專利名稱：汽車自動防撞器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車安全防護裝置，特別是涉及一種汽車防撞裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，與本實用新型相近的一種汽車自動防撞裝置，主要由發(fā)射控制器、信號發(fā)射器、信號接收器、減速報警器、緊急剎車執(zhí)行部分組成。發(fā)射控制器控制信號發(fā)射器發(fā)出一種調(diào)制的激光光束，信號接收器在一定距離內(nèi)接收到被前方物體反射回來的調(diào)制激光信號，指令減速報警緊急剎車執(zhí)行機構(gòu)報警并使汽車減速或剎車。例如王天厚先生的實用新型《紅外激光全自動汽車防撞裝置》，中國專利，審定公告號2083552，審定公告日91.08.28。這種裝置由于采用紅外激光裝置，其發(fā)射控制器、信號發(fā)射器、信號接收器電路設(shè)計復雜，成本較高。另一種光電式防撞裝置，采用紅外線做為檢測光源，并設(shè)有兩個紅外發(fā)射燈體間夾角隨車速變化的連桿調(diào)節(jié)機構(gòu)和燈體隨車身同步轉(zhuǎn)動機構(gòu)，以解決剎車與車輛行速同步及車體轉(zhuǎn)變時探測光束始終跟蹤路面的問題。例如權(quán)進常先生等人的實用新型《汽車紅外光電防撞裝置》，中國專利，審定公告號2128220。這種裝置電路設(shè)計雖較前一種簡單，但其隨車速變化而檢測物體距離的方式增加了機械成本和安裝復雜程度，并有一定的失真性。
本實用新型的目的在于克服上述裝置的缺點，提供一種集光、電、機械于一體的自動測距及制動防撞器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的采用一個與汽車變速器相聯(lián)的測速機組，檢測不同的車速，產(chǎn)生不同的電壓值，經(jīng)電路控制盒的比較電路后，一路控制汽車畜電池＋12V電壓加至安置于汽車駕駛室的聲光報警顯示盤，用于檢測到障礙物時驅(qū)動顯示報警；另一路控制汽車畜電池＋12V經(jīng)不同降壓后，加至于汽車前端的兩個紅外探測器的紅外線發(fā)射管按不同的電壓和一定的脈沖發(fā)射不同有效射程(即探測距離)的紅外光線，并由與紅外發(fā)射管同步工作的紅外接收管接收該有效射程處障礙物反射回的紅外光線，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換判斷后，驅(qū)動與汽車制動系統(tǒng)銜接的執(zhí)行機構(gòu)，采取相應的制動措施。為了汽車能靈活安全轉(zhuǎn)彎，在兩個汽車轉(zhuǎn)向節(jié)臂處各設(shè)置一個轉(zhuǎn)向限位開關(guān)，當汽車轉(zhuǎn)彎達15°時，通過電路控制盒自動切斷測速機組的工作電源，使紅外探測器發(fā)射管的驅(qū)動電壓，改由汽車畜電池經(jīng)最大降壓后提供，使探測距離收回至2～3米。當汽車剛起動車速低于20km／h時，測試機組產(chǎn)生的電壓低于汽車畜電池提供給電路控制盒的比較電路的＋12V基準電壓，亦自動采用汽車畜電池經(jīng)最大降壓后提供驅(qū)動電壓，使探測距離為2～3米。為使汽車倒車亦具有防撞功能，當汽車倒車擋掛上后，即使汽車尾部的紅外探測器開始工作，亦由汽車畜電池經(jīng)最大降壓后提供驅(qū)動電壓，探測距離距后車身約2米。
上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，探測距離是以紅外探測器發(fā)射管紅外光線的有效射程為依據(jù)，勿需對反射回的紅外光線進行過多的處理，故可降低測距失真率和成本。


