称重传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器领域，具体而言，涉及一种称重传感器。


背景技术：

2.在公路治超非现场执法中，需科学的获取运输车辆的轴数、速度及轴重等的准确信息，作为高速动态称重的使用依据。实际交通应用中，窄条式、弯板式及压电式称重传感器是现有高速动态称重系统中三种常用的称重传感器。其中，弯板式称重传感器由于称重宽度较大，一般结构宽度大于50cm，且高速时称体受车辆冲击力大，可靠性和寿命相对较低；压电式传感器针对车辆低速行驶称重工况的适应性有一定局限；窄条应变式称重传感器一般为多组桥式剪切梁结构拼接而成，其结构高度一般大于8cm，结构宽度一般在3～10cm，高速冲击小，寿命相对较高。
3.目前，在高架桥等一些应用场合中，路面结构一般为：桥体为预制一体的混凝土箱梁结构，路面为沥青层，沥青层厚度一般约为7～10cm，针对此类表面沥青层较薄，而底层支撑结构不允许被破挖，要求进行重量监测的使用环境，弯板式称重传感器无法适用，窄条应变式称重传感器则具有高度受限的问题，从而缺乏一种有效的称重传感器应用于如高架桥等具有较薄嵌入安装深度限制的称重应用环境。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种称重传感器，以至少解决现有技术中相关窄条应变式传感器的高度较高造成的适用性低的技术问题。
6.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种称重传感器，包括：承载体，用于承载载荷；支撑体，通过多个辐板组连接于承载体的两侧，用于支撑承载体；多个辐板组，每个辐板组由两个辐板组成，同一辐板组中的两个辐板对称设置于承载体的两侧，辐板用于在传递载荷的过程中产生形变；应变感应装置，包括多个应变传感器，多个应变传感器一一对应的设置于辐板上，应变感应装置用于检测辐板的形变程度，并根据形变程度计算载荷的重量。
7.进一步地，承载体包括水平承载部和竖直承载部，其中，水平承载部与竖直承载部固定连接，水平承载部用于承载载荷，竖直承载部用于支撑水平承载部，且竖直承载部通过辐板与支撑体固定连接。
8.进一步地，承载体底部的高度大于支撑体底部的高度。
9.进一步地，辐板的第一截面的宽度大于辐板的第二截面的宽度，其中，第一截面为辐板与支撑体连接处的截面，第二截面为辐板的中部在竖直方向上的截面。
10.进一步地，辐板的第三截面的宽度大于辐板的第二截面的宽度，其中，第三截面为辐板与承载体连接处的截面。
11.进一步地，应变传感器分别设置于辐板两侧。
12.进一步地，设置于同一个辐板组上的应变传感器组成惠斯通电桥，或者，设置于相邻的多个辐板组上的应变传感器组成惠斯通电桥。
13.进一步地，辐板与支撑体以及承载体一体成型。
14.进一步地，相邻的辐板之间设置有密封结构，密封结构用于保护应变传感器免受环境侵蚀。
15.进一步地，称重传感器还包括：保护盖板，位于辐板的上方和/或下方，用于覆盖辐板组之间的区域。
16.在本技术中，承载体、支撑体以及辐板共同构成中间承载、两侧具有固定支撑的多个剪切梁结构，从而具有良好的称重精度和线性度。进一步地，由于相关技术中的传感器结构为将承载体、产生形变和检测形变程度的部件、支撑体在竖直方向上由上至下依次设置，即相关技术中的传感器结构为上部承载、中间测量、底部支撑的结构，因此，通过在本技术中将支撑体设置于辐板的两侧，可以有效降低称重传感器的高度，从而可以有效适应较薄嵌入安装深度的称重应用环境，提高了称重传感器的适用性。
17.由此可见，本技术所提供的方案达到了降低称重传感器的高度的目的，从而实现了提高称重传感器的适用性的技术效果，进而解决了现有技术中相关窄条应变式传感器的高度较高造成的适用性低的技术问题。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器应用时的示意图；
20.图2是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的示意图；
21.图3是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的仰视图；
22.图4是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的剖视图；
23.图5是根据本实用新型实施例的另一种可选的称重传感器的剖视图；
24.图中：10、承载体；20、支撑体；30、辐板组；40、应变传感器；50、保护盖板；11、水平承载部；12、竖直承载部；31、辐板。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意
