JP2012002555A - Gravity center position measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の三次元の重心位置を測定する重心位置測定装置に関するものである。 The present invention relates to a center-of-gravity position measuring device that measures a three-dimensional center-of-gravity position of a vehicle.
トラックやトレーラなどの車両は積荷荷重が大きいだけでなく、積荷を含む車両の重心位置が積荷の態様によって前後・左右・上下にずれて車両の走行安定性に影響を及ぼすことが経験上よく知られている。また、車両の旋回中あるいは旋回開始時における横転が、前記の三次元重心位置が大きな要因となって生じることも力学的に明らかにされている。したがって、車両の三次元重心位置の測定は重要であり、車両の三次元重心位置の測定に資する装置として、例えば特許文献1にて提案されているものがある。
Vehicles such as trucks and trailers not only have a large load, but experience has shown that the position of the center of gravity of the vehicle that includes the load may deviate back and forth, left and right, and up and down depending on the form of the load, affecting the running stability of the vehicle. It has been. It has also been clarified mechanically that a rollover during turning of the vehicle or at the start of turning is caused by the three-dimensional center of gravity. Therefore, measurement of the three-dimensional center of gravity position of the vehicle is important, and there is an apparatus proposed in
特許文献1に係る装置においては、走行時の車両の自重方向および幅方向の揺れを検知する揺動検知器からの検知信号に基づく演算ユニットの所定の演算により、車両の三次元空間上の重心位置を求めるようにされている。
In the device according to
しかし、特許文献1に係る装置では、以下のような問題点がある。
(1)車両の寸法諸元を演算ユニットに入力する必要があり、車両諸元を調査し、その内容を演算ユニットに手入力するのは面倒である上に、入力ミスが起きる可能性が高い。
(2)揺動検知器や演算ユニットを各車両に搭載する必要があり、全車に普及させるためには莫大な費用と時間がかかる。
(3)車両が走行しない限り三次元重心位置を測定することができない。したがって、三次元重心位置が未知のままでの走行が実施されることになり、安全性の観点から好ましくない。
However, the apparatus according to
(1) It is necessary to input the dimensional specifications of the vehicle to the arithmetic unit, and it is troublesome to investigate the vehicle specifications and manually input the contents to the arithmetic unit, and there is a high possibility of an input error. .
(2) It is necessary to mount a rocking detector and an arithmetic unit in each vehicle, and enormous costs and time are required to spread it to all vehicles.
(3) The three-dimensional center of gravity position cannot be measured unless the vehicle travels. Therefore, traveling with the three-dimensional center-of-gravity position unknown is performed, which is not preferable from the viewpoint of safety.
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、簡易かつ安価な構成で車両の三次元重心位置を定位置で測定することができる重心位置測定装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a center-of-gravity position measuring apparatus that can measure the three-dimensional center of gravity of a vehicle at a fixed position with a simple and inexpensive configuration. To do.
前記目的を達成するために、第1発明による重心位置測定装置は、
車両の三次元重心位置を測定する重心位置測定装置であって、
(a)車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる第1の載台と、
(b)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第1の載台を支持する複数のロードセルと、
(c)車両の左右いずれか他方側の車輪が載ることのできる第2の載台と、
(d)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第2の載台を支持する複数のロードセルと、
(e)前記第1の載台を支持する複数のロードセルおよび前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置を演算する幅方向重心位置演算手段と、
(f)車両の左右全ての車輪が載ることのできる第3の載台と、
(g)車両の全長方向に所定の間隔を存して配され、前記第3の載台を支持する複数のロードセルと、
(h)前記第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置を演算する全長方向重心位置演算手段と、
(i)車両が載せられた前記第3の載台を水平方向に自由振動させる振動発生手段と、
(j)自由振動状態にある前記第3の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方を検出する振動状態量検出手段と、
(k)前記第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と前記振動状態量検出手段からの検出信号とに基づいて車両の重心高さ位置を演算する重心高さ位置演算手段と
を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the center-of-gravity position measuring apparatus according to the first invention comprises:
A center-of-gravity position measuring device that measures the three-dimensional center of gravity position of a vehicle,
(A) a first platform on which wheels on either the left or right side of the vehicle can be mounted;
(B) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the first platform;
(C) a second platform on which the left or right wheel of the vehicle can be placed;
(D) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the second platform;
(E) Width-direction center-of-gravity position calculation that calculates the center-of-gravity position in the width direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the first platform and a plurality of load cells that support the second platform. Means,
(F) a third platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be mounted;
(G) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the entire length direction of the vehicle and supporting the third mounting table;
(H) a full-length-direction center-of-gravity position calculating means for calculating a center-of-gravity position in the full-length direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the third platform;
(I) vibration generating means for freely vibrating the third platform on which the vehicle is mounted in the horizontal direction;
(J) vibration state quantity detecting means for detecting either or both of the displacement and acceleration of the third platform in a free vibration state;
(K) Center-of-gravity height position calculating means for calculating the center-of-gravity height position of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the third platform and detection signals from the vibration state quantity detecting means; It is characterized by providing.
第1発明において、前記第1の載台と前記第3の載台とが弾性支持体またはヒンジ支持体によって結合されるとともに、前記第2の載台と前記第3の載台とが弾性支持体またはヒンジ支持体によって結合されるのが好ましい(第2発明)。 In the first invention, the first stage and the third stage are coupled by an elastic support or a hinge support, and the second stage and the third stage are elastically supported. It is preferred that they are joined by a body or a hinge support (second invention).
第1発明または第2発明において、前記振動発生手段は、前記第3の載台に対し水平方向の力を与えるアクチュエータと、前記第3の載台の水平方向の変位に対して復元力を発生する復元力発生機構とを備えてなるものとすることができる(第3発明)。 In the first or second aspect of the invention, the vibration generating means generates an actuator that applies a horizontal force to the third platform and a restoring force with respect to a horizontal displacement of the third platform. It is possible to provide a restoring force generating mechanism (third invention).
第1発明または第2発明において、前記振動発生手段は、前記第3の載台に進入した車両が停止する際にその車両から受ける力を利用して前記第3の載台に対し自由振動を特定方向に与えるリンクと、前記第3の載台の水平方向の変位に対して復元力を発生する復元力発生機構とを備えてなるものとすることができる(第4発明)。 In the first or second aspect of the invention, the vibration generating means causes free vibration to the third stage using a force received from the vehicle that has entered the third stage when the vehicle stops. A link provided in a specific direction and a restoring force generating mechanism that generates a restoring force with respect to the horizontal displacement of the third platform can be provided (fourth invention).
次に、第5発明による重心位置測定装置は、
車両の三次元重心位置を測定する重心位置測定装置であって、
(a)車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる第1の載台と、
(b)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第1の載台を支持する複数のロードセルと、
(c)車両の左右全ての車輪が載ることのできる第2の載台と、
(d)車両の幅方向および全長方向にそれぞれ所定の間隔を存して配され、前記第2の載台を支持する複数のロードセルと、
(e)前記第1の載台を支持する複数のロードセルおよび前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置を演算する幅方向重心位置演算手段と、
(f)前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置を演算する全長方向重心位置演算手段と、
(g)車両が載せられた前記第2の載台を水平方向に自由振動させる振動発生手段と、
(h)自由振動状態にある前記第2の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方を検出する振動状態量検出手段と、
(i)前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と前記振動状態量検出手段からの検出信号とに基づいて車両の重心高さ位置を演算する重心高さ位置演算手段と
を備えることを特徴とするものである。
Next, the center-of-gravity position measuring device according to the fifth invention is:
A center-of-gravity position measuring device that measures the three-dimensional center of gravity position of a vehicle,
(A) a first platform on which wheels on either the left or right side of the vehicle can be mounted;
(B) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the first platform;
(C) a second platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be mounted;
(D) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction and the full length direction of the vehicle and supporting the second platform;
(E) Width-direction center-of-gravity position calculation that calculates the center-of-gravity position in the width direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the first platform and a plurality of load cells that support the second platform. Means,
(F) a full-length direction center-of-gravity position calculating means for calculating a center-of-gravity position in the full-length direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform;
(G) vibration generating means for freely vibrating the second platform on which the vehicle is mounted in the horizontal direction;
(H) vibration state quantity detecting means for detecting either or both of the displacement and acceleration of the second platform in a free vibration state;
(I) a center-of-gravity height position calculating unit that calculates a center-of-gravity height position of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform and detection signals from the vibration state quantity detecting unit; It is characterized by providing.
第5発明において、前記第1の載台と前記第2の載台とが弾性支持体またはヒンジ支持体によって結合されるのが好ましい(第6発明)。 5th invention WHEREIN: It is preferable that the said 1st mounting base and said 2nd mounting base are couple | bonded by the elastic support body or the hinge support body (6th invention).
第5発明または第6発明において、前記振動発生手段は、前記第2の載台に対し水平方向の力を与えるアクチュエータと、前記第2の載台の水平方向の変位に対して復元力を発生する復元力発生機構とを備えてなるものとすることができる(第7発明)。 In the fifth or sixth aspect of the invention, the vibration generating means generates an actuator that applies a horizontal force to the second stage and a restoring force with respect to a horizontal displacement of the second stage. And a restoring force generating mechanism to be provided (seventh invention).
第5発明または第6発明において、前記振動発生手段は、前記第2の載台に進入した車両が停止する際にその車両から受ける力を利用して前記第2の載台に対し自由振動を特定方向に与えるリンクと、前記第2の載台の水平方向の変位に対して復元力を発生する復元力発生機構とを備えてなるものとすることができる(第8発明)。 In the fifth or sixth aspect of the invention, the vibration generating means applies free vibration to the second platform using a force received from the vehicle that has entered the second platform when the vehicle stops. A link provided in a specific direction and a restoring force generating mechanism that generates a restoring force with respect to the horizontal displacement of the second platform can be provided (eighth invention).
第1発明の重心位置測定装置においては、車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる1の載台を支持する複数のロードセルおよび車両の左右いずれか他方側の車輪が載ることのできる第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置が幅方向重心位置演算手段によって演算される。これにより、車両の幅方向の重心位置を測定することができる。
また、車両の左右全ての車輪が載ることのできる第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置が全長方向重心位置演算手段によって演算される。これにより、車両の全長方向の重心位置を測定することができる。
また、車両が載せられた第3の載台は、振動発生手段によって水平方向に自由振動状態とされる。この自由振動状態にある第3の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方は、振動状態量検出手段によって検出される。そして、第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と振動状態量検出手段からの検出信号とに基づく演算が重心高さ位置演算手段によって実行され、車両の重心高さ位置が求められる。
第1発明の重心位置測定装置によれば、従来技術では必要とされる、(1)車両の寸法諸元等の入力や、(2)別途に車両に搭載される揺動検知器や演算ユニット、(3)重心位置測定のための走行動作などが不要であり、定位置に設けられた第1の載台、第2の載台および第3の載台に載るだけで三次元重心位置が測定されるので、簡易かつ安価な構成で車両の三次元重心位置を定位置で測定することができる。
なお、本発明において用いられる「車両」という用語は、車両単体は勿論のこと、積荷等を載せた状態の車両を包含するものである。
In the center-of-gravity position measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, a plurality of load cells that support one platform on which one of the left and right wheels of the vehicle can be mounted and one of the left and right wheels of the vehicle can be mounted. Based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform, the center of gravity position in the width direction of the vehicle is calculated by the width direction center of gravity position calculating means. Thereby, the gravity center position of the width direction of a vehicle can be measured.
Further, the center of gravity in the full length direction of the vehicle is calculated by the full length direction gravity center calculating means based on load signals from a plurality of load cells that support the third platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be placed. Thereby, the center-of-gravity position in the full length direction of the vehicle can be measured.
Further, the third platform on which the vehicle is placed is brought into a free vibration state in the horizontal direction by the vibration generating means. Either or both of the displacement and acceleration of the third platform in the free vibration state are detected by the vibration state amount detection means. Then, the calculation based on the load signals from the plurality of load cells supporting the third platform and the detection signals from the vibration state quantity detection means is executed by the gravity center height position calculation means, and the center of gravity height position of the vehicle is obtained. It is done.
According to the center-of-gravity position measuring apparatus of the first invention, (1) input of dimensional specifications of the vehicle and (2) a swing detector and arithmetic unit separately mounted on the vehicle, which are required in the prior art. (3) A traveling operation or the like for measuring the center of gravity position is not required, and the three-dimensional center of gravity position can be obtained simply by mounting on the first platform, the second platform, and the third platform provided at fixed positions. Since it is measured, the three-dimensional center of gravity position of the vehicle can be measured at a fixed position with a simple and inexpensive configuration.
The term “vehicle” used in the present invention includes not only a single vehicle but also a vehicle on which a load is placed.
第2発明の重心位置測定装置の構成を採用することにより、第1発明の重心位置測定装置と比べて装置をよりコンパクトにすることができる。 By adopting the configuration of the center-of-gravity position measuring device of the second invention, the device can be made more compact than the center-of-gravity position measuring device of the first invention.
第3発明および第4発明の構成を採用することにより、簡易な構成で第3の載台を水平方向に確実に自由振動させることができる。 By adopting the configurations of the third and fourth aspects of the invention, the third platform can be reliably vibrated freely in the horizontal direction with a simple configuration.
第5発明の重心位置測定装置においては、車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる第1の載台を支持する複数のロードセルおよび車両の左右全ての車輪が載ることのできる第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置が幅方向重心位置演算手段によって演算される。これにより、車両の幅方向の重心位置を測定することができる。
また、車両の左右全ての車輪が載ることのできる第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置が全長方向重心位置演算手段によって演算される。これにより、車両の全長方向の重心位置を測定することができる。
また、車両が載せられた第2の載台は、振動発生手段によって水平方向に自由振動状態とされる。この自由振動状態にある第2の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方は、振動状態量検出手段によって検出される。そして、第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と振動状態量検出手段からの検出信号とに基づく演算が重心高さ位置演算手段によって実行され、車両の重心高さ位置が求められる。
第5発明の重心位置測定装置によっても、従来技術では必要とされる、(1)車両の寸法諸元等の入力や、(2)別途に車両に搭載される揺動検知器や演算ユニット、(3)重心位置測定のための走行動作などが不要であり、定位置に設けられた第1の載台および第2の載台に載るだけで三次元重心位置が測定されるので、簡易かつ安価な構成で車両の三次元重心位置を定位置で測定することができる。
In the center-of-gravity position measuring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, a plurality of load cells that support the first platform on which one of the left and right wheels of the vehicle can be mounted, and a second that can mount all the left and right wheels of the vehicle. Based on load signals from a plurality of load cells that support the platform, the center of gravity position in the width direction of the vehicle is calculated by the width direction center of gravity position calculating means. Thereby, the gravity center position of the width direction of a vehicle can be measured.
Further, the center of gravity position in the full length direction of the vehicle is calculated by the full length direction gravity center position calculation means based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be placed. Thereby, the center-of-gravity position in the full length direction of the vehicle can be measured.
Further, the second platform on which the vehicle is placed is brought into a free vibration state in the horizontal direction by the vibration generating means. Either one or both of the displacement and acceleration of the second stage in the free vibration state is detected by the vibration state amount detection means. Then, the calculation based on the load signals from the plurality of load cells supporting the second platform and the detection signals from the vibration state quantity detection means is executed by the gravity center height position calculation means, and the center of gravity height position of the vehicle is obtained. It is done.
