專利名稱：滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種載運(yùn)工具姿態(tài)檢測裝置，尤其是汽車運(yùn)行姿態(tài)檢測裝置。
背景技術(shù)：
汽車在運(yùn)行的過程中，可能發(fā)生車禍導(dǎo)致車輛發(fā)生翻轉(zhuǎn)，通常需要對車輛的姿態(tài) 進(jìn)行分析，特別是針對危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛發(fā)生事故的情況。目前，對載運(yùn)工具姿態(tài)檢測一般采 用陀螺儀對車輛前傾和橫滾進(jìn)行測量，得到車輛的前傾角和橫滾角。雖然方法很好，但是測 量車輛前傾和橫滾用不了那么大的精度，不夠經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 目前有專利采用計(jì)數(shù)方式來測量旋轉(zhuǎn)角，但是由于汽車顛簸的時(shí)候，儀器是不斷 擺動(dòng)的，給計(jì)數(shù)帶來困難，在旋轉(zhuǎn)連續(xù)計(jì)數(shù)和小角度Z搖擺時(shí)計(jì)數(shù)可能相同，從而導(dǎo)致誤 差，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的編碼才能避免這種錯(cuò)誤。另有通過電磁力與游絲力矩平衡方式來測量 電流方式來測量偏角，這種方式對全360度旋轉(zhuǎn)方式不合適，并且對震動(dòng)環(huán)境下，測量結(jié)果 不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本的滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，它能夠測量 載運(yùn)工具姿態(tài)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置， 它包括偏心輪式滑變電阻、與偏心輪式滑變電阻并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換測量電路、數(shù)據(jù)處理模塊、 電源模塊和觸發(fā)模塊，電源模塊提供電源，觸發(fā)模塊控制電源模塊，A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量 偏心輪式滑變電阻的可變電壓值，并轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)處理模塊接收A/D轉(zhuǎn)換測 量電路輸出的電壓數(shù)字信號(hào)，通過電壓數(shù)值與偏心輪式滑變電阻的電阻環(huán)的有效電阻的關(guān) 系和電阻環(huán)的有效電阻與偏心輪的偏轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，得出車輛的傾度。
偏心輪式滑變電阻由偏心輪基座5、旋轉(zhuǎn)軸7、偏心輪8、電阻環(huán)1 、導(dǎo)電環(huán)3、斷電導(dǎo) 電環(huán)2、電刷4和接線柱6組成；旋轉(zhuǎn)軸7由兩個(gè)偏心輪基座5支撐，偏心輪8、電阻環(huán)1、導(dǎo) 電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2均固定在旋轉(zhuǎn)軸7上，電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2與旋轉(zhuǎn)軸 7之間分別設(shè)有絕緣環(huán)；電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2分別通過電刷4與對應(yīng)的接線 柱6相聯(lián)接，其中導(dǎo)電環(huán)3對應(yīng)的接線柱與斷電導(dǎo)電環(huán)2對應(yīng)的接線柱通過導(dǎo)線相聯(lián)接，導(dǎo) 電環(huán)3與電阻環(huán)1通過導(dǎo)線相聯(lián)接且輸出端為c點(diǎn)；所述的電阻環(huán)1由薄膜電阻或者由電 阻絲纏繞而成的大半圓環(huán)，且大半圓環(huán)的圓心角為(360-2 a 。)° ，其中a。