專利名稱：汽車速度監(jiān)測方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車速測試技術(shù)，適用于對車速進行自動測試、運算、記錄、存貯和顯示。
目前對于汽車事故的分析，主要是依據(jù)事故現(xiàn)場的剎車印拖長距離來判斷事故前的車速，但這與路面條件、車載輕重、氣候條件及制動時間等多種因素有關(guān)，判斷結(jié)果是不準確的。
申請?zhí)枮?6209639的“汽車速度隨機監(jiān)測裝置”由裝在汽車上的速度傳感、單片機智能、速度存貯(記憶)、時鐘電路、速度內(nèi)、外顯示六部分組成。其主要功能是記錄汽車剎車前5分鐘內(nèi)的一個最高即時速度值，用LED數(shù)碼管顯示出來。其缺點是該裝置不能提供事故當(dāng)時的車速變化情況，所以對分析事故的原因意義不大。
另外交通部門對有限速度段的車速監(jiān)測，通常采用測速雷達針對某一輛車的某一段時間進行監(jiān)測，因其價格昂貴，故使用受到限制。
本發(fā)明的目的是提供一種汽車速度監(jiān)測方法和裝置，為交通部門方便地查明交通事故原因、判斷事故責(zé)任提供文字依據(jù)。
本發(fā)明為完成上述任務(wù)采取了以下措施1、采用分置式結(jié)構(gòu)將車速的記錄和存貯裝置置于車上，將車速判讀器、最高速度顯示器置于交通部門。事故發(fā)生后，交通部門將車上的車速記錄器取下，與車速判讀器相連即可得到事故前剎車過程的一組速度值，2、記錄12秒鐘內(nèi)間隔為0.2秒的一組速度值及5分鐘內(nèi)間隔為10秒的一組速度值，事故后在一周以上的時間內(nèi)可打印輸出，3、交通部門放置的“最高速度顯示器”可隨時檢查汽車在停車前5分鐘內(nèi)的最高速度是否超速。
本發(fā)明的方法是一種分置方法，即車上記錄、存貯速度，車下判讀、打印輸出，并檢查停車前5分鐘內(nèi)的最高速度。其裝置也相應(yīng)地為分置式結(jié)構(gòu)。


圖1是本發(fā)明的原理方塊圖，圖2是速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1、紅外發(fā)光管，2、支架，3、光敏接收管，4、含油銅套，5、多棱傳感軸，6、外套，圖3是存貯式車速記錄器的時序圖，圖中(1)、倍頻脈沖，(2)、計量基準，(3)、τ時間內(nèi)的脈沖數(shù)，(4)、更新，(5)、復(fù)位，圖4是存貯式車速記錄器電路圖，圖5是存貯式車速記錄器實施例電路圖，圖6是倍頻實施例電路圖，圖7是單片微機結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是Z80微機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合圖1-圖4介紹本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理本發(fā)明由車上部分(包括速度傳感器(1)、初步運算器(2)、超速指示器(3)、存貯式車速記錄器(4)、位置傳感器(5)、自動充電(6))和車下部分(包括最高時速顯示器(7)、車速判讀器即計算機判讀(8)和打印輸出(9))組成。
位置傳感器由水銀開關(guān)組成球形(或半球形)的玻璃泡內(nèi)裝有一些水銀，正常行駛時，水銀液面與地面平行的情況下，兩電極通過水銀而導(dǎo)通，使速度傳感器工作，翻車時，水銀液面與地面成≥45°角，而使兩電極不通，則速度傳感器斷電，使車速記錄器由記錄狀態(tài)轉(zhuǎn)入存貯狀態(tài)。速度傳感器輸出的電脈沖通過車用插頭送到初步運算器中，如超速，通過超速指示器發(fā)出聲光指示;同時將計算得到的信號輸給車速記錄器，同時由電瓶對車速記錄器進行自動充電，由記錄器輸出的信號通過電纜和插口分別送至車速判讀器和最高時速顯示器。速度傳感器的軸串入車內(nèi)變速箱至軟軸之間的聯(lián)接口，超速指示器放在儀表板附近，初運算器、車速書錄器、位置傳感器及自動充電均封裝在一個鐵盒里，放在司機座下面或椅子背后，而車速判讀器及最高時速顯示器放在交通部門。
分別介紹如下1、速度傳感器見圖2，采用反射式光電傳感器，固定于支架(2)上的紅外發(fā)光管(1)與光敏接收管(3)的兩光軸構(gòu)成的平面安裝成通過旋轉(zhuǎn)軸或垂直于旋轉(zhuǎn)軸，支架(2)固定于外套(6)上，外套(6)內(nèi)壓配有含油銅套(4)，多棱傳感軸(5)滑套在銅套(4)內(nèi)，如棱數(shù)已定，則傳感器輸出的電脈沖數(shù)與車速成正比。