Also according to the center of gravity position measuring apparatus of the fifth aspect of the invention, (1) input of the dimensional specifications of the vehicle, (2) a swing detector or arithmetic unit separately mounted on the vehicle, (3) A traveling operation or the like for measuring the center of gravity position is not required, and the three-dimensional center of gravity position is measured simply by being placed on the first platform and the second platform provided at fixed positions. The three-dimensional center of gravity position of the vehicle can be measured at a fixed position with an inexpensive configuration.
第6発明の重心位置測定装置の構成を採用することにより、第5発明の重心位置測定装置と比べて装置をよりコンパクトにすることができる。 By adopting the configuration of the center-of-gravity position measuring apparatus of the sixth invention, the apparatus can be made more compact than the center-of-gravity position measuring apparatus of the fifth invention.
第7発明および第8発明の構成を採用することにより、簡易な構成で第2の載台を水平方向に確実に自由振動させることができる。 By adopting the configurations of the seventh invention and the eighth invention, the second stage can be surely freely vibrated in the horizontal direction with a simple configuration.
次に、本発明による重心位置測定装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, specific embodiments of the center-of-gravity position measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1には、本発明の第1の実施形態に係る重心位置測定装置の構造説明図で、平面図(a)、(a)のA−A線断面図(b)、(b)のB−B線断面図(c)および(b)のC部拡大図(d)がそれぞれ示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a structural explanatory view of the center-of-gravity position measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIGS. The C section enlarged view (d) of -B sectional view (c) and (b) is each shown.
<第1の実施形態に係る重心位置測定装置の概略構成の説明>
図1に示される重心位置測定装置1は、第1の載台11と、第2の載台12と、第3の載台13とを備えている。
第1の載台11および第2の載台12は、設置ベース2上において、トラックやトレーラ等の車両3が前進走行する際の走行経路の上流側に配置されている。
第3の載台13は、設置ベース2上において、第1の載台11および第2の載台12に対し、車両3の前進走行経路の下流側に配置されている。
なお、本実施形態において、車両3は、左右それぞれに車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが装着される車軸7,8,9を、運転席の下方に1本、荷台の下方に2本、合計3本有する3軸車両である(図7参照)。
また、以下の説明において、前後左右方向は車両3の前進方向を基準として定めるものとする。
<Description of Schematic Configuration of Center of Gravity Position Measuring Device According to First Embodiment>
The center-of-gravity
The
The
In the present embodiment, the
In the following description, the front-rear and left-right directions are determined based on the forward direction of the
<第1の載台〜第3の載台の概略説明>
第1の載台11は、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第2の載台12は、車両3の各車軸7,8,9の右側の車輪4b,5b,6bが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第3の載台13は、車両3の左右全ての車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが同時に載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
<Overview of the first to third platforms>
The
The
The
<第1ロードセル〜第4ロードセルの配置説明>
設置ベース2と第3の載台13との間には、第1ロードセル21、第2ロードセル22、第3ロードセル23および第4ロードセル24がそれぞれ介設されている。
第1ロードセル21は、第3の載台13における車両前進走行経路上流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第2ロードセル22は、第3の載台13における車両前進走行経路下流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第3ロードセル23は、第3の載台13における車両前進走行経路上流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
第4ロードセル24は、第3の載台13における車両前進走行経路下流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
<Description of Arrangement of First Load Cell to Fourth Load Cell>
A
The
The
The
The
<第1ロードセル〜第4ロードセルの基本構造の説明>
図3に示されるように、第1ロードセル21〜第4ロードセル24は、ダブルコンベックス・ローディング方式のひずみゲージを用いたコラム型ロードセルであり、弾性体31と、密封ケーシング32とを備えている。
弾性体31は、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属製で略円柱形状に形成され、その軸線を鉛直方向に向けて起立配置されている。
弾性体31は、軸線方向中央部に形成される起歪部33と、上端に形成される上側凸面34と、下端に形成される下側凸面35とを有している。上側凸面34および下側凸面35はいずれも、所定の曲率半径Rの部分球面形状に形成されている。
弾性体31は、起歪部33が密封ケーシング32内に気密に収められ、上端部および下端部がそれぞれ密封ケーシング32から露出させた状態で密封ケーシング32に組み込まれている。
そして、起歪部33に貼り付けられた図示されない所要のひずみゲージは、弾性体31に作用した荷重をその大きさに応じて電気的な荷重信号に変換して出力する。
<Description of basic structure of first load cell to fourth load cell>
As shown in FIG. 3, the
The
The
The
A required strain gauge (not shown) attached to the
<第1ロードセル〜第4ロードセルの上側受け部材および下側受け部材の説明>
弾性体31の上端部と第3の載台13との間には、上側受け部材36が介在されている。上側受け部材36は、水平座面37を有し、この水平座面37を弾性体31の上側凸面34に接触させた状態で第3の載台13に固定されている。
弾性体31の下端部と設置ベース2との間には、下側受け部材38が介在されている。下側受け部材38は、水平座面39を有し、この水平座面39を弾性体31の下側凸面35に接触させた状態で設置ベース2に固定されている。
<Description of the upper receiving member and the lower receiving member of the first load cell to the fourth load cell>
An upper receiving
A lower receiving
<復元力発生機構の基本構成の説明>
復元力発生機構は、弾性体31の上側凸面34および上側受け部材36の水平座面37と、弾性体31の下側凸面35および下側受け部材38の水平座面39とにより構成されている。復元力発生機構は、第3の載台13の水平方向の変位y0に対して復元力Fを発生する。この復元力Fについて、図4を用いて以下に説明する。
<Description of basic configuration of restoring force generation mechanism>
The restoring force generating mechanism includes an upper
<復元力の発生の理論説明>
図4には、第3の載台13の水平方向の変位y0に伴って第1ロードセル21〜第4ロードセル24の弾性体31が垂直状態から横方向にy0だけ移動してθだけ傾斜した状態が示されている。図中記号を以下のように定める。
y0:弾性体31の上部の移動量
S:弾性体31の上部と下部の接触点長さ
H:弾性体31の高さ(ロードセル21〜24の高さ)
A:上側凸面34の曲率半径(=R)
B:下側凸面35の曲率半径(=R)
N:弾性体31に作用する垂直荷重
θ:弾性体31の傾斜角
なお、前記記号のうち、H,A,Bは既知の値であり、これらの値は後述するメモリ68に記憶される。
<Theoretical explanation of the generation of restoring force>
In FIG. 4, the
y 0 : Amount of movement of the upper part of the elastic body 31 S: Length of contact point between the upper and lower parts of the elastic body 31 H: Height of the elastic body 31 (height of the
A: radius of curvature of upper convex surface 34 (= R)
B: radius of curvature of lower convex surface 35 (= R)
N: Vertical load acting on the
<復元力の発生の理論説明>
図4において、弾性体31の傾斜角θの値が微小であるならば、次式(1)が成立する。
tanθ≒y0/H ・・・(1)
また、弾性体31の上部と下部の接触点長さSは、次式(2)で表わすことができる。
S≒A・tanθ+(B−H)tanθ
=(A+B−H)・y0/H ・・・(2)
そして、垂直荷重Nと復元力Fとの比Kは、次式(3)で表わすことができる。
K=F/N≒S/H=(A+B−H)・y0/H2 ・・・(3)
前記式(3)より復元力Fは、次式(4)で表わすことができる。
F=N・(A+B−H)・y0/H2 ・・・(4)
<Theoretical explanation of the generation of restoring force>
In FIG. 4, if the value of the inclination angle θ of the
tan θ≈y 0 / H (1)
Further, the contact point length S between the upper and lower portions of the
S≈A · tan θ + (B−H) tan θ
= (A + B−H) · y 0 / H (2)
The ratio K between the vertical load N and the restoring force F can be expressed by the following equation (3).
K = F / N≈S / H = (A + B−H) · y 0 / H 2 (3)
From the equation (3), the restoring force F can be expressed by the following equation (4).
F = N · (A + B−H) · y 0 / H 2 (4)
<自由振動の初期条件を与えるアクチュエータの説明>
図2に示されるように、第3の載台13における第3ロードセル23および第4ロードセル24が設置されている側の近傍には、油圧シリンダ40が配置されている。油圧シリンダ40は、伸長作動時にピストンロッド40aで第3の載台13の側面を押して、第3の載台13に対し水平方向の力を加えることにより、第3の載台13に水平方向の変位と速度を与えることができようになっている。油圧シリンダ40は、第3の載台13に対し自由振動の初期条件を与えるアクチュエータとして機能する。なお、油圧シリンダ40に代えて、例えば空圧シリンダや磁性流体シリンダなどを用いることもできる。
ここで、「初期条件」とは、「初期変位」と「初期速度」とを含む概念であり、これらを総称するものである。
<Description of actuator giving initial conditions for free vibration>
As shown in FIG. 2, a
Here, the “initial condition” is a concept including “initial displacement” and “initial velocity”, and is a collective term for these.
<油圧シリンダの油圧回路の説明>
油圧シリンダ40は、電磁弁41を介して油圧ポンプ42に接続されている。油圧ポンプ42が電動モータ43の作動によって駆動されると、油圧ポンプ42からの圧油が電磁弁41の切換動作に応じて油圧シリンダ40のヘッド側油室またはボトム側油室に供給されるようになっている。
<Description of hydraulic circuit of hydraulic cylinder>
The
<油圧シリンダの作動説明>
油圧シリンダ40の伸長指令を示す電磁弁制御信号が後述する制御装置60から電磁弁41に送信されると、電磁弁41はその電磁弁制御信号に応じて次のような油路切換動作を実行する。すなわち、電磁弁41は、油圧ポンプ42からの圧油を油圧シリンダ40のボトム側油室に供給すると同時に、油圧シリンダ40のヘッド側油室の内部の油をタンク44に還流させるような油路の切り換えを行う。これにより、油圧シリンダ40が伸長作動され、第3の載台13の側面がピストンロッド40aに押されて第3の載台13に水平方向の変位と速度が与えられる。
これに対し、油圧シリンダ40の収縮指令を示す電磁弁制御信号が後述する制御装置60から電磁弁41に送信されると、電磁弁41はその電磁弁制御信号に応じて次のような油路切換動作を実行する。すなわち、電磁弁41は、油圧ポンプ42からの圧油を油圧シリンダ40のヘッド側油室に供給すると同時に、油圧シリンダ40のボトム側油室の内部の油をタンク44に還流させるような油路の切り換えを行う。これにより、油圧シリンダ40が収縮作動され、第3の載台13とピストンロッド40aとの接触が解除される。
<Description of hydraulic cylinder operation>
When a solenoid valve control signal indicating an extension command for the
On the other hand, when a solenoid valve control signal indicating a contraction command for the
<第3の載台の自由振動の説明>
第3の載台13を水平方向(y方向)に自由振動させるために、まず油圧シリンダ40の伸長・収縮動作により、第3の載台13に初期条件(初期変位と初期速度)を与える。第3の載台13には、水平方向の変位に対する復元力発生機構からの復元力Fが作用する。こうして、第3の載台13の水平方向の変位に対して復元力Fを作用させることで、第3の載台13を水平方向に自由振動させることができる。
<Description of the free vibration of the third platform>
In order to freely vibrate the
<変位センサの説明>
第3の載台13における第1ロードセル21および第2ロードセル22が設置されている側の近傍には、油圧シリンダ40と対向するように変位センサ45が配置されている。変位センサ45は、自由振動状態にある第3の載台13の変位を検出する変位検出手段として機能する。なお、変位センサ45としては、種々の方式のものを採用することができ、例えば光学式変位センサ、渦電流式変位センサ、差動変圧式変位センサなどが挙げられる。
<Description of displacement sensor>
A
<加速度センサの説明>
第3の載台13における第1ロードセル21および第2ロードセル22が設置されている側の近傍には、油圧シリンダ40と対向するように加速度センサ46が配置されている。加速度センサ46は、自由振動状態にある第3の載台13の加速度を検出する加速度検出手段として機能する。なお、加速度センサ46としては、種々の方式のものを採用することができ、例えば静電容量形加速度センサや、金属ひずみゲージ式加速度センサ、半導体ひずみゲージ式加速度センサ、圧電式加速度センサなどが挙げられる。
<Description of acceleration sensor>
An
<第5ロードセル、第6ロードセルの配置説明>
図1に示されるように、設置ベース2と第1の載台11との間には、第5ロードセル25および、第6ロードセル26がそれぞれ介設されている。
第5ロードセル25は、第1の載台11の左側部を下側から支持することができるように配置されている。
第6ロードセル26は、第1の載台11の右側部を下側から支持することができるように配置されている。
<Explanation of arrangement of fifth and sixth load cells>
As shown in FIG. 1, a
The
The
<第7ロードセル、第8ロードセルの配置説明>
設置ベース2と第2の載台12との間には、第7ロードセル27および、第8ロードセル28がそれぞれ介設されている。
第7ロードセル27は、第2の載台12の左側部を下側から支持することができるように配置されている。
第8ロードセル28は、第2の載台12の右側部を下側から支持することができるように配置されている。
<Arrangement description of seventh load cell and eighth load cell>
A
The
The
<第5ロードセル〜第8ロードセルの機能説明>
第5ロードセル25〜第8ロードセル28は、第1ロードセル21〜第4ロードセル24では設けられる復元力発生機構が特に設けられない汎用構造のひずみゲージ式コラム型ロードセルで、作用した荷重をその大きさに応じて電気的な荷重信号に変換して出力する機能を有するものである。
<Functional description of the fifth to eighth load cells>
The
<荷重鉛直伝達機構の説明>
設置ベース2と第2の載台12との間には、更に、所要の荷重鉛直伝達機構50が介設されている。この荷重鉛直伝達機構50は、設置ベース2に固定される脚部51と、平行四辺形状のリンク部52と、第2の載台12を支持する載台支持部53とを有し、リンク部52が第2の載台12の前後方向の偏心荷重の影響を消去するロバーバル機構を金属製の弾性体で一体的に構成したものである。この荷重鉛直伝達機構50を設置ベース2と第2の載台12との間に設けることにより、車両3の右側車輪4b,5b,6bから第2の載台12を介して第7ロードセル27および第8ロードセル28に作用する荷重を鉛直方向にのみ伝達させることができる。
なお、この荷重鉛直伝達機構50は設置ベース2と第1の載台11との間にも同様に介設されており、車両3の左側車輪4a,5a,6aから第1の載台11を介して第5ロードセル25および第6ロードセル26に作用する荷重を鉛直方向にのみ伝達させることができる。
<Description of load vertical transmission mechanism>
A required load
The load
<第1の実施形態の重心位置測定装置の制御系のシステム構成の説明>
図5に示されるように、第1の実施形態の重心位置測定装置1は、制御装置60と、操作装置61と、表示装置62とを備えている。
<Description of System Configuration of Control System of Center of Gravity Position Measuring Device of First Embodiment>
As shown in FIG. 5, the center-of-gravity
<制御装置の概略説明>
制御装置60は、主として、増幅器63と、ローパスフィルタ64と、マルチプレクサ65と、A/D変換器66と、I/O回路67と、メモリ68と、マイクロプロセッサ(MPU)69とにより構成されている。
増幅器63は、送り込まれる信号をA/D変換可能な大きさに増幅して送り出す機能を有している。
ローパスフィルタ64は、低域周波数のみを信号として通過させる機能を有している。
マルチプレクサ65は、送り込まれる複数の信号を選択制御信号の指令に基づいて選択的に送り出す機能を有している。
A/D変換器66は、マルチプレクサ65からのアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有している。
I/O回路67は、電磁弁41と、操作装置61と、表示装置62と、マルチプレクサ65と、A/D変換器66と、MPU69との間で各種の信号やデータの受け渡しを行う機能を有している。
メモリ68は、PROMやRAMなどで構成され、所定プログラムや基本データなどを長期的に記憶したり、種々のデータや演算用数値などを一時的に記憶したりする機能を有している。
MPU69は、メモリ68に格納されている所定プログラムの指示に従って、必要な信号をI/O回路67を介して受け取り、また必要なデータをメモリ68から受け取り、受け取った信号やデータに基づいて演算を実行する機能を有している。
<Overview of control device>
The
The
The low-
The
The A /
The I /
The
The
<操作装置の概略説明>
操作装置61は、操作スイッチや数値キーなどを備えてなり、測定開始・終了の動作や零点調整動作、使用モードの切り換え動作、数値設定動作などの種々の動作の際に用いられる。
<Overview of operating device>
The operation device 61 includes operation switches and numerical keys, and is used in various operations such as measurement start / end operations, zero point adjustment operations, use mode switching operations, and numerical value setting operations.
