УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ В НАТЯЖНОМ РЕМНЕ Российский патент 2019 года по МПК B60P7/08 G01L5/04 

Данное изобретение относится к устройству и способу для измерения натяжения в натяжном ремне согласно ограничительным частям пункта 1 и пункта 11 формулы изобретения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Немецкий патент DE 197 39 667 относится к устройству для регистрации натяжения ременной ленты, в частности стяжного ремня, с основным корпусом с расположенными поперек к продольной оси корпуса направляющими для ременной ленты, причем между двумя неподвижными направляющими предусмотрена направляющая, упруго закрепленная при помощи, по меньшей мере, одной пружины, и причем в ходе измерения натяжения ленты прилегающая своей плоской стороной попеременно к направляющим ременная лента на пружинно-упругой направляющей принуждается к пропорциональному натяжению отклонению в направлении измерения от своего прямого хода, и с согласованной с пружинно-упругой направляющей шкалой отображения натяжения для отображения состояния натяжения отклоненной ременной ленты. Пружинно-упругая направляющая выполнена в виде погружающегося в свой корпус отклоняющего поршня, который при помощи заданного хода может переводиться из нерабочего положения в измерительное положение. При этом пружина зафиксирована между передающим ход поршня упором и основанием отклоняющего поршня и в измерительном положении может сжиматься в соответствии с состоянием натяжения ременной ленты при уменьшении расстояния между основанием и упором, а также при увеличивающейся глубине погружения отклоняющего поршня в корпус поршня, причем глубина погружения отклоняющего поршня может регистрироваться при помощи шкалы отображения натяжения.

Из американской патентной заявки US 2003/0174055 известно сигнальное устройство для отображения натяжения стяжного ремня, которое интегрировано в натяжной ремень и при потере натяжения ремня вызывает тревогу. Устройство включает в себя расположенную в корпусе пружину, которая при помощи соединенного с натяжным ремнем пальца сжимается в зависимости от приложенного усилия натяжения. Если к натяжному ремню усилие натяжения не приложено или приложено слишком низкое усилие натяжения, то пружина приводит в действие контакт, который вызывает сигнал тревоги. Затем сигнал тревоги передается дальше по радио на приемное устройство в кабине управления. Недостатком этой системы является то, что передается лишь одно цифровое значение (да/нет).

Из GB-A-2 466 463 известно аналогичное устройство, которое показывает индикатор натяжения для натяжного ремня. Корпус индикатора можно навешивать при помощи двух противоположных отверстий вдоль на натяжной ремень. На корпусе закреплена пружина, которая ориентирована перпендикулярно к натяжному ремню и сжимается в зависимости от натяжения ремня. Пружина открывает и закрывает электрический контакт и действует вследствие этого как переключатель, который показывает, является ли натяжение ремня достаточным или нет. При этом соответствующий датчику переключатель расположен на отвернутой от натяжного ремня стороне пружины. Вследствие этого также может регистрироваться лишь одно цифровое значение (0 или 1). Различные положения пружины относительно корпуса в зависимости от натяжения ремня не могут регистрироваться такой сенсорной системой на конце пружины.

Патент US 7,112,023 относится к сигнальному устройству для обнаружения недостаточного натяжения натяжного ремня, которое может прикладываться к натяжному ремню. Устройство включает в себя состоящий из двух частей корпус, который на двух противоположных друг другу торцевых сторонах имеет в каждом случае прорезь для введения и соответственно выведения натяжного ремня. Внутри корпуса находится изогнутая металлическая пружина, которая отклоняет находящийся между обеими прорезями участок натяжного ремня. Если натяжение увеличивается, то металлическая пружина сжимается, что является мерой для приложенного натяжения. При помощи расположенного под металлической пружиной датчика приближения измеряется расстояние между датчиком приближения и изогнутой пружиной. Если натяжение находится ниже предопределенного порогового значения, то вызывается электронный сигнал. В качестве датчиков приближения рассматриваются основывающиеся на свете датчики или датчики движения. Также предлагается использование магнита, посредством которого вызывается сигнал, если пружина регистрируется магнитным полем.