2、初步運算器根據(jù)推導(dǎo)，車速的公式可表示如下V＝b·M單位公里/小時，式中M＝ (π·R·3.6)/(n·ξ·τ) ，其中M-由不同車型確定的常數(shù)，R-車輪半徑，n-多棱軸的棱數(shù)，ξ-車輪與軟軸間的速比，τ-取樣脈寬，b-每τ時間內(nèi)取到的脈沖數(shù)，由初運算器算出不同時刻的b值，包括每0.2秒一次共12秒，及每10秒一次共5分鐘。
3、超速顯示器在上述運算中如有超速，即送入超速顯示器，發(fā)出聲、光警告。當(dāng)車速超過最高限速時，4520的Qn為“1”，去觸發(fā)振蕩電路，發(fā)出聲、光信號。
4、存貯式車速記錄器見圖3和圖5，其功能是行車時進行數(shù)據(jù)的記錄、更新，停車時進行數(shù)據(jù)的存貯，為計算機判讀提供基本數(shù)據(jù)。
從速度傳感器輸出的電脈沖經(jīng)倍頻后送到4520的輸入端E，得到圖3的倍頻脈沖(1)。由多諧振蕩器產(chǎn)生50HZ的時鐘脈沖送入中央控制電路4017中A、當(dāng)?shù)谝粋€脈沖送入4017時，Qo端有
輸出，使R-S觸發(fā)器置“1”，即圖3(2)出現(xiàn)上升沿，當(dāng)?shù)诎藗€脈沖送入4017時，Q7端有
輸出，使R-S觸發(fā)器置“0”，即圖3(2)出現(xiàn)降沿，兩者間的時間τ即為計量基準，B、4520測出在τ時間內(nèi)送入E端脈沖數(shù)b，見圖3中的(3)，并編成8421碼，送到移位寄存器4517的D端，C、當(dāng)?shù)诰艂€脈沖送入4017時，Q8端輸出
，送到4517的C端，使原在D端的數(shù)據(jù)向前移一位，D、當(dāng)?shù)谑畟€脈沖送入4017時，Q9端輸出
，送到4520的R端，使4520請“0”，準備測量下一個τ內(nèi)的b，E、當(dāng)?shù)谑粋€脈沖送入4017時，又開始重復(fù)A的動作，……，這樣循環(huán)下去，不斷地測量，不斷地將8421碼送入寄存器，不斷地移位更新，這時記錄器工作在記錄狀態(tài)，F(xiàn)、剎車或事故停車時，4520完成了記錄，向4517送BCD碼后被請“0”，使4520的所有輸出端都為“0”，“與非”后，鎖住4017Q8，不使移位脈沖送到4517，使數(shù)據(jù)保存在4517內(nèi)，這時記錄器工作在存貯狀態(tài)。
見圖5、存貯式記錄器中采用單片微機，其輸出送至車速判讀器后，可打印輸出一組速度值;送至最高時速顯示器，可顯示5分鐘內(nèi)的最大車速，超速行駛時，即送至超速聲、光顯示。
5、自動充電行車時，電源VC經(jīng)二極管給數(shù)據(jù)存貯部分供電，同時給備用電源的電池充電，事故后，如果電源VC被切斷，則備用電源通過二極管給數(shù)據(jù)存貯部分供電，保存數(shù)據(jù)一周以上，6、最高時速顯示器將本裝置的插頭插入存貯器的插座中，按下啟動按鈕即顯示出5分鐘內(nèi)最高時速，松開啟動按鈕，數(shù)據(jù)即消失，最大顯示數(shù)字為199.9KM/h，采用LED管，白天、夜晚均可顯示讀數(shù)，7、車速判讀器見圖8，所有控制由Z80CPU完成，程序固化在一片EPROM中，全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)貯在RAM之中，通過I/O接口輸出給打印機，另一個I/O接口作為輸入數(shù)據(jù)之用，打開電源開關(guān)，按一下啟動鍵，計算機就對輸入的數(shù)據(jù)進行處理，然后打印輸出。
結(jié)合圖2、圖5-圖8介紹
具體實施例方式1、速度傳感器(1)將圖2中的支架(2)轉(zhuǎn)90°安裝，使光平面垂直于旋轉(zhuǎn)軸，多棱軸的棱數(shù)為8-16，(2)、應(yīng)用霍爾元件進行傳感，在軸上安裝多級旋轉(zhuǎn)磁場，然后用霍爾元件檢測，輸出電脈沖。
2、倍頻電路如圖6示，其中的(1)、(2)、(3)也可用其它門電路組成反相器，3、存貯式車速記錄器見圖5，采用單片微機系統(tǒng)，如圖7所示，所有程序都固化在EPROM中，所有數(shù)據(jù)都存于RAM中，處理完的數(shù)據(jù)由I/O接口輸出，全部控制由CPU完成，4、備用電源中的電池用2×1.25V鎳鎘電池，5、最高速度顯示器用LED顯示，也可采用LCD液晶顯示，其優(yōu)點是耗電少，適用于白天顯示，電路裝于塑料盒內(nèi)，當(dāng)需查車速時令車停下，將本裝置的插頭插入車速記錄器鐵盒的插座中，啟動按鈕，LED顯示最高車速，6、車速判讀器采用塑料殼，計算機采用Z80CPU，接12V電源，其上的扁纜插頭插入車速記錄器的插座里，即可打印輸出，本裝置也可采用MCS-48系列或MCS-51系列微機完成。
