專利名稱：一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車制動(dòng)性能監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及加速度傳感器傳感的徑向加速度的應(yīng)用技術(shù)，具體是指一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置。
背景技術(shù)：
對汽車制動(dòng)性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測是確保駕駛安全、減少交通事故發(fā)生的重要技術(shù)措施。汽車制動(dòng)性能可以通過ABS(制動(dòng)防抱系統(tǒng))所用的接觸式傳感技術(shù)來間接檢測，但該類檢測系統(tǒng)的智能化程度不高，也存在隱蔽性和安全性問題。近年汽車輪胎內(nèi)置傳感器的監(jiān)測技術(shù)已逐步成為汽車安全性能監(jiān)測技術(shù)的主流方向，利用汽車輪胎內(nèi)置加速度傳感器采集汽車制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度，可為后續(xù)汽車輪胎制動(dòng)性能監(jiān)測的分析和研究提供依據(jù)，但目前尚無相關(guān)技術(shù)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置。該裝置建立了一個(gè)測試平臺，通過汽車輪胎內(nèi)置加速度傳感器采集汽車制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度信號，提供作為汽車制動(dòng)性能分析和換算的依據(jù)。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)所述一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，包括機(jī)架、輪胎、動(dòng)力馬達(dá)、制動(dòng)操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同構(gòu)成，所述動(dòng)力馬達(dá)水平安裝在機(jī)架上，所述輪胎與動(dòng)力馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸緊固連接，所述制動(dòng)操作杠桿通過杠桿支承軸安裝在機(jī)架上，所述輪胎上設(shè)置有輪胎附加托板，所述輪胎附加托板上設(shè)置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物；所述電路控制板上設(shè)置有加速度傳感器、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、運(yùn)行啟動(dòng)按鈕、電路系統(tǒng)復(fù)位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關(guān)，上述部件分別與電路控制板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路、傳感器電壓調(diào)理電路、串行模/數(shù)變換電路、中央微處理器電路、數(shù)據(jù)鎖存控制電路、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路、串行通信輸出接口、電池穩(wěn)壓供電電路共同電氣連接構(gòu)成，所述傳感器電壓調(diào)理電路分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數(shù)變換電路信號線分別與加速度傳感器電路、串行模/數(shù)變換電路相電氣連接，所述中央微處理器電路分別通過串行模/數(shù)變換電路信號線、數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路信號線、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數(shù)變換電路、數(shù)據(jù)鎖存控制電路、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路、串行通信輸出接口相電氣連接，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路還通過數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線與數(shù)據(jù)鎖存控制電路相電氣連接，所述電池穩(wěn)壓供電電路通過穩(wěn)壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明提供了一種研究動(dòng)態(tài)汽車輪胎制動(dòng)性能的測試平臺。
2、本發(fā)明通過安裝在汽車輪胎上的加速度傳感器，實(shí)時(shí)測量汽車輪胎的徑向加速度。
3、本發(fā)明提供的制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度信號，可用作汽車輪胎制動(dòng)性能分析和換算的依據(jù)，為汽車制動(dòng)性能的監(jiān)測提供了一種新的途徑。
4、本發(fā)明的測試操作簡便、機(jī)動(dòng)靈活。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的電路方框圖；圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。