<表示装置の概略説明>
表示装置62は、例えば液晶ディスプレイからなり、測定結果や各種データの入出力画面などが表示される。
<Overview of display device>
The
<第1の実施形態の重心位置測定装置の制御系システムの処理動作の概略説明>
重心位置測定装置1の制御系システムにおいては、各ロードセル21〜28、変位センサ45および加速度センサ46から出力されるそれぞれの信号が、増幅器63、ローパスフィルタ64、マルチプレクサ65、A/D変換器66およびI/O回路67を経由してMPU69に送られる。MPU69は、メモリ68に格納されている所定プログラムに従って、I/O回路67からの信号を取り込み、またメモリ68に記憶されている種々のデータを読み込み、これらの信号やデータに基づいて車両3の三次元重心位置の演算を実行する。そして、その演算結果は表示装置62に表示される。
<Schematic Explanation of Processing Operation of Control System of Center of Gravity Position Measuring Device of First Embodiment>
In the control system of the center-of-gravity
<MPUの機能説明>
MPU69においては、所定プログラムが実行されることにより、図6に示されるような、幅方向重心位置演算部71、全長方向重心位置演算部72、重心高さ位置演算部73、電磁弁制御信号生成部74および表示信号生成部75のそれぞれの機能が実現される。なお、以下において、幅方向重心位置演算部71と全長方向重心位置演算部72とを総称して表現する際には「水平面的重心位置演算部70」と称することとする。
<Functional explanation of MPU>
In the
<車両の重心Gの水平面的重心位置の座標(XG,YG)の求め方の理論説明>
次に、主として、図7〜図9を用いて、車両3の重心Gの水平面的重心位置の座標(XG,YG)の求め方について説明する。
図7において、車両3の幅方向の中心位置を通り全長方向に延びる車両中心線に沿ってX軸を定め、第1車軸7に沿ってY軸を定め、車両3の第1車軸7と車両中心線との交点に原点をとって、直交座標系O−XYを定める。
第3の載台13の幅方向の中心位置を通り全長方向に延びる中心線に沿ってx軸を定め、第3の載台13の全長方向の中心位置を通り幅方向に延びる中心線に沿ってy軸を定め、第3の載台13の中央に原点をとって、直交座標系o−xyを定める。
ロードセル21〜24のそれぞれの出力は無負荷時において零に調整されているものとする。
<Theoretical explanation of how to obtain the coordinates (X G , Y G ) of the horizontal center of gravity position of the center of gravity G of the vehicle>
Next, how to obtain the coordinates (X G , Y G ) of the horizontal center of gravity position of the center of gravity G of the
In FIG. 7, the X axis is defined along the vehicle center line that passes through the center position in the width direction of the
The x-axis is defined along a center line extending in the full length direction through the center position in the width direction of the
Assume that the output of each of the
<記号の定義(車両関連)の説明>
図7〜9中および理論式で用いる記号の意味を下記のとおり定義する。
G:車両3の重心
Gi:車両3の第i車軸両輪の輪重の合力作用点
i(=1,2,・・・,k):車軸番号
k:車軸数
XG:座標系O−XYにおける車両3の全長方向の重心位置
YG:座標系O−XYにおける車両3の幅方向の重心位置
xG:座標系o−xyにおける車両3の全長方向の重心位置
yG:座標系o−xyにおける車両3の幅方向の重心位置
Bi:有効トレッド幅
なお、ここでの「トレッド幅」とは、左右の車輪の中心間距離(輪距)のことである。
lj:車軸間距離
j(=1,2,・・・,k−1):車軸間番号(k≧2)
CLT:トレッド幅の幅方向の中心位置を示す中心線
GLi:合力作用点Giを通る鉛直線
ei:中心線CLTと鉛直線GLiとの距離
<Explanation of symbol definitions (vehicle-related)>
The meanings of symbols used in FIGS. 7 to 9 and in the theoretical formula are defined as follows.
G: Center of gravity of the vehicle 3 G i : Resulting point of resultant force of both wheels of the i-th axle of the vehicle 3 i (= 1, 2,..., K): Axle number k: Number of axles X G : Coordinate system O− center of gravity of the entire length direction of the
l j : Distance between axles j (= 1, 2,..., k−1): Number between axles (k ≧ 2)
CL T: center line showing the center position in the width direction of the tread width GL i: vertical line e i through the resultant force acting point G i: distance between the center line CL T and the vertical line GL i
<記号の定義(ロードセル関連)の説明>
LC1:第1ロードセル21
LC2:第2ロードセル22
LC3:第3ロードセル23
LC4:第4ロードセル24
LC5:第5ロードセル25
LC6:第6ロードセル26
LC7:第7ロードセル27
LC8:第8ロードセル28
a:第1ロードセル21(第3ロードセル23)と第2ロードセル22(第4ロードセル24)との中心間距離
b:第1ロードセル21(第2ロードセル22)と第3ロードセル23(第4ロードセル24)との中心間距離
bi:第5ロードセル25の中心点と第i車軸の左側輪重の作用点との距離
bi´:第8ロードセル28の中心点と第i車軸の右側輪重の作用点との距離
Ci:第5ロードセル25の中心点と鉛直線GLiとの距離
l0:第2ロードセル22(第4ロードセル24)と第1車軸との中心間距離
なお、前記記号のうち、a,bは既知の値であり、これらの値は予めメモリ68に記憶される。
<Explanation of symbol definitions (related to load cells)>
LC1:
LC2:
LC3:
LC4:
LC5:
LC6:
LC7:
LC8:
a: Center-to-center distance between the first load cell 21 (third load cell 23) and the second load cell 22 (fourth load cell 24) b: First load cell 21 (second load cell 22) and third load cell 23 (fourth load cell 24) B i : Distance between the center point of the
<記号の定義(載台関連)の説明>
CLS:第1の載台11と第2の載台12との中間位置を示す中心線
b0:第1の載台11(第2の載台12)の幅寸法
L:第3の載台13の全長方向寸法
なお、前記記号のうち、b0,Lは既知の値であり、これらの値は予めメモリ68に記憶される。
<Explanation of symbol definitions (table-related)>
CL S: first the
<記号の定義(車両と載台との相対位置関連)の説明>
f:X軸とx軸との距離(中心線CLTと中心線CLSとの距離)
<Description of symbol definition (relative position relation between vehicle and platform)>
f: distance between the X-axis and the x-axis (distance between the center line CL T and the center line CL S)
<記号の定義(力学関連)の説明>
WLi:輪重(左側)
WRi:輪重(右側)
Wi:第i軸の軸重
W:総重量
Pi:第iロードセルに作用する力(静荷重)〔=そのロードセルから載台に作用する力(静荷重)〕
Pj:第jロードセルに作用する力(静荷重)〔=そのロードセルから載台に作用する力(静荷重)〕
Pij:Pi+Pj
P=P1+P2+P3+P4
Pi:第i車軸のPへの影響分
<Explanation of symbol definitions (mechanics)>
W Li : Wheel load (left side)
W Ri : Wheel load (right side)
W i : Axial weight of the i-th axis W: Gross weight P i : Force acting on the i-th load cell (static load) [= Force acting on the platform from the load cell (static load)]
P j : force acting on the jth load cell (static load) [= force acting on the platform from the load cell (static load)]
P ij : P i + P j
P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4
Pi : Effect of the i-th axle on P
<XG,ljの測定の説明:図8参照>
図8には、車両が第3の載台に載る際の荷重変化の様子を表わす図で、第1車軸の位置xとP13(x)およびP13(t)との関係を表す図が示されている。
XGの測定には、ljの測定が不可欠である。また、ljは、第1ロードセル21〜第4ロードセル24の出力P1(t)〜P4(t)の波形により求めることができる。
<Description of Measurement of X G , l j : See FIG. 8>
FIG. 8 is a diagram showing how the load changes when the vehicle is placed on the third platform, and a diagram showing the relationship between the position x of the first axle and P 13 (x) and P 13 (t). It is shown.
For the measurement of X G, it is essential to measure the l j. Further, l j can be obtained from the waveforms of the outputs P 1 (t) to P 4 (t) of the
<l1,l2の求め方の説明>
P13(t)波形に最初にピークが生じた時刻を時間の原点(t=0)にとり、それ以降に極値が生じた時刻をt1,t2,t3とする。
P13(0)に対応する第1車軸7の位置xと、第3の載台13の車両前進走行経路上流側端との距離をrとする。このrはタイヤ接地長の半分に相等する。また、P13(0)に対応する第1車軸7の位置xと、第1ロードセル21(第3ロードセル23)の中心点との距離をsとする。
前記の距離sについて、次式(11)が成立する。
P1(0)/(a+s)=W1/a ・・・(11)
ここで、W1=P1(t),0<t<t1である。
前記式(11)から次式(12)で示されるようにsを求めることができる。
s={P1(0)/W1−1}a ・・・(12)
一方、前記の距離rと距離sとについて、次式(13)が成立する。
r+s=L/2−a/2 ・・・(13)
前記式(13)から次式(14)で示されるようにrを求めることができる。
r=L/2−a/2−s ・・・(14)
<Description of how to obtain l 1 and l 2 >
The time when the peak first occurs in the P 13 (t) waveform is taken as the time origin (t = 0), and the time when the extreme value occurs after that is defined as t 1 , t 2 , and t 3 .
Let r be the distance between the position x of the
For the distance s, the following equation (11) is established.
P 1 (0) / (a + s) = W 1 / a (11)
Here, W 1 = P 1 (t), 0 <t <t 1 .
S can be obtained from the above equation (11) as shown by the following equation (12).
s = {P 1 (0) / W 1 −1} a (12)
On the other hand, the following equation (13) is established for the distance r and the distance s.
r + s = L / 2−a / 2 (13)
From the equation (13), r can be obtained as shown by the following equation (14).
r = L / 2−a / 2−s (14)
<l1の求め方の説明>
第1車軸7と第2車軸8との距離l1について、次式(15)で示される関係式が成立する。
P1(0)/(a+s)=P1(t1)/(a+s−l1+r) ・・・(15)
前記式(15)からl1は次式(16)で示されるように求めることができる。
l1=(a+s){1−P1(t1)/P1(0)}+r ・・・(16)
<Determination of the explanation l 1>
With respect to the distance l 1 between the
P 1 (0) / (a + s) = P 1 (t 1 ) / (a + s−l 1 + r) (15)
From the above formula (15), l 1 can be obtained as shown in the following formula (16).
l 1 = (a + s) {1−P 1 (t 1 ) / P 1 (0)} + r (16)
<l2の求め方の説明>
第2車軸8と第3車軸9との距離l2を求めるにあたって、まず、P1(t2),P2(t2)を求める。
P1(t2)について、次式(17)で示される関係式が成立する。
P1(0)/(a+s)=P1(t2)/(a+s−l1) ・・・(17)
前記式(17)からP1(t2)は次式(18)で示されるように求めることができる。
P1(t2)={(a+s−l1)/(a+s)}P1(0) ・・・(18)
また、P2(t2)は次式(19)から求めることができる。
P2(t2)=P13(t2)−P1(t2) ・・・(19)
<Determination of description l 2>
In obtaining the distance l 2 between the
For P 1 (t 2 ), the relational expression expressed by the following expression (17) is established.
P 1 (0) / (a + s) = P 1 (t 2 ) / (a + s−1 1 ) (17)
From the equation (17), P 1 (t 2 ) can be obtained as shown by the following equation (18).
P 1 (t 2 ) = {(a + s−l 1 ) / (a + s)} P 1 (0) (18)
Further,
P 2 (t 2 ) = P 13 (t 2 ) −P 1 (t 2 ) (19)
<l2の求め方の説明>
次いで、P1(t3),P2(t3)をP1(t2),P2(t2),l2で表わす。
P1(t3)について、次式(20)が成立する。
P1(t2)−P1(t3)={(l2−r)/(a+s)}P1(0)
・・・(20)
前記式(20)からP1(t3)は次式(21)で示されるように求めることができる。
P1(t3)=P1(t2)−{(l2−r)/(a+s)}P1(0)
・・・(21)
また、P2(t3)について、次式(22)が成立する。
P2(t2)−P2(t3)={(l2−r)/(a+s)}P2(t2)
・・・(22)
前記式(22)からP2(t3)は次式(23)で示されるように求めることができる。
P2(t3)=P2(t2)−{(l2−r)/(a+s)}P2(t2)
・・・(23)
<Determination of description l 2>
Next, P 1 (t 3 ) and P 2 (t 3 ) are represented by P 1 (t 2 ), P 2 (t 2 ), and l 2 .
The following equation (20) is established for P 1 (t 3 ).
P 1 (t 2 ) −P 1 (t 3 ) = {(l 2 −r) / (a + s)} P 1 (0)
... (20)
From the equation (20), P 1 (t 3 ) can be obtained as shown in the following equation (21).
P 1 (t 3 ) = P 1 (t 2 ) − {(l 2 −r) / (a + s)} P 1 (0)
... (21)
Further, the following equation (22) is established for P 2 (t 3 ).
P 2 (t 2) -P 2 (t 3) = {(l 2 -r) / (a + s)} P 2 (t 2)
(22)
From the equation (22), P 2 (t 3 ) can be obtained as shown in the following equation (23).
P 2 (t 3) = P 2 (t 2) - {(l 2 -r) / (a + s)} P 2 (t 2)
(23)
<l2の求め方の説明>
P13(t3)は次式(24)で表わすことができる。
P13(t3)=P1(t3)+P2(t3) ・・・(24)
前記式(24)に前記式(21)および式(23)をそれぞれ代入する。
P13(t3)=P1(t2)−{(l2−r)/(a+s)}P1(0)
+P2(t2)−{(l2−r)/(a+s)}P2(t2)
・・・(25)
前記式(25)は次式(26)に示されるように変形することができる。
{(l2−r)/(a+s)}・(P1(0)+P2(t2))=
P1(t2)+P2(t2)−P13(t3) ・・・(26)
前記式(26)からl2は次式(27)で示されるように求めることができる。
l2=(a+s)[{(P1(t2)+P2(t2)−P13(t3)}/{(P1(0)+P2(t2)}]+r ・・・(27)
<Determination of description l 2>
P 13 (t 3 ) can be expressed by the following equation (24).
P 13 (t 3 ) = P 1 (t 3 ) + P 2 (t 3 ) (24)
The equations (21) and (23) are substituted into the equation (24), respectively.
