CN105109551A - 一种带小时计的仓储车转向轮转角显示仪表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带小时计的仓储车转向轮转角显示仪表，仓储车上配置有增量式光电编码器、接近开关、前进开关和后退开关；其特征是所述转角显示仪表包括：拔码开关、滤波计数电路、微处理器、电源转换模块和显示模块。本发明能准确直观显示转向轮的偏转角度，并且能记录和显示仪表的工作时间，从而解决了仓储车转向时无法观察和预判转向轮位置的问题。

Description

一种带小时计的仓储车转向轮转角显示仪表

技术领域

本发明涉及仓储车的车辆装置，具体涉及一种带小时计的仓储车转向轮转角显示仪表。

背景技术

仓储车(即厂内机动车辆)作业环境是在工厂车间、仓储、货架间使用，作业环境基本是比较复杂的空间和狭小的过道，这就存在极高的安全作业风险，行驶过程中易发生碰撞、冲击、方向跑偏、意外倾翻等安全事故，小事故造成车辆和物料损坏，严重情况会造成人员伤亡事故。与普通汽车不同，驾驶时操作者难以观察和预判仓储车转向轮的位置，给操作者造成很大困难和风险。

仓储车现有的方向显示集成在电量表上，是通过CAN总线与控制器通信，获取相应的角度数字信息。当快速转动手轮(相当于方向盘)时，变化的角度数字才显示在电量表的液晶屏上，一旦停止转动手轮时，电量表就会只显示仓储车所剩电量，而不显示角度数字信息。这样的转向轮转角显示方式显然无法实时地给操作者提供的转向轮角度，也不够直观，给操作者带来许多不便。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种精度较高、实时性好又直观的带小时计的仓储车转向轮转角显示仪表，以期能准确直观显示转向轮的偏转角度，并且能记录和显示仪表的工作时间，从而解决了仓储车转向时无法观察和预判转向轮位置的问题。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种带小时计的仓储车转向轮的转角显示仪表，所述仓储车上配置有增量式光电编码器、接近开关、前进开关和后退开关；其特点是所述转角显示仪表包括：拔码开关、滤波计数电路、微处理器、电源转换模块和显示模块；

所述微处理器经过上电初始化后通过其内部定时器进行计时处理，获得时间数据并存入内部存储器中；同时接收所述接近开关发送的校准信号并对所述滤波计数电路中的计数芯片进行复位；

所述滤波计数电路获取所述增量式光电编码器的脉冲信号并进行滤波和计数处理，获得计数值并传递给所述微处理器；

所述微处理器接收所述计数值，以及所述前进开关和后退开关分别发送的前进和后退信号进行处理，获得所述转向轮的前进角度信息或后退角度信息；

所述微处理器根据所述拔码开关所提供的开关信号控制所述显示模块对所述时间数据或所述转向轮的前进角度信息或后退角度信息进行选择显示；

所述电源转换模块用于为所述微处理器提供工作电源。

本发明所述的带小时计的仓储车转向轮的转角显示仪表的特点也在于：

所述显示模块为一包含角度刻度和二进制时间刻度的圆形显示盘；所述角度刻度对称分为前进角度刻度和后退角度刻度，所述前进角度刻度以每15°为一格，且每一格的位置上设有一个LED灯，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置；所述后进角度刻度也以每15°为一格，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置，从而将所述圆形显示盘的一周均匀分为24格；

从所述圆形显示盘上的24格中选择连续的16格作为所述时间数据的二进制显示格；

所述圆形显示盘上还包括电源显示灯，用于显示所述微处理器的上电信号；

所述圆形显示盘上还包括故障显示灯，用于显示所述微处理器未采集到所述校准信号时的故障信号。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明显示仪表专门为显示转向轮偏转情况而设计，仓储车启动后，车子处于复杂的操作环境及存在诸多安全隐患情况下都能直观准确地显示转向轮的转角，且实时性好，有效解决安全驾驶问题，给驾驶者一个直观的方向判定，提高了工作效率及安全性，同时能并显示记录工作时间。