如圖1所示，本發(fā)明所述一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置包括機(jī)架1、輪胎2、動(dòng)力馬達(dá)14、制動(dòng)操作杠桿15、杠桿支承軸13、輪胎附加托板3與電路控制板4共同構(gòu)成，動(dòng)力馬達(dá)14水平安裝在機(jī)架1上，輪胎2與動(dòng)力馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)軸緊固連接，制動(dòng)操作杠桿15通過杠桿支承軸13安裝在機(jī)架1上，輪胎2上設(shè)置有輪胎附加托板3，輪胎附加托板3上設(shè)置有電路控制板4、迭層干電池11、輪胎平衡重物12；電路控制板4上設(shè)置有加速度傳感器5、運(yùn)行狀態(tài)指示燈6、運(yùn)行啟動(dòng)按鈕7、電路系統(tǒng)復(fù)位按鈕8、電源工作指示燈9、電源供電通斷開關(guān)10。
如圖2所示，本發(fā)明所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路16、傳感器電壓調(diào)理電路17、串行模/數(shù)變換電路18、中央微處理器電路19、數(shù)據(jù)鎖存控制電路20、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路22、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路23、串行通信輸出接口24、電池穩(wěn)壓供電電路25共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為傳感器電壓調(diào)理電路17分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數(shù)變換電路信號線分別與加速度傳感器電路16、串行模/數(shù)變換電路18相電氣連接，中央微處理器電路19分別通過串行模/數(shù)變換電路信號線、數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路信號線、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數(shù)變換電路18、數(shù)據(jù)鎖存控制電路20、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路22、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路23、串行通信輸出接口相電氣連接24，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路22還通過數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線與數(shù)據(jù)鎖存控制電路20相電氣連接，電池穩(wěn)壓供電電路25通過穩(wěn)壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
本發(fā)明的工作原理為加速度傳感器電路16把傳感到的動(dòng)態(tài)汽車輪胎徑向加速度信號電壓送到傳感器電壓調(diào)理電路17進(jìn)行電壓變換處理，使輸出電壓擴(kuò)展到合適的范圍，然后送到串行模/數(shù)變換電路18進(jìn)行模-數(shù)變換，輸出數(shù)字信號送入中央微處理器電路19進(jìn)行處理；中央微處理器電路19通過數(shù)據(jù)鎖存控制電路20和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路22擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲能力，并把采樣到的徑向加速度數(shù)字信號送到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路22進(jìn)行動(dòng)態(tài)存儲；在汽車輪胎制動(dòng)操作發(fā)生期間，徑向加速度信號會急劇下跌，其制動(dòng)起始時(shí)刻經(jīng)中央微處理器電路19內(nèi)部比較判定后，把制動(dòng)時(shí)段采樣的徑向加速度數(shù)字信號送入制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路23進(jìn)行停電不失性存儲；在制動(dòng)操作完成時(shí)，中央微處理器電路19從制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路23提取制動(dòng)時(shí)段存儲的數(shù)據(jù)，并通過串行通信輸出接口24向外部輸出；由于測試過程中電路控制板隨輪胎一起旋轉(zhuǎn)，所以由電池穩(wěn)壓供電電路25提供電路控制板能源，并同時(shí)隨輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖3所示，在本發(fā)明電路控制板中的電路中，加速度傳感器電路包括集成件U2、電容C1、C2、C3、電阻R1共同電氣連接構(gòu)成；傳感器電壓調(diào)理電路包括集成件U3-A、U3-B、U3-C、電阻R2～R6、電容C4～C6共同電氣連接構(gòu)成；串行模/數(shù)變換電路包括集成件U4、二極管D1、D2、電容C7、C8共同電氣連接構(gòu)成；中央微處理器電路包括集成件U1、晶體振蕩器CY、電容C11～C13、電阻R9～R12、電阻排RAY8、發(fā)光二極管LED1、手動(dòng)按鍵SW1、SW2共同電氣連接構(gòu)成；數(shù)據(jù)鎖存控制電路包括集成件U6電氣連接構(gòu)成；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路包括集成件U7電氣連接構(gòu)成；制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路包括集成件U5、電阻R7、R8、電容C9、C10共同電氣連接構(gòu)成；串行通信輸出接口包括中央微處理器電路U1的通信口線RXD、TXD電氣連接構(gòu)成；電池穩(wěn)壓供電電路包括集成件U8、電容C14～C18、電阻R13、發(fā)光二極管LED2、二極管D3、撥動(dòng)開關(guān)SW3、迭層干電池BATTERY共同電氣連接構(gòu)成。
