[RU]

Область применения настоящего изобретения относится к системам взвешивания транспортных средств в движении, также известным под названием систем WIM (взвешивание в движении). Система WIM предусматривает размещение металлической пластины на уровне дороги, по которой могут перемещаться транспортные средства, которые требуется взвесить, и металлическая пластина, также называемая грузоприемной пластиной, установлена над полостью, выполненной в поверхности дороги таким образом, чтобы она могла изгибаться при перемещении транспортных средств над ней. Система обеспечивает измерение отклонения грузоприемной пластины с помощью подходящих датчиков, и предполагаемый вес может быть получен путем моделирования изгиба грузоприемной пластины в зависимости от веса транспортного средства, перемещающегося поверх нее. Настоящее изобретение описано на примере предпочтительной конфигурации для получения системы взвешивания, которая может быть смоделирована с необходимой точностью.

(57) Реферат / Формула:

Область применения настоящего изобретения относится к системам взвешивания транспортных средств в движении, также известным под названием систем WIM (взвешивание в движении). Система WIM предусматривает размещение металлической пластины на уровне дороги, по которой могут перемещаться транспортные средства, которые требуется взвесить, и металлическая пластина, также называемая грузоприемной пластиной, установлена над полостью, выполненной в поверхности дороги таким образом, чтобы она могла изгибаться при перемещении транспортных средств над ней. Система обеспечивает измерение отклонения грузоприемной пластины с помощью подходящих датчиков, и предполагаемый вес может быть получен путем моделирования изгиба грузоприемной пластины в зависимости от веса транспортного средства, перемещающегося поверх нее. Настоящее изобретение описано на примере предпочтительной конфигурации для получения системы взвешивания, которая может быть смоделирована с необходимой точностью.

---

Евразийское (21) 201692252 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. G01G19/02 (2006.01)
2017.06.30 G01G 21/22 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2015.06.16
(54) ГРУЗОПРИЕМНАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ СИСТЕМЫ ВЗВЕШИВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ДВИЖЕНИИ И ОТНОСЯЩАЯСЯ К НЕЙ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
(31) VE2014A000036
(32) 2014.06.18
(33) IT
(86) PCT/IB2015/054552
(87) WO 2015/193815 2015.12.23
(71) Заявитель: ИВИМ СРЛ (IT)
(72) Изобретатель:
Демоцци Андреа, Капонеро Мишель Артуро (IT)
(74) Представитель:
Нилова М.И. (RU) (57) Область применения настоящего изобретения относится к системам взвешивания транспортных средств в движении, также известным под названием систем WIM (взвешивание в движении). Система WIM предусматривает размещение металлической пластины на уровне дороги, по которой могут перемещаться транспортные средства, которые требуется взвесить, и металлическая пластина, также называемая грузоприемной пластиной, установлена над полостью, выполненной в поверхности дороги таким образом, чтобы она могла изгибаться при перемещении транспортных средств над ней. Система обеспечивает измерение отклонения грузоприемной пластины с помощью подходящих датчиков, и предполагаемый вес может быть получен путем моделирования изгиба грузоприем-ной пластины в зависимости от веса транспортного средства, перемещающегося поверх нее. Настоящее изобретение описано на примере предпочтительной конфигурации для получения системы взвешивания, которая может быть смоделирована с необходимой точностью.
ГРУЗОПРИЕМНАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ СИСТЕМЫ ВЗВЕШИВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ДВИЖЕНИИ И ОТНОСЯЩАЯСЯ К НЕЙ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Область применения настоящего изобретения относится к системам для взвешивания транспортных средств в движении, также называемым "системами WIM" (взвешивания в движении).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Вес транспортных средств представляет собой очень интересную информацию в различных случаях применения, и получение такой информации часто является необходимой задачей.
[0003] Большая часть общепринятых способов взвешивания транспортных средств состоит в статическом взвешивании: транспортное средство останавливается на весах, остается неподвижным, и весы, размеры которых являются достаточно большими, обеспечивают измерение веса.
[0004] Ясно, что взвешивание в неподвижном состоянии, несмотря на то, что оно может обеспечить высокую точность, не может быть применено во всех случаях, в которых необходимо знать вес
транспортного средства. Основные ограничения состоят в медлительности процедуры, а также в необходимости "взаимодействия" с водителем транспортного средства, поскольку он должен расположить свое транспортное средство точно над весами. Ясно, что случаи применения идентификации транспортных средств, которые перевозят очень большой вес, или случаи применения, в которых необходимо вычислить величину транспортной пошлины согласно весу транспортного средства, являются случаями применения, для которых не подходят способы статического взвешивания.
[0005] Таким образом, также известны другие способы взвешивания, которые обеспечивают возможность определять вес движущегося транспортного средства при его перемещении поверх соответствующей системы динамического взвешивания. Такие системы, обычно называемые "системами WIM" (Weigh-in-Motion), имеют основной недостаток, состоящий в том, что они не достигают такой же высокой точности измерения, как системы статического взвешивания, и, прежде всего, они имеют рабочие пределы, ограниченные некоторой максимальной скоростью перемещения.
