本文介紹了動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)；分析了秤臺(tái)式,、彎板式和石英晶 體式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的具體發(fā)展方向,，秤臺(tái)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(zhǔn)確性以及去除不規(guī)范行車(chē)誤差是專(zhuān)利技術(shù)研究的主要問(wèn)題,。
一,、前言 隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,，為保障道路、橋梁交 通安全,，快速準(zhǔn)確計(jì)量收費(fèi),，動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡得到廣 泛應(yīng)用和較大發(fā)展。專(zhuān)利通常代表企業(yè)研發(fā)應(yīng)用 的新技術(shù),，對(duì)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡中國(guó)專(zhuān)利的分析在一定 程度反映了該領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和方向,。
二、動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡專(zhuān)利申請(qǐng)量的分析 動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡技術(shù)發(fā)展很快,，專(zhuān)利申請(qǐng)量在迅 速增加,，從 2008 年的 33 件到 2017 年的 158 件申 請(qǐng)，10 年增長(zhǎng)大約 5 倍,，申請(qǐng)總量達(dá)到 972 件,。 總申請(qǐng)人多達(dá) 530 名，其中前 12 名申請(qǐng)人共申請(qǐng) 了 261 件,，占總數(shù)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(duì)較 高,。申請(qǐng)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(qǐng) 量的 58%,，專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展來(lái)源地相對(duì)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)汽車(chē)衡依據(jù)稱(chēng)量結(jié)構(gòu)主要可以分為秤臺(tái) 式,、彎板式和石英晶體式三類(lèi)[1],，下面對(duì)這幾種形 式的動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分析。

（一） 秤臺(tái)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡 秤臺(tái)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡主要可以分為整車(chē)式和軸 重 （組） 式,，主要稱(chēng)量結(jié)構(gòu)包括秤臺(tái),、壓力傳感 器，壓力傳感器記錄下車(chē)輛通過(guò)秤臺(tái)時(shí)的重量,， 其申請(qǐng)量占了總申請(qǐng)的主要部分,。 整車(chē)式的秤臺(tái)較長(zhǎng)以容納整車(chē)測(cè)量全重，稱(chēng) 量精度高,，但體積大制造安裝困難,，一次一車(chē)效率低，高速下測(cè)量誤差較大,。其專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主 要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 第一,，拼接秤臺(tái)，降低結(jié)構(gòu)難度,。整車(chē)秤臺(tái) 被分為上秤秤臺(tái),、中間秤臺(tái)和下秤秤臺(tái)，拼接后 形成整車(chē)秤臺(tái),，其進(jìn)一步改進(jìn)在三個(gè)秤臺(tái)中間設(shè) 置多個(gè)輔助秤臺(tái)用于分離車(chē)輛,，提高準(zhǔn)確性。 第二,，秤臺(tái)兩端設(shè)置軸識(shí)別器,，從而識(shí)別上 下秤車(chē)輛的軸數(shù)、速度和車(chē)輛通行狀態(tài),，結(jié)合分 車(chē)信號(hào)實(shí)現(xiàn)多車(chē)連續(xù)稱(chēng)重,，提高效率，其進(jìn)一步 改進(jìn)在秤臺(tái)中間再增加一個(gè)軸識(shí)別器,，識(shí)別同軸 上下秤臺(tái)情況,。 第三，整車(chē)與軸重式秤臺(tái)形成組合,，提高測(cè) 量精度,。在整車(chē)秤臺(tái)前串聯(lián)安裝軸重秤臺(tái),，利用 軸重式秤臺(tái)獲取軸重相關(guān)參數(shù)以及提示車(chē)輛行駛 狀態(tài)，并與整車(chē)秤臺(tái)數(shù)據(jù)相比較結(jié)合確定整車(chē)重 量,，提高了測(cè)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(tái)面,，并將軸重秤設(shè)置在整車(chē)秤后,，在整車(chē)秤 臺(tái)面長(zhǎng)度不足時(shí)聯(lián)合軸重秤實(shí)現(xiàn)整車(chē)稱(chēng)量；在整 車(chē)秤臺(tái)前后均安裝軸重秤臺(tái)進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性,； 將軸重式秤臺(tái)安裝在整車(chē)秤臺(tái)上,；將軸重秤臺(tái)替 換為彎板、石英晶體式,、分體式,、便攜式等并設(shè) 置多道。 第四,，傾斜安裝,。通過(guò)在傳感器和臺(tái)面之間 設(shè)置帶傾斜表面的墊塊使傳感器仍然垂直受力， 實(shí)現(xiàn)了臺(tái)面的傾斜安裝,，從而可以適應(yīng)更多的使 用環(huán)境,。 軸重秤臺(tái)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的秤臺(tái)較短，稱(chēng)量各 軸重累計(jì)得到整車(chē)重量,，連續(xù)稱(chēng)量效率較高,，稱(chēng) 量精度相對(duì)低于整車(chē)秤臺(tái)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡，易受不 規(guī)范行車(chē)干擾,。其專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下 三個(gè)方面： 第一,，加長(zhǎng)秤臺(tái)，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(shè)置多道軸重 秤臺(tái)以同時(shí)稱(chēng)量聯(lián)軸軸組,。 第二，設(shè)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(duì)行駛狀態(tài)的分 析能力,。設(shè)置方式如圖 1 所示，包括間隔布設(shè)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(jì)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(cuò)的單輪 稱(chēng)重結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高對(duì)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(shè)方式，利用 傳感器測(cè)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(shè)置為沿行車(chē)方向長(zhǎng)度不同的主輔臺(tái) 面,，提高波形時(shí)序判斷能力,，其進(jìn)一步改進(jìn)在兩 塊臺(tái)面拼接處各突出一塊構(gòu)成交錯(cuò)，使兩側(cè)車(chē)輪 先后進(jìn)入第二臺(tái)面,。 第三,，在兩秤臺(tái)之間設(shè)置水平力傳感器，對(duì) 稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償,。