图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.根据本实用新型实施例，提供了一种称重传感器的实施例，该称重传感器为窄条应变式称重传感器，其中，图1是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器应用时的示意图，如图1所示，该装置包括：
28.承载体10，用于承载载荷；支撑体20，通过多个辐板组30连接于承载体10的两侧，用于支撑承载体10；多个辐板组30，每个辐板组30由两个辐板31组成，同一辐板组30中的两个辐板31对称设置于承载体10的两侧，辐板31用于在传递载荷的过程中产生形变。
29.在一种可选的实施例中，图2是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的示意图，如图1、图2所示，承载体10、支撑体20均为用于产生形变的弹性体，即承载体10、支撑体20为在受到外力作用的情况下会发生形变，并在不受到外力作用后，恢复到原有状态或是恢复到接近原有状态的材质。
30.具体地，图3是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的仰视图，如图2、图3所示，支撑体20设置于承载体10的两侧，优选的，支撑体20对称设置于承载体10的两侧。如图4所示，支撑体20通过多个辐板组30与承载体10连接。其中，如图1所示，承载体10的顶部高于支撑体20的顶部，以用于承受行驶在道路上的车辆所施加的载荷，并将载荷通过辐板31传递给支撑体20。
31.更进一步地，图4是根据本实用新型实施例的一种可选的称重传感器的剖视图，如图2、图3以及图4所示，在承载体10、支撑体20形成的长条形结构的轴线方向上，辐板31包括四个侧面，其中，两个不相邻的侧面分别与支撑体20、承载体10相贴合，以用于将施加在承载体10上的载荷传递给支撑体20。其中，辐板31同样为前述的弹性体，以实现在传递载荷的过程中产生形变。优选的，如图4所示，辐板31的四个侧面相互垂直设置。
32.需要说明的是，前述承载体10、支撑体20以及辐板31共同构成中间承载、两侧具有固定支撑的多个剪切梁结构，由于整体结构是对称的，因此具有良好的稳定性，并且在不同方向上的热膨胀彼此一致，温度系数小。
33.进一步地，称重传感器还包括应变感应装置，应变感应装置包括多个应变传感器40，多个应变传感器40一一对应的设置于辐板31上，应变感应装置用于检测辐板31的形变程度，并根据形变程度计算载荷的重量。
34.可选的，应变传感器40为能够检测形变程度的传感装置。在本实施例中，应变传感器40为应变片，如图4所示，将应变传感器40通过粘贴或是其它方式固定在辐板31上，且应变传感器40与辐板31一一对应，当辐板31在传递载荷的过程中产生形变时，应变传感器40的电阻值相应的发生变化。
35.进一步地，应变感应装置还包括称重信号处理模块，称重信号处理模块用于检测检测应变片的电阻变化，从而基于检测到的电阻变化计算载荷的重量。
36.具体地，对本技术一种可选的应用过程进行说明。如图1所示，承载体10、支撑体20以及辐板31所组成的长条形结构横向设置于道路路面的下方，即车辆在正常行驶情况下，其行驶方向总与前述的长条形结构相交，且存在相互垂直的情况。在车辆行驶过程中，车辆会对承载体10施加载荷，承载体10将前述的载荷通过辐板31传递给支撑体20，其中，在载荷
传递过程中，辐板31整体结构在竖直方向上，受到指向相反且互不对齐的剪切力，从而发生形变。之后，应变感应装置通过应变传感器40检测辐板31的形变程度，以根据形变程度计算车辆所施加的载荷的重量。
37.在上述过程中，承载体10、支撑体20以及辐板31共同构成中间承载、两侧具有固定支撑的多个剪切梁结构，从而具有良好的称重精度和线性度。进一步地，由于相关技术中的传感器结构为将承载体10、产生形变和检测形变程度的部件、支撑体20在竖直方向上由上至下依次设置，即相关技术中的传感器结构为上部承载、中间测量、底部支撑的结构，因此，通过在本技术中将支撑体20设置于辐板31的两侧，可以有效降低称重传感器的高度，从而可以有效适应较薄嵌入安装深度的称重应用环境，提高了称重传感器的适用性。在一种可选的实施例中，本技术中的称重传感器的高度可以有效控制在4cm～8cm内。
38.由此可见，本技术所提供的方案达到了降低称重传感器的高度的目的，从而实现了提高称重传感器的适用性的技术效果，进而解决了现有技术中相关窄条应变式传感器的高度较高造成的适用性低的技术问题。
39.在一种可选的实施例中，对承载体10的结构进行具体说明。可选的，如图4所示，承载体10包括水平承载部11和竖直承载部12，其中，水平承载部11与竖直承载部12固定连接，水平承载部11用于承载载荷，竖直承载部12用于支撑水平承载部11，且竖直承载部12通过辐板31与支撑体20固定连接。