P 13 (t 3 ) = P 1 (t 2 ) − {(l 2 −r) / (a + s)} P 1 (0)
+ P 2 (t 2 ) − {(l 2 −r) / (a + s)} P 2 (t 2 )
... (25)
The equation (25) can be modified as shown in the following equation (26).
{(L 2 −r) / (a + s)} · (P 1 (0) + P 2 (t 2 )) =
P 1 (t 2 ) + P 2 (t 2 ) −P 13 (t 3 ) (26)
From the equation (26), l 2 can be obtained as shown by the following equation (27).
l 2 = (a + s) [{(P 1 (t 2 ) + P 2 (t 2 ) −P 13 (t 3 )} / {(P 1 (0) + P 2 (t 2 )}] + r. 27)
<XGの求め方の説明>
図7(a)から明らかなように、車両3の全長方向の重心位置XGは、次式(28)で表わすことができる。
XG=−{(a/2−l0)−xG} ・・・(28)
全ての車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが第3の載台13上に載った状態(t4<t<t5:図7(b)参照)におけるモーメントのつりあいから次式(29)が成立する。
W1l0+W2(l0+l1)+W3(l0+l1+l2)−P13a=0
・・・(29)
前記式(29)からl0は次式(30)で示されるように求めることができる。
l0={P13a−W2l1−W3(l1+l2)}/W ・・・(30)
ここで、前記式(30)中のWは次式(31)で表わされるものである。
As apparent from FIG. 7 (a), the center-of-gravity position X G in the overall length direction of the
X G = − {(a / 2−l 0 ) −x G } (28)
From the balance of moments when all the
W 1 l 0 + W 2 (l 0 + l 1 ) + W 3 (l 0 + l 1 + l 2 ) −P 13 a = 0
... (29)
From the above equation (29), l 0 can be obtained as shown in the following equation (30).
l 0 = {P 13 a−W 2 l 1 −W 3 (l 1 + l 2 )} / W (30)
Here, W in the formula (30) is represented by the following formula (31).
<XGの求め方の説明>
また、同様に車両3の時刻t(t4<t<t5)におけるモーメントのつりあいから次式(32)が成立する。
(a/2+xG)P=aP24 ・・・(32)
ここで、前記式(32)中のPは次式(33)で表わされるものである。
xG=a(P24/P−1/2) ・・・(34)
前記式(28)(30)(34)から車両3の全長方向の重心位置XGを求めることができる。
<Determination of the description of X G>
Similarly, the following equation (32) is established from the moment balance of the
(A / 2 + x G) P =
Here, P in the formula (32) is represented by the following formula (33).
x G = a (P 24 /
Formula (28) (30) (34) to be able to determine the center of gravity position X G in the overall length direction of the
<YG,Biの測定の説明:図9参照>
図9には、車両が第1の載台および第2の載台に載った際にそれら載台に作用する荷重の状態図(a)および車軸毎の合力作用点位置を示すスケルトン(b)がそれぞれ示されている。
YGの測定には、Biとbi,bi´測定が不可欠である。
<Description of measurement of Y G and B i : see FIG. 9>
FIG. 9 shows a state diagram (a) of a load acting on the platforms when the vehicle is placed on the first platform and the second platform, and a skeleton (b) showing the resultant action point position for each axle. Are shown respectively.
To measure the Y G, B i and b i, b i 'measurement is essential.
<YG,Biの求め方の説明>
図9(a)(b)より明らかなように、車両3の幅方向の重心位置YGに関して次式(35)が成立する。
(W1+W2+W3)YG=W1e1+W2e2+W3e3 ・・・(35)
前記式(35)からYGは次式(36)のように表わすことができる。
YG=(W1e1+W2e2+W3e3)/(W1+W2+W3) ・・・(36)
図9(a)に示される状態におけるモーメントのつりあいの式からCiは次式(37)のように表わすことができる。
Ci={biWLi+(bi+Bi)WRi}/Wi
=bi+WRiBi/Wi ・・・(37)
ここで、WRiは次式(38)から求めることができる。
WRi=Pi 78 ・・・(38)
<Description of how to obtain Y G and B i >
As is clear from FIGS. 9A and 9B, the following expression (35) is established with respect to the center of gravity position Y G in the width direction of the
(W 1 + W 2 + W 3 ) Y G = W 1 e 1 + W 2 e 2 + W 3 e 3 (35)
From the above equation (35), Y G can be expressed as the following equation (36).
Y G = (W 1 e 1 + W 2 e 2 + W 3 e 3 ) / (W 1 + W 2 + W 3 ) (36)
C i from the equation the moment balance in the state shown in FIG. 9 (a) can be expressed by the following equation (37).
C i = {b i W Li + (b i + B i ) W R i } / W i
= B i + W Ri B i / W i (37)
Here, W Ri can be obtained from the following equation (38).
W Ri = P i 78 (38)
<YG,Biの求め方の説明>
図9(a)から明らかなようにeiは次式(39)のように表わすことができる。
ei=bi+Bi/2−Ci ・・・(39)
前記式(39)に前記式(37)を代入すると、eiは次式(40)のように表わすことができる。
ei=bi+Bi/2−bi+WRiBi/Wi
=Bi/2−WRiBi/Wi
=(1/2−WRi/Wi)Bi ・・・(40)
<Description of how to obtain Y G and B i >
E i As is clear from FIG. 9 (a) can be expressed by the following equation (39).
e i = b i + B i / 2−C i (39)
When the equation (37) is substituted into the equation (39), e i can be expressed as the following equation (40).
e i = b i + B i / 2−b i + W Ri B i / W i
= B i / 2-W Ri B i / W i
= (1 / 2-W Ri / W i ) B i (40)
<YG,Biの求め方の説明>
YGは前記式(36)(40)から次式(41)のように表わすことができる。
Bi=b−(bi+bi´) ・・・(42)
biは、第5ロードセル25および第6ロードセル26に作用する荷重の比から次式(43)から求めることができる。
bi=(P6/P56)b0 ・・・(43)
同様にして、bi´は第7ロードセル27および第8ロードセル28に作用する荷重の比から次式(44)から求めることができる。
bi´=(P7/P78)b0 ・・・(44)
前記式(41)(42)(43)(44)から車両3の幅方向の重心位置YGを求めることができる。
<Description of how to obtain Y G and B i >
Y G can be expressed by the following equations (41) from the equations (36) and (40).
B i = b− (b i + b i ′) (42)
b i can be obtained from the following equation (43) from the ratio of the loads acting on the
b i = (P 6 / P 56 ) b 0 (43)
Similarly, b i ′ can be obtained from the following formula (44) from the ratio of loads acting on the
b i ′ = (P 7 / P 78 ) b 0 (44)
The center-of-gravity position Y G in the width direction of the
<第1の実施形態の重心位置測定装置の水平面的重心位置の計測動作の説明>
次に、重心位置測定装置1の水平面的重心位置の計測動作について、主に、図6の機能ブロック図および図10フローチャートを用いて以下に説明する。なお、図10において記号「S」および「T」はそれぞれステップを表わす。
<Description of Measuring Operation of Horizontal Center of Gravity Position of Center of Gravity Position Measurement Device of First Embodiment>
Next, the horizontal barycentric position measurement operation of the center-of-gravity
<ステップS1〜ステップS3の処理内容の説明>
幅方向重心位置演算部71は、第5ロードセル25〜第8ロードセル28の荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(42)(43)(44)とに基づいて、有効トレッド幅Biを演算するとともに、求められた有効トレッド幅Biの値と、前記式(41)とに基づいて、座標系O−XYにおける車両3の幅方向の重心位置YGを演算する(S1)。
そして、表示信号生成部75は、幅方向重心位置演算部71による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(S2)。これにより、表示装置62には、車両3の幅方向の重心位置の値が表示される(S3)。
<Description of Processing Contents of Step S1 to Step S3>
The width direction center-of-gravity
Then, the display
<ステップT1〜ステップT3の処理内容の説明>
全長方向重心位置演算部72は、第1ロードセル21〜第4ロードセル24の荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(16)(27)とに基づいて、車軸間距離l1,l2を演算するとともに、算出された車軸間距離l1,l2の値と、前記式(28)(30)(34)とに基づいて、座標系O−XYにおける車両3の全長方向の重心位置XGを演算する(T1)。
そして、表示信号生成部75は、全長方向重心位置演算部72による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(T2)。これにより、表示装置62には、車両3の全長方向の重心位置の値が表示される(T3)。
<Description of Processing Contents of Step T1 to Step T3>
The full-length direction center-of-gravity
Then, the display
<車両の重心高さhの求め方の理論説明>
次に、車両3の重心高さhの求め方について、主に図11および図12を用いて以下に説明する。以下の理論説明では、車両3が載せられた第3の載台13が自由振動状態にあることが前提となる。油圧シリンダ40にて自由振動の初期条件を与えるとともに、復元力発生機構からの復元力Fを作用させることにより、車両3が載せられた第3の載台13を水平方向(y方向)に自由振動させる。なお、図12では、静止時における車両3の重心Gのy座標yGをdで表わしている。また、0−yz座標系は空間に固定した座標系とする。また、理論説明の簡単化のために、第3の載台13は密度が一定の直方体と仮定する。座標系0〜xyzの原点は第3の載台13の中央にとる。ロードセル21〜24のそれぞれの出力は無負荷時において零に調整されているものとする。
<Theoretical explanation of how to find the center of gravity height h of the vehicle>
Next, how to obtain the center of gravity height h of the
ここで、以下の説明で用いる新しい記号を定義しておく。 Here, a new symbol used in the following description is defined.
(文1)
(Sentence 1)
なお、前記記号のうち、m0,c,eは既知の値であり、これらの値は予めメモリ68に記憶される。
Of the symbols, m 0 , c, and e are known values, and these values are stored in the
車両3が剛体であるならば、車両3の重心Gと第3の載台13の重心G0とのZ方向の相対変位は零である。車両3が非剛体の場合、その相対変位は零ではないが、その量は微小である。よって、その相対変位の量は以下の運動方程式において無視することとする。すなわち、Z0(t)=ZG(t)とおく。このとき、系の運動方程式は次式(49),(50)で表わされる。
If the
前記式(49),(50)は、車両3が剛体であるか否かとは関係なく成立する。
また、転倒モーメントのつりあい条件として次式(51)を得る。
The expressions (49) and (50) are established regardless of whether or not the
Further, the following equation (51) is obtained as a balance condition for the overturning moment.
(文2)
(Sentence 2)
前述した復元力Fを求める式(4)において、弾性体31に作用する垂直荷重NはMg(g:重力加速度)、弾性体31の上側凸面34および下側凸面35の曲率半径A,Bはいずれも所定半径Rであるから、ロードセル21〜24によって支持される第3の載台13の復元力Fは、次式(54)で表わすことができる。
In Equation (4) for obtaining the restoring force F described above, the vertical load N acting on the
(文3)
(Sentence 3)
(文4)
(Sentence 4)
ここで、「剛体」とは、外力による変形が全く生じない「完全剛体」と、外力による変形が若干生じてもその変形による重心高さ測定上の影響が極めて少なくて完全剛体と見なしても何ら支障がない「見なし剛体」とを包含するものである。また、「非剛体」とは、外力による変形が生じてその変形の影響が重心高さ測定上無視できない物体を総称して表現したものである。 Here, the term “rigid body” refers to a “perfect rigid body” in which deformation due to external force does not occur at all. It includes “deemed rigid bodies” that have no problem. The “non-rigid body” is a generic expression of objects that are deformed by an external force and whose influence cannot be ignored in measuring the height of the center of gravity.
(文5)
(Sentence 5)
<ロードセルで検出される荷重信号の補正の説明>
ところで、第3の載台13の水平方向の自由振動に伴って、ロードセル21〜24は回転振動となる。これにより、ロードセル21〜24の軸方向に作用する荷重は、回転角θの関数となる。今、ロードセル21〜24で検出される荷重Pi´(t)が前記の軸方向荷重であると仮定する。
<Description of correction of load signal detected by load cell>
By the way, with the free vibration of the 3rd mounting
このとき、Pi´(t)は次式(58)で表わすことができる。
前記式(58)により次式(58)´が得られる。
なお、傾斜補正の成されたデジタルロードセルを用いる場合は、その出力はPi(t)であるから、上述の補正は不要となる。
At this time, P i ′ (t) can be expressed by the following equation (58).
The following equation (58) ′ is obtained from the equation (58).
When a digital load cell with tilt correction is used, the output is P i (t), and thus the above correction is unnecessary.
<第1の実施形態の重心位置測定装置の重心高さ位置の計測動作の説明>
以上に述べたように構成される重心位置測定装置1の重心高さ位置の計測動作について、主に、図6の機能ブロック図、図13のフローチャートおよび図14のタイムチャートを用いて以下に説明する。なお、図13において記号「S」はステップを表わす。
以下の計測動作説明は、車両3が荷物を載せた車両(貨物トラック)である場合の例である。
<Description of Measurement Operation of Center of Gravity Height Position of Center of Gravity Position Measurement Apparatus of First Embodiment>
The measurement operation of the center-of-gravity height position of the center-of-gravity
The following description of the measurement operation is an example in the case where the
<ステップS11〜S14の処理内容の説明>
第3の載台13に進入した車両3が停止するまで待機する(S11)。
車両3が停止した時刻t1から微小時間Δtだけ経過した時刻(t1+Δt)以降において、水平面的重心位置演算部70は、ロードセル21〜24からの静荷重信号Pi(i=1,2,3,4)を読み込むとともに、読み込んだ静荷重信号Piから車両3の質量(重量)を求める(S12)。
また、水平面的重心位置演算部70は、次式(56)に基づいてkを演算する(S13)とともに、前述したステップS1およびステップT1(図10参照)の処理をそれぞれ実行して、車両3の重心Gの平面座標(xG,yG)を算出する(S14)。
Wait until the
After the time (t 1 + Δt) after the minute time Δt has elapsed from the time t 1 when the
Further, the horizontal plane center-of-gravity
<ステップS15の処理内容の説明>
時刻t2において、電磁弁制御信号生成部74は、油圧シリンダ40の伸長作動を示す電磁弁制御信号を電磁弁41に送信する。これにより、油圧シリンダ40が伸長作動され、第3の載台13の側面がピストンロッド40aに押されて第3の載台13に水平方向の変位と速度が与えられる。その後、あらかじめ定められた変位において、電磁弁制御信号生成部74は、油圧シリンダ40の収縮作動を示す電磁弁制御信号を電磁弁41に送信する。これにより、油圧シリンダ40が収縮作動され、第3の載台13とピストンロッド40aとの接触が解除され、第3の載台13に自由振動の初期条件が与えられる。そして、第3の載台13には水平方向の変位に対する復元力発生機構からの復元力Fが作用するため、第3の載台13は水平方向(y方向)に自由振動する。
<Description of Processing Contents of Step S15>
At time t 2 , the electromagnetic valve control signal generation unit 74 transmits an electromagnetic valve control signal indicating the extension operation of the
<ステップS16,S17の処理内容の説明>
(文6)
<Description of processing contents of steps S16 and S17>
(Sentence 6)
<ステップS18の処理内容の説明>
第3の載台13が静止した時刻t4以降から時刻t5の間において、重心高さ位置演算部73は、ステップS12で取得した静荷重信号PiとステップS16で収得した動荷重信号Pi(t)とに基づいてΔP(t)およびΔP34(t)をそれぞれ演算する。
<Description of Processing Contents of Step S18>
In between times t 5 from the third time point t 4 after the
<ステップS19の処理内容の説明>
時刻t5以降から時刻t6の間において、重心高さ位置演算部73は、次式(55)に基づいて車両3の重心Gの重心高さhを演算する。なお、hの測定値は、あらかじめ定めた時間区間内の各サンプリング時刻において式(55)で計算されたhの平均値とする。
In a period from after time t 5 at time t 6, the height of the center of gravity
<ステップS20の処理内容の説明>
そして、表時信号生成部75は、ステップS19の演算の結果得られた重心高さhの値を表示装置62に表示させる表示信号を生成する。これにより、ステップS19の演算で求められた重心高さhの値が表示装置62に表示される。
<Description of Processing Contents of Step S20>
Then, the front time
<第1の実施形態の重心位置測定装置の作用効果の説明>
第1の実施形態の重心位置測定装置1によれば、簡易かつ安価な構成で車両3の三次元の重心位置、すなわち水平面的重心位置G(XG,YG)と重心高さhとを測定することができ、車両3の横転防止に資する有効なデータを運転者等に提供することができる。
<Description of Effects of the Center of Gravity Position Measuring Device of the First Embodiment>
According to the center-of-gravity
〔第2の実施形態〕
図15には、本発明の第2の実施形態に係る重心位置測定装置の構造説明図で、平面図(a)、(a)のG−G線断面図(b)、(a)のH−H線断面図(c)および(b)のI−I線断面図(d)がそれぞれ示されている。
また、図16には、車両の第1車軸の左右の車輪が第1の載台および第2の載台にそれぞれ載った際にそれら載台に作用する荷重の状態図(a)および車両の重心位置を示す平面図(b)がそれぞれ示されている。
なお、第2の実施形態の重心位置測定装置1Aにおいて、第1の実施形態の重心位置測定装置1と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略し、以下においては第1の実施形態の重心位置測定装置1と異なる点を中心に説明することとする。
[Second Embodiment]
FIG. 15 is an explanatory diagram of the structure of the center-of-gravity position measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is a plan view (a), a cross-sectional view taken along line GG in (a), (H) in (a). -H sectional view (c) and II sectional view (d) of (b) are respectively shown.
