CN101086505A - 车辆超速报警装置及方法及具有该超速报警装置的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种车辆超速报警装置，包括传感装置，包括齿圈，设置在其中一个车轮的轮毂上；以及传感器，朝向该齿圈设置在该车轴上，以利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；控制器，与该传感器装置相连，用于接收该传感器产生的转速信号以计算车速，并在车速超过预定值时产生报警指令；以及显示装置，与该控制器相连，并根据其产生的指令显示相应信息。本发明的超速报警装置可实时监测那些车轴无制动和驱动的车辆的行驶速度，不仅可在超速时提示驾驶员减速避免违章操作；更可记录行驶速度、时间和距离等信息，以进行有效的安全责任鉴定具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种超速报警装置及方法，特别是涉及一种用于车轴无制动和驱动的车辆的超速报警装置及方法。
背景技术
车辆的行驶安全与车辆的行驶速度密切相关，因此为保证安全行驶，通常会在车辆上安装超速报警装置，以提醒驾驶员避免超速。当前的报警装置通常安装在车轴具有制动/驱动装置的车辆上，通过利用检测车轴的转速来得到车辆的行驶速度。对于一些车轴无制动和驱动的车辆，例如需要牵引的拖车等工业车辆，则无法安装现有的报警装置。另一方面，这些车辆的设计最高车速一般都远低于普通道路车辆，因此牵引车的驾驶员有时会在无意识中超速。目前主要采取对牵引车的驾驶员进行宣传、培训等方法来预防事故发生。然而，这种方法不能根据当时的实际车速对驾驶员进行有效的客观提示，同时，由于对于行驶中的车速没有记录，因而对于驾驶员故意超速的行为也无法有效监控。
针对上述问题，本发明提出了一种用于车轴无制动和驱动的车辆的超速报警装置。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种超速报警装置，以检测并记录车轴无制动和驱动的车辆的行驶速度，并在超速时向驾驶员报警。
本发明的再一个目的在于提供一种具有超速报警装置的车辆，以提醒该车辆的驾驶员避免超速行驶，从而提高了车辆行驶的安全性。
本发明的另一个目的在于提供一种车辆超速报警方法，以监控车轴无制动和驱动的车辆的行驶速度，并在超速时向驾驶员报警。
为实现上述目的，本发明提出了一种车辆超速报警装置，该车辆至少包括车轴和可相对该车轴转动的车轮，该超速报警装置包括：传感装置，包括齿圈，设置在其中一个车轮的轮毂上；以及传感器，朝向该齿圈设置在该车轴上，以利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；控制器，与该传感器装置相连，用于接收该传感器产生的转速信号以计算车速，并在车速超过预定值时产生报警指令；以及显示装置，与该控制器相连，并根据其产生的指令显示相应信息。
该传感器通过一安装架固定到该车轴上。在该安装架的外侧还设置有一防尘胶圈，其中该安装架、该防尘胶圈和该轮毂形成一封闭空间，并齿圈封闭在内。该齿圈在朝向该传感器的一面设有周期变化的图案，并且该传感器为非接触式传感器，可利用该图案检测该车轮转速。该传感器为涡流传感器，并且该齿圈在朝向该传感器的一面上间隔地设有凸出部和凹陷部；或者该传感器为光电传感器，并且该齿圈朝向该传感器的表面上间隔的设有高反射区和低反射区。该显示装置可包括文本显示器、灯光显示器和/或声音显示器。该超速报警装置还包括记录装置，与该控制器相连，用于记录该控制器计算出的车速。
为实现上述目的，本发明还提出了一种具有超速报警装置的车辆，该车辆至少包括车轴以及可相对该车轴旋转的车轮，该超速报警装置包括：传感装置，包括齿圈，设置在其中一个车轮的轮毂上；以及传感器，朝向该齿圈设置在该车轴上，以利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；控制器，与该传感器装置相连，用于接收该传感器产生的转速信号以计算车速，并在车速超过预定值时产生报警指令；以及显示装置，与该控制器相连，并根据其产生的指令显示相应信息。
该齿圈在朝向该传感器的一面设有周期变化的图案，并且该传感器为非接触式传感器，可利用该图案检测该车轮转速。该显示装置可包括文本显示器、灯光显示器和/或声音显示器。该超速报警装置还包括记录装置，与该控制器相连，用于记录该控制器计算出的车速。
