Устройство для учета рейсов автосамосвалов

 

Изобретение относится к области технических средств контроля и регистрации рейсов, может быть использовано при перевозке твердых бытовых отходов и сыпучих грузов самосвалами. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем контроля расхода топлива и пройденного пути автосамосвалами. Устройство содержит датчик давления, датчик положения кузова, элемент И, блок кодирования, передатчик, приемник, дешифратор, блок регистрации, элемент запрета, формирователь длительности импульсов, датчик расхода топлива, датчик пройденного пути, генератор высокой частоты, фазовый манипулятор, усилитель мощности, передающую антенну, приемную антенну, усилитель высокой частоты, блок поиска, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, первый и второй перемножители, узкополосный фильтр, фильтр нижних частот, ключ, частотомер, счетчик расхода топлива, счетчик пройденного пути, дополнительный блок регистрации. 2 ил.

Устройство относится к области технических средств контроля и регистрации рейсов, может быть использовано при перевозке твердых бытовых отходов и сыпучих грузов самосвалами.

Известны устройства для учета перевезенного груза автосамосвалами, мусоровозами, автотягами и т. п. (авт. свид. СССР 215.536, G 01 D 5/248, 1967; 477.330, G 01 М 13/60, 1972; 498.636, G 07 С 5/08, 1974; 696.508, G 07 С 5/10, 1977; 529.936, G 07 С 5/10, 1975; 769.581, G 07 С 5/10, 1978; 830.447, G 07 С 5/08, 1977; 1.123.041, G 07 С 5/08, 1983; Храмцов Ю.В., Фигуров Н.В., Шур 0.3. Современные методы получения и обработки экспериментальных данных при испытаниях автомобилей. НИИавтопром. - М.: 1975 и др.).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является Устройство для учета рейсов автосамосвалов (авт. свид. СССР 1.123.041, G 07 С 5/08,1983), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство обеспечивает учет рейсов автосамосвалов, но не позволяет контролировать и регистрировать расход топлива и пройденный путь автосамосвалами.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля расхода топлива и пройденного пути автосамосвалами.

Поставленная задача решается тем, что устройство для учета рейсов автосамосвалов, содержащее на каждом контролируемом объекте последовательно включенные датчик давления, элемент И, второй вход которого соединен с выходом датчика положения кузова, блок кодирования, передатчик и передающую антенну, а на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну, приемник и дешифратор, к выходам которого подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору элемента запрета, блока регистрации и формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, при этом передающие антенны контролируемых объектов через каналы радиосвязи соединены с приемной антенной пункта контроля, снабжено на каждом контролируемом объекте датчиком расхода топлива и датчиком пройденного пути, подключенными к блоку кодирования, причем передатчик выполнен в виде последовательно подключенных к блоку кодирования фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, и усилителя мощности, на пункте контроля амплитудным детектором, ключом, частотомером, счетчиком расхода топлива, счетчиком пройденного пути и дополнительным блоком регистрации, причем приемник выполнен в виде последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к дешифратору, к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, частотомер и дополнительный блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик расхода топлива и счетчик пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на фиг.2.

Устройство содержит на каждом контролируемом объекте последовательно включенные датчик 1 давления, элемент И 3, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 положения кузова, блок 4 кодирования, второй и третий входы которого соединены с выходами датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути соответственно, фазовый манипулятор 14, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 высокой частоты, усилитель 15 мощности и передающую антенну 16. Фазовый манипулятор 14, генератор 13 высокой частоты и усилитель 15 мощности образуют передатчик 5.

Устройство содержит на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну 17, усилитель 18 высокой частоты, смеситель 21, второй вход которого через гетеродин 20 соединен с выходом блока 19 поиска, усилитель 22 промежуточной частоты, перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом фильтра 27 нижних частот, узкополосный фильтр 26, перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом усилителя 22 промежуточной частоты, фильтр 27 нижних частот, дешифратор 7, к выходам которого подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору 7 элемента 9 запрета, блока 8 регистрации и формирователя 10 длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента 9 запрета. К выходу усилителя 22 промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор 23, ключ 28, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина 20, частотомер 29 и блок регистрации 32, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик 30 расхода топлива и счетчик 31 пройденного пути - с соответствующими выходами дешифратора 7.