EP-A-1 467 193 раскрывает систему для контроля посадки или натяжения ремня для крепления грузов. Система включает в себя интегрированный в ремень датчик силы, который измеряет усилие, которое необходимо для отклонения натянутого ремня на заданное расстояние. При этом надлежащая посадка ремня автоматически контролируется постоянно, то есть даже во время движения транспортного средства, и данные передаются по радио от передатчика на блок отображения. Согласно EP-A-1 467 193 могут отображаться значения зарегистрированного натяжения ремня, изменения зарегистрированного натяжения ремня и нахождение ниже порогового значения. EP-A-1 467 193 предлагает измерять примененное усилие тензометрическим датчиком.

WO 2009/113873 описывает сенсорный блок для контроля состояния натяжных ремней и тому подобного для крепления грузов. Сенсорный блок включает в себя один или несколько измерительных элементов, для того чтобы измерять усилие натяжения, напряжение, давление, изгибающий момент и т.д. Конкретно предлагается использовать деформируемую, кольцеобразную в сечении втулку, в которой размещен соединенный с натяжным ремнем палец. Для определения деформации предлагаются индуктивные, оптические, магнитные и другие эффекты, не делая, однако, более подробных указаний о том, что для каких датчиков следует конкретно применять, и как их следует располагать.

EP-A-0 984 873 относится к индикатору нагрузки для отображения растягивающих напряжений в средствах тяги, таких как натяжные ленты или стяжные канаты. Они снабжены петлей или ушком для зацепления с вводящим ответное удерживающее усилие для средства тяги адаптером, как например пальцем стяжного храпового механизма. Индикатор нагрузки из EP-A-0 984 873 имеет приблизительно внешний вид коуша, полки которого прилегают к расположенным внутри боковым сторонам петли или ушка и имеют упруго деформируемое примерно поперек к внутренним боковым сторонам тело-индикатор.

Усовершенствование вышеуказанного индикатора нагрузки раскрыто в EP-A-1 537 393. У этого индикатора нагрузки между пружиной и пальцем расположена фасонная деталь, которая приводит к чрезмерному натяжению и тем самым к изменению коэффициента жесткости пружины.

Описанные индикаторы нагрузки имеют то преимущество, что они могут экономично изготовляться и являются прочными и надежными. Недостатком же является то, что для считывания приложенного усилия натяжения необходимо приближаться к соответствующему натяжному ремню.

ЗАДАЧА

Задача данного изобретения заключается в предложении системы и способа для измерения натяжения в натяжном ремне, которая может экономично изготовляться и предоставляет достоверные значения для натяжения. Еще одной целью является создание дополнительных преимуществ для механического индикатора натяжения ремня.

ОПИСАНИЕ

Эти и дальнейшие цели достигаются посредством предмета согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению предмета указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение относится к устройству для измерения натяжения в натяжном ремне с упруго деформируемым пружинным элементом, который может деформироваться в зависимости от натяжения натяжного ремня. Кроме того, устройство включает в себя электронный сенсорный блок с сенсорной системой, которая измеряет деформацию пружинного элемента, и с передатчиком, который передает сигнал данных на приемник.

Согласно отличительному признаку независимого пункта 1 формулы изобретения решение задачи достигается вследствие того, что сенсорная система расположена на противоположных концах пружинного элемента. Это расположение имеет то преимущество, что может браться концепт механического индикатора натяжения ремня, и сенсорная система может интегрироваться в существующий концепт. Вследствие этого расходы на опытно-конструкторские работы могут удерживаться на низком уровне, так как существующий индикатор может изготовляться оптимальным образом с экономической точки зрения. Существующий механический индикатор, который принят на рынке уже много лет и востребован, получает благодаря сенсорной системе дополнительные преимущества для клиента, которые экономичны в изготовлении и просты в конструкции.