為車輛正常傾斜 角的最大值；電阻環(huán)1的兩端內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)線接線柱9，其中一個(gè)導(dǎo)線接線柱9與c點(diǎn)連接， 電阻環(huán)1的兩端外側(cè)均設(shè)有第一絕緣突起柱IO，起始狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)第一絕緣突起柱10與對 應(yīng)的電刷接觸；所述的導(dǎo)電環(huán)3為光滑完整的金屬環(huán)；所述的斷電導(dǎo)電環(huán)2由光滑完整的 金屬環(huán)、設(shè)置在環(huán)外側(cè)的兩個(gè)第二絕緣突起柱11組成，其中兩個(gè)第二絕緣突起柱11與斷電 導(dǎo)電環(huán)2的金屬環(huán)的圓心形成的圓心角為(360-2a。)° ，斷電導(dǎo)電環(huán)2上的導(dǎo)線接線柱為 a點(diǎn)；電阻環(huán)1對應(yīng)的接線柱6的接線點(diǎn)為b點(diǎn)。
觸發(fā)模塊為繼電器K ;電源模塊由直流電源E、穩(wěn)壓二極管VD、穩(wěn)壓電容C和負(fù)載 Rf組成，負(fù)載Rf與電阻環(huán)的有效電阻Rx串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管VD和穩(wěn)壓電容C并聯(lián)；開關(guān) k為斷電導(dǎo)電環(huán)2，開關(guān)k的一端與c點(diǎn)相連，開關(guān)k的另一端與a點(diǎn)相連；a點(diǎn)與電源模塊 的直流電源的正極連接，電源模塊的直流電源的負(fù)極與繼電器K的K2端連接，繼電器K的 &端與c點(diǎn)相連；穩(wěn)壓二極管VD的陰極、穩(wěn)壓電容C的一端、負(fù)載Rf的一端分別與繼電器 K的K3端相連；穩(wěn)壓二極管VD的陽極、穩(wěn)壓電容C的另一端分別與c點(diǎn)相連。
數(shù)據(jù)處理模塊為單片機(jī)。 偏心輪式滑變電阻由偏心輪基座5、旋轉(zhuǎn)軸7、偏心輪8、電阻環(huán)1、電刷4和接線柱 6組成；旋轉(zhuǎn)軸7由兩個(gè)偏心輪基座5支撐；偏心輪8、電阻環(huán)1均固定在旋轉(zhuǎn)軸7上，電阻 環(huán)1與旋轉(zhuǎn)軸7之間設(shè)有絕緣環(huán)；電阻環(huán)1通過電刷4與對應(yīng)的接線柱6相聯(lián)接，電阻環(huán)1 的一個(gè)接線柱與第一個(gè)偏心輪基座5的接線柱相連且輸出端為a點(diǎn)，電阻環(huán)1的另一個(gè)接 線柱與第二個(gè)偏心輪基座5的接線柱相連且輸出端為c點(diǎn)；電阻環(huán)1通過電刷與對應(yīng)的接 線柱6連接且輸出端為b點(diǎn)。 本發(fā)明的工作過程及其利用的部分原理是由于車輛在傾斜的過程中，偏心輪在 重力的帶動(dòng)下克服支撐架的摩擦力和其他阻力自由懸擺，改變電刷與電阻環(huán)的相對位置， 導(dǎo)致有效電阻的改變，通過A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量偏心輪式滑變電阻的電壓并轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，又通過數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)字信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)值，通過電壓數(shù)值與電阻環(huán)的 有效電阻的關(guān)系和電阻環(huán)的有效電阻與偏心輪的偏轉(zhuǎn)角度即車輛的傾角之間的關(guān)系，得出 車輛的傾度。 通過數(shù)據(jù)處理模塊將電阻環(huán)的有效電阻按照如下公式計(jì)算 ^-"^T，其中，Rx為電阻環(huán)接入電路的有效電阻，V,為有效電阻部分的電壓， Rf為控制量程而設(shè)的負(fù)載，VE為直流電源電壓。 通過將Rx與電阻環(huán)的總電阻值R。比較，由于電阻環(huán)上的電阻是均勻分布，所以Rx 與偏心輪旋轉(zhuǎn)的角度a呈線性關(guān)系，很明顯車輛的傾角9 = a，即
Rx = ( 9 - a0)R0/2 Ji ， 其中a。是車輛正常傾斜角的最大值，通過絕緣突起柱來保證。Ro是電阻環(huán)的總 電阻值。如果需要在360。范圍內(nèi)進(jìn)行測量，可以取消絕緣突起，a。 = 0° 。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為1、能夠準(zhǔn)確測量載運(yùn)工具姿態(tài)；2、成本 低，易操作；3、磨損小，使用壽命長。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的原理框圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的電路原理圖。 圖3為實(shí)施例1的偏心輪式滑變電阻的結(jié)構(gòu)圖。 圖4為實(shí)施例1的電阻環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。 圖5為實(shí)施例1的斷電導(dǎo)電環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。 圖6為實(shí)施例1的絕緣突起柱的角度示意圖。 圖7為實(shí)施例1滑變電阻的電阻值與車輛的傾角的對應(yīng)關(guān)系圖。