Further, FIG. 16 shows a state diagram (a) of loads acting on the first and second wheels when the left and right wheels of the first axle of the vehicle are respectively placed on the first and second platforms. A plan view (b) showing the position of the center of gravity is shown.
Note that in the center of gravity
<第2の実施形態の重心位置測定装置の概略構成の説明>
図15に示される重心位置測定装置1Aは、第1の載台11Aと、第2の載台12Aと、第3の載台13Aと、設置ベース2上に設置されて第3の載台13Aを支持する第1ロードセル21A、第2ロードセル22A、第3ロードセル23Aおよび第4ロードセル24Aと、第3の載台13A上に設置されて第1の載台11Aを支持する第6ロードセル26Aと、第3の載台13A上に設置されて第2の載台12Aを支持する第7ロードセル27Aとを備えている。
<Description of Schematic Configuration of Center of Gravity Position Measuring Device of Second Embodiment>
The center-of-gravity
<第1の載台〜第3の載台の説明>
第1の載台11Aは、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第2の載台12Aは、車両3の各車軸7,8,9の右側の車輪4b,5b,6bが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第3の載台13Aは、車両3の左右全ての車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが同時に載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第1の載台11Aおよび第2の載台12Aは、第3の載台13A上において、車両3が前進走行する際の走行経路の上流側に配置され、第3の載台13Aに一体的に組み込まれている。
<Description of the first to third platforms>
11A of 1st platforms are comprised with the square-shaped plate-shaped member in which the
The
The
The
<第3の載台の凹部の説明>
図16(a)に示されるように、第3の載台13Aにおける車両前進走行経路上流側端部には、第1凹部76aと、第2凹部76bと、第3凹部76cとが形成されている。
第1凹部76aは、第1の載台11Aの表面と第3の載台13Aの表面とが面一となるように第1の載台11Aを収容可能で、その第1の載台11Aとの間に所定の隙間S1を存するように第3の載台13Aに形成された凹部である。
第2凹部76bは、第2の載台12Aの表面と第3の載台13Aの表面とが面一となるように第2の載台12Aを収容可能で、その第2の載台12Aとの間に所定の隙間S2を存するように第3の載台13Aに形成された凹部である。
ここで、所定の隙間S1は、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが第1の載台11Aに載ったとき、第1の載台11Aが若干撓んだとしても、第1の載台11Aが第3の載台13Aに干渉しないようその大きさが定められている。また、所定の隙間S2も所定の隙間S1と同様に、第2の載台12Aが若干撓んだとしても、第2の載台12Aが第3の載台13Aに干渉しないようその大きさが定められている。
第3凹部76cは、第6ロードセル26Aおよび第7ロードセル27Aを共に収容可能で、かつ第1の載台11Aおよび第2の載台12Aのそれぞれの表面と第3の載台13Aの表面とが面一となるようにそれら載台11A,12Aを収容可能となるように第3の載台13Aに形成された凹部である。
<Description of the concave portion of the third platform>
As shown in FIG. 16A, a
The
The
Here, the predetermined clearance S 1, when the
The
<第1の載台と第3の載台、第2の載台と第3の載台のそれぞれの結合部の説明>
第1の載台11Aは、第3の載台13Aの第1凹部76aと第3凹部76cの略左半分に亘って収容されている。この第1の載台11Aの左端部と第3の載台13Aとは、弾性支持体77によって結合されている。
ここで、弾性支持体77は、第1の載台11Aに対し外力が作用したとき、その外力により生じた変位に比例した反力が第1の載台11Aに作用するような支持状態を保持することが可能な部材で構成されている。本実施形態では、第1の載台11Aを構成する板状部材と第3の載台13Aを構成する板状部材とを一体的に接合し、その接合部分に上凸のR面取りを施すことによって弾性支持体77を構成している。
第2の載台12Aは、第3の載台13Aの第2凹部76bと第3凹部76cの略右半分に亘って収容されている。この第2の載台12Aの右端部と第3の載台13Aとは、やはり弾性支持体77によって結合されている。
<Explanation of respective coupling portions of the first platform and the third platform, and the second platform and the third platform>
The
Here, the
The
<第1ロードセル〜第4ロードセルの配置説明>
第1ロードセル21Aは、第3の載台13Aにおける車両前進走行経路上流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。ここで、第1ロードセル21Aの中心点と弾性支持体77による第1の載台11Aの弾性支持点とは鉛直方向における位置が一致されている。
第2ロードセル22Aは、第3の載台13Aにおける車両前進走行経路下流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第3ロードセル23Aは、第3の載台13Aにおける車両前進走行経路上流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。ここで、第3ロードセル23Aの中心点と弾性支持体77による第2の載台12Aの弾性支持点とは鉛直方向における位置が一致されている。
第4ロードセル24Aは、第3の載台13Aにおける車両前進走行経路下流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
<Description of Arrangement of First Load Cell to Fourth Load Cell>
21 A of 1st load cells are arrange | positioned so that the left corner | angular part in the vehicle forward travel path | route upstream in the 3rd mounting
The
The
The
<第6ロードセル、第7ロードセルの配置説明>
第6ロードセル26Aは、第3凹部76cに設置され、第1の載台11Aの右側部を下側から支持することができるように配置されている。
第7ロードセル27Aは、第3凹部76cに設置され、第2の載台12Aの左側部を下側から支持することができるように配置されている。
<Arrangement explanation of 6th load cell and 7th load cell>
The
The
<YG,B1の測定の説明>
第1の載台11Aおよび第2の載台12Aがそれぞれ第3の載台13Aと弾性支持体77を介して一体的に結合されている構造のものでは、第1車軸7のBi(B1)しか求めることができない。その理由は、第3の載台13A上の全ての軸重が第1ロードセル21Aおよび第3ロードセル23Aに作用するからである。
YGの測定には、B1とb1,b1´の測定が不可欠である。
<Description of measurement of Y G and B 1 >
In the structure in which the
For the measurement of YG, the measurement of B 1 and b 1 , b 1 ′ is indispensable.
<B1の求め方の説明:図16参照>
第1の載台11Aおよび第2の載台12Aに作用する荷重とロードセル21A,23A,26A,27Aからの反力に関して次式(61)(62)(63)(64)が成立する。
P6=WL1b1/b0 ・・・(61)
P7=WR1b1´/b0 ・・・(62)
P1=WL1(b1´+B1)/b+WR1b1´/b ・・・(63)
P3=WR1(b1+B1)/b+WL1b1/b ・・・(64)
前記式(61)〜(64)より、b1は次式(65)から、b1´は次式(66)からそれぞれ求めることができる。
b1=αbP6/{P1+α(P6−P7)} ・・・(65)
b1´=αbP7/{P3+α(P7−P6)} ・・・(66)
ここで、α=b0/bである。
前記式(65)(66)を次式(67)に代入することにより、B1を求めることができる。
B1=b−(b1+b1´) ・・・(67)
<Determination of the description of B 1: see FIG. 16>
The following formulas (61), (62), (63), and (64) are established regarding the load acting on the
P 6 = W L1 b 1 / b 0 (61)
P 7 = W R1 b 1 ′ / b 0 (62)
P 1 = W L1 (b 1 ′ + B 1 ) / b + W R1 b 1 ′ / b (63)
P 3 = W R1 (b 1 + B 1 ) / b + W L1 b 1 / b (64)
From the equations (61) to (64), b 1 can be obtained from the following equation (65), and b 1 ′ can be obtained from the following equation (66).
b 1 = αbP 6 / {P 1 + α (P 6 −P 7 )} (65)
b 1 ′ = αbP 7 / {P 3 + α (P 7 −P 6 )} (66)
Here, α = b 0 / b.
By substituting the formula (65) following equation (66) (67), can be obtained B 1.
B 1 = b− (b 1 + b 1 ′) (67)
<YGの求め方の説明:図7,図16参照>
図7(a)より明らかなように、YGは次式(68)から求めることができる。
YG=yG−f ・・・(68)
ここでfは、近似的にf1と等しいと仮定して次式(69)から求める。
f=b/2−(b1+B1/2)
=(b1´−b1)/2 ・・・(69)
図16(a)において、モーメントのつりあいから次式(70)が成立する。
(b/2+yG)P=bP12 ・・・(70)
前記式(70)からyGは次式(71)のように表わすことができる。
yG=b(P12/P−1/2) ・・・(71)
前記式(68)(69)(71)から車両3の幅方向の重心位置YGを求めることができる。
<Description of how to obtain the Y G: see FIGS. 7 and 16>
As is clear from FIG. 7A, Y G can be obtained from the following equation (68).
Y G = y G −f (68)
Here, f is obtained from the following equation (69) on the assumption that it is approximately equal to f 1 .
f = b / 2- (b 1 +
= (B 1 '-b 1 ) / 2 (69)
In FIG. 16A, the following equation (70) is established from the balance of moments.
(B / 2 + y G ) P = bP 12 (70)
From the above formula (70), y G can be expressed as the following formula (71).
y G = b (P 12 /
The center-of-gravity position Y G in the width direction of the
<第2の実施形態の重心位置測定装置の水平面的重心位置の計測動作の説明>
次に、重心位置測定装置1Aの水平面的重心位置の計測動作について、主に、図6の機能ブロック図および図17のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、図17において記号「S」および「T」はそれぞれステップを表わす。
<Description of Measurement Operation of Horizontal Center of Gravity Position of Center of Gravity Position Measurement Device of Second Embodiment>
Next, the measurement operation of the horizontal center of gravity position of the center of gravity
<ステップS21,T21の処理内容の説明>
幅方向重心位置演算部71は、第1ロードセル21A、第3ロードセル23A、第6ロードセル26Aおよび第7ロードセル27Aの荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(65)(66)(67)とに基づいて、有効トレッド幅B1を演算するとともに、前記式(65)(66)(69)とに基づいて、X軸とx軸との距離(中心線CLTと中心線CLSとの距離)f1を演算する(S21)。
また、幅方向重心位置演算部71は、第1ロードセル21A〜第4ロードセル24Aの荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(71)に基づいて、座標系O−XYにおける車両3の幅方向の重心位置yGを演算する(T21)。
<Description of processing contents of steps S21 and T21>
The width-direction center-of-gravity
Moreover, the width direction gravity center
<ステップS22〜ステップS24の処理内容の説明>
幅方向重心位置演算部71は、ステップS21で算出されたf1と、ステップT21で算出されたyGと、前記式(68)とに基づいて、座標系O−XYにおける車両3の幅方向の重心位置YGを演算する(S22)。
そして、表示信号生成部75は、幅方向重心位置演算部71による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(S23)。これにより、表示装置62には、車両3の幅方向の重心位置の値が表示される(S24)。
<Description of Processing Contents of Step S22 to Step S24>
Widthwise center-of-gravity
Then, the display
<ステップT21〜ステップT23の処理内容の説明>
全長方向重心位置演算部72は、第1ロードセル21A〜第4ロードセル24Aの荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(16)(27)とに基づいて、車軸間距離l1,l2を演算するとともに、算出された車軸間距離l1,l2の値と、前記式(28)(30)(34)とに基づいて、座標系O−XYにおける車両3の全長方向の重心位置XGを算出する(T21)。
そして、表示信号生成部75は、全長方向重心位置演算部72による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(T22)。これにより、表示装置62には、車両3の全長方向の重心位置の値が表示される(T23)。
<Description of Processing Contents of Step T21 to Step T23>
The full length direction gravity center
Then, the display
<第2の実施形態の重心位置測定装置の重心高さ位置の計測動作の説明>
なお、第2の実施形態の重心位置測定装置1Aの重心高さ位置の計測動作については、第1の実施形態の重心位置測定装置1による車両3の重心高さhの求め方の理論説明での理論式で用いる記号の意味を下記のように新しく定義した上で、油圧シリンダ40の伸縮操作と復元力発生機構からの復元力の作用にて載台アセンブリ80A(後の新たな定義の説明で述べる。)を水平方向に自由振動させて、基本的に第1の実施形態の重心位置測定装置1の重心高さ位置の計測動作と同様の動作が行われる。これにより、車両3の重心高さhの値が求められ、求められた重心高さhの値は表示装置62に表示される。
<Description of Measurement Operation of Center of Gravity Height Position of Center of Gravity Position Measurement Device of Second Embodiment>
In addition, about the measurement operation | movement of the gravity center height position of 1 A of gravity center position measuring apparatuses of 2nd Embodiment, it is the theoretical description of how to obtain | require the gravity center height h of the
<車両の重心高さの求め方の理論式で用いる記号の新たな定義の説明>
図11および図12中の記号および理論式で用いる記号の意味を下記のとおり新しく定義する。なお、以下においては、新たに定義したもののみ記述することとする。
G0:第1の載台11A、第2の載台12Aおよび第3の載台13Aと、第6ロードセル26Aおよび第7ロードセル27Aと、弾性支持体77,77とを含んでなる載台アセンブリ80Aの重心
a:ロードセル21A(23A)とロードセル22A(24A)との間の距離
b:ロードセル21A(22A)とロードセル23A(24A)との間の距離
c:載台アセンブリ80Aの高さ
H:ロードセル21A〜24Aの高さ(弾性体31の高さ)
Pi:各ロードセル21A〜24Aに作用する静荷重(i=1,2,3,4)
m0:載台アセンブリ80Aの質量
e:載台アセンブリ80Aの下面から重心G0までの距離
Pi(t):ロードセル21A〜24Aに作用する動荷重(i=1,2,3,4)
F12(t):ロードセル21A,22Aから水平方向に載台アセンブリ80Aに作用する力の和
F34(t):ロードセル23A,24Aから水平方向に載台アセンブリ80Aに作用する力の和
<Explanation of new definitions of symbols used in the theoretical formula for determining the height of the center of gravity of a vehicle>
The meanings of symbols in FIGS. 11 and 12 and symbols used in the theoretical formula are newly defined as follows. In the following, only newly defined items will be described.