（二） 彎板式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡 彎板式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡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(yīng)變片測(cè)量形變 以計(jì)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(hù)相比秤臺(tái)較小，但壽命較低,， 需經(jīng)常校正[1],。彎板動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的申請(qǐng)量相對(duì)較 少，并逐漸下降,。 彎板式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面： 第一,，左右兩塊彎板前后交錯(cuò)式安裝，以便 判斷行駛狀態(tài)減少無(wú)效數(shù)據(jù),，提高準(zhǔn)確性,；其中 彎板前后交錯(cuò)方式包括具有重疊部分，便于判斷 聯(lián)軸,，或者前后錯(cuò)開(kāi)一定距離,，從而對(duì)不同時(shí)間 獲得的重量進(jìn)行平均提高測(cè)量精度，或者階梯式 布置三塊彎板用于超寬車(chē)道,。 第二,，設(shè)置多組彎板，以便于識(shí)別不規(guī)范行 車(chē)并提高速度計(jì)算準(zhǔn)確性,，減小聯(lián)軸誤差,； 第三，改進(jìn)傳感器應(yīng)變梁槽結(jié)構(gòu)以及傳感器,， 提高測(cè)量精度和壽命,，其中包括采用光纖光柵傳 感器。

（三） 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(yīng)傳力塊傳 導(dǎo)的壓力產(chǎn)生電荷,，測(cè)量該電荷以計(jì)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(wěn)定[2],。石英晶體式動(dòng)態(tài)汽 車(chē)衡申請(qǐng)主要在 2015 年 ~2017 年,。 石英晶體式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展主要體 現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 第一，受力型材的結(jié)構(gòu),。包括設(shè)置限位結(jié)構(gòu),， 在傳力塊上設(shè)置凹槽緩解受力不均，型材設(shè)置為 上下分體減小水平力干擾,，圓管型空腔調(diào)整為八 邊形增加靈敏度,，電極和絕緣膜制作為單面導(dǎo)電 膜從而減小公差使受力更均勻，以及調(diào)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(cè)量準(zhǔn)確性,。 包括多組平行交錯(cuò)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(shè)置不同前后交錯(cuò)順序,；以及由兩根或多根 傳感器前后構(gòu)成一組，多組左右交錯(cuò)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(cè)量車(chē)輪位置補(bǔ)償傳感器不同位置的 測(cè)量誤差,。包括設(shè)置位置傳感器感應(yīng)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(jié)語(yǔ) 本文對(duì)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了分 析梳理,，動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的技術(shù)發(fā)展速度很快,，技術(shù) 發(fā)展來(lái)源相對(duì)集中；秤臺(tái)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)汽 車(chē)衡專(zhuān)利技術(shù)研究主要解決高效同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量， 以及去除不規(guī)范行車(chē)造成誤差問(wèn)題,。