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圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的偏心輪式滑變電阻的結(jié)構(gòu)圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 : 如圖1、圖2所示，滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，它包括偏心輪式滑變電阻、與偏 心輪式滑變電阻并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換測量電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊和觸發(fā)模塊，電源模塊 提供電源，觸發(fā)模塊控制電源模塊，A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量偏心輪式滑變電阻的可變電壓 值，并轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)處理模塊接收A/D轉(zhuǎn)換測量電路輸出的電壓數(shù)字信號(hào)，通 過電壓數(shù)值與偏心輪式滑變電阻的電阻環(huán)的有效電阻的關(guān)系和電阻環(huán)的有效電阻與偏心 輪的偏轉(zhuǎn)角度(即車輛的傾角)之間的關(guān)系，得出車輛的傾度。 如圖3所示，偏心輪式滑變電阻由偏心輪基座5、旋轉(zhuǎn)軸7、偏心輪8、電阻環(huán)1、導(dǎo) 電環(huán)3、斷電導(dǎo)電環(huán)2、電刷4和接線柱6組成；旋轉(zhuǎn)軸7由兩個(gè)偏心輪基座5支撐[旋轉(zhuǎn)軸 7能旋轉(zhuǎn)；本實(shí)施例采用兩個(gè)偏心輪基座5上均設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸孔，且兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸孔的軸線位 于同一水平面上，旋轉(zhuǎn)軸7的兩端部均為錐體，旋轉(zhuǎn)軸7的兩端部分別對應(yīng)插入兩個(gè)偏心輪 基座5上的旋轉(zhuǎn)軸孔中；還可采用旋轉(zhuǎn)軸7的兩端部分別由軸承與偏心輪基座5相連；還可
采用偏心輪基座5上均設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸槽，旋轉(zhuǎn)軸7的兩端部分別擱置在旋轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)；等等]，
偏心輪8、電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2均固定在旋轉(zhuǎn)軸7上，電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷 電導(dǎo)電環(huán)2與旋轉(zhuǎn)軸7之間分別設(shè)有絕緣環(huán)(即電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2與旋轉(zhuǎn) 軸7之間是絕緣的)；電阻環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)3和斷電導(dǎo)電環(huán)2分別通過電刷4與對應(yīng)的接線柱 6相聯(lián)接，其中導(dǎo)電環(huán)3對應(yīng)的接線柱與斷電導(dǎo)電環(huán)2對應(yīng)的接線柱通過導(dǎo)線相聯(lián)接，導(dǎo)電 環(huán)3與電阻環(huán)1通過導(dǎo)線相聯(lián)接且輸出端為c點(diǎn)； 所述的電阻環(huán)1由薄膜電阻或者由電阻絲纏繞而成的大半圓環(huán)，且大半圓環(huán)的圓 心角為(360-2a。)° ，如圖6所示，其中a 。為車輛正常傾斜角的最大值；電阻環(huán)1的兩端 內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)線接線柱9，其中一個(gè)導(dǎo)線接線柱9與c點(diǎn)連接(電阻環(huán)1上一端導(dǎo)線接線柱與 導(dǎo)電環(huán)3上任一點(diǎn)通過導(dǎo)線相聯(lián)接)，電阻環(huán)1的兩端外側(cè)均設(shè)有第一絕緣突起柱IO(如圖 4所示)，起始狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)第一絕緣突起柱10與對應(yīng)的電刷接觸；