40.优选的，水平承载部11与竖直承载部12相互垂直。
41.优选的，水平承载部11和竖直承载部12所组成的承载体10为对称结构。
42.需要说明的是，通过设置水平承载部11和竖直承载部12，使得承载体10的上平面的面积增大，从而能够更好的传递道路上车辆所产生的载荷。
43.在一种可选的实施例中，如图4所示，承载体10底部的高度大于支撑体20底部的高度。
44.需要说明的是，通过将承载体10的底部设置的高于支撑体20的底部，使得在承载体10承载载荷时，能够使载荷施加的力通过辐板31全部传递给支撑体20。
45.在一种可选的实施例中，对辐板31的结构进行具体说明。如图2、图3所示，辐板31的第一截面的宽度大于辐板31的第二截面的宽度，其中，第一截面为辐板31与支撑体20连接处的截面，第二截面为辐板31的中部在竖直方向上的截面。通俗而言，也即辐板31的中间位置相对较薄，而辐板31靠近支撑体20处的位置相对较厚。需要说明的是，基于前述设置，可以确保辐板31在靠近支撑体20处的位置具有较大的刚度，而中间处于纯剪切应力状态，因此使得本技术的称重传感器对弯矩不是很敏感，却有很好的线性，能够实现横向刚度大，抗侧向和偏心载荷能力强的效果，从而能够更进一步地适应较薄嵌入安装深度的称重应用环境。
46.可选的，如图2、图3所示，辐板31的第三截面的宽度大于辐板31的第二截面的宽度，其中，第二截面为辐板31的中部在竖直方向上的截面，第三截面为辐板31与承载体10连接处的截面。通俗而言，也即辐板31的中间位置相对较薄，而辐板31靠近承载体10处的位置相对较厚，具体地，辐板31靠近竖直承载部12的位置相对较厚。需要说明的是，基于前述设置，可以确保辐板31在靠近承载体10处的位置同样具有较大的刚度，而中间处于纯剪切应力状态，因此使得本技术的称重传感器同样能够实现横向刚度大，抗侧向和偏心载荷能力
强的效果。
47.在一种可选的实施例中，优选的，辐板31的第一截面的宽度大于辐板31的第二截面的宽度，且，辐板31的第三截面的宽度大于辐板31的第二截面的宽度。即将本技术中的辐板31设置为中间薄根部厚的结构，优选的，辐板31的朝向其它辐板31的两个侧面均为弧形面，从而能够更进一步地提高称重传感器的稳定性。可选的，在另一种可选的实施例中，辐板31的朝向其它辐板31的两个侧面也可以为阶梯面，以使得辐板31在水平方向上的截面呈“工”字型。
48.在一种可选的实施例中，辐板31与支撑体20以及承载体10一体成型，辐板31、支撑体20以及承载体10为一体化加工成型的长条形结构中的组成部分。从而能够使得辐板31基于载荷发生的形变效果更加准确，进而提高称重传感器的称重精度。
49.在一种可选的实施例中，对应变传感器40与辐板31之间的一种连接关系进行具体说明。如图2、图3及图4所示，每个辐板31上均设置有应变传感器40，且每个辐板31上的应变传感器40分别设置于辐板31两侧。具体地，辐板31包括与多个辐板组30的排列方向相交的第一侧面和第二侧面，优选的，应变传感器40分别设置于第一侧面和第二侧面的中部。需要说明的是，通过将应变传感器40设置在辐板31上两侧的中部，使得应变传感器40所感应的形变程度能够更准确的反映载荷的大小，从而提高称重传感器的称重精度。
50.在一种可选的实施例中，对应变传感器40之间的连接关系进行具体说明。可选的，可以将设置于同一个辐板组30上的应变传感器40进行电连接，以组成惠斯通电桥，从而可以有效将承载体10承受的载荷转化为电信号。可选的，也可以将设置于相邻的多个辐板组30上的应变传感器40进行电连接，以组成惠斯通电桥，例如，设置相邻的两个辐板组30上的应变传感器40组成惠斯通电桥，或者，设置相邻的四个辐板组30上的应变传感器40组成惠斯通电桥，可选的，还可以设置更多的应变传感器40组成惠斯通电桥。
51.在一种可选的实施例中，相邻的辐板31之间设置有密封结构，密封结构用于保护应变传感器40免受环境侵蚀，还可以用于保护连接于应变传感器40之间的电路。可选的，密封结构的材质可以为胶水、橡胶或其他能够实现密封效果的材质。在一种可选的应用场景中，可以在相邻的辐板31之间灌胶水以对应变传感器40及电路进行保护，或是在相邻的辐板31之间内填满橡胶以对应变传感器40及电路进行保护。
52.需要说明的是，通过在相邻的辐板31之间内设置密封结构，减轻了应变传感器40受到外界其它因素影响的影响程度，从而能够更进一步地提高称重传感器的测量精度。
