)为上下双层结构，上层尺寸小于下层尺寸。

6.根据权利要求5所述的轴重、车速动态感知装置，其特征在于，底座(1)顶面设置有封环(9)，封环(9)内环将压板(8)上层侧面包裹，封环(9)底面与底座(1)顶面连接。

7.一种基于权利要求1-6任意一项所述装置的轴重、车速动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤一、获取压电陶瓷(2)阵列行数、阵列列数、相邻两列压电陶瓷(2)间距、单个压电陶瓷(2)横截面面积、动态感知装置沿行车方向长度、单个压电陶瓷(2)高度和单个压电陶瓷(2)压电应变常数；

步骤二、将动态感知装置埋入行车道路中，压板(8)顶面设置在路表；

步骤三、待车辆经过后，计算车辆的轴重和车速；

车速v为：

其中，m为压电陶瓷(2)阵列行数；n为压电陶瓷(2)阵列列数；l为相邻两列压电陶瓷(2)间隔；t_i，j为压电陶瓷(2)阵列中第i行，j列压电陶瓷(2)电信号峰值时刻；t_i，j-1为压电陶瓷(2)阵列中第i行，j-1列压电陶瓷(2)电信号峰值时刻；

车辆轴重为：

其中，F为作用在动态感知装置上的总轴重；m为压电陶瓷(2)阵列行数；n为压电陶瓷(2)阵列列数；u_i，j为压电陶瓷(2)矩阵中第i，j号压电陶瓷(2)电压信号峰值；ε₀为绝对介电常数；ε_r为相对介电常数；A为单个压电陶瓷(2)横截面面积；R为外接电阻阻值；l₁为轮胎接地长度；l₂为压电感知器件沿行车方向长度；h为单个压电陶瓷(2)高度；d为单个压电陶瓷(2)压电应变常数。