Устройство работает следующим образом.

При подъеме кузова с грузом давление в масляной магистрали подъема кузова увеличивается, датчик 1 давления выдает сигнал в элемент И 3. Последний выдает сигнал только тогда, когда в него поступит также сигнал от датчика 2 положения кузова, который выдает сигнал лишь при поднятом в верхнее положение кузова. При наличии двух сигналов от датчика 1 давления и датчика 2 положения кузова элемент И 3 выделяет сигнал на первый вход блока 4 кодирования.

При движении автосамосвала сигнал от датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути в виде серии импульсов также поступает на второй и третий входы блока 4 кодирования. Блок 4 кодирования формирует модулирующий код ₁(t) (фиг. 2,б), в котором "зашита" информация о номерном знаке автосамосвала, количестве подъема кузова с грузом, расходе топлива и пройденном пути. Модулирующий код M₁(t) содержит N элементарных посылок длительностью τ_э. При этом первые n элементарных посылок несут в цифровом виде информацию о номерном знаке автосамосвала, m элементарных посылок отводятся количеству подъема кузова с грузом, l элементарных посылок сообщают о расходе топлива и Z элементарных посылок отражают пройденный путь автосамосвалом ( N = n + m + l + z).

Модулирующий код M₁(t) (фиг.2,б) с выхода блока 4 кодирования поступает на первый вход блока фазового манипулятора 14, на второй вход которого подается гармоническое колебание с выхода генератора 13 (фиг.2,а) U₁(t) = U₁cos(2πf₁t+ϕ₁), 0≤t≤T₁, где U₁, f₁, ϕ₁, T₁ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность колебания.

На выходе фазового манипулятора 14 образуется фазоманипулированный (ФМн) сигнал (фиг.2,в) U₂(t) = U₁cos[2πf₁t+ϕ_K1(t)+ϕ₁], 0≤t≤T₁, где ϕ_K1(t) = {0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), причем ϕ_K1(t) = const при Kτ_Э<t<(K+1)τ_Э и может изменяться скачком при t = Kτ_Э, т. е. на границах между элементарными посылками (К=1,2,...N-1); N,τ_Э - количество и длительность элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T₁(T₁ = Nτ_Э); который после усиления в усилителе мощности 15 с помощью передающей антенны 16 излучается в эфир.

Следует отметить, что каждому автосамосвалу присущи свой модулирующий код Mi(t) и несущая частота fi (i=1,2,...S), где S - количество контролируемых автосамосвалов.

На пункте контроля поиск ФМн - сигналов, принадлежащих различным автосамосвалам, осуществляется с помощью панорамного приемника 6. Для этого блок поиска 19 периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоту f г гетеродина 20.

Принимаемый ФМн - сигнал U₂(t) с выхода приемной антенны 17 через усилитель 18 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 21, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 20 U_Г(t) = U_Гcos(2πf_гt+πγt²+ϕ_г), 0≤t≤T_п, где U_г, f_г, ϕ_Г, Т_п - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина; скорость изменения частоты гетеродина (скорость просмотра заданного диапазона частот Df).

На выходе смесителя 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты (фиг. 2,г)
где U_пр=1/2К₁U₁U_г;
f_пp=f_i-f_г- промежуточная частота;
ϕ_пр = ϕ₁-ϕ₁;
K₁ - коэффициент передачи смесителя;
которое поступает на входы перемножителей 24 и 25. На второй вход перемножителя 25 подается напряжение с выхода узкополосного фильтра 26 (фиг.2, д)
U₃(t) = U₃cos[2πf_прt-πγt²+ϕ_пр], 0≤t≤T_C.
На выходе перемножителя 25 образуется низкочастотное напряжение (фиг.2, е)
U_н(t) = U_нcosϕ_пр(t), 0 ≤ t ≤ T_c,
где U_н=1/2К₂U_прU₃;
k₂ - коэффициент передачи перемножителя; пропорциональное модулирующему коду M₁(t) (фиг.2,б).

Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 24, на выходе которого образуется напряжение U₃(t) (фиг. 2,д). Одновременно напряжение U_н(t) с выхода фильтра 27 нижних частот поступает на вход дешифратора 7, который в зависимости от кода транспортного средства выдает сигнал через элемент 9 запрета на вход блока регистрации. Блок 8 регистрации, получив и запомнив сигнал, что рейс произведен, выдает сигнал на формирователь 10, который закрывает вход блока 8 от дешифратора 7 на минимальное время рейса, исключая ложный зачет рейса в блоке регистрации 8 при повторном поднятии кузова в случае налипания материала на стенки кузова. Кроме того, при подъеме порожнего кузова датчик 1 давления не выдает сигнала.

Напряжение U_пp(t) (фиг.2,г) одновременно поступает на вход амплитудного детектора 23, который выделяет его огибающую U_АD(фиг.2,ж). Последняя поступает на управляющий вход ключа 28, открывая его. В исходном состоянии ключ 28 всегда закрыт. При этом напряжение гетеродина 20 через открытый ключ 28 поступает на вход частотомера 29, где измеряется несущая частота f₁ принимаемого ФМн - сигнала
f₁ = f_г1 + f_пp,
где f_г1 - частота гетеродина в данный момент времени.

Измеренное значение несущей частоты фиксируется блоком 32 регистрации, где одновременно фиксируются бортовой номер автосамосвала, пройденный им путь и расход топлива.

Датчик 1 давления, датчик 2 положения кузова, датчик 12 пройденного пути, элемент И 3, блок 4 кодирования, передатчик 5 и передающая антенна устанавливаются на каждом транспортном средстве. Количество выходов дешифратора 7 на пункте контроля, элементов 9 запрета, формирователей 10 длительности импульсов, количество блоков регистрации 8 и 32, счетчиков 30 расхода топлива и счетчиков 31 пройденного пути определяется по максимальному количеству используемых автосамосвалов.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает расширение функциональных возможностей регистрации эксплуатационных показателей транспортных средств, повышает оперативность получения конечных результатов. При этом для передачи эксплуатационных показателей транспортных средств на пункт контроля используются сложные ФМн-сигналы, обладающие высокой энергетической и структурной скрытостью.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами.

Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн - сигналов априорно неизвестной структуры.

Предлагаемое устройство позволяет высвободить людей, занятых учетом и регистрацией эксплуатационных показателей транспортных средств, и предусматривает возможность единой диспетчеризации на объекте.

Формула изобретения

Устройство для учета рейсов автосамосвалов, содержащее на каждом контролируемом автосамосвале последовательно включенные датчик давления, элемент И, второй вход которого соединен с выходом датчика положения кузова, блок кодирования, передатчик и передающую антенну, а на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну, приемник и дешифратор, к выходам которого подключены по числу контролируемых автосамосвалов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору элемента запрета, блока регистрации и формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, при этом передающие антенны контролируемых автосамосвалов через каналы радиосвязи соединены с приемной антенной пункта контроля, отличающееся тем, что каждый контролируемый автосамосвал снабжен датчиком расхода топлива и датчиком пройденного пути, подключенными к блоку кодирования, причем передатчик выполнен в виде последовательно подключенных к блоку кодирования фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, и усилителя мощности, на пункте контроля амплитудным детектором, ключом, частотомером, счетчиком расхода топлива, счетчиком пройденного пути и дополнительным блоком регистрации, причем приемник выполнен в виде последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к дешифратору, к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, частотомер и дополнительный блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик расхода топлива и счетчик пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2