圖1是汽車自動防撞器總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是測速機組與汽車變速器的一種聯(lián)接示意圖；圖3是電路控制盒電氣原理圖；圖4是電路控制盒的比較電路原理圖；圖5是紅外探測器邏輯框圖；圖6是紅外探測器的驅(qū)動放大電路圖；圖7是紅外探測器的脈沖形成、頻率檢測電路圖；圖8是執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)造及與汽車制動系統(tǒng)聯(lián)接示意圖；圖9是聲光報警顯示盤電氣原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳述。
圖1是汽車自動防撞器總體結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型設(shè)計了一個電路控制盒5控制銜接各部分工作。通過電路控制盒5分配的各部分工作電壓均以汽車畜電池11的＋12V為基礎(chǔ)。一個與汽車變速器7相聯(lián)的測速機組6，通過對不同車速的檢測，產(chǎn)生不同的電壓值送至電路控制盒5，經(jīng)電路控制盒5的比較電路比較控制繼電器后，一路將＋12V電壓送至汽車駕駛室的聲光報警顯示盤4，用于檢測到障礙物時驅(qū)動顯示報警；另一路將＋12V降為與車速有關(guān)的不同的電壓值送至汽車前端的兩個紅外探測器1和15，用于驅(qū)動紅外探測器1和15’的紅外線發(fā)射管按一定的脈沖發(fā)射隨車速變化有效射程(即探測距離)的紅外光線，并由與紅外發(fā)射管同步工作的紅外接收管接收該有效射程處障礙物反射回來的紅外光線，其光電轉(zhuǎn)換信號經(jīng)頻率檢測后，回送至電路控制盒5，用于驅(qū)動與汽車制動系統(tǒng)12相聯(lián)的執(zhí)行機構(gòu)9，采取制動防撞措施。當障礙物撤除而無反射信號回送電路控制盒5時，電路控制盒5即控制執(zhí)行機構(gòu)9自動解除制動措施。為防止阻礙汽車靈活轉(zhuǎn)彎，在兩個汽車轉(zhuǎn)向節(jié)臂3和13處各設(shè)一個轉(zhuǎn)向限位開關(guān)2和14，通過電路控制盒以串聯(lián)方式聯(lián)接，當汽車轉(zhuǎn)彎達15°時，轉(zhuǎn)向限位開關(guān)2或14將自動切斷測試機組6的工作電源，通過電路控制盒5提供給紅外探測器1和15發(fā)射管的驅(qū)動電壓為＋12V經(jīng)最大降壓后的電壓值，使探測距離收回至2～3米。當車速低于20km／h時，測試機組6提供的比較電壓低于電路控制盒5的比較電路的基準電壓＋12V，亦由＋12V經(jīng)最大降壓后提供紅外發(fā)射驅(qū)動電壓，使探測距離為2～3米。為使汽車倒車亦具有防撞功能，當汽車倒車擋掛上后，即接通汽車尾部的紅外探測器8開始工作，亦由＋12V經(jīng)最大降壓后提供紅外發(fā)射驅(qū)動電壓，探測距離距后車身約2米。另外，為了保證執(zhí)行機構(gòu)9采取制動措施的可靠性，在執(zhí)行機構(gòu)9與汽車制動系統(tǒng)12的銜接處設(shè)了一個行程開關(guān)10，用于保證障礙物撤除前汽車始終處于制動狀態(tài)。
圖2是測速機組與汽車變速器的一種聯(lián)接示意圖。本實用新型所設(shè)測速機組6與汽車變速器7的聯(lián)接有多種方式，圖2為一種傳動帶聯(lián)接方式，汽車變速器7的軟軸由軟軸外殼16和軟軸芯17組成，測速機組6的小半徑帶輪19通過傳動帶18與軟軸芯17的大半徑帶輪20相聯(lián)，其半徑配合比視具體車型而定。汽車在行駛中，慢速轉(zhuǎn)動的帶輪20通過傳動帶18帶動帶輪19而快速轉(zhuǎn)動，使測試機組6根據(jù)自身的輸出斜率(如2.5V／1000轉(zhuǎn)／分鐘)產(chǎn)生一定的電壓，送至電路控制盒5進行比較。