G 0 : A mounting assembly including the first mounting table 11A, the second mounting table 12A and the third mounting table 13A, the
P i : Static load acting on each of the
m 0 : Mass of the mounting
F 12 (t): Sum of forces acting on the mounting
<第2の実施形態の重心位置測定装置の作用効果の説明>
第2の実施形態の重心位置測定装置1Aによれば、第1の実施形態の重心位置測定装置1と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第2の実施形態の重心位置測定装置1Aによれば、第1の載台11Aと第3の載台13Aとが弾性支持体77によって結合されるとともに、第2の載台12Aと第3の載台13Aとが弾性支持体77によって結合され、第3の載台13Aに第1の載台11Aおよび第2の載台12Aがそれぞれ一体的に組み込まれる構成が採用されているので、装置のコンパクト化を図ることができるとともに、第1の実施形態の重心位置測定装置1では必要とされる第5ロードセル25および第8ロードセル28を省略することができて装置の簡略化を図ることができる。
<Description of Effects of Center of Gravity Position Measuring Device of Second Embodiment>
According to the center-of-gravity
Furthermore, according to the center-of-gravity
〔第3の実施形態〕
図18には、本発明の第3の実施形態に係る重心位置測定装置の構造説明図で、平面図(a)、(a)のJ−J線断面図(b)、(b)のK−K線断面図(c)および(b)のL部拡大図(d)がそれぞれ示されている。
また、図19には、車両が第2の載台に載った際にその載台に作用する荷重の状態図が示されている。
なお、第3の実施形態において、前記各実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略し、以下においては前記各実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
[Third Embodiment]
FIG. 18 is an explanatory view of the structure of the center-of-gravity position measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line JJ in (a) and (a) of FIG. The L section enlarged view (d) of -K sectional view (c) and (b) is shown, respectively.
FIG. 19 shows a state diagram of a load acting on the platform when the vehicle is mounted on the second platform.
Note that in the third embodiment, the same or similar parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted. In the following, differences from the above embodiments are mainly described. It will be explained in the following.
<第3の実施形態に係る重心位置測定装置の概略構成の説明>
図18に示される重心位置測定装置1Bは、第1の載台11Bと、第2の載台12Bとを備えている。
第1の載台11Bは、設置ベース2上において、トラックやトレーラ等の車両3が前進走行する際の走行経路の上流側に配置されている。
第2の載台12Bは、設置ベース2上において、第1の載台11Bに対し、車両3の前進走行経路の下流側に配置されている。
<Description of Schematic Configuration of Center of Gravity Position Measuring Device According to Third Embodiment>
The center-of-gravity
The
The
<第1の載台〜第3の載台の説明>
第1の載台11Bは、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第2の載台12は、車両3の左右全ての車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが同時に載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
<Description of the first to third platforms>
The
The
<第1ロードセル〜第4ロードセルの配置説明>
設置ベース2と第2の載台12Bとの間には、第1ロードセル21B、第2ロードセル22B、第3ロードセル23Bおよび第4ロードセル24Bがそれぞれ介設されている。
第1ロードセル21Bは、第2の載台12Bにおける車両前進走行経路上流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第2ロードセル22Bは、第2の載台12Bにおける車両前進走行経路下流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第3ロードセル23Bは、第2の載台12Bにおける車両前進走行経路上流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
第4ロードセル24Bは、第2の載台12Bにおける車両前進走行経路下流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
<Description of Arrangement of First Load Cell to Fourth Load Cell>
A
The
The
The
The
<第5ロードセル、第6ロードセルの配置説明>
設置ベース2と第1の載台11Bとの間には、第5ロードセル25Bおよび、第6ロードセル26Bがそれぞれ介設されている。
第5ロードセル25Bは、第1の載台11Bの左側部を下側から支持することができるように配置されている。
第6ロードセル26Bは、第1の載台11Bの右側部を下側から支持することができるように配置されている。
<Explanation of arrangement of fifth and sixth load cells>
A
The
The
<荷重鉛直伝達機構の説明>
設置ベース2と第1の載台11Bとの間には、前述した荷重鉛直伝達機構30が介設されている。
<Description of load vertical transmission mechanism>
The load
<YGの求め方の説明:図19(a)(b)参照>
YGは、前述したように、次式(81)から求めることができる。
YG=(W1e1+W2e2+W3e3)/(W1+W2+W3) ・・・(81)
また、図19(a)より明らかなように、eiは次式(82)から求めることができる。
ei=bi+Bi/2−Ci ・・・(82)
biは次式(83)で求めることができる。
bi=(P6/P56)b0 ・・・(83)
Ciは次式(84)で表わすことができる。
Ci={biWLi+(bi+Bi)WRi}/Wi
=bi+WRiBi/Wi ・・・(84)
ところで、WiおよびWLiはそれぞれ次式(85)および次式(86)で表わすことができる。
Wi=WLi+WRi ・・・(85)
WLi=Pi 56 ・・・(86)
前記式(85)(86)からWRiは次式(87)で求めることができる。
WRi=Wi−Pi 56 ・・・(87)
したがって、bi,Ciを求めることができる。そこで、Biが求められれば、前記式(82)からeiを求めることができ、このeiを用いて、前記式(81)からYGを求めることができることになる。
<Description of how to obtain the Y G: see FIG. 19 (a) (b)>
Y G can be obtained from the following equation (81) as described above.
Y G = (W 1 e 1 + W 2 e 2 + W 3 e 3 ) / (W 1 + W 2 + W 3 ) (81)
Moreover, as is clear from FIG. 19 (a), e i can be obtained from the following equation (82).
e i = b i + B i / 2−C i (82)
b i can be obtained by the following equation (83).
b i = (P 6 / P 56 ) b 0 (83)
C i can be expressed by the following equation (84).
C i = {b i W Li + (b i + B i ) W R i } / W i
= B i + W Ri B i / W i (84)
Meanwhile, W i and W Li can be respectively expressed by the following equation (85) and equation (86).
W i = W Li + W Ri (85)
W Li = P i 56 (86)
From the equations (85) and (86), W Ri can be obtained by the following equation (87).
W Ri = W i −P i 56 (87)
Therefore, b i and C i can be obtained. Therefore, as long demanded B i, the equation (82) to be able to determine the e i, using the e i, so that the formulas (81) can be obtained Y G.
<Biの求め方の説明:図19(a),(b)参照>
第2の載台12Bにおける第i軸輪重に関するモーメントのつりあいから次式(88)(89)が成立する。
biWLi+(bi+Bi)WRi−bPi 34=0 ・・・(88)
biWLi+(bi+Bi)(Wi−WLi)−bPi 34=0 ・・・(89)
これら式(88)(89)からBiは次式(90)で示されるように求めることができる。
Bi=(bPi 34−biWi)/(Wi−WLi) ・・・(90)
ただし、
P1 34=P34(t) (0<t<t1)
P2 34=P34(t)−P1 34 (t2<t<t3)
P3 34=P34(t)−P2 34 (t4<t<t5)
である。
なお、Wiは図8から、P34(t)は図19(b)より求めることができる。
<Determination description of B i: FIG. 19 (a), the reference (b)>
The following equations (88) and (89) are established from the balance of moments related to the i-th axle wheel load in the
b i W Li + (b i + B i ) W R i −bP i 34 = 0 (88)
b i W Li + (b i + B i ) (W i −W Li ) −bP i 34 = 0 (89)
These formula (88) (89) from B i can be calculated as shown in the following equation (90).
B i = (bP i 34 −b i W i ) / (W i −W Li ) (90)
However,
P 1 34 = P 34 (t) (0 <t <t 1 )
P 2 34 = P 34 (t) −P 1 34 (t 2 <t <t 3 )
P 3 34 = P 34 (t) −P 2 34 (t 4 <t <t 5 )
It is.
Incidentally, W i from FIG 8, P 34 (t) can be obtained from FIG. 19 (b).
<第3の実施形態の重心位置測定装置の水平面的重心位置の計測動作の説明>
次に、第3の実施形態の重心位置測定装置1Bの水平面的重心位置の計測動作について、主に、図6の機能ブロック図および図20のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、図20において記号「S」および「T」はそれぞれステップを表わす。
<Description of Measuring Operation of Horizontal Center of Gravity Position of Center of Gravity Position Measurement Device of Third Embodiment>
Next, the measurement operation of the horizontal gravity center position of the gravity center
<ステップS31〜ステップS33の処理内容の説明>
幅方向重心位置演算部71は、第1ロードセル21B〜第6ロードセル26Bの荷重信号をそれぞれ読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(90)とに基づいて、有効トレッド幅Biを演算するとともに、算出された有効トレッド幅Biの値と、前記式(82)からeiを演算し、算出されたeiに基づいて、前記式(81)から座標系O−XYにおける車両3の幅方向のYGを演算する(S31)。
そして、表示信号生成部75は、幅方向重心位置演算部71による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(S32)。これにより、表示装置62には、車両3の幅方向の重心位置の値が表示される(S33)。
<Description of Processing Contents of Step S31 to Step S33>
Widthwise center-of-gravity
Then, the display
<ステップT31〜ステップT33の処理内容の説明>
全長方向重心位置演算部72は、第1ロードセル21B〜第4ロードセル24Bの荷重信号を読み込み、読み込んだ荷重信号と、前記式(16)(27)とに基づいて、車軸間距離l1,l2を演算するとともに、算出された車軸間距離l1,l2の値と、前記式(28)(30)(34)とに基づいて、座標系O−XYにおける車両3の全長方向の重心位置XGを演算する(T31)。
そして、表示信号生成部75は、全長方向重心位置演算部72による演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する(T32)。これにより、表示装置62には、車両3の全長方向の重心位置の値が表示される(T33)。
<Description of Processing Contents of Step T31 to Step T33>
The full length direction gravity center
Then, the display
<第3の実施形態の重心位置測定装置の重心高さ位置の計測動作の説明>
なお、第3の実施形態の重心位置測定装置1Bの重心高さ位置の計測動作については、第1の実施形態の重心位置測定装置1による車両3の重心高さhの求め方の理論説明での理論式で用いる記号の意味を下記のように新しく定義した上で、油圧シリンダ40の伸縮操作と復元力発生機構からの復元力の作用にて第2の載台12Bを水平方向に自由振動させて、基本的に第1の実施形態の重心位置測定装置1の重心高さ位置の計測動作と同様の動作が行われる。これにより、車両3の重心高さhの値が求められ、求められた重心高さhの値は表示装置62に表示される。
<Description of Measurement Operation of Center of Gravity Height Position of Center of Gravity Position Measurement Device of Third Embodiment>
In addition, about the measurement operation | movement of the gravity center height position of the gravity center
<車両の重心高さの求め方の理論式で用いる記号の新たな定義の説明>
図11および図12中の記号および理論式で用いる記号の意味を下記のとおり新しく定義する。なお、以下においては、新たに定義したもののみ記述することとする。
G0:第2の載台12Bの重心
a:ロードセル21B(23B)とロードセル22B(24B)との間の距離
b:ロードセル21B(22B)とロードセル23B(24B)との間の距離
c:第2の載台12Bの高さ
H:ロードセル21B〜24Bの高さ(弾性体31の高さ)
Pi:各ロードセル21B〜24Bに作用する静荷重(i=1,2,3,4)
m0:第2の載台12Bの質量
e:第2の載台12Bの下面から重心G0までの距離
Pi(t):ロードセル21B〜24Bに作用する動荷重(i=1,2,3,4)
F12(t):ロードセル21B,22Bから水平方向に第2の載台12Bに作用する力の和
F34(t):ロードセル23B,24Bから水平方向に第2の載台12Bに作用する力の和
<Explanation of new definitions of symbols used in the theoretical formula for determining the height of the center of gravity of a vehicle>
The meanings of symbols in FIGS. 11 and 12 and symbols used in the theoretical formula are newly defined as follows. In the following, only newly defined items will be described.
G 0 : Center of gravity of the
P i : Static load acting on each of the
m 0 : Mass of the second mounting table 12B e: Distance from the lower surface of the second mounting table 12B to the center of gravity G 0 P i (t): Dynamic load acting on the
F 12 (t): Sum of forces acting on the
<第3の実施形態の重心位置測定装置の作用効果の説明>
第3の実施形態の重心位置測定装置1Bによっても、第1の実施形態の重心位置測定装置1と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第3の実施形態の重心位置測定装置1Bによれば、第1の実施形態の重心位置測定装置1では必要とされる、第2の載台12、第7ロードセル27および第8ロードセル28を省略することができて装置の簡略化を図ることができる。
<Description of Effects of Center of Gravity Position Measuring Device of Third Embodiment>
Also with the barycentric
Furthermore, according to the center-of-gravity
〔第4の実施形態〕
図21には、本発明の第4の実施形態に係る重心位置測定装置の構造説明図で、平面図(a)、(a)のM−M線断面図(b)、(a)のN−N線断面図(c)および(b)のO−O線断面図(d)がそれぞれ示されている。
なお、第4の実施形態において、前記各実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略し、以下においては前記各実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
[Fourth Embodiment]
FIG. 21 is a structural explanatory view of the center-of-gravity position measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line MM of FIGS. The cross-sectional view (d) taken along the line OO of the -N line cross-sectional views (c) and (b) is shown, respectively.
Note that in the fourth embodiment, the same or similar parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted. In the following, points different from those in the above embodiments are mainly described. It will be explained in the following.