Существующий механический индикатор натяжения ремня предпочтительно является U-образной фасонной деталью с двумя упруго деформируемыми полками. В наиболее предпочтительном варианте осуществления сенсорная система интегрирована в полки пружинного элемента. Расстояние между полками зависит от величины натяжения ремня. Чем больше натяжение ремня, тем ближе прижимаются друг к другу обе полки. Сенсорная система в полках имеет то преимущество, что сенсорная система должна измерять лишь расстояние между обеими полками, для того чтобы получать данные о величине натяжения ремня.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления сенсорная система интегрирована в области свободных концов полок. На свободных концах изменение расстояния по отношению к натяжению ремня максимально. В соответствии с этим благодаря этому позиционированию датчиков могут производиться точные измерения, так как относительно изменения натяжения имеется существенное изменение расстояния. Также на свободных концах имеется достаточно места, для того чтобы интегрировать сенсорную систему. Дальнейшее преимущество заключается в том, что имеющийся и без того металлический зажим, который вызывает возвратное усилие индикатора, экранирует и защищает сенсорную систему от внешних воздействий. Сенсорная система может быть интегрирована в свободные концы полок, будучи полностью инкапсулирована, вследствие чего достигается достаточная защита даже от сильных внешних нагрузок. Предпочтительно, если весь сенсорный блок интегрирован в полки. В полках имеется место для всего сенсорного блока, и он хорошо защищен от механических нагрузок со всеми своими компонентами, так как его можно полностью инкапсулировать в полках.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления сенсорная система образована посредством магнитной измерительной системы. Магнитные измерительные системы обычно нечувствительны к влажности и загрязнениям. Следовательно, магнитные датчики оптимально подходят для применения в транспортировке, которая, как правило, связана с жесткими (суровыми) условиями.

В дальнейшем наиболее предпочтительном варианте осуществления сенсорная система образована либо посредством магнитного датчика, в частности датчика Холла, и постоянного магнита, либо посредством датчика вихревого тока и металлической пластины. Эти магнитные измерительные системы работают надежно и устойчиво. Датчик Холла предоставляет то преимущество, что он подает сигналы не только при изменениях состояния, но и в том случае, если магнитное поле, в котором он находится, постоянно. Следовательно, он может подавать измерительный сигнал в режиме реального времени и измерять натяжение ремня непрерывно, даже если оно неизменно. В качестве магнитной сенсорной системы возможны также магниторезистор и пластина или датчик ГМС (гигантского магнетосопротивления).

Целесообразно электронный сенсорный блок интегрирован в пружинный элемент. Вследствие того, что весь сенсорный блок вместе с микропроцессором, сенсорной системой, источником энергии и передатчиком интегрирован в U-образную фасонную деталь, пружинный элемент или индикатор натяжения является цельным, компактным конструктивным элементом.

Оказывается предпочтительным, если передатчик и соединенный с передатчиком передающий модуль рассчитаны для однонаправленной коммуникации. Как правило, передатчик рассчитан для того, чтобы передавать данные в различных временных интервалах в зависимости от того, какой режим работы выбран. Односторонняя коммуникация является наиболее энергосберегающей. Например, в передающем модуле может использоваться технология Bluetooth стандарта 4.0, которая благодаря передаче сжатых файлов данных и другим оптимизирующим энергопотребление установкам считается в высшей степени щадящей в отношении источника энергии.

Целесообразно устройство включает в себя дополнительные радиоретрансляторы или радиорелейные станции. Эти устройства делают возможной дальность радиосвязи даже при неблагоприятных условиях эксплуатации, например при грузах с большим количеством металла или металлической обшивкой или при очень длинных грузовых автопоездах или грузовых платформах.

Предпочтительно датчик Холла действует благодаря приложению внешнего переменного поля как переключатель между различными режимами работы. Этот признак делает возможным то, что не требуются физические переключатели или интерфейсы, для того чтобы индикатор калибровать, настраивать или конфигурировать. Следовательно, сенсорный блок, несмотря на то, что он предпочтительно полностью инкапсулирован, может обслуживаться, благодаря тому, что доступ осуществляется беспроводным образом.

Предпочтительно посредством приложения внешнего переменного поля датчик Холла может переключать передатчик и/или передающий модуль с режима однонаправленной коммуникации на режим приемо-передатчика (двунаправленной коммуникации). Следовательно, переключение в режим конфигурирования, в котором сенсорный блок может калиброваться и конфигурироваться, может осуществляться беспроводным образом.

