專利名稱：車輛超速報警裝置及方法及具有該超速報警裝置的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超速報警裝置及方法，特別是涉及一種用于車軸無制動和驅(qū)動的車輛的超速報警裝置及方法。
背景技術(shù)：
車輛的行駛安全與車輛的行駛速度密切相關(guān)，因此為保證安全行駛，通常會在車輛上安裝超速報警裝置，以提醒駕駛員避免超速。當前的報警裝置通常安裝在車軸具有制動/驅(qū)動裝置的車輛上，通過利用檢測車軸的轉(zhuǎn)速來得到車輛的行駛速度。對于一些車軸無制動和驅(qū)動的車輛，例如需要牽引的拖車等工業(yè)車輛，則無法安裝現(xiàn)有的報警裝置。另一方面，這些車輛的設(shè)計最高車速一般都遠低于普通道路車輛，因此牽引車的駕駛員有時會在無意識中超速。目前主要采取對牽引車的駕駛員進行宣傳、培訓等方法來預(yù)防事故發(fā)生。然而，這種方法不能根據(jù)當時的實際車速對駕駛員進行有效的客觀提示，同時，由于對于行駛中的車速沒有記錄，因而對于駕駛員故意超速的行為也無法有效監(jiān)控。
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種用于車軸無制動和驅(qū)動的車輛的超速報警裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種超速報警裝置，以檢測并記錄車軸無制動和驅(qū)動的車輛的行駛速度，并在超速時向駕駛員報警。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種具有超速報警裝置的車輛，以提醒該車輛的駕駛員避免超速行駛，從而提高了車輛行駛的安全性。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種車輛超速報警方法，以監(jiān)控車軸無制動和驅(qū)動的車輛的行駛速度，并在超速時向駕駛員報警。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種車輛超速報警裝置，該車輛至少包括車軸和可相對該車軸轉(zhuǎn)動的車輪，該超速報警裝置包括傳感裝置，包括齒圈，設(shè)置在其中一個車輪的輪轂上；以及傳感器，朝向該齒圈設(shè)置在該車軸上，以利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；控制器，與該傳感器裝置相連，用于接收該傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號以計算車速，并在車速超過預(yù)定值時產(chǎn)生報警指令；以及顯示裝置，與該控制器相連，并根據(jù)其產(chǎn)生的指令顯示相應(yīng)信息。
該傳感器通過一安裝架固定到該車軸上。在該安裝架的外側(cè)還設(shè)置有一防塵膠圈，其中該安裝架、該防塵膠圈和該輪轂形成一封閉空間，并齒圈封閉在內(nèi)。該齒圈在朝向該傳感器的一面設(shè)有周期變化的圖案，并且該傳感器為非接觸式傳感器，可利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。該傳感器為渦流傳感器，并且該齒圈在朝向該傳感器的一面上間隔地設(shè)有凸出部和凹陷部；或者該傳感器為光電傳感器，并且該齒圈朝向該傳感器的表面上間隔的設(shè)有高反射區(qū)和低反射區(qū)。該顯示裝置可包括文本顯示器、燈光顯示器和/或聲音顯示器。該超速報警裝置還包括記錄裝置，與該控制器相連，用于記錄該控制器計算出的車速。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種具有超速報警裝置的車輛，該車輛至少包括車軸以及可相對該車軸旋轉(zhuǎn)的車輪，該超速報警裝置包括傳感裝置，包括齒圈，設(shè)置在其中一個車輪的輪轂上；以及傳感器，朝向該齒圈設(shè)置在該車軸上，以利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；控制器，與該傳感器裝置相連，用于接收該傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號以計算車速，并在車速超過預(yù)定值時產(chǎn)生報警指令；以及顯示裝置，與該控制器相連，并根據(jù)其產(chǎn)生的指令顯示相應(yīng)信息。
該齒圈在朝向該傳感器的一面設(shè)有周期變化的圖案，并且該傳感器為非接觸式傳感器，可利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。該顯示裝置可包括文本顯示器、燈光顯示器和/或聲音顯示器。該超速報警裝置還包括記錄裝置，與該控制器相連，用于記錄該控制器計算出的車速。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種車輛超速報警的方法，包括在該車輛上設(shè)置傳感裝置，包括在該車輛的其中一個車輪的輪轂上設(shè)置一齒圈；以及在該車輛的車軸上朝向該齒圈設(shè)置一傳感器，利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；設(shè)置一控制器，接收該該傳感裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號，計算車速；在該控制器中設(shè)置一預(yù)定值，并且在車速高于該預(yù)定值時，該控制器產(chǎn)生一報警指令；以及設(shè)置一顯示裝置，并根據(jù)該控制器產(chǎn)生的報警指令顯示相應(yīng)信息。
該方法還包括在該齒圈朝向該傳感器的一面設(shè)置周期變化的圖案，該傳感器利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。該方法還包括設(shè)置一記錄裝置，用于記錄該控制器計算出的車速。
本發(fā)明的超速報警裝置，可以實時監(jiān)測那些車軸無制動和驅(qū)動的車輛的行駛速度，并在超速時提示駕駛員減速避免違章操作；若駕駛員故意超速，還可記錄行駛速度、時間和距離等信息，進行有效的安全責任鑒定?？梢?，安裝了該超速報警裝置的車輛可有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，提高車輛的行駛安全，從而具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
