專利名稱：一種基于虛擬儀器的汽車abs制動系統(tǒng)教學實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及教學器具技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種基于虛擬儀器的汽車 ABS (Anti-lock Brake System)制動系統(tǒng)教學實驗裝置，能夠進行ABS系統(tǒng)的半物理仿真實 驗，用于ABS系統(tǒng)的教學演示。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，目前，ABS制動系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車的基本標準配置 之一，其在汽車行駛的安全方面起到了至關(guān)重要的作用。此外，新型ABS系統(tǒng)的設計與開發(fā) 也成為汽車工業(yè)繼續(xù)研究的熱點內(nèi)容。有基于此，有關(guān)ABS的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及工作 過程的理論與實踐也成為高等學校中汽車專業(yè)教學的重點內(nèi)容之一。此外，汽車科研機構(gòu) 也需要測試精度高、響應速度快、使用方便、價格低的ABS制動系統(tǒng)實驗裝置。目前，市面上的ABS教學實驗裝置一般采用傳統(tǒng)的機電和液壓技術(shù)，采用電動機 驅(qū)動車輪，通過液壓表來顯示制動主缸的制動力，通過數(shù)字表來顯示車輪平均轉(zhuǎn)速，其結(jié)構(gòu) 相對的比較簡單。中國實用新型專利(專利號200620120237. 4)提供了一種ABS制動系統(tǒng) 試驗臺，其包括具有框架結(jié)構(gòu)和外殼的臺架部分，安裝在臺架部分上的控制面板，安裝在 臺架部分上的顯示面板，安裝在臺架部分上的制動踏板以及安裝在臺架部分內(nèi)部的ABS教 學制動系統(tǒng)；試驗臺通過控制面板和顯示面板能夠提供ABS制動系統(tǒng)的工作過程和各部件 工作狀態(tài)的整體直觀顯示。但是，從目前已有的ABS實驗臺來看，它們一般不能直觀顯示經(jīng)制動壓力調(diào)節(jié)器 調(diào)整后送到各車輪制動器上的制動壓力的大小，也不能分別顯示各車輪速度的差異，更不 能直觀顯示制動壓力變化與車輪速度變化之間的關(guān)系，所以，現(xiàn)有的ABS實驗臺一般不能 很好地反映ABS制動系統(tǒng)的工作原理與具體工作過程。除此以外，現(xiàn)有的ABS實驗臺測試精 度較差，功能比較單一，很難對實驗數(shù)據(jù)進行保存和回讀，難以適應汽車專業(yè)的教學需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于虛擬儀器的汽車ABS 制動系統(tǒng)教學實驗裝置，它不僅能準確地顯示制動過程中制動壓力與車輪轉(zhuǎn)速的對比關(guān) 系，還能以曲線形式直觀地反映ABS制動系統(tǒng)在工作過程中的增壓、保壓和減壓的過程，且 實驗數(shù)據(jù)能很方便的存儲和回讀，為一種比較理想的半物理仿真實驗裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為—種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，含有制動踏板、制動主缸、 ABS電控單元、壓力調(diào)節(jié)器、車輪制動器、車輪和電動機，制動踏板的后端連接著制動主缸， 制動主缸通過壓力調(diào)節(jié)器與車輪制動器連接，壓力調(diào)節(jié)器受ABS電控單元控制，電動機通 過皮帶與車輪連接，在電動機與電源之間設置有電機調(diào)速裝置，其特征是，在壓力調(diào)節(jié)器與 車輪制動器的連接管路中設置有壓力傳感器，在車輪上通過信號盤附件臺架安裝有轉(zhuǎn)速傳 感器，壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器通過連接線與ABS電控單元連接，壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感