为实现上述目的，本发明还提出了一种车辆超速报警的方法，包括：在该车辆上设置传感装置，包括在该车辆的其中一个车轮的轮毂上设置一齿圈；以及在该车辆的车轴上朝向该齿圈设置一传感器，利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；设置一控制器，接收该该传感装置产生的转速信号，计算车速；在该控制器中设置一预定值，并且在车速高于该预定值时，该控制器产生一报警指令；以及设置一显示装置，并根据该控制器产生的报警指令显示相应信息。
该方法还包括在该齿圈朝向该传感器的一面设置周期变化的图案，该传感器利用该图案检测该车轮转速。该方法还包括设置一记录装置，用于记录该控制器计算出的车速。
本发明的超速报警装置，可以实时监测那些车轴无制动和驱动的车辆的行驶速度，并在超速时提示驾驶员减速避免违章操作；若驾驶员故意超速，还可记录行驶速度、时间和距离等信息，进行有效的安全责任鉴定。可见，安装了该超速报警装置的车辆可有效预防安全事故的发生，提高车辆的行驶安全，从而具有良好的经济效益和社会效益。
下面结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为一剖视图，示出了本发明超速报警装置的机械部分；
图2为超速报警装置的立体分解图；
图3为根据本发明一优选实施例的齿圈图案的放大图；
图4为本发明超速报警装置的控制原理图。
具体实施方式
图1示出了本发明的用于车轴无制动和驱动的车辆的超速报警装置100的机械结构。如图所示，车轴170通过一对轴承175与车轮的轮毂180相连，这样，车轮就可绕车轴的轴线旋转。在轮毂180朝向车轴170的一端固定有齿圈112；同时，非接触式传感器111通过一安装架115固定在车轴170上，朝向该齿圈112，并与齿圈112间隔一预定距离D。传感器111与齿圈112共同构成了传感装置110。安装架115具有一边缘1151，并将齿圈包围在内；在安装架边缘1151的外侧还设有一防尘胶圈117。防尘胶圈117通过其边缘1171套在安装架115的外侧，同时，防尘胶圈117的端面1172与安装架115和轮毂180相配合，形成一封闭空间，将齿圈封闭在内，从而可防止外界灰尘等影响传感装置110的测量结果。
如图2所示，在安装架115上设有一中心孔1152，安装架115通过该中心孔1151利用过盈配合固定到车轴170的外圆柱面上。在安装架115的边缘处还设有一定位套1153，该定位套1153具有与传感器111的外圆柱面相配合的通孔，传感器111就安装在该定位套1153中，朝向齿圈112。齿圈112在朝向传感器111的一面具有周期变化的图案。
在本发明的一个较佳实施例中，该图案由间隔设置的多个凸出部1121和多个凹陷部1122形成，如图3所示；同时，传感器111为一涡流传感器，可根据金属物体的距离产生不同的感应电压。例如，当凸出部1121面对传感器111时，传感器111产生并输出一较大的感应电压；而当凹陷部1122面对传感器111时，传感器111产生并输出一较小的感应电压。随着车轮的转动，齿圈112上的凸出部1121和凹陷部1122交替地从传感器111前经过，传感器111产生并输出具有一定频率的感应电压脉冲信号，该信号的频率与车轮的转速成正比。
在本发明的另一较佳实施例中，齿圈上的图案由间隔设置的多个高反射区和多个低反射区构成；同时，传感器为一光电传感器，可根据物体的反射率不同而输出不同的电压。例如，当面对高反射区时，传感器产生并输出一较高的电压；而当面对低反射区时，传感器产生并输出一较低的电压。类似的，随着车轮转动，齿圈上的高反射区和低反射区交替地从传感器前经过，传感器产生并输出具有一定频率的电压脉冲信号，该信号的频率与车轮转速成正比。需要注意，在本发明的其它实施例中，齿圈的图案还可以是其它不同的形式，相应的，传感器也可选用其它不同的类型，使得在车轮转动时，传感器能够通过感应齿圈的图案而产生频率与车轮转速成正比的信号。
如图4所示，本发明的超速报警装置100主要包括前面所述的传感装置110、控制器120以及显示装置130，其中，控制器120分别与传感装置110和显示装置130相连。传感装置110将测量得到的信号传送给控制器120，控制器120根据该信号计算出车轮的转速n并可换算为车辆的行驶速度v。同时，在控制器120中预先设有一阈值H，当行驶速度超过该阈值时，即v＞H时，控制器120会发出一报警指令通知显示装置130。显示装置130可以为文本显示器131、声音显示器132和灯光显示器133中的一种或多种，在接收到报警指令后，会显示相应的报警信息以提醒驾驶员降低车速。在车速降低到正常范围内后，控制器120取消报警指令，相应的显示装置130取消报警显示。需要注意，对于不同的车辆和行驶状况，可以设置不同的阈值H。
