CN113050100A - 一种汽车低速行驶防撞超声波传感器 - Google Patents

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龙阳
李红元
吴逸飞
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Abstract

本发明涉及车辆传感器技术领域，尤其涉及一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，包括：铝壳，一端设置有开口；压电晶片，固定设置在铝壳内远离开口的一端，且与铝壳内壁贴紧，压电晶片将电能与声能互相转换；控制板，设置在铝壳内，且与压电晶片之间存在间隔，控制板与压电晶片电连接，控制板与压电晶片之间设置有填充物，填充物对声音信号进行吸收；阻尼材料，阻尼材料对铝壳内进行填充；铝壳在设置有压电晶片的一端，其壁厚为0.2mm~0.4mm。本发明中，通过压电晶片将电能与声能相互转换，发出超声波进行探测，将铝壳在设置有压电晶片的一端其壁厚为0.2mm~0.4mm，从而减少声能的损失，且与超声波之间的震动频率更好的配合，使得探测距离更远，从而更好的进行防撞。

Description

一种汽车低速行驶防撞超声波传感器
技术领域
本发明涉及车辆传感器技术领域，尤其涉及一种汽车低速行驶防撞超声波传感器。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车自动驾驶***趋于成熟，需要用到各种不同类型的传感器，如GPS、激光雷达、天线雷达、倒车雷达、辅助泊车雷达等。GPS可以定位导航检测路况，激光雷达可以检测几百米的路况，天线雷达可以做到几十米到一百米的高速防撞，倒车雷达作为倒车防撞，辅助泊车雷达检测车位大小智能泊车。
但是汽车低速行驶时，当前方有车辆或障碍物阻挡视线时，从路边突然窜出一辆非机动车或行人，司机往往避让不及，因为事发突然，彼此都没有反应与躲避的时间与空间，令人猝不及防，从而造成安全事故。而现有车用超声传感器只能检测6m左右的距离，因此亟需一款可探测距离更远的传感器，来探测突然出现的人或物，通过自动刹车防撞。
鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，使其更具有实用性。
发明内容
本发明提供了一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，包括：
铝壳，所述铝壳为长度延伸方向一端设置有开口的壳体结构；
压电晶片，所述压电晶片固定设置在所述铝壳内远离所述开口的一端，且与所述铝壳内壁贴紧，所述压电晶片将电能与声能互相转换；
控制板，所述控制板设置在所述铝壳内，且与所述压电晶片之间存在间隔，所述控制板与所述压电晶片电连接，所述控制板与所述压电晶片之间设置有填充物，所述填充物对声音信号进行吸收，所述控制板在远离所述压电晶片的一端设置有导线，所述导线延伸至所述铝壳外；
阻尼材料，所述阻尼材料对所述铝壳内进行填充；
所述铝壳在设置有所述压电晶片的一端，其壁厚为0.2mm~0.4mm。
进一步地，所述铝壳为圆柱体，且直径为22mm~28mm。
进一步地，所述压电晶片为压电陶瓷片，且震动频率为25KHz~40 KHz。
进一步地，所述填充物为消音棉，所述消音棉厚度为1mm~1.5mm。
进一步地，所述阻尼材料为硅胶，所述硅胶邵氏硬度为50A~55A。
进一步地，所述压电晶片粘接在所述铝壳内壁上。
进一步地，所述导线外套设有屏蔽层。
进一步地，所述控制板为PCB板。
本发明的有益效果为：本发明通过设置铝壳、压电晶片、控制板和阻尼材料，通过压电晶片将电能与声能相互转换，发出超声波进行探测，将铝壳在设置有压电晶片的一端其壁厚为0.2mm~0.4mm，从而减少声能的损失，且与超声波之间的震动频率更好的配合，使得探测距离更远，从而更好的进行防撞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的测试图。
附图标记：1、铝壳；2、压电晶片；3、控制板；31、导线；4、填充物；5、阻尼材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示：一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，包括：
铝壳1，铝壳1为长度延伸方向一端设置有开口的壳体结构；
压电晶片2，压电晶片2固定设置在铝壳1内远离开口的一端，且与铝壳1内壁贴紧，压电晶片2将电能与声能互相转换；
控制板3，控制板3设置在铝壳1内，且与压电晶片2之间存在间隔，控制板3与压电晶片2电连接，控制板3与压电晶片2之间设置有填充物4，填充物4对声音信号进行吸收，控制板3在远离压电晶片2的一端设置有导线31，导线31延伸至铝壳1外；