3器還通過連接線與數(shù)據(jù)采集卡連接，ABS電控單元通過連接線與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采 集卡能采集到ABS電控單元、壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的所有信息；數(shù)據(jù)采集卡的輸出端 與計算機相連，計算機將數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果顯示在計算機屏幕 上。所述的壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器采用屏蔽線與數(shù)據(jù)采集卡連接。所述的數(shù)據(jù)采集卡的輸出端通過USB接口與計算機相連接。所述的轉(zhuǎn)速傳感器通過信號盤安裝在車輪上，轉(zhuǎn)速傳感器的信號發(fā)生器固定在信 號盤附件的臺架上。所述的計算機能將處理結(jié)果實時顯示在計算機屏幕上。本實用新型采用虛擬儀器技術(shù)，將傳統(tǒng)的實驗裝置與計算機測控系統(tǒng)結(jié)合起來， 通過數(shù)據(jù)采集卡及調(diào)理電路連接傳統(tǒng)的實驗裝置與計算機，用計算機對采集的信息進行處 理并將處理結(jié)果以直觀的方式在計算機屏幕上顯示出來。本實用新型一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置的工作過程為在進行汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗時，操作者先踩下制動踏板，制動力通過制動 主缸使車輪制動器對車輪實施制動，車輪減速并逐漸趨于抱死；這時，ABS電控單元通過轉(zhuǎn) 速傳感器檢測到車輪趨于抱死的情況，通過壓力調(diào)節(jié)器減小制動壓力，使車輪轉(zhuǎn)速增加，避 免被抱死；當轉(zhuǎn)速達到限值時，ABS電控單元再通過壓力調(diào)節(jié)器提高制動壓力使車輪轉(zhuǎn)速 降低；如此反復，使車輪避免抱死從而達到理想的制動效果。在此制動過程中，計算機通過 數(shù)據(jù)采集卡一直在實時采集轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器的信號并進行計算和處理，計算機的 處理結(jié)果通過模擬轉(zhuǎn)速表、數(shù)字、對比曲線等形式直觀地將車輪轉(zhuǎn)速與制動壓力的對比情 況一一顯示在計算機的屏幕上。本實用新型的積極效果是(1)采用虛擬儀器技術(shù)與現(xiàn)有傳統(tǒng)設備相結(jié)合，形成一個半物理的仿真實驗裝置， 能將采集到的信息通過虛擬儀器的軟件進行處理，并以直觀的方式在計算機屏幕上顯示出來。(2)與傳統(tǒng)的ABS實驗臺相比較，本實用新型的操作方式既靈活又方便，可擴展性 強，精度也有較大提高，實驗數(shù)據(jù)可方便地保存和回讀，有利于對實驗結(jié)果進行記錄整理； 有利于學生對ABS系統(tǒng)整體構(gòu)造、制動原理的了解和掌握。(3)結(jié)構(gòu)簡單，一般的高校都能夠自行建設和應用；對汽車科研機構(gòu)來說，也是一 種測試精度高、響應速度快、使用方便、價格低的ABS制動系統(tǒng)實驗裝置。

附圖為本實用新型一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置的結(jié)構(gòu) 和連接方式示意圖；圖中的標號分別為1、制動踏板，2、制動主缸，3、ABS電控單元，4、壓力調(diào)節(jié)器，5、壓力傳感器，6、車輪制動器，7、轉(zhuǎn)速傳感器，8、車輪，9、電動機，10、屏蔽線，11、數(shù)據(jù)采集卡，12、計算機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗 裝置的具體實施方式
，但是，本實用新型的實施不限于以下的實施方式。一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，采用虛擬儀器技術(shù)，將傳 統(tǒng)的實驗裝置與計算機測控系統(tǒng)結(jié)合起來，傳統(tǒng)的實驗裝置有制動踏板1、制動主缸2、ABS 電控單元3、壓力調(diào)節(jié)器4、車輪制動器6、車輪8和電動機9。制動踏板1的后端連接著制 動主缸2，制動主缸2通過壓力調(diào)節(jié)器4與車輪制動器6連接，壓力調(diào)節(jié)器4受ABS電控單 元3控制；將電動機9通過皮帶與車輪8連接，在電動機9與電源之間設置電機調(diào)速裝置， 在壓力調(diào)節(jié)器4與車輪制動器6的連接管路中設置壓力傳感器5，將轉(zhuǎn)速傳感器7通過信號 盤安裝在車輪8上，轉(zhuǎn)速傳感器7的信號發(fā)生器固定在信號盤附件的臺架上。將壓力傳感 器5和轉(zhuǎn)速傳感器7通過連接線與ABS電控單元3連接，同時，采用屏蔽線10將壓力傳感 器5和轉(zhuǎn)速傳感器7與數(shù)據(jù)采集卡11連接。ABS電控單元3也通過連接線與數(shù)據(jù)采集卡 11連接，這樣，數(shù)據(jù)采集卡11就能采集到ABS電控單元3、壓力傳感器5和轉(zhuǎn)速傳感器7的 所有信息。