Дальнейший аспект изобретения относится к способу измерения натяжения в натяжном ремне. Согласно отличительному признаку независимого пункта 11 формулы изобретения усилие натяжения измеряется вследствие того, что сенсорная система располагается на концах пружинного элемента, и измеряется расстояние между обоими концами. Изменение натяжения пружины вызывает изменение расстояния между обоими концами пружинного элемента, которое регистрируется или измеряется сенсорной системой.

Согласно вышеуказанным вариантам осуществления является предпочтительным, если усилие натяжения измеряется при помощи датчика Холла и постоянного магнита или при помощи датчика вихревого тока, так как эти способы измерения являются устойчивыми и достоверными.

Предпочтительно в памяти расположенного на пружинном элементе микропроцессора хранится относящийся к соответствующему пружинному элементу коэффициент масштабирования. Коэффициент масштабирования может храниться в микропроцессоре или изменяться, благодаря тому, что микропроцессор переключается беспроводным образом с рабочего режима на режим конфигурирования. Посредством изменения коэффициента масштабирования устройство может юстироваться или калиброваться. Коэффициент масштабирования может определяться, благодаря тому, что например экспериментальным путем определяется соотношение между натяжением и расстоянием между концами пружинного элемента.

В предпочтительном шаге способа посредством приложения внешнего электрического переменного поля к датчику Холла передатчик и/или передающий модуль переключается в режим приема. Это беспроводное обслуживание сенсорного блока делает возможным то, что можно отказаться от физического интерфейса, гнезда или тому подобного. Следовательно, сенсорный блок может быть выполнен с наиболее хорошей защитой.

В дальнейшем предпочтительном шаге способа несколько индикаторов соединяются согласно сохраненному в приемном блоке плану погрузки с приемным блоком, причем согласование системы осуществляется через смартфон. Вследствие этого каждый отдельный индикатор зарегистрирован во время транспортировки груза и может в любое время локализироваться через визуализированный на смартфоне план погрузки. Это является наиболее практичным, если один из нескольких натяжных ремней ослабляется во время движения. Ослабленный натяжной ремень может незамедлительно локализироваться при помощи плана погрузки и затем дополнительно подтягиваться.

Изобретение относится также к устройству для протоколирования натяжения в натяжном ремне. Сенсорная система делает возможным то, что измерительные сигналы регистрируются в режиме реального времени. То есть для любого произвольного момента времени имеется измеренное значение. Следовательно, запись измеренных значений может осуществляться без пропусков и отлично подходит для одновременного протоколирования (регистрации данных) регистрации натяжения множества натяжных ремней.

Предпочтительно сенсорная система образована либо посредством датчика Холла и постоянного магнита, посредством датчика вихревого тока и металлической пластины, либо посредством постоянного магнита и магнитного датчика. Эти магнитные измерительные системы нечувствительны к загрязнениям и механическим нагрузкам и передают данные измерений даже при постоянном магнитном поле.

Дальнейший аспект изобретения относится к способу протоколирования натяжения в натяжном ремне. Согласно отличительному признаку независимого пункта, относящегося к способу, сигналы данных передаются с интервалами в виде пакетов данных на приемный блок, сохраняются в приемном блоке в режиме реального времени и могут в любое время считываться с приемного блока. Вследствие этого можно реализовывать непрерывную запись данных. Следовательно, способ идеально подходит для того, чтобы полностью автоматически выполнять предписанные законом записи данных. Таким образом, составленные с трудом, выполненные вручную протоколы о произведенных визуальных осмотрах могут исключаться.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления сохраненные или записанные сигналы данных могут считываться в виде читаемого компьютером формата, например в формате pdf.

Далее примеры осуществления изобретения описываются со ссылкой на чертеж. На чертеже показаны:

фиг. 1 - индикатор натяжения ремня согласно уровню техники;

фиг. 2 - индикатор натяжения ремня с интегрированным датчиком Холла на виде сбоку;

фиг. 3 - вид сверху на индикатор с фиг. 2 в разрезе по линии III-III;

фиг. 4 - аксонометрический вид индикатора с фиг. 2;

фиг. 5 - индикатор натяжения ремня с интегрированным датчиком вихревого тока; и

фиг. 6 - блок-схема индикатора натяжения ремня с фиг. 2.