[0006] Указанные системы WIM могли бы получить более широкое применение, если бы могли повысить точность измерения и максимальную скорость перемещения, при которой измерение веса остается надежным.
[0007] Некоторые известные системы WIM выполнены путем расположения металлической пластины на уровне дороги, и транспортные средства, которые требуется взвесить, проезжают по ней. Такая металлическая пластина, также называемая "грузоприемной пластиной", установлена над полостью, выполненной в поверхности дороги. Таким образом, указанная полость закрыта для создания по существу непрерывной плоскости, сформированной поверхностью дороги и верхней поверхностью указанной грузоприемной пластины, поверх которой перемещаются транспортные средства.
[0008] Когда транспортное средство перемещается поверх указанной грузоприемной пластины, последняя деформируется с изгибом в направлении к лежащей ниже полости. Деформация пластины тем больше, чем тяжелее транспортное средство, которое перемещается поверх нее.
[0009] Известны несколько способов измерения деформации пластины, однако они не позволяют легко и оперативно соотнести вес транспортного средства, которое перемещается поверх пластины, с деформацией самой пластины, поскольку существуют множество факторов, которые определяют указанную деформацию. Следовательно, по существу недостаток этих систем WIM заключается в невозможности достичь высокой точности измерения.
[0010] Наиболее эффективный способ измерения деформации любого объекта, следовательно, также и деформации металлической пластины, состоит в использовании датчика FBG (Волоконной брэгговской решетки).
[ООН] Иными словами, в указанных датчиках FBG используется свойство оптических волокон, которые могут быть обработаны для формирования секции, внутреннее поведение которой подобно поведению "Брэгговской решетки". Волокно, ведущее себя как "Брэгговская решетка", может быть использовано в качестве датчика деформации; фактически "Брэгговская решетка" имеет свойство чрезвычайно выборочного отражения волны, имеющей конкретную длину, когда решетку возбуждают широкополосным излучением. Однако если волокно "Брэгговской решетки" деформируется, "Брэгговская решетка", выполненная из указанного волокна, также деформируется соответствующим образом, в результате чего частота отражения данной решетки также изменяется.
[0012] Таким образом, датчиком FBG по существу является секция оптического волокна, которую обрабатывают для придания ей свойств "Брэгговской решетки": фактически передают широкополосный оптический сигнал в оптическое волокно "Брэгговской решетки" и измеряют частоту отраженного сигнала, в результате чего могут быть получены измерения, относящиеся к деформации самого волокна.
[0013] В конечном счете, путем соединения с телом, которое может быть деформировано, некоторых датчиков FBG, в которые можно передать широкополосный оптический сигнал, и выполнения измерений длины волны, отраженной датчиком FBG, можно получить FBG-сигнал, который, связанный с деформацией, которой подвергается данное тело в точке, в которой прикреплен датчик FBG.
[0014] Благодаря указанным датчикам FBG, которые могут быть приложены в нескольких точках металлической пластины, используемой для создания системы WIM, может быть получен многокомпонентный FBG-сигнал, составленный из набора элементарных сигналов. Каждый из указанных элементарных сигналов является функцией времени. Количество элементарных сигналов соответствует количеству датчиков, связанных с указанной металлической пластиной, и изменчивость в течение длительного времени зависит от периода времени, которое требуется транспортному средству для перемещения над указанной металлической пластиной и вырабатывания изменяющейся во времени деформации. Указанный многокомпонентный FBG-сигнал соответствует деформации пластины и, таким образом, позволяет измерить деформацию.
[0015] В дополнение к датчикам FBG другие способы также обеспечивают возможность получения сигнала, связанного с физической деформацией твердого тела. В настоящей заявке применение датчиков FBG выбрано в качестве предпочтительного решения, и ниже настоящее
изобретение, представленное в данной заявке, часто делает ссылку на указанные датчики FBG; однако, любой датчик, способный обеспечить сигнал, связанный с деформацией грузоприемной пластины, может быть использован для реализации концепций, изложенных в настоящем изобретении.
[0016] В заключение можно сказать, что деформация, которой подвергается грузоприемная пластина, когда транспортное средство перемещается поверх нее, может быть измерена.
[0017] Для синтезирования числовой величины веса транспортного средства, которое, перемещаясь над указанной металлической грузоприемной пластиной, деформирует ее, необходимо использовать численные модели, которые описывают деформацию указанной пластины как функцию приложенного напряжения. Кроме того, эти модели должны быть настолько точными, насколько это возможно, для получения достаточно точного измерения веса.
[0018] Таким образом, существует техническая проблема, состоящая в создании системы WIM, в которой математическая модель, описывающая деформацию пластины, вызванную напряжениями, выработанными перемещением транспортного средства над пластиной, является наиболее простой и соответствующей действительности.
[0019] Для моделирования деформации грузоприемной пластины точным и реалистическим способом предпочтительно указанная грузоприемная пластина должна быть прикреплена к земле посредством простой опоры непосредственно на краях пластины, и деформации должны быть вызваны только созданными весом силами, приложенными в промежуточных точках между опорами.