2、本发明显示仪表主要利用仓储车原有的装置，有针对性地采集处理原有信号，并未额外增加信号源，这增强了显示仪表本身的稳定性，也避免了对仓储车***的干扰。

3、本发明仪表通过专门的正交解码芯片(HCTL-2016)对编码器的脉冲进行计数，提高脉冲计数的准确度，从而使角度显示的参考性更强。

4、本发明显示仪表还能有效地记录并显示仪表工作时间，通过微处理器内部计时器计时，记录在内部EEPROM的相应扇区中，掉电后数据不会丢失，并通过切换拨码开关显示工作时间，对于评估仪表的工作寿命具有一定参考价值。

附图说明

图1为本发明***组成结构示意图；

图2为本发明编码器的安装方式图；

图3为本发明前进转角显示图；

图4为本发明后退转角显示图；

图5为本发明工作时间显示图；

图6为本发明***工作流程；

图中标号：1大齿轮；2编码器；3小齿轮；4转向轮；5接近开关。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中的仓储车上配置有增量式光电编码器2、接近开关5、前进开关和后退开关；而一种带小时计的仓储车转向轮的转角显示仪表，包括：拔码开关、滤波计数电路、微处理器、电源转换模块和显示模块；当仓储车转向时，增量式光电编码器2的信号经滤波计数电路，传输至微处理器，并根据增量式光电编码器2输出的脉冲判断转向轮4的转角，并结合前进后退信号点亮显示模块上相应的LED灯，从而实现转向轮转角的显示。

具体的说，如图2所示，增量式编码器2与转向轮4以齿轮连接的方式联动，转向轮4转动时编码器2输出脉冲，是确定转角信息的主要依据；当行驶的方向不同时，由前进开关和后退开关引出的两根信号线输出的高低电平也不同；转向轮4转至正中间(零位)时，接近开关5的输出信号会发生跳变，用于仓储车启动时及行驶中转向位于正前方时的零位校准。

本实例中的微处理器选用型号为STC12C5A60S2的单片机，当仓储车启动后，轮显仪表的工作流程如图6所示，经过上电初始化后通过其内部定时器进行计时处理，获得时间数据并存入内部存储器中；同时仓储车经过自动校准复位过程后，微处理器接收接近开关5发送的校准信号并对滤波计数电路中的计数芯片进行复位；

滤波计数电路获取增量式光电编码器2的脉冲信号并进行滤波和计数处理，获得计数值并传递给微处理器；具体来说，增量式编码器2的A、B相信号经滤波计数电路中的HCTL-2016芯片先进行滤波处理，当转向轮4转到正中间(零度)时，触发接近开关5，输出校准信号至微处理器进行零位校准，再进行加减计数，得到微处理器根据相对于零位的脉冲值，最后将相应的脉冲值信息通过微处理器的P3口发送给微处理器。

微处理器接收计数值，以及前进开关和后退开关发送的前进和后退信号进行处理，获得转向轮4的前进角度信息或后退角度信息；

微处理器根据拔码开关所提供的开关信号控制显示模块对时间数据或转向轮4的前进角度信息或后退角度信息进行选择显示；

如图3所示，显示模块为一包含角度刻度和二进制时间刻度的圆形显示盘；角度刻度对称分为前进角度刻度和后退角度刻度，前进角度刻度以每15°为一格，每一格的位置上是一个LED灯，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置；后进角度刻度也以每15°为一格，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置，从而将圆形显示盘的一周均匀分为24格；

从圆形显示盘上的24格中选择连续的16格作为时间数据的二进制显示格；从起始小格表示为2⁰小时，其后的小格依次表示2¹小时、2²个小时、2³个小时……2¹⁴小时和2¹⁵小时，将所有被点亮的小格表示的小时数累加起来即是显示仪表已工作的小时数。