本發(fā)明的優(yōu)點1、由于具有超速警告裝置，在超速時可提醒司機限速，以減少違章超速行駛，從而減少交通事故，同時交通部門可隨時令司機停車，檢查前五分鐘內(nèi)是否超速違章，對司機有約束作用，代替了昂貴的測速雷達。
2、提供事故前一段時間及剎車過程中車速變化的一組數(shù)據(jù)，可以分析事故前司機是否采取措施？什么時間采取的措施？以及措施是否得力？還可以分析事故前汽車是否超速？使對事故責(zé)任的判斷有了文字依據(jù)。
3、最高時速顯示器具有袖珍、便攜、價廉的優(yōu)點，可做到交通警人手一部，可隨時檢查汽車是否超速，對司機說服力強。
本發(fā)明已做出樣機，經(jīng)多次試驗，效果良好。
權(quán)利要求
1.一種汽車速度的監(jiān)測方法，其特征是采用分置式結(jié)構(gòu)對汽車速度進行自動監(jiān)測，即對汽車速度參數(shù)的記錄和存貯部分置于車上，判讀打印車速部分及最高速度顯示器置于交通部門。兩部分可通過電纜插頭、插座聯(lián)接。
2.一種汽車速度監(jiān)測裝置，由速度傳感器、運算與控制器、記錄存貯器和顯示器組成。其特征是由置于車上的傳感器、運算器、存貯式記錄器(包括自動充電器)和置于交通部門的車速判讀器、最高速度顯示器組成，車上部分與車下部分可通過電纜插頭與插座聯(lián)接。位置傳感器是一個水銀開關(guān)，其玻璃泡為球形或半球形。速度傳感器為反射式光電傳感器固定于支架(2)上的紅外發(fā)光管(1)與光敏接收管(3)的兩光軸構(gòu)成的平面安裝成通過旋轉(zhuǎn)軸或垂直于旋轉(zhuǎn)軸，支架(2)固定于外套(6)上，外套(6)內(nèi)壓配有含油銅套(4)，多棱傳感軸(5)滑套在銅套(4)內(nèi)，棱數(shù)為8～16。速度傳感器輸出的電脈沖通過車用插頭送至初運算器，其輸出信號一路送至存貯式車速記錄器;另一路送至超速指示器，同時由電瓶對記錄器的備用電源自動充電，由記錄器輸出的信號通過電纜和插口分別送至車速判讀器和最高車速顯示器。速度傳感器的軸串入車內(nèi)變速箱至軟軸的聯(lián)接口，超速指示器安裝在儀表極附近，位置傳感器、初運算器、記錄器及自動充電器封裝在一個鐵盒里，安裝在司機座的下面或椅子背面，車速判讀器及最高速度顯示器放在交通部門。初運算器根據(jù)車速公式V＝b·M(公里/小時)(其中b是τ時間內(nèi)取得的脈沖數(shù)，M是與車型有關(guān)的常數(shù))算出12秒內(nèi)間隔0.2秒的一組b值及5分鐘內(nèi)間隔10秒的一組b值，存貯式車速記錄器采用單片微機系統(tǒng)，程序固化在EPROM中，數(shù)據(jù)存于RAM中，處理完的數(shù)據(jù)由I/O接口輸出，通過電瓶給備用電源自動充電，備用電源中的電池用2×1.25V鎳鎘電池。車速判斷器采用E80CPU，程序固化在EPROM中，全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)貯于RAM中，通過I/O接口輸送給打印機，打印出剎車過程的一組速度值，最高速度顯示器的最大顯示數(shù)字為199.9公里/小時。
3.按權(quán)利要求2所說的監(jiān)測裝置，其特征是速度傳感器可采用霍爾元件，即在軸上安裝多級旋轉(zhuǎn)磁場，用霍爾元件檢測，輸出電脈沖。
4.按權(quán)利要求2所說的監(jiān)測裝置，其特征是最高速度顯示器可用LED液晶顯示，也可用LCD液晶顯示。
5.按權(quán)利要求2所說的監(jiān)測裝置，其特征是車速判讀器可采用MCS-48系列或MCS-51系列微機。
全文摘要
汽車速度監(jiān)測方法與裝置，適用于對汽車速度進行自動測試、運算、記錄、存貯和顯示。本發(fā)明采用分置式結(jié)構(gòu)，事故現(xiàn)場可從車上取下存貯車速的記錄器與車下判讀器連接，即可打印輸出12秒內(nèi)、間隔0.2秒的一組車速值及5分鐘內(nèi)間隔10秒的一組車速值。根據(jù)打印出的數(shù)據(jù)，能準確判斷事故前的車速并能分析司機是否采取措施及措施是否得力，為交通部門判斷事故責(zé)任提供出文字依據(jù)。本裝置的功能及其價格比較便宜，完全可以代替測速雷達。
文檔編號G01P3/481GK1039305SQ88103330
公開日1990年1月31日 申請日期1988年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月14日
發(fā)明者楊健, 殷蔚杰, 鄧福端 申請人:北京青鋒機床廠