Спосіб визначення маси вантажу в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою

УКРАЇНА (19) UA (11) 63953 (13) U (51) МПК G01G 19/08 (2006.01) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ видається під відповідальність власника патенту ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ МАСИ ВАНТАЖУ В КОЛІСНОМУ ТРАНСПОРТНОМУ ЗАСОБІ З РУХОМОЮ ПІДВІСКОЮ 1 де m - маса еталонного вантажу; n - кількість станів завантаженості транспортного засобу, в яких вимірюють вертикальне переміщення; di середнє вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при накладанні еталонного вантажу в і-тій і (і-1) станах завантаженості: (  i 1 ) di  i , 2 де i - середнє вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при завантаженні еталонним вантажем при і-тому стані завантаження; I - максимальна величина вертикального переміщення вантажоприймальної платформи при максимальному завантажені: I  Iз  Iп , де Iз - відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть ня Ii, m, di відповідно, а масу m еталонного вантажу визначають по формулі: M*   d m 2 2 2 2 , U де m , I,  d - середні відносні похибки вимірюван (13) i 1 2 2 M 1 2  m  l  2   d , M d n  M*  ( I  m ) де м * - вантажоприймальність транспортного засобу; М* - задана відносна похибка визначення маси M вантажу, який відрізняється тим, що для визначення маси вантажу вимірюють відстані від встановлених чотирьох і більше точок вантажоприймальної платформи, до поверхні полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб до і після встановлення вантажу, значення маси вантажу M визначають за зміною виміряної відстані  I і визначеної для кожного виду колісного транспортного засобу залежності M  f (I,M) , де f (I,M) функціональна залежність, виведена на основі закону Гука для конкретної марки транспортного засобу M . 63953  M  (11) M  m Ii  M, di M - абсолютна похибка визначення маси M вантажу, а також додатково визначають відносну похибку визначення маси M вантажу по формулі: UA n завантажений колісний транспортний засіб; Iп відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть розвантажений колісний транспортний засіб; Ii - різниця відстані від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть колісний транспортний засіб між і-тим і (і-1) станах завантаженості (в подальшому позначається як  I ): I  (Ii  Ii 1), (19) (21) u201103787 (22) 29.03.2011 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) БАБІЙ СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ФОЛЮШНЯК ОЛЕНА ДМИТРІВНА (73) ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (57) Спосіб визначення маси вантажу в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою, який полягає в вимірюванні вертикального переміщення вантажоприймальної платформи відносно рівня дорожнього полотна, причому величину вертикального переміщення вимірюють в n станах завантаженості транспортного засобу, де n  3 , і додатково вимірюють вертикальне переміщення при положенні еталонного вантажу заданої маси в цих же n станах завантаженості, а масу вантажу M визначають по формулі: 2 3 Корисна модель належить до транспортної індустрії. Відомий спосіб вимірювання ваги вантажу засобу [патент № 53005А, МПК G01G19/08, опубл. 29.01.2002], який полягає у тому, що визначають частотну характеристику, за якою складають математичну модель транспортного засобу, визначають частотну характеристику й температуру кожної шини транспортного засобу, а також значення атмосферного тиску до і після завантаження, і за результатами цих вимірювань по математичній моделі транспортного засобу визначають масу його вантажу. Недолік полягає в складності практичного застосування і низькій надійності експлуатації запропонованого способу. Найбільш близьким є спосіб визначення маси вантажу в транспортному засобі [патент РФ № 2110047, МПК G01G19/08, опубл. 27.04.1998], який полягає у вимірюванні маси вантажу в транспортному засобі, оснований на зміні вертикального переміщення вантажоприймальної платформи відносно рівня дорожнього полотна, причому величину вертикального переміщення вимірюють в n станах завантаженості транспортного засобу, де n3, і додатково вимірюють вертикальне переміщення при положенні еталонного вантажу заданої маси в цих же n станах завантаженості, а масу вантажу М визначають по формулі: n M  m Ii i 1 di  M, де m - маса еталонного вантажу; n - кількість станів завантаженості транспортного засобу, в яких вимірюють вертикальне переміщення; di середнє вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при накладанні еталонного вантажу в і-тій і (і-1) станах завантаженості: (    i 1 ) di  i, 2 де i - середнє вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при завантаженні еталонним вантажем при і-тому стані завантаження; I - максимальна величина вертикального переміщення вантажоприймальної платформи при максимальному завантаженні: I  Iз  Iп , де Iз - відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть завантажений колісний транспортний засіб; Iп відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть розвантажений колісний транспортний засіб; Ii - різниця відстані від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть колісний транспортний засіб між і-тим і (і-1) станах завантаженості (в подальшому позначається як  I ): I  (Ii  Ii 1), 63953 4 M - абсолютна похибка визначення маси М вантажу, а також додатково визначають відносну похибку визначення маси М вантажу по формулі: M  2 2 M 1 2  m  l   d , M d2 де  m , I,  d - середні відносні похибки вимірювання li, m, di відповідно, а масу m еталонного вантажу визначають по формулі M*   d m 2 2 2 2 , n   M *  ( I   m ) де м * - вантажоприймальність транспортного засобу; М* - задана відносна похибка визначення маси М вантажу. Недоліком цього способу є його не досить висока точність вимірювання. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу визначення маси вантажу в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою, в якому за рахунок вимірювання відстаней встановлених чотирьох точок вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб, визначають стани завантаженості колісного транспортного засобу з рухомою підвіскою. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення маси вантажу в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою полягає в вимірюванні вертикального переміщення вантажоприймальної платформи відносно рівня дорожнього полотна, причому величину вертикального переміщення вимірюють в n станах завантаженості транспортного засобу, де n3, і додатково вимірюють вертикальне переміщення при положенні еталонного вантажу заданої маси в цих же n станах завантаженості, а масу вантажу М визначають по формулі: I  M, i 1 di де m - маса еталонного вантажу; n - кількість станів завантаженості транспортного засобу, в яких вимірюють вертикальне переміщення; di n M  m середнє вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при накладанні еталонного вантажу в і-тій і (і-1) станах завантаженості: (  i 1 ) di  i , 2 де di - вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при завантаженні еталонним вантажем при і-тому стані завантаження; I максимальна величина вертикального переміщення вантажоприймальної платформи при максимальному завантаженні: I  Iз  Iп , де Iз - відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть 5 63953 завантажений колісний транспортний засіб; Iп відстань від точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть розвантажений колісний транспортний засіб;  I - різниця відстані від відповідної точки вантажоприймальної платформи до поверхні полотна, на якому стоїть колісний транспортний засіб між і-тим і (і-1) станах завантаженості: I  (Ii  Ii 1), M - абсолютна похибка визначення маси М вантажу, а також додатково визначають відносну похибку визначення маси М вантажу по формулі: M  2 2 M 1 2  m  l   d , M d2 де  m , I,  d - середні відносні похибки вимірювання li, m, di відповідно, а масу m еталонного вантажу визначають по формулі: M*   d m 2 2 2 2 , n   M *  ( I   m ) де м * - вантажоприймальність транспортного засобу; М* - задана відносна похибка визначення маси М вантажу, причому додатково для визначення маси вантажу вимірюють відстані від встановлених чотирьох і більше точок вантажоприймальної платформи, до поверхні полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб до і після встановлення вантажу, значення маси вантажу М визначають за зміною виміряної відстані  I і визначеної для кожного виду колісного транспортного засобу залежності M  f (I,M) , де f (I,M) - функціональна залежність, виведена на основі закону Гука для конкретної марки транспортного засобу M . На кресленні наведено фронтальний переріз однієї колісної пари колісного транспортного засобу з встановленими відповідно двома точками на вантажоприймальній платформі. Від цих точок здійснюють вимірювання відстаней до поверхні полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб. Напрямок сили F показує силу, з якою діє вантаж масою М на площину дотику колісних шин з поверхнею полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб. Величина сили F, за рахунок зміни вантажу масою М, забезпечує різні стани завантаженості колісного транспортного засобу. На всій вантажоприймальній платформі колісного транспортного засобу встановлюють чотири відповідних точки, від яких здійснюють вимірювання відповідних відстаней до завантаження і після завантаження вантажу колісного транспортного засобу. По отриманих даних визначають різницю відстаней (I1, I2 , I3 , I4 ,  Im ) до встановлення вантажу і після встановлення вантажу в чотирьох відповідних точках вантажоприймальної платформи. Визначення значення маси вантажу М визначають за зміною виміряної відстані в відповідних 6 чотирьох і більше точках I1, I2 , I3 , I4 ,  Im і визначеної для кожного виду колісного транспортного засобу залежності М=f (I1, I2 , I3 , I4 ,  Im ) , M ), ( де f ( (I1, I2 , I3 , I4 ,  Im ) ), M ) - функціональна залежність, виведена на основі закону Гука для конкретної марки транспортного засобу M . Спосіб визначення маси вантажу в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою виконується наступним чином. Для виконання визначення маси вантажу М в колісному транспортному засобі з рухомою підвіскою вимірюють вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи відносно рівня дорожнього полотна, на якому стоїть колісний транспортний засіб, при і=1,2,3…n станах завантаженості транспортного засобу, до і після встановлення вимірюваного та еталонного вантажу. Вимірювання вертикального переміщення виконують в чотирьох і більше точках вантажоприймальної платформи (I1,I2 ,I3 ,I4 ,  Im ) . По отриманих даних для різних станів завантаженості визначають різницю відстаней (I1, I2 , I3 , I4 ,  Im ) до встановлення вантажу і після встановлення вантажу в чотирьох і більше відповідних точках вантажоприймальної платформи. Дії повторюються також для еталонного вантажу. Значення маси вантажу М визначають за зміною виміряної відстані I, для кожної з чотирьох і більше точок, і визначеної для кожного виду колісного транспортного засобу залежності M  f (I,M) , де f (I,M) - функціональна залежність, виведена на основі закону Гука для конкретної марки транспортного засобу М'. Вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи при стиснення ресорних пружин для відповідної марки колісного транспортного засобу під дією навантаження описується законом Гука: x  x0 F  , x0 K(M) x  x0 x0 де - вертикальне переміщення вантажоприймальної платформи та x 0 - стан заванта ження, x - стан розвантаження вантажоприймальної платформи; K(M) - коефіцієнт пружності, який залежить від конкретної марки колісного транспортного засобу M  ; F - сила з якою діє вантаж масою М на площину дотику колісних шин з поверхнею полотна, на якій стоїть колісний транспортний засіб: . F=M g, де g - прискорення вільного падіння (g=9,8 . 2 м с ). 7 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 63953 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601