显示模块表盘上的LED灯与微处理器的P0、P1和P2口相连，利用表盘上的LED灯显示转向轮4的位置信息和\或表的工作时间，而拨码开关，用于仪表显示转向轮4转角和工作时间小时数两种模式的切换。

圆形显示盘上还包括电源显示灯，用于显示微处理器的上电信号；

圆形显示盘上还包括故障显示灯，用于显示微处理器未采集到校准信号时的故障信号。

接近开关信号(Z_IN)、编码器信号(CHA、CHB)、前进开关和后退开关信号(F_IN、B_IN)和电源信号(VIN+)均从仓储车上引出经8针接口输入至仪表。

当拨码开关拨至ON时，显示模块进行转向轮4位置显示，微处理器根据从HCTL-2016获得的脉冲数，并输出信号以点亮相应位置的LED灯，实现转向轮4位置信息和故障信息的显示。

如果微处理器获得的脉冲数值在2500～3500之间，且仓储车前进行驶，则点亮右45度处的LED灯，如图3所示；

若此时换档倒车行驶，显示如图4所示。转向轮4停止偏转时，LED灯状态保持不变。转向轮4不动而行驶方向(档位)变化时，当前LED灯熄灭，会点亮到位于同一直径上另一个LED灯。

当拨码开关拨至OFF时，微处理器读出储存EEPROM内工作时间的数据，通过位赋值控制显示模块以二进制的方式显示轮显表的工作时间的小时数，仪表最多显示(2^16-1)个小时，即65535个小时。某位灯亮则表示1，灯不亮则表示0，将仪表上点亮的各位累加起来即是工作时间的小时数。如图5所示，仪表显示的二进制数为：0000010011011011仪表显示已工作时间为：

2^0+2^1+2^3+2^4+2^6+2^7+2^10＝1243(小时)

电源转换模块用于为微处理器提供工作电源，电源转换模块，利用DC-DC芯片MP1584EN将从仓储车上引出的24V电源降压至5V给微处理器供电，并对前进开关、后退开关信号和接近开关5的信号进行电阻分压后输入至微处理器。

Claims (2)

1.一种带小时计的仓储车转向轮的转角显示仪表，所述仓储车上配置有增量式光电编码器、接近开关、前进开关和后退开关；其特征是所述转角显示仪表包括：拔码开关、滤波计数电路、微处理器、电源转换模块和显示模块；

所述微处理器经过上电初始化后通过其内部定时器进行计时处理，获得时间数据并存入内部存储器中；同时接收所述接近开关发送的校准信号并对所述滤波计数电路中的计数芯片进行复位；

所述滤波计数电路获取所述增量式光电编码器的脉冲信号并进行滤波和计数处理，获得计数值并传递给所述微处理器；

所述微处理器接收所述计数值，以及所述前进开关和后退开关分别发送的前进和后退信号进行处理，获得所述转向轮的前进角度信息或后退角度信息；

所述微处理器根据所述拔码开关所提供的开关信号控制所述显示模块对所述时间数据或所述转向轮的前进角度信息或后退角度信息进行选择显示；

所述电源转换模块用于为所述微处理器提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的带小时计的仓储车转向轮的转角显示仪表，其特征是：所述显示模块为一包含角度刻度和二进制时间刻度的圆形显示盘；所述角度刻度对称分为前进角度刻度和后退角度刻度，所述前进角度刻度以每15°为一格，且每一格的位置上设有一个LED灯，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置；所述后进角度刻度也以每15°为一格，将0°到90°和0°到-90°各均匀分为6格布置，从而将所述圆形显示盘的一周均匀分为24格；

从所述圆形显示盘上的24格中选择连续的16格作为所述时间数据的二进制显示格；

所述圆形显示盘上还包括电源显示灯，用于显示所述微处理器的上电信号；

所述圆形显示盘上还包括故障显示灯，用于显示所述微处理器未采集到所述校准信号时的故障信号。