所述的導(dǎo)電環(huán)3為光滑完整的金屬環(huán)； 所述的斷電導(dǎo)電環(huán)2由光滑完整的金屬環(huán)、設(shè)置在環(huán)外側(cè)的兩個(gè)第二絕緣突起柱
11組成(如圖5所示)，其中兩個(gè)第二絕緣突起柱11與斷電導(dǎo)電環(huán)2的金屬環(huán)的圓心形成
的圓心角為(360-2 a 。)° ，斷電導(dǎo)電環(huán)2上的導(dǎo)線接線柱為a點(diǎn)； 電阻環(huán)1對應(yīng)的接線柱6的接線點(diǎn)為b點(diǎn)； 所述的電阻環(huán)1的有效電阻的電壓為b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的電壓。 偏心輪式滑變電阻的電阻環(huán)的有效電阻為Rx。 如圖2所示，觸發(fā)模塊為繼電器K ;電源模塊由直流電源E、穩(wěn)壓二極管VD、穩(wěn)壓電 容C和負(fù)載Rf組成，負(fù)載Rf與電阻環(huán)的有效電阻Rx串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管VD和穩(wěn)壓電容C 并聯(lián)；開關(guān)k為斷電導(dǎo)電環(huán)2，開關(guān)k的一端與c點(diǎn)相連，開關(guān)k的另一端與a點(diǎn)相連；a點(diǎn) 與電源模塊的直流電源的正極連接，電源模塊的直流電源的負(fù)極與繼電器K的K2端連接，
5繼電器K的&端與c點(diǎn)相連；穩(wěn)壓二極管VD的陰極、穩(wěn)壓電容C的一端、負(fù)載Rf的一端分 別與繼電器K的K3端相連；穩(wěn)壓二極管VD的陽極、穩(wěn)壓電容C的另一端分別與c點(diǎn)相連。
當(dāng)斷電導(dǎo)電環(huán)的電刷未被絕緣突起柱抬起，即開關(guān)k導(dǎo)通，繼電器K的&端與K2 端相導(dǎo)通，繼電器K、開關(guān)k和直流電源E構(gòu)成的回路導(dǎo)通，從而使繼電器K的K2端與K3端 導(dǎo)通，觸發(fā)直流電源與電阻環(huán)的有效電阻和負(fù)載形成回路。 A/D轉(zhuǎn)換測量電路是在電阻環(huán)上加載一個(gè)電壓測試芯片組(A/D轉(zhuǎn)換測量電路與 偏心輪式滑變電阻的b點(diǎn)、c點(diǎn)并相連)，將b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字化 后輸出(A/D轉(zhuǎn)換測量電路采用現(xiàn)有公知技術(shù))。
數(shù)據(jù)處理模塊由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 穩(wěn)壓電容C是給直流電源E供電用的濾波電路，防止電刷與電阻環(huán)和導(dǎo)電環(huán)在摩 擦的過程中產(chǎn)生的電路沖擊；穩(wěn)壓二極管VD提供穩(wěn)定精確的電壓，保證測量電阻環(huán)有效電 阻的電壓與負(fù)載Rf的電壓分配準(zhǔn)確性，還可以避免輸入電壓過高而損壞單片機(jī)。
本裝置的工作過程為，將本裝置固定在一個(gè)盒子中水平固定在車體上，初始狀態(tài) 時(shí)，偏心輪受重力作用自然垂直，電阻環(huán)、斷電導(dǎo)電環(huán)的電刷均被絕緣突起柱抬起，斷電導(dǎo) 電環(huán)處于斷開狀態(tài)，本裝置不工作；當(dāng)車輛姿態(tài)發(fā)生變化時(shí)，偏心輪自由懸擺，當(dāng)車輛的傾 角e小于或等于車輛正常傾斜角的最大值a。時(shí)，電阻環(huán)、斷電導(dǎo)電環(huán)的電刷依然被絕緣 突起柱抬起，即開關(guān)k處于斷開狀態(tài)，繼電器不工作；當(dāng)車輛的傾角e大于車輛正常傾斜角 的最大值a。時(shí)，斷電導(dǎo)電環(huán)的電刷與導(dǎo)電部分接觸，k閉合，繼電器工作，A/D轉(zhuǎn)換測量電 路測量b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字化后輸出給單片機(jī)。