數(shù)據(jù)采集卡11的輸出端與計算機12直接相連，也可以通過USB接口與計算機12 連接，計算機12將數(shù)據(jù)采集卡11采集的數(shù)據(jù)按專門的教學軟件進行分析處理，并將處理結(jié) 果實時顯示在計算機12屏幕上。綜上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍， 凡依照本實用新型所作的等效的變化或修飾，都應視為本實用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，含有制動踏板(1)、制動主缸(2)、ABS電控單元(3)、壓力調(diào)節(jié)器(4)、車輪制動器(6)、車輪(8)和電動機(9)，制動踏板(1)的后端連接著制動主缸(2)，制動主缸(2)通過壓力調(diào)節(jié)器(4)與車輪制動器(6)連接，壓力調(diào)節(jié)器(4)受ABS電控單元(3)控制，電動機(9)通過皮帶與車輪(8)連接，在電動機(9)與電源之間設置有電機調(diào)速裝置，其特征在于，在壓力調(diào)節(jié)器(4)與車輪制動器(6)的連接管路中設置有壓力傳感器(5)，在車輪上通過信號盤附件臺架安裝有轉(zhuǎn)速傳感器(7)，壓力傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(7)通過連接線與ABS電控單元(3)連接，壓力傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(7)還通過連接線與數(shù)據(jù)采集卡(11)連接，ABS電控單元(3)通過連接線與數(shù)據(jù)采集卡(11)連接，數(shù)據(jù)采集卡(11)能采集到ABS電控單元(3)、壓力傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(7)的所有信息；數(shù)據(jù)采集卡(11)的輸出端與計算機(12)相連，計算機(12)將數(shù)據(jù)采集卡(11)采集的數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果顯示在計算機(12)屏幕上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，其特 征在于，所述的壓力傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(7)采用屏蔽線(10)與數(shù)據(jù)采集卡(11)連 接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，其特 征在于，所述的數(shù)據(jù)采集卡(11)的輸出端通過USB接口與計算機(12)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬儀器的汽車ABS制動系統(tǒng)教學實驗裝置，其特 征在于，所述的轉(zhuǎn)速傳感器(7)通過信號盤安裝在車輪(8)上，轉(zhuǎn)速傳感器(7)的信號發(fā)生 器固定在信號盤附件的臺架上。
專利摘要本實用新型采用虛擬儀器技術(shù)，將傳統(tǒng)的實驗裝置與計算機測控系統(tǒng)相結(jié)合，在壓力調(diào)節(jié)器與車輪制動器的連接管路中設置壓力傳感器，在車輪上設置轉(zhuǎn)速傳感器，壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器通過連接線與ABS電控單元以及數(shù)據(jù)采集卡連接，ABS電控單元與數(shù)據(jù)采集卡連接，使數(shù)據(jù)采集卡能采集到ABS電控單元、壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的所有信息，用計算機將數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)進行分析處理并將處理結(jié)果顯示在計算機屏幕上；本實用新型的積極效果是形成一個虛實結(jié)合的半物理仿真實驗裝置，操作靈活方便，精度好，實驗數(shù)據(jù)可保存和回讀，有利于學生對ABS系統(tǒng)整體構(gòu)造、制動原理的了解和掌握；對汽車研發(fā)機構(gòu)來說，也是一種較好的實驗裝置。
文檔編號G09B25/02GK201757957SQ20102012172
公開日2011年3月9日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者孫浩軒, 楊冠宇, 沈永峰, 秋小瑾, 范春華, 陳俊靈 申請人:上海電機學院