專利名稱：雙向全角度微機(jī)測(cè)量裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方向盤雙向轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度控制轉(zhuǎn)角或位移的微機(jī)測(cè)量裝置和方法，特別是對(duì)機(jī)動(dòng)車方向盤控制車輪轉(zhuǎn)向角度的微機(jī)測(cè)量裝置和方法。
汽車的方向角度是汽車在行駛中的一個(gè)重要?jiǎng)討B(tài)數(shù)據(jù)。但是由于方向盤的轉(zhuǎn)角屬于雙向多圈數(shù)的復(fù)合角度，因此若采用傳統(tǒng)的角度檢測(cè)儀，將遇到二大難題首先，傳統(tǒng)的角度傳感器是根據(jù)采樣機(jī)械模擬量或轉(zhuǎn)角產(chǎn)生材料彈性變形及機(jī)械模擬原始定量為工作原理的，它們適用于測(cè)量小角度，若是用于雙向大角度的測(cè)量，則因機(jī)械模擬采樣量要受到材料的彈性系數(shù)和疲勞系數(shù)限制，旋轉(zhuǎn)角度越大，機(jī)械變形系數(shù)累計(jì)誤差也越大，就難以勝任。其次，傳統(tǒng)的角度傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，在機(jī)動(dòng)車上安裝的條件苛刻，所以，目前即使豪華型轎車也不給予角度的檢測(cè)與顯示。
本發(fā)明的目的是要提供一種方向盤雙向轉(zhuǎn)動(dòng)任意圈數(shù)控制轉(zhuǎn)向的任意角度測(cè)量裝置和方法。該發(fā)明能夠精密、快速地采集保存顯示角度數(shù)據(jù)，以及作各種相關(guān)的微機(jī)控制處理。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的其核心內(nèi)容由全角度傳感器和微機(jī)系統(tǒng)計(jì)算程序二部分構(gòu)成。在方向盤操縱桿上抱箍安裝全角度傳感器的內(nèi)圓環(huán)，在方向盤操縱桿外緊鄰安裝全角度傳感器的外圓套。隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)圓環(huán)(繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)體)在360°范圍內(nèi)均勻分布M個(gè)磁鋼，固定不動(dòng)的外圓套上在360°/M范圍內(nèi)均勻分布N個(gè)吸合開關(guān)。磁鋼與吸合開關(guān)的排列與布置可以相互置換。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，微機(jī)程序根據(jù)空間分布的各個(gè)開關(guān)被磁鋼吸合過程判斷出旋轉(zhuǎn)的方向和計(jì)算出旋轉(zhuǎn)的角度。
角度分辨率的計(jì)算式為每當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)360°/(M×N)時(shí)，工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)(Lb/La)×[360°/(M×N)]。
其中La為方向盤單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度，Lb為車輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度。由計(jì)算式可知磁鋼數(shù)M和開關(guān)數(shù)N越大，角度分辨率就越高。通過調(diào)整M和N的數(shù)值，就能得到滿意的角度分辨率。而且La/Lb的角度比越大，調(diào)整就越快。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)施例及其


如下
圖1是本發(fā)明提出的一種具體全角度傳感器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是本發(fā)明提出的一種具體全角度傳感器角度的計(jì)算程序框圖。
如圖1所示，全角度傳感器由磁性吸合開關(guān)[1]、[2]、[3]、[4]，磁鋼[5]、[6]，內(nèi)園環(huán)[8]和外園套[9]組成。[1]、[2]、[3]、[4]四個(gè)磁性吸合開關(guān)安裝在外園套[9]內(nèi)，外園套[9]安裝在汽車方向盤固定座上，是不隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的。磁鋼[5]、[6]安裝在內(nèi)園套[8]上，內(nèi)園套[8]固定緊套在方向盤操縱桿[7]上。操縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁鋼[5]、[6]。安裝時(shí)磁鋼位置必須安裝在磁性開關(guān)能夠響應(yīng)的位置上。當(dāng)磁鋼[5]、[6]隨操縱桿[7]轉(zhuǎn)動(dòng)到磁性吸合開關(guān)能夠響應(yīng)的范圍時(shí)吸合開關(guān)即吸合接通。當(dāng)磁鋼轉(zhuǎn)到磁性吸合開關(guān)響應(yīng)范圍外時(shí)，磁性開關(guān)就斷開。計(jì)算機(jī)是根據(jù)磁性吸合開關(guān)吸合接通次數(shù)與吸合開關(guān)[1]至[4]吸合的先后來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與判斷左右轉(zhuǎn)向的。計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與判斷左右轉(zhuǎn)向的程序框圖度由圖2給出。