На фиг. 1 показан механический индикатор 11 натяжения ремня, который известен из уровня техники. Индикатор 11 натяжения ремня является U-образной фасонной деталью с первой и второй, упруго деформируемой полкой 13a, 13b и основанием 15. Основание 15 индикатора 11 изогнуто по существу в виде полукруга. Индикатор 11 включает в себя вставку 17 из пластика, которая окружена металлической скобой 19. Вставка 17 усиливает пружинный эффект металлической скобы 19 и делает возможной длительную нагрузку индикатора 11.

Индикатор 11 расположен между петлей натяжного ремня и стопорным пальцем натяжного храпового механизма. Стопорный палец проходит сквозь фасонную деталь в том месте, где основание 15 образует ушко 21 для пальца. Натяжной ремень развернут на внешней стороне основания 15 и, следовательно, охватывает индикатор 11. Посредством усилия натяжения, которое действует в направлении полок 13a, 13b, оказывается воздействие на расстояние 20 между ними. Чем выше усилие натяжения, тем меньше становится расстояние 20 между обеими полками 13a, 13b. Индикатор имеет такие размеры, что при максимальном предписанном усилии натяжения полки 13a, 13b прилегают друг к другу. Усилие натяжения может считываться только на месте, непосредственно на натяжном храповом механизме.

Соответствующие изобретению варианты осуществления, которые показаны на фиг. с 2 по 5, показывают электронный индикатор 23 натяжения ремня. Принципиально индикатор 23 идентичен своей механической структурой индикатору 11. Однако он предоставляет то дополнительное преимущество, что усилие натяжения не должно больше считываться непосредственно на натяжном храповом механизме, а может отображаться при помощи онлайн сообщения в другом месте, предпочтительно в кабине управления грузового автомобиля. Зарегистрированные данные являются не приблизительными значениями, которые отображаются механическим индикатором 11, а точными, предпочтительно цифровыми данными. Цифровые данные могут в любой момент времени регистрироваться, записываться и передаваться беспроводным образом. Цифровые данные информируют о соответствующей величине усилия натяжения в определенном натяжном ремне в определенный момент времени.

Для того чтобы такие цифровые данные получать, индикатор 23 снабжен сенсорной системой в виде магнитного датчика 25 расстояния.

В варианте осуществления согласно фиг. 2 датчик 25 расстояния реализован посредством датчика 27 Холла и постоянного магнита 29. Принцип измерения датчика 27 Холла основывается на том, что он измеряет напряженность магнитного поля магнита. Напряженность поля изменяется в зависимости от расстояния 20 между датчиком 27 Холла и постоянным магнитом 29. Датчик 27 Холла измеряет напряженность поля и преобразует ее в сигнал натяжения. Датчик Холла генерирует сигнал натяжения также в том случае, если напряженность поля постоянна, то есть расстояние 20 до постоянного магнита 29 не изменяется. Датчик 27 Холла, который расположен на печатной плате 31, расположен предпочтительно на свободном конце первой или второй полки 13a, 13b. Постоянный магнит 29 расположен на свободном конце другой полки 13a, 13b. Точность измерения датчика 27 Холла не ухудшается из-за грязи и воды, пока они не магнитны. Следовательно, он наиболее хорошо подходит для применения в натяжном ремне, так как натяжные ремни зачастую сильно загрязняются во время транспортных операций.

Предпочтительно датчик 27 Холла вместе с печатной платой 31 и постоянный магнит 29 интегрированы в полки 13a и 13b. Вследствие этого датчик 25 расстояния защищен наиболее хорошо. Электронные конструктивные элементы могут быть полностью инкапсулированы в полках 13a, 13b, например благодаря тому, что они залиты в пластик вставки 17. Во вставке 17 в области свободных концов полок 13a, 13b могут быть также предусмотрены полости с вставной прорезью. После того как электронные конструктивные элементы 27, 29, 31 вставлены в полости, вставные прорези могут закрываться, например заливаясь пластиком. Защита электронных конструктивных элементов 27, 29, 31 усилена вследствие того, что металлическая скоба 19 окружает вставку 17 снаружи и может служить в качестве защитного щитка.

