專利名稱：車船電子方向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁羅盤，具體地說是一種應(yīng)用傳感器傳輸至終端指示器的方向測(cè)量裝置。
目前的方向確定裝置，簡(jiǎn)單的有指南針，復(fù)雜的有航空陀螺儀等。在現(xiàn)有的陸路車輛及小型船只上如配置高級(jí)陀螺儀，則其成本會(huì)有較大幅度提高，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。而簡(jiǎn)易的指南針等一般需在靜止?fàn)顟B(tài)下觀測(cè)確定方位，因而也不適于在車輛及小型船只上使用。而且由于汽車駕駛室多為鐵殼封閉結(jié)構(gòu)，使指南針的指示造成偏差。因此在這類交通工具上尚未有合適的方向指示裝置。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種適于在普通車船上使用的電磁方向指示裝置，以提高車船行駛的準(zhǔn)確性和安全性。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由顯示儀表、放大器及定向機(jī)構(gòu)組成本裝置，各部分通過電纜保持電連接。定向機(jī)構(gòu)中以磁針做定向元件，其轉(zhuǎn)動(dòng)指向情況通過傳感器發(fā)出信號(hào)，經(jīng)放大器整形放大后輸送到顯示儀表，從而在駕駛室(倉(cāng))內(nèi)即可觀測(cè)到行駛方位，做到心中有數(shù)。由于顯示儀表與定向機(jī)構(gòu)是分體結(jié)構(gòu)，因此可將定向機(jī)構(gòu)安裝于駕駛室外，使磁針免除磁屏蔽的干擾。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖3是定向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本裝置的電原理框圖。
圖5是一電路單元的電路圖。
如圖1所示，本電子方向儀包括有顯示儀表1、放大器2及定向機(jī)構(gòu)3三部分，各部分之間由電纜4電連接。放大器2上端的電纜連接車船上的12－24伏蓄電池，給整個(gè)裝置提供電力。在顯示儀表1表盤上的各角度標(biāo)識(shí)處設(shè)置有發(fā)光元件，如發(fā)光二極管。哪一個(gè)二極管發(fā)光，則表示車船正沿該發(fā)光二極管所在的標(biāo)識(shí)角度方向行進(jìn)。表盤上至少應(yīng)設(shè)置八個(gè)標(biāo)識(shí)角度，指示八個(gè)方位。測(cè)量精度越高，需標(biāo)識(shí)角度的數(shù)量越多。圖1中顯示儀表上設(shè)有十二個(gè)標(biāo)識(shí)角度，位置相同于鐘表的十二個(gè)鐘點(diǎn)，按序排列，等分圓周。顯示儀表1可設(shè)置在駕駛室內(nèi)的儀表盤上，便于駕駛員直觀觀察。
圖2、圖3給出了定向機(jī)構(gòu)3的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，該機(jī)構(gòu)實(shí)際是一種帶有自垂直保持裝置的羅盤，即給羅盤提供了一個(gè)穩(wěn)定的水平工作條件，使磁針能夠較精確地尋找地磁北極。其具體結(jié)構(gòu)是在機(jī)殼16的中心部插接中心軸14，軸上套接有傳感器固定板13，密封壓板12，磁針9及緊固螺栓11。機(jī)殼上口通過密封蓋5固定減震圈6及玻璃蓋7，玻璃蓋7與密封壓板12之間有定位環(huán)8。機(jī)殼側(cè)壁有軸定位于十字支架17的一對(duì)支架頂部，在連接部位，還嵌有軸套10。十字支架17的另一對(duì)支架外側(cè)有軸19(圖2)與大支架18相接，鎖母20鎖定軸19。在傳感器固定板13上固定有霍爾傳感器，其數(shù)量與顯示儀表1上的標(biāo)識(shí)角度數(shù)目相等，其設(shè)置方位除南北極方向與儀表表盤的相同外，其他方向的傳感器設(shè)置均以南北向連線為軸在相反的對(duì)稱位置，從而即可保證顯示指向的統(tǒng)一和正確。各傳感器引線結(jié)成電纜4，從機(jī)殼16的側(cè)壁軸心孔和電纜保護(hù)套15中穿出，連接到放大器2內(nèi)。密封壓板12將傳感器及其固定板密封于機(jī)殼內(nèi)，定位環(huán)8使玻璃蓋7定位在磁針上部。也可省去玻璃蓋及定位環(huán)，通過密封蓋直接壓緊固定板。減震圈6的作用使磁針系統(tǒng)盡量減少因車輛顛簸而造成的震動(dòng)，以保障磁針的正常工作在機(jī)殼外部的十字支架和大支架機(jī)構(gòu)成為保持機(jī)殼自垂直的保持裝置。即當(dāng)車輛上下坡或發(fā)生左右傾斜時(shí)，依靠該保持裝置可使機(jī)殼及其內(nèi)部機(jī)構(gòu)始終處于垂直于水平面的狀態(tài)，由此即可保障羅盤的水平工作狀態(tài)不變，使本電子方向儀保持連續(xù)工作。該自垂直保持裝置還可有其他實(shí)現(xiàn)方式，即在大支架內(nèi)支承一矩形或圓形框環(huán)，在與該兩支承點(diǎn)連線成90°角的另一支承線上，通過軸連接機(jī)殼體或連接固定機(jī)殼體的另一矩形或圓形框環(huán)。這種方式更便于加工制造，使自垂直保持裝置工作可靠。整個(gè)定向機(jī)構(gòu)通過大支架及緊固件固定于車架底部或其他可正確感測(cè)磁力線的車體或船體上。
圖4、圖5給出了本實(shí)用新型的電原理圖及框圖。即對(duì)應(yīng)顯示儀表1上的每一標(biāo)識(shí)角度，有一相應(yīng)的信號(hào)采集、整形放大和顯示電路單元An，各電路單元并聯(lián)在分壓電阻R2之后和地線之間。本顯示儀表中有12個(gè)標(biāo)識(shí)角度，因此對(duì)應(yīng)有12個(gè)相同的電路單元A1－A12相并聯(lián)。