[0020] В дополнение к наиболее легкому математическому моделированию простая опора предоставляет дополнительные преимущества, среди которых результирующие FBG-сигналы, несущие информацию о деформациях пластины, имеют более простую и менее зашумленную форму. Кроме того, простая опора может рассматриваться как система, общие деформации которой, возникающие в течение процессов взвешивания, имеют повторимые характеристики, которые остаются однородными в течение длительного времени.
[0021] Другие типы соединения (например с использованием контактных штырей, нагруженных весом транспортных средств, или шарниров различных типов), несомненно больше подвержены износу и не отличаются высокой воспроизводимостью измерений с необходимой точностью.
[0022] Простая опора представляет очевидный ограничитель, который передает только вертикальное напряжение; таким образом, также необходимо компенсировать горизонтальные силы в максимально
возможной степени для предотвращения резких горизонтальных смещений и ударов путем блокирования пластины вдоль горизонтальных направлений.
[0023] Таким образом, основная задача настоящего изобретения состоит в создании системы WIM, выполненной с грузоприемной пластиной, связанной с одним или более датчиками FBG (или другими датчиками, чувствительными к деформациям пластины), соединенными с другими сторонами указанной системы WIM таким образом, чтобы соединение было подобно простой опоре, причем силы веса, деформирующие указанную грузоприемную пластину, действуют только в промежуточных точках между опорами.
[0024] Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании системы WIM, в которой грузоприемная пластина закреплена таким способом, при котором крепление позволяет уравновесить настолько насколько возможно горизонтальное напряжение, которому указанная пластина подвергается при перемещении транспортного средства над ней. Следует принять во внимание, что горизонтальные напряжения являются более значительными при повышенной скорости перемещающегося транспортного средства, требуемого для взвешивания, над грузоприемной пластиной.
[0025] Как правило, в известных системах динамического взвешивания необходимо, чтобы грузоприемная пластина была прочно
прикреплена к земле, по которой перемещаются транспортные средства, требуемые для взвешивания, но указанные грузоприемные пластины обычно размещены способом, который не обеспечивает возможности достижения адекватной точности моделирования. Фактически, связь должна быть достаточно жесткой для предотвращения облегченного удаления грузоприемной пластины, а также предотвращения изменений ограничивающих характеристик соединений системы с течением времени, в результате чего требуется частая калибровка системы WIM (в предположении, что перекалибровка возможна и что возможно моделирование системы, характеристики которой могут часто изменяться в результате действия больших и случайных сил, вызванных быстрым перемещением тяжелых транспортных средств).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] Намеченные цели настоящего изобретения достигнуты путем использования грузоприемной пластины прямоугольной формы, две более длинные стороны которой имеют достаточный размер для перекрытия всей ширины пути, по которому могут перемещаться транспортные средства, которые должны быть взвешены, и характеризующаяся тем, что: ее нижняя поверхность является плоской и более широкой, чем ее верхняя поверхность, причем указанная грузоприемная пластина закреплена простой опорой вдоль длинных краев нижней поверхности, и вертикальная проекция верхней поверхности на нижнюю поверхность не пересекает области нижней
поверхности, в которых поддерживается указанная грузоприемная пластина. Кроме того, указанная грузоприемная пластина соединена с плоскостью перемещения посредством соединительных элементов, прикрепленных непосредственно к плоскости перемещения и формирующих в верхней части непрерывную плоскость, образованную плоскостью перемещения, указанными соединительными элементами и верхней поверхностью указанной грузоприемной пластины.
[0027] Основное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что грузоприемная пластина для системы WIM, реализованная согласно настоящему изобретению и связанная с системой WIM как описано выше, обеспечивает достижение основных целей, для которых она предназначена.
[0028] Настоящее изобретение также обеспечивает другие преимущества, которые будут более полно и подробно описаны в приведенном ниже описании, пунктах приложенной формулы, которые являются неотъемлемой частью самого описания и иллюстрацией некоторых практических вариантов реализации, описанных ниже в качестве неограничивающих примеров, и в сопроводительных чертежах, на которых:
[0029] ФИГ. 1 показывает вид дороги, на которой происходит взвешивание движущегося транспортного средства;
[0030] ФИГ. 2 показывает разрез грузоприемной пластины, используемой в системе WIM, согласно настоящему изобретению;
[0031] ФИГ. 3 показывает вид в разрезе особенностей грузоприемной пластины, на котором выделен способ соединения пластины непосредственно с системой WIM согласно настоящему изобретению;
[0032] ФИГ. 4 показывает тот же вид, как и показанный на ФИГ. 3, с колесом транспортного средства в процессе его перемещения по системе WIM;
[0033] ФИГ. 5 показывает ту же самую особенность, что и показанная на ФИГ. 3, взятую из чертежа реального проекта системы WIM согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0034] На ФИГ. 1 показан вид, который позволяет понять, как функционально работает система WIM. Позиционным номером 10 обозначено транспортное средство, которое перемещается по улице. Позиционным номером 200 обозначена поверхность дороги, которая для хорошей работы системы WIM должна быть однородной и горизонтальной насколько возможно. Позиционным номером 100 обозначена система WIM, которая занимает полосу, размещенную
поперек маршрута таким образом, что транспортные средства перемещаются поверх нее всеми своими колесами. Как показано на ФИГ. 1, система WIM 100 образует с шоссе 200 непрерывную плоскость, и транспортное средство 10, перемещающееся поверх нее, не должно воспринимать неровность или уступы. Опять же, на ФИГ. 1 показано, как транспортное средство 10 приближается к области, занятой системой WIM 100, пересекая длинную сторону верхней поверхности указанной системы WIM 100: позиционным номером 102 обозначена входная сторона указанной системы WIM 100.