В варианте осуществления согласно фиг. 5 магнитный датчик 25 расстояния реализован посредством датчика 33 вихревого тока и токопроводящей металлической пластины 35. Принцип измерения датчика 33 вихревого тока основывается на том, что через катушку протекает высокочастотный переменный ток. Если в магнитное поле катушки вводится электропроводный материал, например металлическая пластина 35, то возникают вихревые токи, которые могут измеряться как повешенная потребляемая мощность катушки. Чем ближе находится металлическая пластина 35 к датчику 33 вихревого тока, тем выше потребляемая мощность катушки. Предпочтительно катушка с горшкообразным сердечником размещена в свободном конце полок 13a или 13b. Горшкообразный сердечник с одной стороны закрыт, вследствие чего предотвращено то, что магнитное поле может беспрепятственно выходить с отвернутой от металлической пластины стороны. Также в этом варианте осуществления датчик вихревого тока соединен с печатной платой 37.

На печатной плате 31 или 37 расположен источник энергии, предпочтительно кнопочный элемент 47 питания, и передатчик 45, которые соединены с расположенным также на печатной плате 31, 37 микропроцессором. Между передатчиком 45 и микропроцессором 41 подключен предпочтительно передающий модуль 43 (фиг. 6). И хотя является возможным, что передатчик при помощи любого стандарта радиосвязи передает и может также принимать данные, в итоге предпочтительным является энергосберегающий стандарт радиосвязи, который данные только передает и то не постоянно, а лишь в определенных интервалах времени (однонаправленная коммуникация). Следовательно, в качестве стандарта радиосвязи предполагается Bluetooth 4.0, который делает возможным режим работы с низким энергопотреблением.

Для конфигурирования и калибровки электронного индикатора 23 натяжения ремня предусмотрено то, что передающий модуль 43 или передатчик 45 может переключаться в режим двунаправленной коммуникации. Для этого датчик 27 Холла стимулируется внешним электрическим переменным полем и переключает передающий модуль 43 или передатчик 45 в режим двунаправленной коммуникации, в котором передатчик 45 может также принимать данные. Прием данных, например, для конфигурирования и калибровки, происходит по радио. Вследствие этого можно отказаться от места соединения, и электронные конструктивные элементы могут быть полностью инкапсулированы и в соответствии с этим интегрированы в полки 13a, 13b с хорошей защитой.

В зависимости от расстояния 20 между обеими полками 13a, 13b электронный индикатор 23 натяжения ремня может находиться в различных режимах. Если индикатор 23 не используется, и натяжение ремня не прилегает, индикатор 23 переходит в «режим глубокого сна». В этом случае индикатор 23 выключен, и передатчик ничего не передает. Если к индикатору 23 прикладывается натяжение ремня, то индикатор 23 переходит в «активный режим», в котором передатчик в определенных временных интервалах передает данные, которые отображают расстояние 20 между обеими полками 13a, 13b и соответствующее ему натяжение ремня. Индикатор 23 может также переводиться в «режим сна», в котором интервалы передачи увеличены, вследствие чего может экономиться энергия. Индикатор 23 переводится в этот режим, если в течение длительного времени регистрируется постоянное натяжение ремня. Например, передатчик передает сигнал данных в этом случае лишь каждые 30-60 секунд. Переход между отдельными режимами работы может осуществляться также посредством выше описанного приложения внешнего переменного поля. При этом датчик 27 Холла, стимулированный внешним переменным полем, действует в качестве приемно-коммуникационного интерфейса, для того чтобы была возможность переключаться между различными режимами работы.

Идентификационный номер индикатора может присваиваться вследствие того, что он взаимодействует с радиочастотной меткой или штриховым кодом натяжного ремня. Предпочтительно на каждой петле натяжного ремня расположен индикатор 23. В случае если натяжной ремень закрепляется на грузе, и натягивается только одна сторона, то эта ошибка обнаруживается одним из множества индикаторов 23, так как не все индикаторы отображают достаточное натяжение ремня.