下面結(jié)合附圖和詳細實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1為一剖視圖，示出了本發(fā)明超速報警裝置的機械部分；圖2為超速報警裝置的立體分解圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的齒圈圖案的放大圖；圖4為本發(fā)明超速報警裝置的控制原理圖。
具體實施例方式
圖1示出了本發(fā)明的用于車軸無制動和驅(qū)動的車輛的超速報警裝置100的機械結(jié)構(gòu)。如圖所示，車軸170通過一對軸承175與車輪的輪轂180相連，這樣，車輪就可繞車軸的軸線旋轉(zhuǎn)。在輪轂180朝向車軸170的一端固定有齒圈112；同時，非接觸式傳感器111通過一安裝架115固定在車軸170上，朝向該齒圈112，并與齒圈112間隔一預(yù)定距離D。傳感器111與齒圈112共同構(gòu)成了傳感裝置110。安裝架115具有一邊緣1151，并將齒圈包圍在內(nèi)；在安裝架邊緣1151的外側(cè)還設(shè)有一防塵膠圈117。防塵膠圈117通過其邊緣1171套在安裝架115的外側(cè)，同時，防塵膠圈117的端面1172與安裝架115和輪轂180相配合，形成一封閉空間，將齒圈封閉在內(nèi)，從而可防止外界灰塵等影響傳感裝置110的測量結(jié)果。
如圖2所示，在安裝架115上設(shè)有一中心孔1152，安裝架115通過該中心孔1151利用過盈配合固定到車軸170的外圓柱面上。在安裝架115的邊緣處還設(shè)有一定位套1153，該定位套1153具有與傳感器111的外圓柱面相配合的通孔，傳感器111就安裝在該定位套1153中，朝向齒圈112。齒圈112在朝向傳感器111的一面具有周期變化的圖案。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，該圖案由間隔設(shè)置的多個凸出部1121和多個凹陷部1122形成，如圖3所示；同時，傳感器111為一渦流傳感器，可根據(jù)金屬物體的距離產(chǎn)生不同的感應(yīng)電壓。例如，當凸出部1121面對傳感器111時，傳感器111產(chǎn)生并輸出一較大的感應(yīng)電壓；而當凹陷部1122面對傳感器111時，傳感器111產(chǎn)生并輸出一較小的感應(yīng)電壓。隨著車輪的轉(zhuǎn)動，齒圈112上的凸出部1121和凹陷部1122交替地從傳感器111前經(jīng)過，傳感器111產(chǎn)生并輸出具有一定頻率的感應(yīng)電壓脈沖信號，該信號的頻率與車輪的轉(zhuǎn)速成正比。
在本發(fā)明的另一較佳實施例中，齒圈上的圖案由間隔設(shè)置的多個高反射區(qū)和多個低反射區(qū)構(gòu)成；同時，傳感器為一光電傳感器，可根據(jù)物體的反射率不同而輸出不同的電壓。例如，當面對高反射區(qū)時，傳感器產(chǎn)生并輸出一較高的電壓；而當面對低反射區(qū)時，傳感器產(chǎn)生并輸出一較低的電壓。類似的，隨著車輪轉(zhuǎn)動，齒圈上的高反射區(qū)和低反射區(qū)交替地從傳感器前經(jīng)過，傳感器產(chǎn)生并輸出具有一定頻率的電壓脈沖信號，該信號的頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比。需要注意，在本發(fā)明的其它實施例中，齒圈的圖案還可以是其它不同的形式，相應(yīng)的，傳感器也可選用其它不同的類型，使得在車輪轉(zhuǎn)動時，傳感器能夠通過感應(yīng)齒圈的圖案而產(chǎn)生頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比的信號。
如圖4所示，本發(fā)明的超速報警裝置100主要包括前面所述的傳感裝置110、控制器120以及顯示裝置130，其中，控制器120分別與傳感裝置110和顯示裝置130相連。傳感裝置110將測量得到的信號傳送給控制器120，控制器120根據(jù)該信號計算出車輪的轉(zhuǎn)速n并可換算為車輛的行駛速度v。同時，在控制器120中預(yù)先設(shè)有一閾值H，當行駛速度超過該閾值時，即v＞H時，控制器120會發(fā)出一報警指令通知顯示裝置130。顯示裝置130可以為文本顯示器131、聲音顯示器132和燈光顯示器133中的一種或多種，在接收到報警指令后，會顯示相應(yīng)的報警信息以提醒駕駛員降低車速。在車速降低到正常范圍內(nèi)后，控制器120取消報警指令，相應(yīng)的顯示裝置130取消報警顯示。需要注意，對于不同的車輛和行駛狀況，可以設(shè)置不同的閾值H。
同時，還可以設(shè)置一記錄裝置140，例如行駛記錄儀，連接到控制器120上?？刂破骺蓪④囕v的行駛速度、行駛時間、行駛距離等信息實時記錄到記錄裝置140中，從而為考查車輛的行駛狀態(tài)提供了科學依據(jù)。
利用本發(fā)明的超速報警裝置，可以實時監(jiān)測那些車軸無制動和驅(qū)動的車輛的行駛速度，在超速拖行時報警裝置可發(fā)出聲音和燈光警告，提示駕駛員減速避免違章操作，從而可以有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，提高車輛行駛安全；若駕駛員故意超速，還可利用報警裝置記錄的行駛速度、時間和距離等信息，進行有效的安全責任鑒定?？梢?，本發(fā)明的超速報警裝置可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