圖3和圖4分別是電路控制盒電氣原理圖和其比較電路原理圖。由上述測試機組6產(chǎn)生的電壓值送至電路控制盒的CZ－E端口③后，首先進入圖4比較電路的c端，經(jīng)過一個穩(wěn)壓管VDw進入電壓比較器的IC(運算放大器LM324)的4個輸入腳3、5、10、12進行比較，由IC的4個輸出腳1、7、8、14輸出信號分別通過R6和Q1’、R7和Q2’、R8和Q3’、R9和Q4’驅(qū)動后，由輸出端J4、J3、J2、J1低電平輸出，分別對應4個干簧繼電器J40、J30、J20、J10，當某輸出端為低電平時，即驅(qū)動與該端對應的干簧繼電器吸合，將＋12V電壓一路送至CZ－D1的對應端，用于驅(qū)動聲光報警顯示盤4的對應位顯示報警；另一路接至對應的G4、G3、G2、G1端，經(jīng)VD3和VD4、VD5和VD6、VD7和VD8降壓后，再由G4端輸出，輸出端G4的輸出電壓接至CZ－A和CZ－B的④端，用于驅(qū)動紅外探測器1和15的紅外發(fā)射管發(fā)射一定有效射程的紅外光線。紅外探測器1、15或8接收的反射信號，通過CZ－A、CZ－B或CZ－C的③端驅(qū)動啟動繼電器J5吸合，將＋12V電壓送至CZ－F的②和③端，用于驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)9的車用起動電機30和起動機電磁鐵31工作，此時轉(zhuǎn)向限位開關(guān)2和14及行程開關(guān)10始終閉合，使CZ－H的①和②相通、CZ－G的①和②相通。當行程開關(guān)10被切斷，使CZ－G的①和②斷開，取消CZ－F中③的＋12V電壓，進而關(guān)閉車用起動電機30；當障礙物撤除，CZ－A、CZ－B和CZ－C的③端無反射信號，使啟動繼電器J5斷開，取消CZ－F中②的＋12V電壓，切斷起動機電磁鐵31的電源。當向限位開關(guān)2或14被切斷，CZ－H的①和②斷開，即切斷通過CZ－E的②端提供給測試機組6的工作電源，使CZ－E的③端無車速檢測電壓進入，此時因汽車向前行駛時前后進檢測開關(guān)Dk置于Ak端，由汽車畜電池11提供的＋12V電壓接至比較電路的G0端，經(jīng)VD1和VD2、VD3和VD4、VD5和VD6、VD7和VD8降壓后由G4端輸出，作為紅外探測器1和15發(fā)射管的驅(qū)動電壓。當車速低于20km／h時，測速機組6提供的檢測電壓低于汽車畜電池11提供的＋12V電壓，使＋12V電壓經(jīng)G0至G4降壓后，作為紅外探測器1和15發(fā)射管的驅(qū)動電壓。當汽車倒車擋掛上后，前后進檢測開關(guān)Dk置于Bk端，關(guān)閉紅外探測器1和15發(fā)射管，啟用紅外探測器8工作，亦將＋12V電壓經(jīng)G0至G4降壓后，通過CZ－C的④端提供紅外探測器8發(fā)射管的驅(qū)動電壓。
圖5是紅外探測器邏輯框圖，圖6、圖7分別是其驅(qū)動放大電路圖和脈沖形成、頻率檢測電路圖。圖6中，由IN端進入的經(jīng)＋12V降壓后的電壓加至紅外發(fā)射管的LED＋端。由A端進入的占空比為14的方波脈沖信號，經(jīng)Q1推動、Q2倒相、Q3功率放大后(Q1、Q2、Q3均處于開關(guān)狀態(tài))，加至紅外發(fā)射管的LED－端，使流過紅外發(fā)射管(采用HG527型高功率管)的電流為占空比14的斷續(xù)電流，即發(fā)射14的脈沖紅外光線。在無障礙物反射信號時，由B端進入的為高電平，使Q4導通，Q5、Q6截止，OUT端無輸出而處于開路狀態(tài)。當有反射信號時，進入B端的為低電平，使Q4截止，Q5、Q6導通，OUT端輸出一低電平，以控制電路控制盒5中的啟動繼電器J5吸合，并驅(qū)動光電報警顯示盤4報警。圖7中，由555時基電路產(chǎn)生頻率約10kHz的占空比為14的脈沖方波，由A端輸出。當有反射信號時，由與發(fā)射管工作頻率相同的紅外接收管PIN接收，經(jīng)R4’和C4’耦合至運算放大器LM741的2腳進行放大，由LM741的6腳輸出，通過C6’耦合至LM567。當LM567的3腳輸入信號頻率與其自身頻率相同時，LM567的8腳為低電平，并送至B端。LM567是頻率譯碼專用集成電路，有一定的同步帶。鎖相中心頻率由LM567的5和6腳外接的R9’和C9’來決定，當LM567工作時，LM567的5腳有一標準矩形脈沖，這個脈沖的頻率就是LM567的鎖相中心頻率，利用這一脈沖經(jīng)C1’引至555時基電路的2腳，這樣就實現(xiàn)了譯碼頻率和紅外發(fā)射頻率的自動同步。