通過單片機(jī)將電阻環(huán)的有效電阻按照如下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 6</formula>其中，R,為電阻環(huán)接入電路的有效電阻，V,為有效電阻部分的電壓， Rf為控制量程而設(shè)的負(fù)載，VE為直流電源電壓。 通過將Rx與電阻環(huán)的總電阻值R。比較，由于電阻環(huán)上的電阻是均勻分布，所以Rx 與偏心輪旋轉(zhuǎn)的角度a呈線性關(guān)系，很明顯車輛的傾角9 = a，即
<formula>formula see original document page 6</formula>
如圖7所示，其中a 。是車輛正常傾斜角的最大值，通過絕緣突起柱來保證；R。是 電阻環(huán)的總電阻值。如果需要在360。范圍內(nèi)進(jìn)行測量，可以取消絕緣突起，a。 = 0° 。
實(shí)施例2 : 與實(shí)施例l基本相同，不同之處在于偏心輪式滑變電阻的結(jié)構(gòu)有所不同(注還有 開關(guān)k不同)。如圖8所示偏心輪式滑變電阻由偏心輪基座5、旋轉(zhuǎn)軸7、偏心輪8、電阻環(huán) 1、電刷4和接線柱6組成；旋轉(zhuǎn)軸7由兩個(gè)偏心輪基座5支撐(同實(shí)施例l，兩個(gè)偏心輪基 座5上均設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸孔，且兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸孔的軸線位于同一水平面上)；偏心輪8、電阻環(huán)1均 固定在旋轉(zhuǎn)軸7上，電阻環(huán)1與旋轉(zhuǎn)軸7之間設(shè)有絕緣環(huán)。電阻環(huán)1通過電刷4與對應(yīng)的 接線柱6相聯(lián)接，電阻環(huán)1的一個(gè)接線柱與第一個(gè)偏心輪基座5的接線柱相連且輸出端為 a點(diǎn)，電阻環(huán)1的另一個(gè)接線柱與第二個(gè)偏心輪基座5的接線柱相連且輸出端為c點(diǎn)；電阻 環(huán)1通過電刷與對應(yīng)的接線柱6連接且輸出端為b點(diǎn)。 如圖9所示旋轉(zhuǎn)軸7還可為一兩錐絕緣軸；由一個(gè)凸起的錐軸7-l和一個(gè)凹進(jìn)的 錐軸7-2通過一個(gè)絕緣材料套7-3連接。兩個(gè)錐軸分別插入偏心輪基座5的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)。 所述的電阻環(huán)l由光滑均勻的電阻環(huán)、設(shè)置在環(huán)外側(cè)的兩個(gè)第二絕緣突起柱 11組成(如圖5所示)，其中兩個(gè)第二絕緣突起柱11與電阻環(huán)的圓心形成的圓心角為 (360-2 a 0)° 。 如圖10所示，電源模塊由直流電源E、穩(wěn)壓二極管VD、穩(wěn)壓電容C和負(fù)載Rf組成， 觸發(fā)模塊為繼電器K ;負(fù)載Rf與電阻環(huán)的有效電阻Rx串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管VD和穩(wěn)壓電容
C并聯(lián)；電阻環(huán)1的第二絕緣凸起11即為圖中的開關(guān)k(不同點(diǎn)開關(guān)k不是實(shí)施例1中的
斷電導(dǎo)電環(huán)2)，當(dāng)電阻環(huán)1上的電刷未被絕緣突起柱抬起，即開關(guān)k導(dǎo)通，繼電器K的&端 與K2端相導(dǎo)通，繼電器K、開關(guān)k和直流電源E構(gòu)成的回路導(dǎo)通，從而使繼電器K的K2端與 &端導(dǎo)通，觸發(fā)直流電源與電阻環(huán)的有效電阻和負(fù)載形成回路。 A/D轉(zhuǎn)換測量電路在電阻環(huán)上加載一個(gè)電壓測試芯片組，將b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的電壓 經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字化后輸出。 穩(wěn)壓電容C是給電源E供電用的濾波電路，防止電刷與電阻環(huán)和導(dǎo)電環(huán)在摩擦的 過程中產(chǎn)生的電路沖擊；穩(wěn)壓二極管VD提供穩(wěn)定精確的電壓，保證測量電阻環(huán)有效電阻的 電壓與負(fù)載Rf的電壓分配準(zhǔn)確性，還可以避免輸入電壓過高而損壞單片機(jī)。