應(yīng)當指出，雖然通過上述實施方式對本發(fā)明進行了描述，然而本發(fā)明還可有其它多種實施方式。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以對本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)當屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等效物所保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車輛超速報警裝置，該車輛至少包括車軸和可相對該車軸轉(zhuǎn)動的車輪，其特征在于，該超速報警裝置包括傳感裝置，包括齒圈，設(shè)置在其中一個車輪的輪轂上；以及傳感器，朝向該齒圈設(shè)置在該車軸上，以利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；控制器，與該傳感器裝置相連，用于接收該傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號以計算車速，并在車速超過預(yù)定值時產(chǎn)生報警指令；以及顯示裝置，與該控制器相連，并根據(jù)其產(chǎn)生的指令顯示相應(yīng)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超速報警裝置，其特征在于，該傳感器通過一安裝架固定到該車軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超速報警裝置，其特征在于，在該安裝架的外側(cè)還設(shè)置有一防塵膠圈，其中該安裝架、該防塵膠圈和該輪轂形成一封閉空間，并齒圈封閉在內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超速報警裝置，其特征在于，該齒圈在朝向該傳感器的一面設(shè)有周期變化的圖案，并且該傳感器為非接觸式傳感器，可利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超速報警裝置，其特征在于，該傳感器為渦流傳感器，并且該齒圈在朝向該傳感器的一面上間隔地設(shè)有凸出部和凹陷部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超速報警裝置，其特征在于，該傳感器為光電傳感器，并且該齒圈朝向該傳感器的表面上間隔的設(shè)有高反射區(qū)和低反射區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超速報警裝置，其特征在于，該顯示裝置可包括文本顯示器、燈光顯示器和/或聲音顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超速報警裝置，其特征在于，還包括記錄裝置，與該控制器相連，用于記錄該控制器計算出的車速。
9.一種具有超速報警裝置的車輛，該車輛至少包括車軸以及可相對該車軸旋轉(zhuǎn)的車輪，其特征在于，該超速報警裝置包括傳感裝置，包括齒圈，設(shè)置在其中一個車輪的輪轂上；以及傳感器，朝向該齒圈設(shè)置在該車軸上，以利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；控制器，與該傳感器裝置相連，用于接收該傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號以計算車速，并在車速超過預(yù)定值時產(chǎn)生報警指令；以及顯示裝置，與該控制器相連，并根據(jù)其產(chǎn)生的指令顯示相應(yīng)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其特征在于，該齒圈在朝向該傳感器的一面設(shè)有周期變化的圖案，并且該傳感器為非接觸式傳感器，可利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其特征在于，該顯示裝置可包括文本顯示器、燈光顯示器和/或聲音顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其特征在于，該超速報警裝置還包括記錄裝置，與該控制器相連，用于記錄該控制器計算出的車速。
13.一種車輛超速報警的方法，其特征在于，包括在該車輛上設(shè)置傳感裝置，包括在該車輛的其中一個車輪的輪轂上設(shè)置一齒圈；以及在該車輛的車軸上朝向該齒圈設(shè)置一傳感器，利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；設(shè)置一控制器，接收該該傳感裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號，計算車速；在該控制器中設(shè)置一預(yù)定值，并且在車速高于該預(yù)定值時，該控制器產(chǎn)生一報警指令；以及設(shè)置一顯示裝置，并根據(jù)該控制器產(chǎn)生的報警指令顯示相應(yīng)信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括在該齒圈朝向該傳感器的一面設(shè)置周期變化的圖案，該傳感器利用該圖案檢測該車輪轉(zhuǎn)速。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括設(shè)置一記錄裝置，用于記錄該控制器計算出的車速。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種車輛超速報警裝置，包括傳感裝置，包括齒圈，設(shè)置在其中一個車輪的輪轂上；以及傳感器，朝向該齒圈設(shè)置在該車軸上，以利用該齒圈檢測該車輪的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號；控制器，與該傳感器裝置相連，用于接收該傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號以計算車速，并在車速超過預(yù)定值時產(chǎn)生報警指令；以及顯示裝置，與該控制器相連，并根據(jù)其產(chǎn)生的指令顯示相應(yīng)信息。本發(fā)明的超速報警裝置可實時監(jiān)測那些車軸無制動和驅(qū)動的車輛的行駛速度，不僅可在超速時提示駕駛員減速避免違章操作；更可記錄行駛速度、時間和距離等信息，以進行有效的安全責任鑒定具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號G01P1/10GK101086505SQ200610012159
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者吳志宏, 謝恒星 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 中集車輛(集團)有限公司