本文介紹了動(dòng)態(tài)地磅專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展趨勢；分析了秤臺式、彎板式和石英晶 體式動(dòng)態(tài)地磅的具體發(fā)展方向，秤臺式是目前研究的主要方向，石英晶體式是研究的新熱 點(diǎn)；提出提高效率和準確性以及去除不規范行車(chē)誤差是專(zhuān)利技術(shù)研究的主要問(wèn)題。

一、前言

隨著(zhù)交通運輸的發(fā)展，為保障道路、橋梁交 通安全，快速準確計量收費，動(dòng)態(tài)地磅得到廣 泛應用和較大發(fā)展。專(zhuān)利通常代表企業(yè)研發(fā)應用 的新技術(shù)，對動(dòng)態(tài)地磅中國專(zhuān)利的分析在一定 程度反映了該領(lǐng)域的國內技術(shù)發(fā)展趨勢和方向。

二、動(dòng)態(tài)地磅專(zhuān)利申請量的分析 動(dòng)態(tài)地磅技術(shù)發(fā)展很快，專(zhuān)利申請量在迅

速增加，從2008年的33件到2017年的158件申 請，10年增長(cháng)大約5倍，申請總量達到972件。

總申請人多達530名，其中前12名申請人共申請 了 261件，占總數量的27%，顯示動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡專(zhuān) 利技術(shù)發(fā)展來(lái)源非常廣泛，但技術(shù)集中度相對較 高。申請來(lái)源省份前8名依次為北京、河南、陜 西、山東、重慶、四川、山西、江蘇，占總申請 量的58%，專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展來(lái)源地相對集中,三、動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的幾種主要專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展分析

動(dòng)態(tài)地磅依據稱(chēng)量結構主要可以分為秤臺 式、彎板式和石英晶體式三類(lèi)，下面對這幾種形 式的動(dòng)態(tài)地磅技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分析。

(一）秤臺式動(dòng)態(tài)地磅 秤臺式動(dòng)態(tài)地磅主要可以分為整車(chē)式和軸 重組式，主要稱(chēng)量結構包括秤臺、壓力傳感 器，壓力傳感器記錄下車(chē)輛通過(guò)秤臺時(shí)的重量， 其申請量占了總申請的主要部分。

整車(chē)式的秤臺較長(cháng)以容納整車(chē)測量全重，稱(chēng) 量精度高，但體積大制造安裝困難，_次_車(chē)效率低，高速下測量誤差較大。其專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主 要體現在以下四個(gè)方面：

第一，拼接秤臺，降低結構難度。整車(chē)秤臺 被分為上秤秤臺、中間秤臺和下秤秤臺，拼接后 形成整車(chē)秤臺，其進(jìn)一步改進(jìn)在三個(gè)秤臺中間設 置多個(gè)輔助秤臺用于分離車(chē)輛，提高準確性。

第二，秤臺兩端設置軸識別器，從而識別上 下秤車(chē)輛的軸數、速度和車(chē)輛通行狀態(tài)，結合分 車(chē)信號實(shí)現多車(chē)連續稱(chēng)重，提高效率，其進(jìn)一步 改進(jìn)在秤臺中間再增加一個(gè)軸識別器，識別同軸 上下秤臺情況。

第三，整車(chē)與軸重式秤臺形成組合，提高測 量精度。在整車(chē)秤臺前串聯(lián)安裝軸重秤臺，利用 軸重式秤臺獲取軸重相關(guān)參數以及提示車(chē)輛行駛 狀態(tài)，并與整車(chē)秤臺數據相比較結合確定整車(chē)重 量，提高了測量精度和防作弊能力。整車(chē)和軸重 組合秤進(jìn)一步具有多種改進(jìn)方式，包括縮短整車(chē) 秤臺面，并將軸重秤設置在整車(chē)秤后，在整車(chē)秤 臺面長(cháng)度不足時(shí)聯(lián)合軸重秤實(shí)現整車(chē)稱(chēng)量；在整 車(chē)秤臺前后均安裝軸重秤臺進(jìn)一步提高準確性； 將軸重式秤臺安裝在整車(chē)秤臺上；將軸重秤臺替 換為彎板、石英晶體式、分體式、便攜式等并設 置多道。

第四，傾斜安裝。通過(guò)在傳感器和臺面之間 設置帶傾斜表面的墊塊使傳感器仍然垂直受力， 實(shí)現了臺面的傾斜安裝，從而可以適應更多的使 用環(huán)境。

軸重秤臺式動(dòng)態(tài)地磅的秤臺較短，稱(chēng)量各 軸重累計得到整車(chē)重量，連續稱(chēng)量效率較高，稱(chēng) 量精度相對低于整車(chē)秤臺式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡，易受不 規范行車(chē)干擾。其專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體現在以下 三個(gè)方面：