53.在一种可选的实施例中，图5是根据本实用新型实施例的另一种可选的称重传感器的剖视图，如图2、图4及图5所示，称重传感器还包括保护盖板50，保护盖板50位于辐板31的上方和/或下方，用于覆盖辐板组30之间的区域。其中，当保护盖板50位于辐板31的上方或下方时，保护盖板50可以与前述的辐板31、支撑体20以及承载体10一体成型，也可以为单独设置的，例如，在图4中，保护盖板50位于辐板31的上方，且与前述的辐板31、支撑体20以及承载体10一体成型。可选的，当保护盖板50位于辐板31的上方和下方时，辐板31其中一侧的保护盖板50可以与前述的辐板31、支撑体20以及承载体10一体成型，且辐板31另一侧的保护盖板50单独设置，或者，当保护盖板50位于辐板31的上方和下方时，辐板31上下两侧的保护盖板50均单独设置，例如，在图5中，保护盖板50位于辐板31的上方和下方，且上、下侧的保护盖板50均单独设置。此外，设置于辐板31上方和下方的保护盖板50的材质可以相同，
也可以不同。
54.由此可见，本技术所提供的方案达到了降低称重传感器的高度的目的，从而实现了提高称重传感器的适用性的技术效果，进而解决了现有技术中相关窄条应变式传感器的高度较高造成的适用性低的技术问题。
55.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
56.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种称重传感器，其特征在于，包括：承载体(10)，用于承载载荷；支撑体(20)，通过多个辐板组(30)连接于所述承载体(10)的两侧，用于支撑所述承载体(10)；多个所述辐板组(30)，每个所述辐板组(30)由两个辐板(31)组成，同一所述辐板组(30)中的两个所述辐板(31)对称设置于所述承载体(10)的两侧，所述辐板(31)用于在传递所述载荷的过程中产生形变；应变感应装置，包括多个应变传感器(40)，多个所述应变传感器(40)一一对应的设置于所述辐板(31)上，所述应变感应装置用于检测所述辐板(31)的形变程度，并根据所述形变程度计算所述载荷的重量。2.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，所述承载体(10)包括水平承载部(11)和竖直承载部(12)，其中，所述水平承载部(11)与所述竖直承载部(12)固定连接，所述水平承载部(11)用于承载所述载荷，所述竖直承载部(12)用于支撑所述水平承载部(11)，且所述竖直承载部(12)通过所述辐板(31)与所述支撑体(20)固定连接。3.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，所述承载体(10)底部的高度大于所述支撑体(20)底部的高度。4.根据权利要求2所述的称重传感器，其特征在于，所述辐板(31)的第一截面的宽度大于所述辐板(31)的第二截面的宽度，其中，所述第一截面为所述辐板(31)与所述支撑体(20)连接处的截面，所述第二截面为所述辐板(31)的中部在竖直方向上的截面。5.根据权利要求2所述的称重传感器，其特征在于，所述辐板(31)的第三截面的宽度大于所述辐板(31)的第二截面的宽度，其中，所述第三截面为所述辐板(31)与所述承载体(10)连接处的截面。6.根据权利要求5所述的称重传感器，其特征在于，所述应变传感器(40)分别设置于所述辐板(31)两侧。7.根据权利要求6所述的称重传感器，其特征在于，设置于同一个所述辐板组(30)上的应变传感器(40)组成惠斯通电桥，或者，设置于相邻的多个所述辐板组(30)上的应变传感器(40)组成惠斯通电桥。8.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，所述辐板(31)与所述支撑体(20)以及所述承载体(10)一体成型。9.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，相邻的所述辐板(31)之间设置有密封结构，所述密封结构用于保护所述应变传感器(40)免受环境侵蚀。10.根据权利要求9所述的称重传感器，其特征在于，所述称重传感器还包括：保护盖板(50)，位于所述辐板(31)的上方和/或下方，用于覆盖所述辐板组(30)之间的区域。

技术总结
本实用新型公开了一种称重传感器。该称重传感器包括：承载体，用于承载载荷；支撑体，通过多个辐板组连接于承载体的两侧，用于支撑承载体；多个辐板组，每个辐板组由两个辐板组成，同一辐板组中的两个辐板对称设置于承载体的两侧，辐板用于在传递载荷的过程中产生形变；应变感应装置，包括多个应变传感器，多个应变传感器一一对应的设置于辐板上，应变感应装置用于检测辐板的形变程度，并根据形变程度计算载荷的重量。本实用新型解决了现有技术中相关窄条应变式传感器的高度较高造成的适用性低的技术问题。的技术问题。的技术问题。


技术研发人员：金涛 黄瑞麒 宋浩
受保护的技术使用者：北京万集科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/20