圖8是執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)造及與汽車制動系統(tǒng)聯(lián)接示意圖。汽車腳剎制動是通過制動拉桿21使汽車制動系統(tǒng)12完成制動工作。本實用新型設(shè)計了一個與制動系統(tǒng)12相銜接的執(zhí)行機構(gòu)9實現(xiàn)自動制動的目的。從電路控制盒5的CZ－F的②和③傳來的＋12V同時加于起動機電磁鐵31和車用起動電機30，通過電磁鐵31的吸合，將起動機軸28上的起動機齒輪29推至與經(jīng)被動齒輪軸26固定于機殼的被動齒輪27咬合，起動機齒輪29帶動被動齒輪27轉(zhuǎn)動，進而帶動通過傳動桿定位軸25固定于被動齒輪27上的傳動桿24做往復運動，并帶動與傳動桿24銜接的推桿22往復運動，通過定位滑輪23保證推桿22的運動呈直線，當推桿22運動到制動位時，位于推桿22上的行程銷32頂開行程開關(guān)10，切斷車用起動電機30的電源，使其停轉(zhuǎn)，推桿22保持于制動位，此時電磁鐵31仍吸合保持起動機齒輪29與被動齒輪27咬合。當障物物撤除，電路控制盒5自動切斷電磁鐵31的電源，使電磁鐵31斷開將起動機齒輪29與被動齒輪27分離，被動齒輪27在汽車制動系統(tǒng)12的反作用力下回轉(zhuǎn)，即解除制動。
圖9是聲光報警顯示盤電氣原理圖。在聲光報警顯示盤4上裝有本實用新型的總開關(guān)K，當總開關(guān)K閉合時，光電管LED1發(fā)光，說明各部分即開始工作。LED2用于指示車速低于20km／h、轉(zhuǎn)彎、倒車的探測距離；來自電路控制盒5的已吸合的干簧繼電器J40、J30、J20、J10的＋12V電壓，經(jīng)過CZ－D1的⑥⑤④③端驅(qū)動發(fā)光管LED3～LED6，以指示對應不同車速范圍的探測距離。當障礙物反射信號進入CZ－D2的③端時，LED2～LED6的對應位即發(fā)光，同時峰鳴器JY即以聲音報警。
權(quán)利要求1.一種汽車自動防撞器，主要由測速機組，電路控制盒，紅外探測器，聲光報警顯示盤，制動執(zhí)行機構(gòu)和轉(zhuǎn)向限位開關(guān)組成，其特征是電路控制盒[5]控制銜接各組成部分工作；與汽車變速器[7]相聯(lián)的測速機組[6]，檢測不同車速產(chǎn)生一定電壓值，通過電路控制盒[5]驅(qū)動紅外探測器[1]和[15]發(fā)射一定有效射程的紅外光線，并由紅外探測器[1]和[15]接收反射信號，經(jīng)電路控制盒[5]驅(qū)動聲光報警顯示盤[4]報警和與汽車制動系統(tǒng)[12]銜接的執(zhí)行機構(gòu)[9]采取制動；轉(zhuǎn)向限位開關(guān)[2]和[14]用于汽車轉(zhuǎn)彎時關(guān)斷測速機組[6]工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車自動防撞器，其特征在于執(zhí)行機構(gòu)［9］與汽車制動系統(tǒng)［12］街接處設(shè)有一個行程開關(guān)［10］，用于障礙物撤除前保持制動。
專利摘要一種用于汽車安全防護的汽車自動防撞器，采用一個與汽車變速器相聯(lián)的測速機組根據(jù)車速產(chǎn)生不同的電壓值，經(jīng)電路控制盒后，控制安置于汽車駕駛室的聲光報警顯示盤，用于檢測到障礙物時驅(qū)動顯示報警，同時控制安置于汽車前端的兩個紅外探測器的紅外線發(fā)射管發(fā)射不同有效射程的紅外光線，并由與紅外發(fā)射管同步工作的紅外接收管接收該有效射程處障礙物反射信號，驅(qū)動與汽車制動系統(tǒng)銜接的執(zhí)行機構(gòu)采取制動措施，其測距以發(fā)射管的有效射程為依據(jù)，可降低失真率和成本。
文檔編號B60T7/12GK2183940SQ9324620
公開日1994年11月30日 申請日期1993年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月1日
發(fā)明者張余慶, 張勇 申請人:張余慶