第一，加長(cháng)秤臺，從而可以稱(chēng)量二軸或三軸 軸組重，形成軸組秤，減小聯(lián)軸相互影響引起的 稱(chēng)量誤差，提高稱(chēng)量精度；還可以設置多道軸重 秤臺以同時(shí)稱(chēng)量聯(lián)軸軸組。

第二，設置前后兩個(gè)軸重秤的組合形式，產(chǎn) 生不同傳感器時(shí)序波形可以提高對行駛狀態(tài)的分 析能力。設置方式如圖1所示，包括間隔布設兩 塊軸重秤，利用每個(gè)軸通過(guò)兩軸重秤的時(shí)間確定 速度以計算軸距，從而確定軸重秤上有效重量， 其中一個(gè)軸重秤還可以替換為并排或交錯的單輪 稱(chēng)重結構進(jìn)_步提高對作弊行駛的判斷能力；或 者兩個(gè)軸重秤具有不同的傳感器布設方式，利用 傳感器測量的時(shí)序判斷車(chē)輛的行駛狀態(tài)；或者將 兩塊軸重秤設置為沿行車(chē)方向長(cháng)度不同的主輔臺 面，提高波形時(shí)序判斷能力，其進(jìn)一步改進(jìn)在兩 塊臺面拼接處各突出一塊構成交錯，使兩側車(chē)輪 先后進(jìn)入第二臺面。

第三，在兩秤臺之間設置水平力傳感器，對 稱(chēng)重信號進(jìn)行補償。

二彎板式動(dòng)態(tài)地磅

彎板式動(dòng)態(tài)地磅包括彎板和支撐框架，彎 板在車(chē)輪碾壓時(shí)彎曲變形，通過(guò)應變片測量形變 以計算車(chē)輪重量，可以在較高車(chē)速進(jìn)行稱(chēng)量。彎 板式的安裝和維護相比秤臺較小，但壽命較低， 需經(jīng)常校正。彎板動(dòng)態(tài)地磅的申請量相對較 少，并逐漸下降.

彎板式動(dòng)態(tài)地磅的專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體現 在以下幾個(gè)方面：

第一，左右兩塊彎板前后交錯式安裝，以便 判斷行駛狀態(tài)減少無(wú)效數據，提高準確性；其中 彎板前后交錯方式包括具有重疊部分，便于判斷 聯(lián)軸，或者前后錯開(kāi)一定距離，從而對不同時(shí)間 獲得的重量進(jìn)行平均提高測量精度，或者階梯式 布置三塊彎板用于超寬車(chē)道。

第二，設置多組彎板，以便于識別不規范行 車(chē)并提高速度計算準確性，減小聯(lián)軸誤差；

第三，改進(jìn)傳感器應變梁槽結構以及傳感器， 提高測量精度和壽命，其中包括采用光纖光柵傳 感器。

㈢石英晶體式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡 石英晶體式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡包括具有空腔的受力 型材和石英晶體傳感器，石英晶體感應傳力塊傳 導的壓力產(chǎn)生電荷，測量該電荷以計算車(chē)輪重量， 可用于高車(chē)速的動(dòng)態(tài)稱(chēng)量，安裝方便，精度高， 動(dòng)態(tài)量程寬，工作特性穩定。石英晶體式動(dòng)態(tài)地磅申請主要在2015年?2017年。

石英晶體式動(dòng)態(tài)地磅專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體 現在以下幾個(gè)方面：

第一，受力型材的結構。包括設置限位結構， 在傳力塊上設置凹槽緩解受力不均，型材設置為 上下分體減小水平力干擾，圓管型空腔調整為八 邊形增加靈敏度，電極和絕緣膜制作為單面導電 膜從而減小公差使受力更均勻，以及調整型材變 形部分具有不同的厚度提高使用壽命。

第二，不同陣列布置方式，提高測量準確性。 包括多組平行交錯的傳感器提高行駛狀態(tài)判斷能 力，其改進(jìn)如圖2所示，包括不同的傳感器組間 距，設置不同前后交錯順序；以及由兩根或多根 傳感器前后構成一組，多組左右交錯布置，以減 少路面不平整和非勻速通過(guò)造成的誤差。

第三，測量車(chē)輪位置補償傳感器不同位置的 測量誤差。包括設置位置傳感器感應車(chē)輛行駛偏 移位置；以及在垂直行車(chē)方向的傳感器前后增加 斜埋的傳感器，利用車(chē)輪速度和通過(guò)前后傳感器時(shí)間差獲得行駛距離，再基于傾斜角度確定車(chē)輪 行駛的位置。

四、結語(yǔ)

本文對動(dòng)態(tài)地磅的專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了分 析梳理，動(dòng)態(tài)地磅的技術(shù)發(fā)展速度很快，技術(shù) 發(fā)展來(lái)源相對集中；秤臺式是目前研究的主要方 向，石英晶體式是最新發(fā)展的研究方向；動(dòng)態(tài)地磅專(zhuān)利技術(shù)研究主要解決高效同時(shí)準確測量， 以及去除不規范行車(chē)造成誤差問(wèn)題.