本發(fā)明的電路工作原理是徑向加速度傳感器U2隨汽車輪胎一同旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的徑向加速度信號電壓，通過R1和C3進(jìn)行低通濾波，送入由運(yùn)算放大器U3-A、U3-B和U3-C組成的傳感器電壓調(diào)理電路進(jìn)行電壓范圍擴(kuò)展變換處理，其中U3-A起到前后級信號隔離和阻抗變換作用，并經(jīng)R2和C4濾波，送入U(xiǎn)3-C的正輸入端，U3-C和反饋網(wǎng)絡(luò)R5、R6、C6組成減法放大器，其負(fù)輸入端取自U3-B送來的基準(zhǔn)電壓，U3-B也起到前后級信號隔離和阻抗變換作用，其正輸入端的基準(zhǔn)電壓由R3和R4分壓而得，經(jīng)U3-C擴(kuò)展后的模擬信號電壓送到串行模/數(shù)變換電路U4進(jìn)行模-數(shù)變換處理，D1和D2作輸入電壓的正反向過壓保護(hù)，變換過程由中央微處理器電路U1的口線P15和P17進(jìn)行控制，U4變換后的數(shù)字輸出信號從中央微處理器電路的口線P16送入，在U1內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)記、去噪處理，然后送到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路U7進(jìn)行存儲，其間中央微處理器電路U1結(jié)合數(shù)據(jù)鎖存控制電路U6對U7的地址線A1～A14進(jìn)行鎖存，并由U1的寫控制線WR把數(shù)據(jù)通過并行口P00～P07送入U(xiǎn)7的數(shù)據(jù)口D0～D7，反過來從U7提取數(shù)據(jù)的過程則是由U1的讀控制線RD把數(shù)據(jù)從U7的數(shù)據(jù)口D0～D7送入U(xiǎn)1的并行口P00～P07，電阻排RAY8連接U1的口線P00～P07，使口線的工作狀態(tài)更為穩(wěn)定；輪胎制動(dòng)操作發(fā)生時(shí)，送入中央微處理器電路U1中的徑向加速度數(shù)字信號會急劇下降，由信號斜率的比較來判定制動(dòng)的起始時(shí)刻，中央微處理器電路U1就通過口線P11和P12，把制動(dòng)的起始時(shí)刻之后的徑向加速度數(shù)字信號送入制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路U5，進(jìn)行停電不失性存儲，與此同時(shí)發(fā)光二極管LED1發(fā)亮，直至制動(dòng)操作結(jié)束轉(zhuǎn)為熄滅，C11和R11實(shí)現(xiàn)中央微處理器電路U1的上電復(fù)位，按鈕SW2實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位，按鈕SW1按動(dòng)則中央微處理器電路U1便開始對串行模/數(shù)變換電路U4實(shí)行信號采樣控制，中央微處理器電路U1從制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路U5取出制動(dòng)時(shí)段存儲的徑向加速度數(shù)據(jù)，通過串行通信口線TED和RXD向外部輸出，干電池BATTERY經(jīng)由三端穩(wěn)壓集成件U8降壓和經(jīng)C14～C18濾波從而穩(wěn)定輸出直流電壓VCC，供作各電路部分的能源，發(fā)光二極管LED2為電源工作指示燈，撥動(dòng)開關(guān)SW3為電池總開關(guān)，二極管D3在開關(guān)SW3斷開時(shí)提供作為C17的放電通路。
發(fā)明人經(jīng)過研究試驗(yàn)，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式可為(1)按圖1所示，設(shè)計(jì)加工制造機(jī)架1，例如，可選用金屬角鐵焊接加工成1300×700×550mm的機(jī)架1；動(dòng)力馬達(dá)14水平固定在機(jī)架內(nèi)部，汽車輪胎2從機(jī)架外部與馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸緊固連接，杠桿支承軸13固定在機(jī)架外面，與制動(dòng)操作杠桿15活動(dòng)連接，以便扳動(dòng)時(shí)能對輪胎2產(chǎn)生制動(dòng)力，輪胎附加托板3垂直固定在輪胎2的金屬外罩上，電路控制板4、迭層干電池11、輪胎平衡重物12固定在輪胎附加托板3上；(2)作為本發(fā)明的實(shí)施例之一，如圖2和3所示，制作電路板，并篩選元器件后進(jìn)行安裝連接，例如，集成件U1可選用89S51型，U2可選用1200D型，U3可選用324型，U4可選用1549型，U5可選用C256型，U6可選用373型，U7可選用62256型，U8可選用7805型，晶體振蕩器CY可選24MHZ型，SW1和SW2可選用小按鈕開關(guān)，SW3可選用小型撥動(dòng)開關(guān)，干電池用9V迭層電池；可按圖2和3所示以及上面說明書所述的連接關(guān)系進(jìn)行電路控制板安裝連接，并與相關(guān)部件進(jìn)行電氣連接，進(jìn)行簡單加電調(diào)試，就能用于輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)操作測試。