[0035] Системы WIM 100 согласно настоящему изобретению могут быть оптимизированы как для измерения веса транспортных средств, перемещающихся транзитом в одном направлении, т.е. въезжающих на систему WIM всегда с одной и той же входной стороны, и могут быть предназначены для выполнения измерения веса транспортных средств, которые перемещаются транзитом в обоих направлениях.
[0036] Существенные особенности, описанные в настоящем изобретении, могут быть применены к системам WIM, выполненным с возможностью измерения веса при прохождении транспортных средств в обоих направлениях. Таким образом, ясно, что обе две длинные стороны системы WIM пересекаются транспортными средствами, перемещающимися поверх указанных сторон, сначала чтобы въехать на систему и затем чтобы съехать с нее после проезда по системе. Для удобства, будучи характеристиками этих двух одинаковых сторон, в
представленном ниже описании формулировка "входная сторона" всегда будет использоваться в дополнение к характеристике данной стороны, через которую транспортные средства въезжают на систему взвешивания, также в качестве характеристики стороны, через которую указанные транспортные средства съезжают с системы.
[0037] В целом, форма верхней поверхности указанных систем WIM 100 для взвешивания является прямоугольной, и длинная сторона также является входной стороной 102. Фактически указанная входная сторона 102 должна иметь длину, по меньшей мере равную ширине транспортных средств, которые данная общая система должна взвешивать. Как правило, эта длина значительно больше, поскольку система должна пересекать всю ширину пространства, поверх которого могут перемещаться транспортные средства (обычно, длина входной стороны 102 составляет порядка нескольких метров): фактически, важно то, что транспортные средства, которые должны быть взвешены, перемещаются поверх указанных систем WIM 100 всеми своими колесами. Короткая сторона верхней поверхности указанных систем WIM 100 (которые в целом, как указано выше, являются прямоугольным по форме), наоборот, намного короче длинной стороны, поскольку предпочтительно система нагружается весом одиночной оси транспортного средства, когда оно проезжает по системе. Кроме того, моделирование деформаций слишком широких грузоприемных пластин является более сложным и менее подходящим для взвешивания (типичная ширина грузоприемной
пластины системы взвешивания WIM согласно настоящему изобретению в целом меньше одного метра).
[0038] ФИГ. 2 показывает разрез в плоскости, перпендикулярной входной стороне 102 грузоприемной пластины системы WIM 100.
[0039] Грузоприемная пластина обозначена на чертеже позиционным номером 110. Позиционным номером 103 обозначена полость, которая должна быть выполнена в почве под указанной грузоприемной пластиной 110.
[0040] Полость 103 под грузоприемной пластиной 110 имеет форму, подобную показанной на приведенном выше виде в разрезе, т.е. прямоугольную форму. Длинная сторона указанной полости 103 имеет длину, равную длине входной стороны 102 системы WIM 100, а короткая сторона соответствует ширине грузоприемной пластины и, как указано выше, имеет меньший размер. Ширина полости 103 обозначена позиционным номером 104.
[0041] Полость 103, показанная на чертеже как перпендикулярная входной стороне 102, показана, таким образом, как имеющая уменьшенный размер, который является ее шириной 104.
[0042] ФИГ. 2 показывает некоторые специфические характеристики профиля грузоприемной пластины 110, которые могут
быть видны в сечении вдоль плоскости, перпендикулярной входной стороне 102. В частности, верхняя поверхность обозначена позиционным номером 111, а позиционный номер 113 обозначает нижнюю поверхность указанной грузоприемной пластины 110. Указанная нижняя поверхность 113 является более широкой, чем указанная верхняя поверхность 111. Кроме того: верхняя поверхность 111 указанной грузоприемной пластины 110 имеют ширину, которая должна быть немного меньше, чем ширина 104 полости 103, а нижняя поверхность 113 грузоприемной пластины 110 имеет ширину больше, чем ширина 104 полости 103.
[0043] Эта форма профиля грузоприемной пластины 110, которая видна в сечении вдоль плоскости, перпендикулярной входной стороне
102, обеспечивает возможность поддерживания указанной
грузоприемной пластины 110 простой опорой над указанной полостью
103. Указанная опора имеет место вдоль двух длинных краев указанной
грузоприемной пластины 110, параллельных входной стороне 102. Это
происходит потому, что нижняя часть указанной грузоприемной
пластины 110 выступает за пределы верхней части, и ее ширина больше,
чем ширина указанной полости 103, так что пластина может быть
поддержана без падения в указанную полость.