Блок-схема индикатора 23 с датчиком 27 Холла показана на фиг. 6. Сгенерированный датчиком 27 Холла аналоговый измерительный сигнал зависит от расстояния 20 до постоянного магнита 29. Для преобразования в цифровые данные имеется аналого-цифровой преобразователь 39, который передает цифровые данные дальше на микропроцессор 41. Микропроцессор 41 передает данные дальше на передающий модуль 43. Передающий модуль 43 может быть, как описано выше, передающим модулем Bluetooth 4.0. Затем данные могут передаваться передатчиком 45 на приемник.

При помощи микропроцессора 41 можно также включать и выключать энергоснабжение датчика 27 Холла. Вследствие этого при помощи микропроцессора можно управлять, активен ли или нет датчик Холла.

Переданные беспроводным образом по радио на приемный блок сигналы данных могут визуализироваться приемным блоком. Приемный блок целесообразно включает в себя приемник, средство индикации, подключение к имеющемуся энергоснабжению и микропроцессор. Например, в кабине управления грузового автомобиля состояния натяжения множества фиксирующих груз натяжных ремней могут отображаться на устройстве отображения (дисплее). Состояния натяжения могут быть визуализированы, например, посредством динамичной гистограммы, или при потере натяжения может вызываться тревога в виде оптического или акустического сигнала. К дальнейшим целесообразным функциональным элементам приемного блока относятся интерфейсы для соединения с ретранслятором, который радиосигналы индикатора передает дальше на приемный блок, и для соединения с сигналом тахометра грузового автомобиля.

В дополнение к состояниям натяжения натяжных ремней приемный блок может также запрашивать и визуализировать дальнейшие параметры индикатора 23 натяжения ремня. К ним относятся напряжение батареи индикатора 23, минимумы и максимумы натяжений ремня на промежутке времени или дата изготовления индикатора 23. Кроме того, может иметься GPS-приемник и USB-интерфейс. Благодаря записи положения GPS обеспечена полная прослеживаемость записей.

Предпочтительно приемный блок имеет два модуля Bluetooth LE (с низким энергопотреблением). Вследствие этого приемный блок может соединяться со смартфоном. Если смартфон соединен с приемным блоком, то тем самым можно обслуживать все устройство, и данные можно визуализировать на смартфоне. Следовательно, действительное обслуживание системы осуществляется через смартфон. Первый модуль Bluetooth LE рассчитан в качестве основного модуля и взаимодействует с индикаторами и ретрансляторами. Второй модуль Bluetooth LE рассчитан в качестве подчиненного модуля и взаимодействует со смартфоном.

Приемный блок может также применяться для документирования или протоколирования натяжения множества натяжных ремней. Для этого переданные сигналы данных записываются в памяти данных, на постоянной основе в памяти приемного блока. Следовательно, состояния натяжения зарегистрированных натяжных ремней могут регистрироваться в режиме реального времени. Например, данные состояний натяжения могут переноситься на внешнем USB-накопителе в виде pdf-файлов. Возможно также, что данные записываются напрямую на USB-накопителе в неизменяемом формате данных. Таким образом, документированные натяжения использованных натяжных ремней могут считываться на любом персональном компьютере и в любое время.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

11 механический индикатор натяжения ремня

13a, 13b первая и вторая деформируемая полка

15 основание

17 вставка из пластика

19 металлическая скоба

20 расстояние между полками

21 ушко для пальца

23 электронный индикатор натяжения ремня

25 магнитный датчик расстояния

27 датчик Холла

29 постоянный магнит

31 печатная плата

33 датчик вихревого тока

35 металлическая пластина

37 печатная плата

39 аналого-цифровой преобразователь

41 микропроцессор

43 передающий модуль

45 передатчик

47 кнопочный элемент питания

Изобретение относится к измерению натяжения в натяжном ремне. Устройство для измерения натяжения в натяжном ремне включает зажимное устройство для фиксации пружинного элемента, упругодеформируемый пружинный элемент (23), который зафиксирован зажимным устройством и на котором участок натяжного ремня может воспринимать усилие и упруго деформировать пружинный элемент (23), причем с увеличением усилия натяжения концы (13a, 13b) пружинного элемента (23) приближаются друг к другу, и электронный сенсорный блок. Сенсорный блок включает в себя, со своей стороны, сенсорную систему (25), которая измеряет деформацию пружинного элемента (23) и генерирует сигнал данных, и передатчик для передачи сигнала данных на приемный блок. Сенсорная система (25) расположена на концах пружинного элемента (23) и измеряет расстояние (20) противоположных концов пружинного элемента. Способ измерения натяжения в натяжном ремне включает расположение пружинного элемента на натяжном ремне, расположение сенсорной системы (25) для измерения расстояния между концами (13a, 13b) пружинного элемента для определения деформации пружинного элемента и передачи сигнала данных на приемный блок. Изобретение повышает достоверность данных. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для измерения натяжения в натяжном ремне, содержащее