如上所述，即可較好地實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，包括機(jī)架、輪胎、動(dòng)力馬達(dá)、制動(dòng)操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同構(gòu)成，所述動(dòng)力馬達(dá)水平安裝在機(jī)架上，所述輪胎與動(dòng)力馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸緊固連接，所述制動(dòng)操作杠桿通過杠桿支承軸安裝在機(jī)架上，所述輪胎上設(shè)置有輪胎附加托板，所述輪胎附加托板上設(shè)置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物；所述電路控制板上設(shè)置有加速度傳感器、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、運(yùn)行啟動(dòng)按鈕、電路系統(tǒng)復(fù)位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關(guān)，上述部件分別與電路控制板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路、傳感器電壓調(diào)理電路、串行模/數(shù)變換電路、中央微處理器電路、數(shù)據(jù)鎖存控制電路、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路、串行通信輸出接口、電池穩(wěn)壓供電電路共同電氣連接構(gòu)成，所述傳感器電壓調(diào)理電路分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數(shù)變換電路信號線分別與加速度傳感器電路、串行模/數(shù)變換電路相電氣連接，所述中央微處理器電路分別通過串行模/數(shù)變換電路信號線、數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路信號線、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數(shù)變換電路、數(shù)據(jù)鎖存控制電路、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路、制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路、串行通信輸出接口相電氣連接，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路還通過數(shù)據(jù)鎖存控制電路信號線與數(shù)據(jù)鎖存控制電路相電氣連接，所述電池穩(wěn)壓供電電路通過穩(wěn)壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述加速度傳感器電路包括集成件U2、電容C1、C2、C3、電阻R1共同電氣連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述傳感器電壓調(diào)理電路包括集成件U3-A、U3-B、U3-C、電阻R2～R6、電容C4～C6共同電氣連接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述串行模/數(shù)變換電路包括集成件U4、二極管D1、D2、電容C7、C8共同電氣連接構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述中央微處理器電路包括集成件U1、晶體振蕩器CY、電容C11～C13、電阻R9～R12、電阻排RAY8、發(fā)光二極管LED1、手動(dòng)按鍵SW1、SW2共同電氣連接構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述數(shù)據(jù)鎖存控制電路包括集成件U6電氣連接構(gòu)成；所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取電路包括集成件U7電氣連接構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述制動(dòng)數(shù)據(jù)串行存取電路包括集成件U5、電阻R7、R8、電容C9、C10共同電氣連接構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述串行通信輸出接口包括中央微處理器電路U1的通信口線RXD、TXD電氣連接構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述電池穩(wěn)壓供電電路包括集成件U8、電容C14～C18、電阻R13、發(fā)光二極管LED2、二極管D3、撥動(dòng)開關(guān)SW3、迭層干電池BATTERY共同電氣連接構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車輪胎制動(dòng)時(shí)段的徑向加速度測試裝置，它由機(jī)架、輪胎、動(dòng)力馬達(dá)、制動(dòng)操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同連接構(gòu)成，輪胎附加托板上設(shè)置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物，電路控制板上設(shè)置有加速度傳感器、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、運(yùn)行啟動(dòng)按鈕、電路系統(tǒng)復(fù)位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關(guān)，并分別與電路控制板上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接。本發(fā)明可利用加速度傳感器對旋轉(zhuǎn)中的輪胎在制動(dòng)操作時(shí)段所產(chǎn)生的徑向加速度信號進(jìn)行測量和記錄，并把制動(dòng)時(shí)段的數(shù)據(jù)通過串行通信方式輸出，為后續(xù)汽車輪胎制動(dòng)性能監(jiān)測的分析和研究提供依據(jù)。
文檔編號G01L5/28GK1975364SQ20061012401
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者林土勝, 劉文哲 申請人:華南理工大學(xué)