本裝置的工作過程為，將本裝置固定在一個(gè)盒子中水平固定在車體上，初始狀態(tài) 時(shí)，偏心輪受重力作用自然垂直，電阻環(huán)的電刷被絕緣突起柱抬起，本裝置不工作；當(dāng)車輛 姿態(tài)發(fā)生變化時(shí)，偏心輪自由懸擺，當(dāng)車輛的傾角e小于或等于車輛正常傾斜角的最大值 a 。時(shí)，電阻環(huán)的電刷依然被絕緣突起柱抬起，即開關(guān)k處于斷開狀態(tài)，繼電器不工作；當(dāng)車 輛的傾角9大于車輛正常傾斜角的最大值a。時(shí)，電阻環(huán)的電刷與導(dǎo)電部分接觸，k閉合， 繼電器工作，A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字化后輸出 給單片機(jī)。 通過單片機(jī)將電阻環(huán)的有效電阻按照如下公式計(jì)算 7^=^^，其中，Rx為電阻環(huán)接入電路的有效電阻，l為有效電阻部分的電壓， Rf為控制量程而設(shè)的負(fù)載，VE為直流電源電壓。 通過將Rx與電阻環(huán)的總電阻值R。比較，由于電阻環(huán)上的電阻是均勻分布，所以Rx 與偏心輪旋轉(zhuǎn)的角度a呈線性關(guān)系，很明顯車輛的傾角9 = a，即
Rx = ( 9 _ a o) R0/2 Ji 如圖8所示，其中a 。是車輛正常傾斜角的最大值，通過絕緣突起柱來保證；R。是 電阻環(huán)的總電阻值。如果需要在360。范圍內(nèi)進(jìn)行測量，可以取消絕緣突起，a。 = 0° 。
權(quán)利要求
滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，它包括偏心輪式滑變電阻、與偏心輪式滑變電阻并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換測量電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊和觸發(fā)模塊，電源模塊提供電源，觸發(fā)模塊控制電源模塊，A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量偏心輪式滑變電阻的可變電壓值，并轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)處理模塊接收A/D轉(zhuǎn)換測量電路輸出的電壓數(shù)字信號(hào)，通過電壓數(shù)值與偏心輪式滑變電阻的電阻環(huán)的有效電阻的關(guān)系和電阻環(huán)的有效電阻與偏心輪的偏轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，得出車輛的傾度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，其特征在于偏心輪式滑變 電阻由偏心輪基座(5)、旋轉(zhuǎn)軸(7)、偏心輪(8)、電阻環(huán)(1)、導(dǎo)電環(huán)(3)、斷電導(dǎo)電環(huán)(2)、 電刷(4)和接線柱(6)組成；旋轉(zhuǎn)軸(7)由兩個(gè)偏心輪基座(5)支撐，偏心輪(8)、電阻環(huán) (1)、導(dǎo)電環(huán)(3)和斷電導(dǎo)電環(huán)(2)均固定在旋轉(zhuǎn)軸(7)上，電阻環(huán)(1)、導(dǎo)電環(huán)(3)和斷電 導(dǎo)電環(huán)(2)與旋轉(zhuǎn)軸(7)之間分別設(shè)有絕緣環(huán)；電阻環(huán)(1)、導(dǎo)電環(huán)(3)和斷電導(dǎo)電環(huán)(2) 分別通過電刷(4)與對應(yīng)的接線柱(6)相聯(lián)接，其中導(dǎo)電環(huán)(3)對應(yīng)的接線柱與斷電導(dǎo)電 環(huán)(2)對應(yīng)的接線柱通過導(dǎo)線相聯(lián)接，導(dǎo)電環(huán)(3)與電阻環(huán)(1)通過導(dǎo)線相聯(lián)接且輸出端 為c點(diǎn)；所述的電阻環(huán)(1)由薄膜電阻或者由電阻絲纏繞而成的大半圓環(huán)，且大半圓環(huán)的圓 心角為(360-2a。)° ，其中a。為車輛正常傾斜角的最大值；電阻環(huán)(1)的兩端內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo) 線接線柱(9)，其中一個(gè)導(dǎo)線接線柱(9)與c點(diǎn)連接，電阻環(huán)(1)的兩端外側(cè)均設(shè)有第一絕 緣突起柱(IO)，起始狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)第一絕緣突起柱(10)與對應(yīng)的電刷接觸；所述的導(dǎo)電環(huán) (3)為光滑完整的金屬環(huán)；所述的斷電導(dǎo)電環(huán)(2)由光滑完整的金屬環(huán)、設(shè)置在環(huán)外側(cè)的兩 個(gè)第二絕緣突起柱(11)組成，其中兩個(gè)第二絕緣突起柱(11)與斷電導(dǎo)電環(huán)(2)的金屬環(huán) 的圓心形成的圓心角為(360-2a。)