[0044] Позиционным номером 101 обозначены две линии вертикальной проекции (на том же самом виде в разрезе) верхней поверхности 111 указанной грузоприемной пластины 110.
[0045] Таким образом из ФИГ. 2 очевиден другой геометрический характеризующий признак указанной грузоприемной пластины 110. Фактически проекция верхней поверхности 111 грузоприемной пластины 110 на нижнюю поверхность 113 полностью содержится в промежуточной области между поддерживающими областями без любого перекрытия с ними.
[0046] ФИГ. 3 показывает особенность указанной системы WIM 100, представление которой по существу показывает, как указанная грузоприемная пластина 110 в целом приспособлена к системе WIM 100.
[0047] Как и предыдущий ФИГ. 2, ФИГ. 3 представляет разрез вдоль плоскости, перпендикулярной входной стороне 102 системы WIM 100. Существенные подробности, представляющие интерес, выделены жирными линиями в одном конце грузоприемной пластины 110, и, следовательно, представлена только часть полости 103 под этими подробностями.
[0048] Ясно, что, система WIM 100 имеет две входные стороны, и все показанное на ФИГ. 3 симметрично повторяется также и в непоказанной входной стороне.
[0049] Кроме того, на ФИГ. 3 с большей полнотой показан возможный профиль камеры, в которой размещена указанная система
WIM 100. Действительно, в дополнение к форме полости 103 под грузоприемной пластиной 110 на чертеже представлен профиль камеры, в которой размещена система WIM 100, от полости до поверхности 200 дороги.
[0050] Относительно грузоприемной пластины 110: особое значение имеет форма поверхности, соединяющей верхнюю поверхность 111 и нижнюю поверхность 113 указанной грузоприемной пластины 110 вдоль входной стороны 102 в системе WIM 100. Из показанного на чертеже вида в разрезе указанной соединительной поверхности понятно, что эта соединительная поверхность является не просто плоскостью, а скорее двумя плоскостями, которые образуют угол. Позицией 112 обозначена верхняя часть указанной соединительной поверхности, которая составляет характеризующую часть всей поверхности; нижняя часть показана на чертеже как наклонная плоскость, но не будучи характерным элементом, она также может иметь различную форму. Вертикальная плоскость формирует указанную верхнюю часть 112 соединительной поверхности, и такая форма является подходящей для соединения с закрепляющим элементом грузоприемной пластины 110 системы WIM 100.
[0051] Позицией 120 обозначен указанный соединительный элемент, который, когда указанная динамическая система WIM установлена должным образом для работы, расположен вдоль входной стороны 102 системы WIM 100. Указанный соединительный элемент 120
наглядно представлен в том же самом разрезе на той же самой плоскости, перпендикулярной входной стороне 102 системы WIM 100, и имеет по меньшей мере две характеризующие особенности своей формы: он имеет плоскую вертикальную поверхность, обозначенную позицией 122;
он имеет плоскую горизонтальную поверхность, обозначенную позицией 121, которая в пределах разумного установочного приближения является компланарной (лежит в одной плоскости) как с поверхностью 200 дороги, так и с верхней поверхностью 111 грузоприемной пластины 110.
[0052] Указанный соединительный элемент 120 прикреплен (прямо или косвенно) к дороге, по которой перемещаются транспортные средства, которые требуется взвесить, и указанный элемент установлен таким образом, что указанная вертикальная поверхность 122 расположена напротив вертикальной поверхности 112 грузоприемной пластины 110, и таким образом, что указанный элемент частично перекрывает нижнюю часть края указанной грузоприемной пластины 110, параллельного входной стороне 102. Кроме того, площадь поверхности вертикальной поверхности 122 соединительного элемента 120 не больше, чем площадь поверхности вертикальной плоскости 112, которая расположена напротив и принадлежит к соединительной поверхности между двумя верхней и нижней поверхностями указанной грузоприемной пластины 110.
[0053] Такое размещение позволяет с достаточной жесткостью связать грузоприемную пластину 110 с системой WIM 100. Также предотвращен подъем указанной грузоприемной пластины 110. Фактически, соединительный элемент 120, который перекрывает длинные края, параллельные входным сторонам, системы WIM, может препятствовать попытке удаления для подъема. И горизонтальное смещение (например, в случае торможения транспортного средства, проезжающего по системе), также предотвращено противодействием вертикальной поверхности 122 соединительного элемента 120 с вертикальной поверхностью 112 грузоприемной пластины 110.
[0054] ФИГ. 4 показывает тот же самый вид, как и ФИГ. 3, однако с добавлением того, что на нем также представлено колесо транспортного средства 10, которое перемещается качением поверх указанной системы WIM 100. ФИГ. 4 позволяет лучше описать типичную ситуацию работы системы WIM 100.
[0055] Позиционным номером 11 обозначено колесо транспортного средства 10, которое перемещается поверх указанной системы WIM 100 (относительный размер колеса, представленного на чертеже, по сравнению с элементами системы взвешивания WIM, не является существенным для целей настоящего описания). Позиционным номером 12 обозначена стрелка, указывающая направление перемещения колеса
[0056] Таким образом, указанное колесо 11 перемещается с поверхности 200 дороги, в своем движении приближается к системе WIM 100 и перемещается поверх нее, вкатываясь на нее с входной стороны 102.
