[发明专利]滑变电阻式车辆姿态检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种载运工具姿态检测装置，尤其是汽车运行姿态检测装置。

背景技术

汽车在运行的过程中，可能发生车祸导致车辆发生翻转，通常需要对车辆的姿态进行分析，特别是针对危险品运输车辆发生事故的情况。目前，对载运工具姿态检测一般采用陀螺仪对车辆前倾和横滚进行测量，得到车辆的前倾角和横滚角。虽然方法很好，但是测量车辆前倾和横滚用不了那么大的精度，不够经济实惠。

目前有专利采用计数方式来测量旋转角，但是由于汽车颠簸的时候，仪器是不断摆动的，给计数带来困难，在旋转连续计数和小角度Z摇摆时计数可能相同，从而导致误差，需要设计复杂的编码才能避免这种错误。另有通过电磁力与游丝力矩平衡方式来测量电流方式来测量偏角，这种方式对全360度旋转方式不合适，并且对震动环境下，测量结果不可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的滑变电阻式车辆姿态检测装置，它能够测量载运工具姿态。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：滑变电阻式车辆姿态检测装置，它包括偏心轮式滑变电阻、与偏心轮式滑变电阻并联的A/D转换测量电路、数据处理模块、电源模块和触发模块，电源模块提供电源，触发模块控制电源模块，A/D转换测量电路测量偏心轮式滑变电阻的可变电压值，并转换为电压数字信号，数据处理模块接收A/D转换测量电路输出的电压数字信号，通过电压数值与偏心轮式滑变电阻的电阻环的有效电阻的关系和电阻环的有效电阻与偏心轮的偏转角度之间的关系，得出车辆的倾度。

偏心轮式滑变电阻由偏心轮基座5、旋转轴7、偏心轮8、电阻环1、导电环3、断电导电环2、电刷4和接线柱6组成；旋转轴7由两个偏心轮基座5支撑，偏心轮8、电阻环1、导电环3和断电导电环2均固定在旋转轴7上，电阻环1、导电环3和断电导电环2与旋转轴7之间分别设有绝缘环；电阻环1、导电环3和断电导电环2分别通过电刷4与对应的接线柱6相联接，其中导电环3对应的接线柱与断电导电环2对应的接线柱通过导线相联接，导电环3与电阻环1通过导线相联接且输出端为c点；所述的电阻环1是由薄膜电阻或者由电阻丝缠绕而成的大半圆环，且大半圆环的圆心角为(360-2α₀)°，其中α₀为车辆正常倾斜角的最大值；电阻环1的两端内侧设有导线接线柱9，其中一个导线接线柱9与c点连接，电阻环1的两端外侧均设有第一绝缘突起柱10，起始状态时，两个第一绝缘突起柱10与对应的电刷接触；所述的导电环3为光滑完整的金属环；所述的断电导电环2由光滑完整的金属环、设置在金属环外侧的两个第二绝缘突起柱11组成，其中两个第二绝缘突起柱11与断电导电环2的金属环的圆心形成的圆心角为(360-2α₀)°，断电导电环2上的导线接线柱为a点；电阻环1对应的接线柱6的接线点为b点。

触发模块为继电器K；电源模块由直流电源E、稳压二极管VD、稳压电容C和负载R_f组成，负载R_f与电阻环的有效电阻R_x串联后与稳压二极管VD和稳压电容C并联；开关k为断电导电环2，开关k的一端与c点相连，开关k的另一端与a点相连；a点与电源模块的直流电源的正极连接，电源模块的直流电源的负极与继电器K的K₂端连接，继电器K的K₁端与c点相连；稳压二极管VD的阴极、稳压电容C的一端、负载R_f的一端分别与继电器K的K₃端相连；稳压二极管VD的阳极、稳压电容C的另一端分别与c点相连。

数据处理模块为单片机。

偏心轮式滑变电阻由偏心轮基座5、旋转轴7、偏心轮8、电阻环1、电刷4和接线柱6组成；旋转轴7由两个偏心轮基座5支撑；偏心轮8、电阻环1均固定在旋转轴7上，电阻环1与旋转轴7之间设有绝缘环；电阻环1通过电刷4与对应的接线柱6相联接，电阻环1的一个导线接线柱与第一个偏心轮基座5的基座接线柱相连且输出端为a点，电阻环1的另一个导线接线柱与第二个偏心轮基座5的基座接线柱相连且输出端为c点；电阻环1通过电刷与对应的接线柱6连接且输出端为b点。

本发明的工作过程及其利用的部分原理是：由于车辆在倾斜的过程中，偏心轮在重力的带动下克服支撑架的摩擦力和其他阻力自由悬摆，改变电刷与电阻环的相对位置，导致有效电阻的改变，通过A/D转换测量电路测量偏心轮式滑变电阻的电压并转换成数字信号，又通过数据处理模块将数字信号并将其转换为电压数值，通过电压数值与电阻环的有效电阻的关系和电阻环的有效电阻与偏心轮的偏转角度即车辆的倾角之间的关系，得出车辆的倾度。