<第4の実施形態に係る重心位置測定装置の概略構成の説明>
図21に示される重心位置測定装置1Cは、第1の載台11Cと、第2の載台12Cと、設置ベース2上に設置されて第2の載台12Cを支持する第1ロードセル21C、第2ロードセル22C、第3ロードセル23Cおよび第4ロードセル24Cと、第2の載台12C上に設置されて第1の載台11Cを支持する第6ロードセル26Cとを備えている。
<Description of Schematic Configuration of Center of Gravity Position Measuring Device According to Fourth Embodiment>
The center-of-gravity
<第1の載台,第2の載台の説明>
第1の載台11Cは、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが一つずつ載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第2の載台12Cは、車両3の左右全ての車輪4a,5a,6a;4b,5b,6bが同時に載ることのできる四角形の板状部材で構成されている。
第1の載台11Cは、第2の載台12C上において、車両3が前進走行する際の走行経路の上流側に配置され、第2の載台12Cに一体的に組み込まれている。
<Description of the first platform and the second platform>
11C of 1st platforms are comprised with the square-shaped plate-shaped member in which the
The
The
<第2の載台の凹部の説明>
図第2の載台12Cにおける車両前進走行経路上流側端部には、第1凹部58aと、第2凹部58bとが形成されている。
第1凹部58aは、第1の載台11Cの表面と第2の載台12Cの表面とが面一となるように第1の載台11Cを収容可能で、その第1の載台11Cとの間に所定の隙間S3を存するように第2の載台12Cに形成された凹部である。
ここで、所定の隙間S3は、車両3の各車軸7,8,9の左側の車輪4a,5a,6aが第1の載台11Cに載ったとき、第1の載台11Cが若干撓んだとしても、第1の載台11Cが第2の載台12Cに干渉しないようその大きさが定められている。
第2凹部58bは、第6ロードセル26Cを収容可能で、かつ第1の載台11Cの表面と第2の載台12Cの表面とが面一となるようにその第1の載台11Cを収容可能となるように第2の載台12Cに形成された凹部である。
<Description of the concave portion of the second platform>
A
The
Here, the predetermined clearance S 3, when the
The second recess 58b can accommodate the
<第1の載台と第2の載台との結合部の説明>
第1の載台11Cは、第2の載台12Cの第1凹部58aから第2凹部58bに亘って収容されている。この第1の載台11Cの左端部と第2の載台12Cとは、やはり弾性支持体77によって結合されている。
<Description of the connecting portion between the first platform and the second platform>
The
<第1ロードセル〜第4ロードセルの配置説明>
第1ロードセル21Cは、第2の載台12Cにおける車両前進走行経路上流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。ここで、第1ロードセル21Cの中心点と弾性支持体77による第1の載台11Cの弾性支持点とは鉛直方向における位置が一致されている。
第2ロードセル22Cは、第2の載台12Cにおける車両前進走行経路下流側の左角部を下側から支持することができるように配置されている。
第3ロードセル23Cは、第2の載台12Cにおける車両前進走行経路上流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
第4ロードセル24Cは、第2の載台12Cにおける車両前進走行経路下流側の右角部を下側から支持することができるように配置されている。
<Description of Arrangement of First Load Cell to Fourth Load Cell>
The
The
The
The
<第6ロードセルの配置説明>
第6ロードセル26Cは、第2凹部58bに設置され、第1の載台11Cの右側部を下側から支持することができるように配置されている。
<Explanation of 6th load cell arrangement>
The
<第4の実施形態の重心位置測定装置の水平面的重位置の計測動作の説明>
以上に述べたように構成される第4の実施形態の重心位置測定装置1Cの水平面的重心位置の計測動作については、基本的に第3の実施形態の重心位置測定装置1Bの水平面的重心位置の計測動作と同様の動作が行われる。これにより、車両3の水平面的重心位置の値が求められ、求められた水平面的重心位置の値は表示装置62に表示される。
<Description of Measuring Operation of Horizontal Position of Center of Gravity Position Measuring Device of Fourth Embodiment>
The horizontal plane gravity center position measurement operation of the gravity center
<第4の実施形態の重心位置測定装置の重心高さ位置の計測動作の説明>
一方、第4の実施形態の重心位置測定装置1Cの重心高さ位置の計測動作については、第1の実施形態の重心位置測定装置1による車両3の重心高さhの求め方の理論説明での理論式で用いる記号の意味を下記のように新しく定義した上で、油圧シリンダ40の伸縮操作と復元力発生機構からの復元力の作用にて載台アセンブリ80C(後の新たな定義の説明で述べる。)を水平方向に自由振動させて、基本的に第1の実施形態の重心位置測定装置1の重心高さ位置の計測動作と同様の動作が行われる。これにより、車両3の重心高さhの値が求められ、求められた重心高さhの値は表示装置62に表示される。
<Description of Measurement Operation of Center of Gravity Height Position of Center of Gravity Position Measurement Device of Fourth Embodiment>
On the other hand, the measurement operation of the center-of-gravity height position of the center-of-gravity
<車両の重心高さの求め方の理論式で用いる記号の新たな定義の説明>
図11および図12中の記号および理論式で用いる記号の意味を下記のとおり新しく定義する。なお、以下においては、新たに定義したもののみ記述することとする。
G0:第1の載台11Cおよび第2の載台12Cと、第6ロードセル26Cと、弾性支持体77とを含んでなる載台アセンブリ80Cの重心
a:ロードセル21C(23C)とロードセル22C(24C)との間の距離
b:ロードセル21C(22C)とロードセル23C(24C)との間の距離
c:載台アセンブリ80Cの高さ
H:ロードセル21C〜24Cの高さ(弾性体31の高さ)
Pi:各ロードセル21C〜24Cに作用する静荷重(i=1,2,3,4)
m0:載台アセンブリ80Cの質量
e:載台アセンブリ80Cの下面から重心G0までの距離
Pi(t):ロードセル21C〜24Cに作用する動荷重(i=1,2,3,4)
F12(t):ロードセル21C,22Cから水平方向に載台アセンブリ80Cに作用する力の和
F34(t):ロードセル23C,24Cから水平方向に載台アセンブリ80Cに作用する力の和
<Explanation of new definitions of symbols used in the theoretical formula for determining the height of the center of gravity of a vehicle>
The meanings of symbols in FIGS. 11 and 12 and symbols used in the theoretical formula are newly defined as follows. In the following, only newly defined items will be described.
G 0 : Center of gravity of the
P i : Static load acting on each of the
m 0 : Mass of the mounting
F 12 (t): sum of forces acting on the mounting
<第4の実施形態の重心位置測定装置の作用効果の説明>
第4の実施形態の重心位置測定装置1Cによれば、第3の実施形態の重心位置測定装置1Bと同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第2の実施形態の重心位置測定装置1Cによれば、第1の載台11Cと第2の載台12Cとが弾性支持体77によって結合され、第2の載台12Cに第1の載台11Cが一体的に組み込まれる構成が採用されているので、装置のコンパクト化を図ることができるとともに、第3の実施形態の重心位置測定装置1Bでは必要とされる第5ロードセル25Bを省略することができて装置の簡略化を図ることができる。
<Description of Effects of Center of Gravity Position Measuring Device of Fourth Embodiment>
According to the center-of-gravity
Furthermore, according to the center-of-gravity
以上、本発明の重心位置測定装置について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As described above, the center-of-gravity position measuring apparatus of the present invention has been described based on a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments, and the configurations described in the embodiments are appropriately combined. The configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
例えば、荷重鉛直伝達機構50(図1(d)参照)に代えて、図22(a)(b)に示されるような荷重鉛直伝達機構90を採用してもよい。
この荷重鉛直伝達機構90は、第2の載台12と設置ベース2との間に配される第1リンク91および第2リンク92をそれぞれ備えている。
第1リンク91の後端部は、第2の載台12の後端部の下方において設置ベース2に設けられるブラケット93に第1ピン94によって連結されている。
第1リンク91の前端部には、第2の載台12の前端部の下面に接触する第1ローラ95が第2ピン96によって前後方向に転動可能に連結されている。
第2リンク92の後端部は、第2の載台12の後端部の下面に設けられるブラケット97に第3ピン98によって連結されている。
第2リンク92の前端部には、第2の載台12の前端部の下方において設置ベース2に接触する第2ローラ99が第4ピン100によって前後方向に転動可能に連結されている。
第1リンク91の中央部と第2リンクの中央部とは第5ピン101によって互いに回動可能に連結されている。
これら第1リンク91、第2リンク92、第1ローラ95、第2ローラ99および各種ピン94,96,98,100,101よりなるリンク機構は、車両3の幅方向に所定の間隔を存して一対配置されており、第2ピン96と第4ピン100とによって互いのリンク機構が互いに連動するように接続されている。
この荷重鉛直伝達機構90によっても、車両3の右側車輪4b,5b,6bから第2の載台12を介して第7ロードセル27および第6ロードセル28に作用する荷重を鉛直方向にのみ伝達させることができる。
For example, instead of the load vertical transmission mechanism 50 (see FIG. 1D), a load
The load
A rear end portion of the
A
The rear end portion of the
A
The central portion of the
The link mechanism including the
This load
また、第1の実施形態においては第1の載台11および第2の載台12に使用するロードセルの個数は各2個としたが、各載台毎に4つのロードセルで受けて荷重鉛直伝達機構50を省略してもよい。
第3の実施形態の第1の載台11Bについても同様である。
In the first embodiment, the number of load cells used for the
The same applies to the
また、弾性支持体77(図16(a)参照)に代えて、図23に示されるようなヒンジ支持体110を採用してもよい。
このヒンジ支持体110は、第1の載台11Aの左端部に対応させるように第3の載台13Aに設けられるブラケット111と、このブラケット111と第1の載台11Aの左端部とを連結するピン112と備えて構成され、車両3の左側車輪4a,5a,6aから第1の載台11Aを介して第6ロードセル26Aに作用する荷重を鉛直方向にのみ伝達させることができるようになっている。
なお、第1ロードセル21Aの中心点とヒンジ支持体110の回転支点であるピン112とは鉛直方向における位置が一致されているのは言うまでもない。
Further, instead of the elastic support body 77 (see FIG. 16A), a
The
Needless to say, the center point of the
<載台に対し自由振動の初期条件を与える他の手段の説明>
前記実施形態においては、油圧シリンダ40の伸縮操作により、第3の載台13、載台アセンブリ80A、第2の載台12Bまたは載台アセンブリ80Cに対して自由振動の初期条件を与えるようにしたが、第3の載台13、載台アセンブリ80A、第2の載台12Bまたは載台アセンブリ80Cと設置ベース2とを所要のリンク115にて連結する構成を採用することにより、第3の載台13、載台アセンブリ80A、第2の載台12Bまたは載台アセンブリ80Cに対して自由振動の初期条件を与えるようにしてもよい。以下、図24に示されるような、第3の載台13と設置ベース2とを所要のリンク115にて連結する構成のものを代表例として、その具体的な構成を説明することとする。
<Description of other means for giving initial conditions of free vibration to the platform>
In the above-described embodiment, the initial condition of free vibration is given to the
<リンクの配置とそのリンクによる載台の変位の拘束の説明>
リンク115は、図24(b)に示されるように、x座標軸に対しθの傾きを持って配置されている。このリンク115により、第3の載台13のx方向とy方向の変位x0,y0は、次式(92)で示されるような関係に拘束される。
y0=αx0,α=1/tanθ(既知) ・・・(92)
<Explanation of link arrangement and restraint of displacement of platform due to the link>
As shown in FIG. 24B, the
y 0 = αx 0 , α = 1 / tan θ (known) (92)
<載台の自由振動の説明>
リンク115は、x軸の正方向に走行している車両3が第3の載台13に進入し程なくして停止する際に、その車両3から受ける力を利用して第3の載台13の自由振動の方向を、リンク115と直角を成す水平方向(特定方向u)に拘束する(図24(b)参照)。第3の載台13には、u方向変位に対する復元力発生機構からの復元力Fが作用する。こうして、第3の載台13の水平方向(u方向)の変位に対して復元力Fを作用させることで、第3の載台13を水平方向(u方向)に自由振動させることができる。
<Description of free vibration of the platform>
The
<車両の重心高さhの求め方の理論説明>
第3の載台13の自由振動が水平方向(u方向)に拘束されているとき、y方向の振動成分によりロードセル21〜24に作用する力を、添字yを付してΔPy(t)(=ΔP1y(t)+・・・+ΔP4y(t)),ΔP34y(t)(=ΔP3y(t)+ΔP4y(t))と書く。このとき、重心高さhの理論式は、次式(93)で表わされる。
以下では、ΔPy(t)およびΔP34y(t)がそれぞれΔP(t)およびΔP34(t)によって求めることができることを示す。なお、添字xを付す記号はx方向の振動成分によりロードセル21〜24に作用する力を表わすものとする。
<Theoretical explanation of how to find the center of gravity height h of the vehicle>
When the free vibration of the
In the following, it is shown that ΔP y (t) and ΔP 34y (t) can be obtained by ΔP (t) and ΔP 34 (t), respectively. Note that the symbol with the suffix x represents the force acting on the
<ΔPy(t)の求め方の理論説明>
ΔPy(t)は、ΔP(t)(=ΣΔPi(t))を用いて下記のように表わすことができる。
<Theoretical explanation of how to obtain ΔP y (t)>
ΔP y (t) can be expressed as follows using ΔP (t) (= ΣΔP i (t)).
ΔP(t)=ΔPx(t)+ΔPy(t)=(1+1/α2)・ΔPy(t)
であるから、ΔPy(t)は次式(94)で表わすことができる。
ΔPy(t)=α2・ΔP(t)/(1+α2) ・・・(94)
また、ΔPx(t)は次式(95)で表わすことができる。
ΔPx(t)=ΔP(t)/(1+α2) ・・・(95)
ΔP (t) = ΔP x (t) + ΔP y (t) = (1 + 1 / α 2 ) · ΔP y (t)
Therefore, ΔP y (t) can be expressed by the following equation (94).
ΔP y (t) = α 2 · ΔP (t) / (1 + α 2 ) (94)
ΔP x (t) can be expressed by the following equation (95).
ΔP x (t) = ΔP (t) / (1 + α 2 ) (95)
<ΔP34y(t)の求め方の理論説明>
ΔP34y(t)は、ΔP34(t)とΔP(t)を用いて表わすことができる。
すなわち、
ΔP34(t)=ΔP34x(t)+ΔP34y(t)
であるから、ΔP34y(t)は次式(96)で表わすことができる。
ΔP34y(t)=ΔP34(t)−ΔP34x(t)
≒ΔP34(t)−ΔPx(t)/2(∵b/2>>d)
=ΔP34(t)−ΔP(t)/2(1+α2) ・・・(96)
<Theoretical explanation of how to obtain ΔP 34y (t)>
ΔP 34y (t) can be expressed using ΔP 34 (t) and ΔP (t).
That is,
ΔP 34 (t) = ΔP 34x (t) + ΔP 34y (t)
Therefore , ΔP 34y (t) can be expressed by the following equation (96).