[0057] Вес транспортного средства 10 передается через колесо сначала к поверхности 200 дороги и затем к системе WIM 100. Когда колесо вкатывается на систему WIM 100, оно сначала перемещается по горизонтальной поверхности 121 соединительного элемента 120, которая является компланарной с поверхностью 200 дороги, и не нагружает грузоприемную пластину 110. В данном случае важно подчеркнуть другую функцию соединительного элемента 120, дополняющую его исходную функцию соединения: фактически указанный соединительный элемент 120 перекрывает нижний край грузоприемной пластины 110, но он не опирается на указанный край, поскольку он прочно прикреплен к конструкции системы WIM 100 и к камере, в которой размещена указанная система WIM 100.
[0058] Затем, продолжая свое перемещение, колесо вкатывается на верхнюю поверхность 111 грузоприемной пластины 110, компланарную с поверхностью 200 дороги и с горизонтальной поверхностью 121 соединительного элемента 120, и вес транспортного средства 10 через колесо 11 начинает действовать на грузоприемную пластину 110. В результате приложенного сверху напряжения указанная грузоприемная пластина 110 может деформироваться, и, в частности,
она изгибается вниз благодаря присутствию полости 103 под ней, которая не создает реакции на деформацию.
[0059] Посредством грузоприемной пластины 110, которая спроектирована в форме согласно описаниям настоящего изобретения и закреплена также согласно описаниям настоящего изобретения, может быть реализована система WIM 100, в который грузоприемная пластина 110, деформирующаяся под действием приложенной силы, созданной весом транспортного средства, может быть смоделирована таким образом, что соединение опоры указанной грузоприемной пластины 110 является простой опорой, и воздействие, воспринимаемое указанной грузоприемной пластиной 110, никогда не включает вертикальные сжимающие силы (т.е. напряжение, при котором сила веса и сила реакции действуют вдоль одной и той же вертикальной оси), действия которых являются очень сложными для моделирования и неизбежно приводят к различиям между смоделированной математической моделью и поведением реального объекта.
[0060] ФИГ. 5 показывает тот же самый вид, что и ФИГ. 3, но в данном случае чертеж составлен на основе технической конструкции и содержит, по сравнению с предыдущими схематическими чертежами, некоторые дополнительные подробности, которые позволяют более подробно описать возможный практический вариант реализации системы WIM 100 согласно настоящему изобретению.
[0061] В частности, позиционным номером 130 обозначена прокладка, вставленная между двумя вертикальными поверхностями 112 и 122 соответственно грузоприемной пластины 110 и соединительного элемента 120. Функция указанной прокладки 130 является очень важной, поскольку она предотвращает попадание воды и других материалов (например, верхнего слоя почвы, пыли или мелкого мусора) в пространство между перекрывающимся соединительным элементом 120 и основным краем грузоприемной пластины 110: важно сохранять это пространство достаточно чистым для поддерживания надежного в максимально возможной степени допущения о простой опоре грузоприемной пластины 110, в то время как возможное заполнение пространства между соединительным элементом и краем пластины может поставить под сомнение это допущение.
[0062] Кроме того, указанная прокладка 130 выполнена из нежесткого материала (например, этилен-пропилен монодиена (EPDM)), который позволяет считать незначительной силу трения между двумя вертикальными поверхностями по сравнению с силой, приложенной конструкцией для опоры. Таким образом, целесообразность использования указанной прокладки 130 является функциональной и позволяет создать систему, состоящую из грузоприемной пластины 110 и ее соединений, аппроксимированную настолько точно, насколько возможно, посредством математической модели, возвращенной к простой опоре пластины вдоль ее краев поверх полости.
[0063] Позиционным номером 140 обозначен элемент конструкции опоры и крепления всей системы WIM 100. Ясно, что элементы конструкции и крепления могут быть реализованы различными способами. В случае проекта, показанного на ФИГ. 5, выбрана конструкция, которая выполнена с возможностью ее заключения в кожух и размещения в камере, имеющей форму параллелепипеда, выполненного в поверхности дороги. Указанная конструкция 140, которая надежно прикреплена к поверхности дороги, например, обеспечивает возможность использования для прикрепления соединительного элемента 120 (который согласно данному варианту реализации имеет форму, совершенно подобную предложенной в схематических видах на ФИГ. 3 и 4). В случае, показанном на ФИГ. 5, крепление соединительного элемента 120 реализовано посредством больших винтов. В разрезе, показанном на ФИГ. 5, позиционным номером 150 обозначен один из указанных винтов, который обеспечивает возможность поддерживания жесткое состояние соединительного элемента 120, который, как указано выше, должен выдерживать вес проезжающих транспортных средств без сжатия основного края грузоприемной пластины 110.