在圖1中，M＝2、N＝4時(shí)，每當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)360°/(2×4)＝45°，控制車輪轉(zhuǎn)向的角度分辨率為(Lb/La)×45°。
以上結(jié)論同樣適用方向盤控制位移的情況。例如，對(duì)蝸輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的位移檢測(cè)。此時(shí)每當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)360°/(M×N)時(shí)，工作體位移(Lb/La)×[360°/(M×N)]。其中La為方向盤單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度，Lb為工作體單向位移的最大長(zhǎng)度。
本發(fā)明不僅體現(xiàn)在有高的角度分辨率和與計(jì)算機(jī)處理接軌一方面，而且傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便可靠，安裝后對(duì)機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達(dá)到不破壞原體和不影響原形的理想效果。并且由于角度分辨率的調(diào)整與磁鋼數(shù)、吸合開關(guān)數(shù)成比例的關(guān)系，使全角度傳感器的兼容性很強(qiáng)，容易形成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)系列化。
權(quán)利要求
1.一種雙向全角度微機(jī)測(cè)量裝置和方法，由包括N各磁性吸合開關(guān)，內(nèi)園環(huán)[8]和外園套[9]和M個(gè)磁鋼組成的全角度傳感器和微機(jī)系統(tǒng)計(jì)算程序二部分構(gòu)成。其特征在于a.在方向盤操縱桿上抱箍安裝全角度傳感器的內(nèi)圓環(huán)，在方向盤操縱桿外緊鄰安裝全角度傳感器的外圓套。隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)圓環(huán)上在360°范圍內(nèi)均勻分布M個(gè)磁鋼，固定不動(dòng)的外圓套上在360°/M范圍內(nèi)均勻分布N個(gè)吸合開關(guān)。磁鋼與吸合開關(guān)的排列與布置可以相互置換；b.角度分辨率的計(jì)算式為每當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)360°/(M×N)時(shí)，工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)(Lb/La)×[360°/(M×N)]。其中La為方向盤單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度，Lb為車輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度。計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與判斷左右轉(zhuǎn)向的程序框圖由圖2給出。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向全角度微機(jī)測(cè)量裝置和方法，其特征在于同樣適用于方向盤控制位移的情況。如對(duì)蝸輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的位移檢測(cè)，此時(shí)每當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)360°/(M×N)時(shí)，工作體位移(Lb/La)×[360°/(M×N)]。其中La為方向盤單向轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度，Lb為工作體單向位移的最大長(zhǎng)度。計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與判斷位移大小和方向的程序框圖仍由圖2給出。
3.如權(quán)利要1所述的雙向全角度控制微機(jī)測(cè)量裝置和方法，其特征是繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)可以是雙向、單向任意角度的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙向全角度控制微機(jī)測(cè)量裝置和方法。解決了傳統(tǒng)測(cè)量法面臨的雙向多圈復(fù)合角度測(cè)量難題。特別為機(jī)動(dòng)車方向盤控制轉(zhuǎn)向的角度測(cè)量提供了有效手段。該發(fā)明能夠精密、快速地采集保存顯示角度數(shù)據(jù)，以及作各種相關(guān)的微機(jī)控制處理，傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兼容性好，制造成本低，安裝方便可靠，安裝后對(duì)機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達(dá)到不破壞原體和不影響原形的理想效果。
文檔編號(hào)B62D6/00GK1159570SQ9511335
公開日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1995年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月4日
發(fā)明者戚盛英 申請(qǐng)人:戚盛英, 岳燕