- зажимное устройство для фиксации пружинного элемента,

- упругодеформируемый пружинный элемент (11, 23), который зафиксирован зажимным устройством и на котором участок натяжного ремня может воспринимать усилие и упруго деформировать пружинный элемент (11, 23), и

- электронный сенсорный блок с

- сенсорной системой (25), которая измеряет деформацию пружинного элемента (23) и генерирует сигнал данных,

- передатчиком (45) для передачи сигнала данных на приемный блок,

- микропроцессором (41), который находится в соединении с сенсорной системой (25) и передатчиком (45), и

- источником (47) энергии для обеспечения электронного сенсорного блока током и

- электронным приемным блоком для приема сигнала данных от передатчика с

- приемником,

- индикатором для отображения сигнала данных и

- микропроцессором, который находится в соединении с приемником и индикатором,

отличающееся тем, что

при увеличении усилия натяжения противоположные концы (13a, 13b) пружинного элемента (11, 23) могут приближаться друг к другу, сенсорная система (25) расположена на противоположных концах пружинного элемента (23) и расстояние (20) противоположных концов пружинного элемента (11, 23) измеряется сенсорной системой (25).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пружинный элемент является U-образной фасонной деталью (23) с двумя упругодеформируемыми полками (13a, 13b).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сенсорная система (25) интегрирована в полки (13a, 13b) пружинного элемента (23).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сенсорная система (25) интегрирована в области свободных концов полок (13a, 13b).

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что сенсорная система образована посредством магнитной измерительной системы (25).

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сенсорная система (25) образована либо посредством магнитного датчика, в частности датчика (27) Холла, и постоянного магнита (29), либо посредством датчика (33) вихревого тока и металлической пластины (35).

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный сенсорный блок интегрирован в пружинный элемент (23).

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передатчик (45) и соединенный с передатчиком (45) передающий модуль (43) рассчитаны для однонаправленной коммуникации.

9. Устройство по любому из пп. 6-8, отличающееся тем, что датчик (27) Холла благодаря приложению внешнего переменного поля является приемно-коммуникационным интерфейсом для переключения между различными режимами работы.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что посредством приложения внешнего переменного поля датчик (27) Холла может переключать передатчик (45) и/или передающий модуль (43) с режима однонаправленной коммуникации на режим приемопередатчика (двунаправленной коммуникации).

11. Способ измерения натяжения в натяжном ремне, включающий в себя следующие шаги способа:

- расположение пружинного элемента (11, 23) на натяжном ремне таким образом, что при приложении растягивающего напряжения пружинный элемент (11, 23) упруго деформируется,

- расположение сенсорной системы (25) на пружинном элементе (23) или рядом с ним для определения деформации пружинного элемента и генерирования сигнала данных,

- передача посредством передатчика сигнала данных на приемный блок для отображения сигналов данных,

отличающийся тем, что

усилие натяжения измеряют благодаря расположению сенсорной системы (25) на концах (13a, 13b) пружинного элемента и измерению расстояния (20) обоих концов сенсорной системой (25).

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что усилие натяжения измеряют при помощи датчика (27) Холла и постоянного магнита (29) или при помощи датчика (33) вихревого тока.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что в памяти расположенного на пружинном элементе микропроцессора (41) хранят относящийся к соответствующему пружинному элементу (23) коэффициент масштабирования.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что коэффициент масштабирования определяют посредством предшествующей калибровки.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что посредством приложения внешнего электрического переменного поля к датчику (27) Холла передатчик (45) и/или передающий модуль (43) переключается в режим приема.