每個(gè)電路單元An是從分壓電阻R2之后連接三端穩(wěn)壓集成片IC1，可選用7805集成塊。IC1的輸入輸出端與連地端之間并聯(lián)有交連耦合電容C2、C3，以進(jìn)一步過濾電源的交流成份，給霍爾傳感器提供穩(wěn)定的直流電壓。在電阻之后還連接有濾波電容C1，其作用是將汽車運(yùn)行時(shí)不平穩(wěn)的電壓波形改變?yōu)槠交€(wěn)定波形?；魻杺鞲衅鱅C2連接在IC1的輸出端，可選用UNG3503型號(hào)的傳感器，各傳感器統(tǒng)一形式固定于定向機(jī)構(gòu)內(nèi)的固定板上，使其只對(duì)磁針的S極感應(yīng)而動(dòng)作發(fā)出電信號(hào)。霍爾傳感器的輸出端接由運(yùn)放IC3和電阻R3－R5、電容C4組成的限幅電路。該限幅電路包括深度負(fù)反饋，以使霍爾傳感器的離散性得到一級(jí)限幅后，以一個(gè)較集中的信號(hào)電壓幅值范圍進(jìn)入下一級(jí)放大電路。限幅電路輸出端接由運(yùn)放IC4和電阻R6－R8、電容C5組成的放大電路，以加強(qiáng)信號(hào)能量，驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件動(dòng)作。兩運(yùn)算放大器IC3、IC4可共用一塊1／2LM324集成片。發(fā)光元件選用發(fā)光二極管D1，其與電阻串接在放大電路的輸出回路上。
在本電路中，霍爾傳感器安裝在定向機(jī)構(gòu)3內(nèi)，方向指示發(fā)光元件安裝在顯示儀表1的各標(biāo)識(shí)角度處，其余電路均安裝在放大器2內(nèi)。另外，為便于夜間觀察本方向儀，在電路中還經(jīng)電源連接一限流阻R1后，在每一電路單元An中連接發(fā)光二極管D2。各發(fā)光管D2也均安裝在顯示儀表1的表盤上，提供照明光源。
本電子方向儀是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變成線性電信號(hào)，通過顯示儀表標(biāo)示出車行方向。另外分體安裝的結(jié)構(gòu)使本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電子方向儀實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定指向，改變了現(xiàn)有普通車船上無方向器的弊端，且在顛簸搖動(dòng)的條件下仍可正常使用，解決了本行業(yè)長(zhǎng)期未能解決的一個(gè)在普通車船上定向的難題。
權(quán)利要求1.一種車船電子方向儀，其特征在于該方向儀包括有顯示儀表1、放大器2及定向機(jī)構(gòu)3，各部分通過電纜4保持電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子方向儀，其特征在于在顯示儀表1表盤上的各標(biāo)識(shí)角度處設(shè)置有發(fā)光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子方向儀，其特征在于定向機(jī)構(gòu)3是在機(jī)殼16的中心部插接中心軸14，軸上套接有傳感器固定板13，密封壓板12，磁針9及緊固螺栓11，機(jī)殼上口通過密封蓋5固定減震圈6及玻璃蓋7，玻璃蓋7與密封壓板12之間有定位環(huán)8，機(jī)殼側(cè)壁有軸定位于十字支架17的一對(duì)支架頂部，十字支架17的另一對(duì)支架外側(cè)有軸19與大支架18相接，鎖母20鎖定軸19。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子方向儀，其特征在于對(duì)應(yīng)顯示儀表1上的每一標(biāo)識(shí)角度，有一相應(yīng)的信號(hào)采集、整形放大和顯示電路單元An，各電路單元并聯(lián)在分壓電阻R2之后和地線之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子方向儀，其特征在于電路單元An是從分壓電阻R2之后連接三端穩(wěn)壓集成片IC1，IC1的輸入輸出端與連地端之間并聯(lián)電容C2、C3，霍爾傳感器IC2連接在IC1的輸出端，其輸出端接由運(yùn)放IC3和電阻R3－R5、電容C4組成的限幅電路，限幅電路輸出端接由運(yùn)放IC4和電阻R6－R8、電容C5組成的放大電路，發(fā)光二極管D1與電阻R9串接在放大電路的輸出回路上。
專利摘要本實(shí)用新型是一種電磁羅盤，由顯示儀表、放大器及定向機(jī)構(gòu)組成本裝置，各部分通過電纜保持電連接。定向機(jī)構(gòu)中以磁針做定向元件，傳感器將磁針轉(zhuǎn)移信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再經(jīng)放大器整形放大后，送到顯示儀表顯示。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分體安裝，克服了磁屏蔽影響，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定連續(xù)指向，為駕駛?cè)藛T提供了可靠參數(shù)，避免了因誤行所造成的各種損失和不安全因素。
文檔編號(hào)G01C17/28GK2168239SQ93216320
公開日1994年6月8日 申請(qǐng)日期1993年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月17日
發(fā)明者高萬全, 孫力行 申請(qǐng)人:高萬全, 孫力行