[0064] Из вышесказанного ясно, что конструкция, которая скрепляет указанную систему WIM 100, может быть реализована в различных формах при условии сохранения существенных признаков характеризующих компонентов, которые описаны в настоящей заявке и которые обеспечивают возможность получения достаточно глубокой
полости 103 таким образом, что грузоприемная пластина 110 даже при значительном изгибе при проходе очень тяжелого транспортного средства никогда не касается нижней части указанной полости 103. В частности, глубина указанной полости 103 должна иметь размер, достаточный для размещения максимального допустимого отклонения указанной грузоприемной пластины 110, которое является отклонением, превышение которого приведет к постоянной деформации самой пластины, в результате чего она станет непригодной при взвешивании, для которого она используется.
[0065] Настоящее изобретение, описанное выше, может быть реализовано в различных вариантах, которые могут предложить дополнительные преимущества по сравнению с вышеупомянутыми. Кроме того, специалист может реализовать эти дополнительные варианты без отступления от принципа настоящего изобретения, изложенного в настоящем описании и пунктах приложенной формулы. Таким образом, положение некоторых описанных в настоящей заявке элементов может быть изменено; кроме того, каждый элемент может быть выполнен из различных материалов и может иметь различные размер или форму; кроме того, настоящее изобретение может быть реализовано частично, а также многие описанные подробности могут быть заменены технически эквивалентными элементами.
[0066] В частности и как указанный выше, технология измерения деформаций грузоприемной пластины не является характеризующей
частью настоящего изобретения, и, таким образом, если в будущем станут доступными более предпочтительные технологии, чем технология, основанная на использовании датчиков FBG (в настоящее время рассматриваемая как наиболее предпочтительная технология), или если развитие современных технологий обеспечит улучшенные рабочие характеристики или улучшенное соотношение цена/качество, в вариантах реализации настоящего изобретения могут быть использованы датчики других типов без изменения его изобретательской природы.
[0067] Наконец, описанное в настоящей заявке изобретение допускает включение в себя и поддерживание дополнительных признаков для дополнительного улучшения рабочих характеристик системы WIM 100: такие устройства, не описанные в настоящем изобретении, в конечном счете будут описаны в дополнительных патентных заявках, ассоциируемых с настоящим изобретением.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении, содержащая грузоприемную пластину (НО) прямоугольной формы, в которой две продольные части имеют достаточный размер для перекрытия всей ширины пути, по которому могут проехать транспортные средства, которые должны быть взвешены,
причем грузоприемная пластина (110) отличается тем, что:
нижняя поверхность (113) является плоской и более широкой, чем верхняя поверхность (111);
грузоприемная пластина (110) закреплена простой опорой вдоль двух длинных краев нижней поверхности (113);
вертикальная проекция верхней поверхности (111) на нижнюю поверхность (113) не пересекает области нижней поверхности, в которых поддерживается грузоприемная пластина.
2. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.1, в которой
соединительная поверхность на длинной стороне (102) грузоприемной пластины (110) между верхней поверхностью (111) и нижней поверхностью (113) не является одиночной плоскостью и выполнена в соответствии с длинным краем верхней поверхности (111) поверхностью (112) плоскости, перпендикулярной верхней поверхности (111) грузоприемной пластины (110).
3. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении, в которой
грузоприемная пластина (НО), установленная должным образом и прикрепленная к плоскости (200) перемещения, также связана с плоскостью (200) перемещения посредством соединительных элементов (120), прикрепленных непосредственно к плоскости (200) перемещения, установленных в положении рядом с более длинной стороной (102) грузоприемной пластины (110) и формирующих в верхней части непрерывную плоскость, образованную плоскостью (200) перемещения, соединительными элементами (120) и верхней поверхностью (111) грузоприемной пластины (110).
4. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.З, в которой
соединительные элементы (120), установленные должным образом и прикрепленные к плоскости (200) перемещения, расположены с частичным перекрытием выступающей части длинных нижних краев (102) грузоприемной пластины (110), и
перекрывающее положение охарактеризовано тем фактом, что оно предотвращает действие нагрузки, созданной силой веса, на лежащие ниже выступающие края грузоприемной пластины (НО), когда транспортное средство перемещается поверх системы (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении.
5. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.4, в которой
каждый из соединительных элементов (120), установленных должным образом и прикрепленных к плоскости (200) перемещения, имеет горизонтальную плоскую поверхность (121), компланарную и непрерывную в пределах приближений, относящихся к точности установки, с плоскостью (200) перемещения, и вертикальную плоскую поверхность (122), образующую прямой угол с горизонтальной поверхностью (121), причем
вертикальные поверхности (122) соединительных элементов (120) расположены напротив перпендикулярных поверхностей (112) грузоприемной пластины (НО), которые составляют поверхности соединения между верхней и нижней поверхностями грузоприемной пластины (110), и
вертикальные поверхности (122) соединительных элементов (120) характеризуются тем, что имеют площадь поверхности не превышающую площадь перпендикулярных поверхностей (112), напротив которых они расположены.
6. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.5, в которой
уплотнение, выполненное из нежесткого материала, расположено между вертикальной поверхностью (122) соединительного элемента (120) и вертикальной поверхностью (112), принадлежащей к поверхности грузоприемной пластины (110).
7. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.6, в которой,
когда все компоненты установлены и правильно смонтированы, имеется полость (103), полностью открытая ниже вертикальной проекции верхней поверхности (111) грузоприемной пластины (110), причем
полость (103) является достаточно глубокой, так что нижняя часть полости (103) не входит в контакт с нижней поверхностью (113) грузоприемной пластины (110), даже когда пластина подвергается своему максимально допустимому сгибанию.
8. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.7, в которой
грузоприемная пластина (110) связана по меньшей мере с одним датчиком FBG (волоконной решёткой Брэгга) для измерения деформаций грузоприемной пластины (НО), когда транспортное средство перемещается поверх нее.
ИЗМЕНЕННАЯ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении, содержащая по существу прямоугольную грузоприемную пластину (110), достаточно длинную для перекрытия всей ширины пути, по которому могут проехать транспортные средства, которые должны быть взвешены,
причем грузоприемная пластина (110) отличается тем, что: ее нижняя поверхность (113) является плоской, сама пластина по существу является прямоугольной, и ширина нижней поверхности (113) вдоль направления движения, которое примерно перпендикулярно ширине перекрытого пути, больше, чем ширина ее верхней поверхности (111) вдоль направления движения, которая является поверхностью, соприкасающейся с колесами транспортных средств, которые должны быть взвешены;
соединение, которое выдерживает грузоприемную пластину (110), является "простой опорой";
"простая опора" полностью приложена к области плоской нижней поверхности (113) вдоль ее двух длинных краев, примерно перпендикулярных направлению движения;
вертикальная проекция указанной верхней поверхности (111) на плоскую нижнюю поверхность (113) не пересекает области нижней поверхности, в которых поддерживается грузоприемная пластина.
2. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.1, в которой
соединительная поверхность на длинной стороне (102) грузоприемной пластины (110) между верхней поверхностью (111) и нижней поверхностью (113) не является одиночной плоскостью и выполнена в соответствии с длинным краем верхней поверхности (111) поверхностью (112) плоскости, перпендикулярной верхней поверхности (111) грузоприемной пластины (110).
3. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.2, в которой
грузоприемная пластина (НО), установленная должным образом и прикрепленная к плоскости (200) перемещения, также связана с плоскостью (200) перемещения посредством соединительных элементов (120), прикрепленных непосредственно к плоскости (200) перемещения, установленных в положении рядом с более длинной стороной (102) грузоприемной пластины (110) и формирующих в верхней части непрерывную плоскость, образованную плоскостью (200) перемещения, соединительными элементами (120) и верхней поверхностью (111) грузоприемной пластины (110).
4. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.З, в которой
соединительные элементы (120), установленные должным образом и прикрепленные к плоскости (200) перемещения, расположены с
частичным перекрытием выступающей части длинных нижних краев (102) грузоприемной пластины (110), и
перекрывающее положение охарактеризовано тем фактом, что оно предотвращает действие нагрузки, созданной силой веса, на лежащие ниже выступающие края грузоприемной пластины (НО), когда транспортное средство перемещается поверх системы (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении.
5. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.4, в которой
каждый из соединительных элементов (120), установленных должным образом и прикрепленных к плоскости (200) перемещения, имеет горизонтальную плоскую поверхность (121), компланарную и непрерывную в пределах приближений, относящихся к точности установки, с плоскостью (200) перемещения, и вертикальную плоскую поверхность (122), образующую прямой угол с горизонтальной поверхностью (121), причем
вертикальные поверхности (122) соединительных элементов (120) расположены напротив перпендикулярных поверхностей (112) грузоприемной пластины (НО), которые составляют поверхности соединения между верхней и нижней поверхностями грузоприемной пластины (НО), и
вертикальные поверхности (122) соединительных элементов (120) характеризуются тем, что имеют площадь поверхности не превышающую
площадь перпендикулярных поверхностей (112), напротив которых они расположены.
6. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.5, в которой
уплотнение, выполненное из нежесткого материала, расположено между вертикальной поверхностью (122) соединительного элемента (120) и вертикальной поверхностью (112), принадлежащей к поверхности грузоприемной пластины (110).
7. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.6, в которой,
когда все компоненты установлены и правильно смонтированы, имеется полость (103), полностью открытая ниже вертикальной проекции верхней поверхности (111) грузоприемной пластины (110), причем
полость (103) является достаточно глубокой, так что нижняя часть полости (103) не входит в контакт с нижней поверхностью (113) грузоприемной пластины (110), даже когда пластина подвергается своему максимально допустимому сгибанию.
8. Система (100) динамического взвешивания транспортных средств в движении по п.7, в которой
грузоприемная пластина (110) связана по меньшей мере с одним датчиком FBG (волоконной решёткой Брэгга) для измерения деформаций
грузоприемной пластины (НО), когда транспортное средство перемещается поверх нее.
111
140
150 t
(19)
Фиг. 1
Фиг. 1
2/5
2/5
3/5
3/5
Фиг. 3
Фиг. 3
5/5
110
5/5
110
Фиг. 5
Фиг. 5