同时，还可以设置一记录装置140，例如行驶记录仪，连接到控制器120上。控制器可将车辆的行驶速度、行驶时间、行驶距离等信息实时记录到记录装置140中，从而为考查车辆的行驶状态提供了科学依据。
利用本发明的超速报警装置，可以实时监测那些车轴无制动和驱动的车辆的行驶速度，在超速拖行时报警装置可发出声音和灯光警告，提示驾驶员减速避免违章操作，从而可以有效预防安全事故的发生，提高车辆行驶安全；若驾驶员故意超速，还可利用报警装置记录的行驶速度、时间和距离等信息，进行有效的安全责任鉴定。可见，本发明的超速报警装置可以产生良好的经济效益和社会效益。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
Claims (15)
1、一种车辆超速报警装置，该车辆至少包括车轴和可相对该车轴转动的车轮，其特征在于，该超速报警装置包括
传感装置，包括
齿圈，设置在其中一个车轮的轮毂上；以及
传感器，朝向该齿圈设置在该车轴上，以利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；
控制器，与该传感器装置相连，用于接收该传感器产生的转速信号以计算车速，并在车速超过预定值时产生报警指令；以及
显示装置，与该控制器相连，并根据其产生的指令显示相应信息。
2、根据权利要求1所述的超速报警装置，其特征在于，该传感器通过一安装架固定到该车轴上。
3、根据权利要求2所述的超速报警装置，其特征在于，在该安装架的外侧还设置有一防尘胶圈，其中该安装架、该防尘胶圈和该轮毂形成一封闭空间，并齿圈封闭在内。
4、根据权利要求1所述的超速报警装置，其特征在于，该齿圈在朝向该传感器的一面设有周期变化的图案，并且该传感器为非接触式传感器，可利用该图案检测该车轮转速。
5、根据权利要求4所述的超速报警装置，其特征在于，该传感器为涡流传感器，并且该齿圈在朝向该传感器的一面上间隔地设有凸出部和凹陷部。
6、根据权利要求4所述的超速报警装置，其特征在于，该传感器为光电传感器，并且该齿圈朝向该传感器的表面上间隔的设有高反射区和低反射区。
7、根据权利要求1所述的超速报警装置，其特征在于，该显示装置可包括文本显示器、灯光显示器和/或声音显示器。
8、根据权利要求1所述的超速报警装置，其特征在于，还包括记录装置，与该控制器相连，用于记录该控制器计算出的车速。
9、一种具有超速报警装置的车辆，该车辆至少包括车轴以及可相对该车轴旋转的车轮，其特征在于，该超速报警装置包括
传感装置，包括
齿圈，设置在其中一个车轮的轮毂上；以及
传感器，朝向该齿圈设置在该车轴上，以利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；
控制器，与该传感器装置相连，用于接收该传感器产生的转速信号以计算车速，并在车速超过预定值时产生报警指令；以及
显示装置，与该控制器相连，并根据其产生的指令显示相应信息。
10、根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，该齿圈在朝向该传感器的一面设有周期变化的图案，并且该传感器为非接触式传感器，可利用该图案检测该车轮转速。
11、根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，该显示装置可包括文本显示器、灯光显示器和/或声音显示器。
12、根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，该超速报警装置还包括记录装置，与该控制器相连，用于记录该控制器计算出的车速。
13、一种车辆超速报警的方法，其特征在于，包括
在该车辆上设置传感装置，包括
在该车辆的其中一个车轮的轮毂上设置一齿圈；以及
在该车辆的车轴上朝向该齿圈设置一传感器，利用该齿圈检测该车轮的转速，并产生转速信号；
设置一控制器，接收该该传感装置产生的转速信号，计算车速；
在该控制器中设置一预定值，并且在车速高于该预定值时，该控制器产生一报警指令；以及
设置一显示装置，并根据该控制器产生的报警指令显示相应信息。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在该齿圈朝向该传感器的一面设置周期变化的图案，该传感器利用该图案检测该车轮转速。
15、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括设置一记录装置，用于记录该控制器计算出的车速。
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