° ，斷電導(dǎo)電環(huán)(2)上的導(dǎo)線接線柱為a點(diǎn)；電阻環(huán)(1) 對應(yīng)的接線柱(6)的接線點(diǎn)為b點(diǎn)；所述的電阻環(huán)(1)的有效電阻的電壓為b點(diǎn)與c點(diǎn)之 間的電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，其特征在于觸發(fā)模塊為繼電器(K);電源模塊由直流電源(E)、穩(wěn)壓二極管(VD)、穩(wěn)壓電容(C)和負(fù)載(Rf)組成，負(fù)載(Rf)與電阻環(huán)的有效電阻(Rx)串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管(VD)和穩(wěn)壓電容(C)并聯(lián)；開關(guān)(k) 為斷電導(dǎo)電環(huán)(2)，開關(guān)(k)的一端與c點(diǎn)相連，開關(guān)(k)的另一端與a點(diǎn)相連；a點(diǎn)與電源 模塊的直流電源的正極連接，電源模塊的直流電源的負(fù)極與繼電器(K)的1(2端連接，繼電 器(K)的&端與c點(diǎn)相連；穩(wěn)壓二極管(VD)的陰極、穩(wěn)壓電容(C)的一端、負(fù)載(Rf)的一 端分別與繼電器(K)的1(3端相連；穩(wěn)壓二極管(VD)的陽極、穩(wěn)壓電容(C)的另一端分別與 c點(diǎn)相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理模塊 為單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑變電阻式車輛姿態(tài)檢測裝置，其特征在于偏心輪式滑變電阻由偏心輪基座(5)、旋轉(zhuǎn)軸(7)、偏心輪(8)、電阻環(huán)(1)、電刷(4)和接線柱(6)組成； 旋轉(zhuǎn)軸(7)由兩個(gè)偏心輪基座(5)支撐；偏心輪(8)、電阻環(huán)(1)均固定在旋轉(zhuǎn)軸(7)上， 電阻環(huán)(1)與旋轉(zhuǎn)軸(7)之間設(shè)有絕緣環(huán)；電阻環(huán)(1)通過電刷(4)與對應(yīng)的接線柱(6) 相聯(lián)接，電阻環(huán)(1)的一個(gè)接線柱與第一個(gè)偏心輪基座(5)的接線柱相連且輸出端為a點(diǎn)， 電阻環(huán)(1)的另一個(gè)接線柱與第二個(gè)偏心輪基座(5)的接線柱相連且輸出端為c點(diǎn)；電阻 環(huán)(1)通過電刷與對應(yīng)的接線柱(6)連接且輸出端為b點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種載運(yùn)工具姿態(tài)檢測裝置，尤其是汽車運(yùn)行姿態(tài)檢測裝置?；冸娮枋杰囕v姿態(tài)檢測裝置，它包括偏心輪式滑變電阻、與偏心輪式滑變電阻并聯(lián)的A/D轉(zhuǎn)換測量電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊和觸發(fā)模塊，電源模塊提供電源，觸發(fā)模塊控制電源模塊，A/D轉(zhuǎn)換測量電路測量偏心輪式滑變電阻的可變電壓值，并轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)處理模塊接收A/D轉(zhuǎn)換測量電路輸出的電壓數(shù)字信號(hào)，通過電壓數(shù)值與偏心輪式滑變電阻的電阻環(huán)的有效電阻的關(guān)系和電阻環(huán)的有效電阻與偏心輪的偏轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，得出車輛的傾度。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確測量載運(yùn)工具姿態(tài)，并具有成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B7/30GK101782365SQ201010111318
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者嚴(yán)新平, 呂植勇, 彭琦, 汪國興, 熊跡, 程志端, 陳超, 馬定國 申請人:武漢理工大學(xué)