ΔP 34y (t) = ΔP 34 (t) -ΔP 34x (t)
≈ΔP 34 (t) −ΔP x (t) / 2 (∵b / 2 >> d)
= ΔP 34 (t) −ΔP (t) / 2 (1 + α 2 ) (96)
<水平面的重心位置の計測動作の説明>
第1の実施形態の重心位置測定装置1について、第3の載台13と設置ベース2とを所要のリンク115にて連結した場合においても、基本的に前述した第1の実施形態の重心位置測定装置1の水平面的重心位置の計測動作と同じ計測動作が行われ、表示信号生成部75は、水平面的重心位置演算部70の演算結果を表示装置62に表示させる表示信号を生成する。これにより、表示装置62には、車両3の水平面的重心位置の値が表示される。
<Description of measurement operation of horizontal center of gravity position>
Regarding the center-of-gravity
<重心高さ位置の計測動作の説明>
第1の実施形態の重心位置測定装置1について、第3の載台13と設置ベース2とを所要のリンク115にて連結した場合における重心高さ位置の計測動作について、主に、図6の機能ブロック図、図25のフローチャートおよび図26のタイムチャートを用いて以下に説明する。なお、図25において記号「S」はステップを表わす。
以下の計測動作説明は、車両3が荷物を載せた車両(貨物トラック)であり、x軸の正方向に走行している車両3が第3の載台13に進入・停止する際にその車両3の重心高さを測定する場合の例である。
<Explanation of measurement operation of center of gravity height position>
Regarding the center of gravity
In the following description of the measurement operation, the
<ステップS41の処理内容の説明>
第3の載台13に進入した車両3が停止するまで待機する(S41)。
このとき、リンク115は、車両3が第3の載台13に進入・停止する際にその車両3から受ける力を利用して第3の載台13に対し自由振動を特定方向(u方向)に与える。そして、第3の載台13にはu方向変位に対する復元力発生機構からの復元力Fが作用するため、第3の載台13はu方向に自由振動する。
<Description of Processing Contents of Step S41>
Wait until the
At this time, the
<ステップS42,S43の処理内容の説明>
(文7)
<Description of processing contents of steps S42 and S43>
(Sentence 7)
<ステップS44〜S46の処理内容の説明>
第3の載台13が自由振動状態から静止状態に移行した時刻t3以降から時刻t4において、平面的重心演算部70は、ロードセル11〜14からの静荷重信号Piを読み込むとともに、読み込んだ静荷重信号Piから車両3の質量(重量)を求める(S44)。
また、平面的重心演算部70は、次式(56)に基づいてkを演算する(S45)とともに、前述したステップS1およびステップT1(図10参照)の処理をそれぞれ実行して、車両3の重心Gの平面座標(xG,yG)を算出する(S46)。
At time t 4 from the third time point t 3 after the
Further, the planar center-of-
<ステップS47の処理内容の説明>
時刻t4から時刻t5の間において、重心高さ位置演算部73は、ステップS44で取得した静荷重信号Piと、メモリ68に記憶されている動荷重信号Pi(t)とに基づいてΔP(t)およびΔP34(t)をそれぞれ演算する。
<Description of Processing Contents of Step S47>
Between time t 4 and time t 5 , the center-of-gravity height
<ステップS48の処理内容の説明>
時刻t5から時刻t6の間において、重心高さ位置演算部73は、次式(93),(94),(96)に基づいて車両3の重心Gの重心高さhを演算する。
ΔP34y(t)=ΔP34(t)−ΔP(t)/2(1+α2) ・・・(96)
<Description of Processing Contents of Step S48>
In a period from the time t 5 the time t 6, the height of the center of gravity
ΔP 34y (t) = ΔP 34 (t) −ΔP (t) / 2 (1 + α 2 ) (96)
<ステップS49の処理内容の説明>
そして、表示信号生成部75は、ステップS48の演算の結果得られた重心高さhの値を表示装置62に表示させる表示信号を生成する。これにより、ステップS48の演算で求められた重心高さhの値が表示装置62に表示される。
<Description of Processing Contents of Step S49>
Then, the display
<作用効果の説明>
第1の実施形態の重心位置測定装置1において、第3の載台13と設置ベース2とを所要のリンク115にて連結した構成のものによれば、車両3が第3の載台13に進入・停止する際に第3の載台13が車両3から受ける力を利用して第3の載台13をリンク115にてu方向に自由振動させるようにされているので、第1の実施形態の重心高さ測定装置1において必要とされる油圧シリンダ40や電磁弁41、油圧ポンプ42、電動モータ43、タンク44、油圧配管類などを省略することができ、装置構成の簡素化を図ることができる。
<Description of effects>
In the center-of-gravity
<載台支持構造の変形例の概要説明>
第1の実施形態の重心位置測定装置1においては、図3に示されるように、ダブルコンベックス・ローディング方式のコラム型のロードセル21〜24と、上側受け部材36と、下側受け部材38とによって第3の載台13を支持する構造を採用したが、これに限定されるものではなく、図27に示されるような載台支持構造を採用してもよい。なお、その他の実施形態についても同様である。
<Overview of modified example of mounting support structure>
In the center-of-gravity
<載台支持構造の他の態様例(1)の説明>
図27に示される載台支持構造は、第3の載台13から垂設される一対の脚部材121,121と、一対の脚部材121,121の間に位置するように設置ベース2上に立設される一対の支柱部材122,122と、一対の支柱部材122,122の上端部同士を繋ぐ軸形ロードセル123と、一対の脚部材121,121の下端部同士を繋ぐ下部ピン124と、軸形ロードセル123と下部ピン124とに掛け渡される吊り環部材125とを備えて構成されている。
軸形ロードセル123は、その軸線方向中央部に、全周に亘って所定の曲率半径で窪んだ窪み部126を有している。この窪み部126に吊り環部材125の上部が掛け止められている。また、下部ピン124も同様に、その軸線方向中央部に、全周に亘って所定の曲率半径で窪んだ窪み部127を有している。この窪み部127に吊り環部材125の下部が掛け止められている。
この載台支持構造においては、軸形ロードセル123の軸線回りの振り子の作用により、第3の載台13の前後方向(軸形ロードセル123の軸線と直交する水平方向)の変位に対する復元力が作用する。また、軸形ロードセル123の窪み部126に吊り環部材125の上部が掛け止められているので、吊り環部材125が軸形ロードセル123の軸線方向に移動した際に、吊り環部材125を窪み部126の最低部へと戻す揺り戻し力が作用する。この揺り戻し力の作用により、第3の載台13の左右方向(軸形ロードセル123の軸線方向)の変位に対する復元力が作用する。
<Description of another example (1) of the platform support structure>
27 is mounted on the
The
In this platform support structure, a restoring force against the displacement of the
<載台支持構造の他の態様例(2)の説明>
また、図27に示される載台支持構造に代えて、図28に示される載台支持構造を採用することもできる。
図28に示される載台支持構造においては、第3の載台13から垂設される一対の脚部材121,121と、一対の脚部材121,121の間に位置するように設置ベース2上に立設される一対の支柱部材122,122と、一対の支柱部材122,122の上端部同士を繋ぐ上部ピン128と、一対の脚部材121,121の下端部同士を繋ぐ下部ピン124と、上部ピン128と下部ピン124とに掛け渡される吊り環部材129とを備えて構成されている。
上部ピン128は、その軸線方向中央部に、全周に亘って所定の曲率半径で窪んだ窪み部130を有している。この窪み部130に吊り環部材129の上部が掛け止められている。
吊り環部材129の上下方向中央部には、引張形ロードセル131が介設されている。
この載台支持構造においては、上部ピン128の軸線回りの振り子の作用により、第3の載台13の前後方向(上部ピン128の軸線と直交する水平方向)の変位に対する復元力が作用する。また、上部ピン128の窪み部130に吊り環部材129の上部が掛け止められているので、吊り環部材129が上部ピン128の軸線方向に移動した際に、吊り環部材129を窪み部130の最低部へと戻す揺り戻し力が作用する。この揺り戻し力の作用により、第3の載台13の左右方向(上部ピン128の軸線方向)の変位に対する復元力が作用する。
<Description of another example (2) of the platform support structure>
Moreover, it can replace with the mounting base support structure shown in FIG. 27, and can also employ | adopt the mounting base support structure shown in FIG.
In the mounting support structure shown in FIG. 28, the pair of
The
A
In this mounting table support structure, a restoring force acts on the displacement of the third mounting table 13 in the front-rear direction (horizontal direction orthogonal to the axis of the upper pin 128) by the action of the pendulum around the axis of the
<載台支持構造の他の態様例(3)の説明>
また、図27に示される載台支持構造に代えて、図29に示される載台支持構造を採用することもできる。
図29に示される載台支持構造においては、第3の載台13の下面に固定される上側受け部材141と、設置ベース2上に固定される下側受け部材142と、下側受け部材142上に設置されるロードセル143と、ロードセル143と上側受け部材141との間に配設される鋼球144とを備えて構成されている。
上側受け部材141には、鋼球144との間に介在される上側受け座145が形成されている。上側受け座145は、鋼球144の球面144aと接触される凹座面146を有している。
ロードセル143には、鋼球144との間に介在される下側受け座147が形成されている。下側受け座147は、鋼球144の球面144aと接触される凹座面148を有している。
凹座面146,148の曲率半径は、鋼球144の球面144aの曲率半径よりも大きく設定されている。
復元力発生機構は、鋼球144の球面144aおよび上側受け座145の凹座面146と、鋼球144の球面144aおよび下側受け座147の凹座面148とにより構成され、第3の載台13の水平方向の変位に対して復元力を発生する。
<Description of another example (3) of the platform support structure>
Moreover, it can replace with the mounting base support structure shown in FIG. 27, and can also employ | adopt the mounting base support structure shown in FIG.
29, the upper receiving
The
The
The radius of curvature of the recessed seat surfaces 146 and 148 is set to be larger than the radius of curvature of the
The restoring force generation mechanism includes a
<用語の説明>
油圧シリンダ40が本発明の「アクチュエータ」に相当する。
変位センサ45および加速度センサ46を含む構成が本発明の「振動状態量検出手段」に相当する。
弾性体31の上側凸面34および上側受け部材36の水平座面37と、弾性体31の下側凸面35および下側受け部材38の水平座面39とを含む構成が本発明の「復元力発生機構」に相当する。
脚部材121と、支柱部材122と、軸形ロードセル123と、下部ピン124と、吊り環部材125とを含む構成が本発明の「復元力発生機構」に相当する。
脚部材121と、支柱部材122と、上部ピン128と、下部ピン124と、吊り環部材129とを含む構成が本発明の「復元力発生機構」に相当する。
鋼球144の球面144aおよび上側受け座145の凹座面146と、鋼球144の球面144aおよび下側受け座147の凹座面148とを含む構成が本発明の「復元力発生機構」に相当する。
<Explanation of terms>
The
The configuration including the
The configuration including the upper
A configuration including the
A configuration including the
The structure including the
<加速度検出手段の別態様例の説明>
前記第1の実施形態においては、自由振動状態にある第3の載台13の加速度を検出する加速度検出手段として、加速度センサ46を用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、重心高さ位置演算部73は、変位センサ45の検出信号に基づいて2回微分演算を実行することで、第3の載台13の加速度を求めることができる。この場合、加速度センサ46は不要になる。なお、前記微分演算を重心高さ位置演算部73に実行させるのではなく、別途に加速度演算部を設け、この加速度演算部に前記微分演算を実行させる態様もあり得る。なお、その他の実施形態についても同様である。
<Description of another example of acceleration detecting means>
In the first embodiment, the example in which the
<動荷重変動ΔP(t)の測定の別態様例の説明>
(文8)
<Description of another example of measurement of dynamic load fluctuation ΔP (t)>
(Sentence 8)
本発明の重心位置測定装置は、簡易かつ安価な構成で車両の三次元重心位置を定位置で測定することができるという特性を有していることから、車両の横転防止に資する有効なデータの提供の用途に好適に用いることができる。 The center-of-gravity position measuring apparatus of the present invention has the characteristic that the three-dimensional center-of-gravity position of a vehicle can be measured at a fixed position with a simple and inexpensive configuration. It can use suitably for the use of provision.
1 重心位置測定装置
3 車両
11 第1の載台
12 第2の載台
13 第3の載台
21 第1ロードセル
22 第2ロードセル
23 第3ロードセル
24 第4ロードセル
25 第5ロードセル
26 第6ロードセル
27 第7ロードセル
28 第8ロードセル
31 弾性体
34 上側凸面
35 下側凸面
36 上側受け部材
37 水平座面
38 下側受け部材
39 水平座面
40 油圧シリンダ
45 変位センサ
46 加速度センサ
70 水平面的重心位置演算部
71 幅方向重心位置演算部(幅方向重心位置演算手段)
72 全長方向重心位置演算部(全長方向重心位置演算手段)
73 重心高さ位置演算部(重心高さ位置演算手段)
77 弾性支持体
110 ヒンジ支持体
115 リンク
121 脚部材
122 支柱部材
123 軸形ロードセル
124 下部ピン
125 吊り環部材
128 上部ピン
129 吊り環部材
144 鋼球
144a 球面
145 上側受け座
146 凹座面
147 下側受け座
148 凹座面
DESCRIPTION OF
72 Full length direction gravity center position calculation unit (Full length direction gravity center position calculation means)
73 Center of gravity height position calculation unit (center of gravity height position calculation means)
77
Claims (8)
(a)車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる第1の載台と、
(b)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第1の載台を支持する複数のロードセルと、
(c)車両の左右いずれか他方側の車輪が載ることのできる第2の載台と、
(d)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第2の載台を支持する複数のロードセルと、
(e)前記第1の載台を支持する複数のロードセルおよび前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置を演算する幅方向重心位置演算手段と、
(f)車両の左右全ての車輪が載ることのできる第3の載台と、
(g)車両の全長方向に所定の間隔を存して配され、前記第3の載台を支持する複数のロードセルと、
(h)前記第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置を演算する全長方向重心位置演算手段と、
(i)車両が載せられた前記第3の載台を水平方向に自由振動させる振動発生手段と、
(j)自由振動状態にある前記第3の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方を検出する振動状態量検出手段と、
(k)前記第3の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と前記振動状態量検出手段からの検出信号とに基づいて車両の重心高さ位置を演算する重心高さ位置演算手段と
を備えることを特徴とする重心位置測定装置。 A center-of-gravity position measuring device that measures the three-dimensional center of gravity position of a vehicle,
(A) a first platform on which wheels on either the left or right side of the vehicle can be mounted;
(B) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the first platform;
(C) a second platform on which the left or right wheel of the vehicle can be placed;
(D) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the second platform;
(E) Width-direction center-of-gravity position calculation that calculates the center-of-gravity position in the width direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the first platform and a plurality of load cells that support the second platform. Means,
(F) a third platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be mounted;
(G) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the entire length direction of the vehicle and supporting the third mounting table;
(H) a full-length-direction center-of-gravity position calculating means for calculating a center-of-gravity position in the full-length direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the third platform;
(I) vibration generating means for freely vibrating the third platform on which the vehicle is mounted in the horizontal direction;
(J) vibration state quantity detecting means for detecting either or both of the displacement and acceleration of the third platform in a free vibration state;
(K) Center-of-gravity height position calculating means for calculating the center-of-gravity height position of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the third platform and detection signals from the vibration state quantity detecting means; A center-of-gravity position measuring device comprising:
(a)車両の左右いずれか一方側の車輪が載ることのできる第1の載台と、
(b)車両の幅方向に所定の間隔を存して配され、前記第1の載台を支持する複数のロードセルと、
(c)車両の左右全ての車輪が載ることのできる第2の載台と、
(d)車両の幅方向および全長方向にそれぞれ所定の間隔を存して配され、前記第2の載台を支持する複数のロードセルと、
(e)前記第1の載台を支持する複数のロードセルおよび前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の幅方向の重心位置を演算する幅方向重心位置演算手段と、
(f)前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号に基づいて車両の全長方向の重心位置を演算する全長方向重心位置演算手段と、
(g)車両が載せられた前記第2の載台を水平方向に自由振動させる振動発生手段と、
(h)自由振動状態にある前記第2の載台の変位および加速度のいずれか一方または両方を検出する振動状態量検出手段と、
(i)前記第2の載台を支持する複数のロードセルからの荷重信号と前記振動状態量検出手段からの検出信号とに基づいて車両の重心高さ位置を演算する重心高さ位置演算手段と
を備えることを特徴とする重心位置測定装置。 A center-of-gravity position measuring device that measures the three-dimensional center of gravity position of a vehicle,
(A) a first platform on which wheels on either the left or right side of the vehicle can be mounted;
(B) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction of the vehicle and supporting the first platform;
(C) a second platform on which all the left and right wheels of the vehicle can be mounted;
(D) a plurality of load cells arranged at predetermined intervals in the width direction and the full length direction of the vehicle and supporting the second platform;
(E) Width-direction center-of-gravity position calculation that calculates the center-of-gravity position in the width direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the first platform and a plurality of load cells that support the second platform. Means,
(F) a full-length direction center-of-gravity position calculating means for calculating a center-of-gravity position in the full-length direction of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform;
(G) vibration generating means for freely vibrating the second platform on which the vehicle is mounted in the horizontal direction;
(H) vibration state quantity detecting means for detecting either or both of the displacement and acceleration of the second platform in a free vibration state;
(I) a center-of-gravity height position calculating unit that calculates a center-of-gravity height position of the vehicle based on load signals from a plurality of load cells that support the second platform and detection signals from the vibration state quantity detecting unit; A center-of-gravity position measuring device comprising:
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