阻尼材料5，阻尼材料5对铝壳1内进行填充；
铝壳1在设置有压电晶片2的一端，其壁厚为0.2mm~0.4mm。
通过设置铝壳1、压电晶片2、控制板3和阻尼材料5，通过压电晶片2将电能与声能相互转换，发出超声波进行探测，将铝壳1在设置有压电晶片2的一端其壁厚为0.2mm~0.4mm，从而减少声能的损失，且与超声波之间的震动频率更好的配合，使得探测距离更远，从而更好的进行防撞。
汽车用超声波的探头一般为14mm和15.5mm，而探测距离较短，本发明中将铝壳1设置为圆柱体，且直径为22mm~28mm，从而探测距离更远，可达15m左右，其中尺寸越大，探测距离越远。
作为上述实施例的优选，压电晶片2为压电陶瓷片，且震动频率为25KHz~40 KHz。
超声波探头频率越低探测距离越远，将震动频率设置为25KHz~40 KHz，一方面保证了探测精度，另一方面也使得探测距离更远。
由于超声波反射回来时会存在余震，所以在压电晶片2和控制板3之间设置有填充物4，来对声音信号进行吸收，填充物4为消音棉，若消音棉厚度较厚，则探头的余震过大，若消音棉的厚度过小，则探头灵敏度过小，则探测距离会过小，所以将消音棉厚度为1mm~1.5mm，保证余震和灵敏度合适。
由于超声波探头存在声辐射，通过将铝壳1内填充阻尼材料5，来减少探头的声辐射，阻尼材料5为硅胶，硅胶邵氏硬度为50A~55A，同时对消音棉的厚度进行匹配，保证余震和灵敏度合适。
作为上述实施例的优选，压电晶片2粘接在铝壳1内壁上。
通过将压电晶片2粘接在铝壳1内壁上，结构简单安装方便。
作为上述实施例的优选，导线31外套设有屏蔽层。
通过将导线31外套设有屏蔽层，一方面保护导线31的使用，另一方面保证了探测的准确性。
作为上述实施例的优选，控制板3为PCB板。
通过将控制板3设置为PCB板，从而更好的对信号进行处理，保证探测精度。
如图2所示，采用ELMOS52414***进行测试，其中铝壳直径为25mm，铝壳壁厚为0.3mm，频率40KHz，16个脉冲，229mA，增益84.5dB，探测距离15m远的障碍物，其中第二个波为15m处障碍物反射回的信号。
本发明中由于其探测距离远，除应用于汽车低速行驶防撞***，还可用于检测大容器液位等。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，包括：
铝壳(1)，所述铝壳(1)为长度延伸方向一端设置有开口的壳体结构；
压电晶片(2)，所述压电晶片(2)固定设置在所述铝壳(1)内远离所述开口的一端，且与所述铝壳(1)内壁贴紧，所述压电晶片(2)将电能与声能互相转换；
控制板(3)，所述控制板(3)设置在所述铝壳(1)内，且与所述压电晶片(2)之间存在间隔，所述控制板(3)与所述压电晶片(2)电连接，所述控制板(3)与所述压电晶片(2)之间设置有填充物(4)，所述填充物(4)对声音信号进行吸收，所述控制板(3)在远离所述压电晶片(2)的一端设置有导线(31)，所述导线(31)延伸至所述铝壳(1)外；
阻尼材料(5)，所述阻尼材料(5)对所述铝壳(1)内进行填充；
所述铝壳(1)在设置有所述压电晶片(2)的一端，其壁厚为0.2mm~0.4mm。
2.根据权利要求1所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述铝壳(1)为圆柱体，且直径为22mm~28mm。
3.根据权利要求2所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述压电晶片(2)为压电陶瓷片，且震动频率为25KHz~40 KHz。
4.根据权利要求3所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述填充物(4)为消音棉，所述消音棉厚度为1mm~1.5mm。
5.根据权利要求1所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述阻尼材料(5)为硅胶，所述硅胶邵氏硬度为50A~55A。
6.根据权利要求1所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述压电晶片(2)粘接在所述铝壳(1)内壁上。
7.根据权利要求1所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述导线(31)外套设有屏蔽层。
8.根据权利要求1所述的汽车低速行驶防撞超声波传感器，其特征在于，所述控制板(3)为PCB板。
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