專利名稱：一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車制動性能監測技術領域，特別涉及加速度傳感器傳感的徑向加速度的應用技術，具體是指一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置。
背景技術：
對汽車制動性能進行動態監測是確保駕駛安全、減少交通事故發生的重要技術措施。汽車制動性能可以通過ABS(制動防抱系統)所用的接觸式傳感技術來間接檢測，但該類檢測系統的智能化程度不高，也存在隱蔽性和安全性問題。近年汽車輪胎內置傳感器的監測技術已逐步成為汽車安全性能監測技術的主流方向，利用汽車輪胎內置加速度傳感器采集汽車制動時段的徑向加速度，可為后續汽車輪胎制動性能監測的分析和研究提供依據，但目前尚無相關技術報道。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置。該裝置建立了一個測試平臺，通過汽車輪胎內置加速度傳感器采集汽車制動時段的徑向加速度信號，提供作為汽車制動性能分析和換算的依據。
本發明的目的通過下述技術方案實現所述一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，包括機架、輪胎、動力馬達、制動操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同構成，所述動力馬達水平安裝在機架上，所述輪胎與動力馬達旋轉軸緊固連接，所述制動操作杠桿通過杠桿支承軸安裝在機架上，所述輪胎上設置有輪胎附加托板，所述輪胎附加托板上設置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物；所述電路控制板上設置有加速度傳感器、運行狀態指示燈、運行啟動按鈕、電路系統復位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關，上述部件分別與電路控制板上相應點相電氣連接。
為了更好地實現本發明，所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路、傳感器電壓調理電路、串行模/數變換電路、中央微處理器電路、數據鎖存控制電路、動態數據存取電路、制動數據串行存取電路、串行通信輸出接口、電池穩壓供電電路共同電氣連接構成，所述傳感器電壓調理電路分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數變換電路信號線分別與加速度傳感器電路、串行模/數變換電路相電氣連接，所述中央微處理器電路分別通過串行模/數變換電路信號線、數據鎖存控制電路信號線、動態數據存取電路信號線、制動數據串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數變換電路、數據鎖存控制電路、動態數據存取電路、制動數據串行存取電路、串行通信輸出接口相電氣連接，所述動態數據存取電路還通過數據鎖存控制電路信號線與數據鎖存控制電路相電氣連接，所述電池穩壓供電電路通過穩壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果1、本發明提供了一種研究動態汽車輪胎制動性能的測試平臺。
2、本發明通過安裝在汽車輪胎上的加速度傳感器，實時測量汽車輪胎的徑向加速度。
3、本發明提供的制動時段的徑向加速度信號，可用作汽車輪胎制動性能分析和換算的依據，為汽車制動性能的監測提供了一種新的途徑。
4、本發明的測試操作簡便、機動靈活。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的電路方框圖；圖3是本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。
如圖1所示，本發明所述一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置包括機架1、輪胎2、動力馬達14、制動操作杠桿15、杠桿支承軸13、輪胎附加托板3與電路控制板4共同構成，動力馬達14水平安裝在機架1上，輪胎2與動力馬達14旋轉軸緊固連接，制動操作杠桿15通過杠桿支承軸13安裝在機架1上，輪胎2上設置有輪胎附加托板3，輪胎附加托板3上設置有電路控制板4、迭層干電池11、輪胎平衡重物12；電路控制板4上設置有加速度傳感器5、運行狀態指示燈6、運行啟動按鈕7、電路系統復位按鈕8、電源工作指示燈9、電源供電通斷開關10。
如圖2所示，本發明所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路16、傳感器電壓調理電路17、串行模/數變換電路18、中央微處理器電路19、數據鎖存控制電路20、動態數據存取電路22、制動數據串行存取電路23、串行通信輸出接口24、電池穩壓供電電路25共同電氣連接構成，其相互連接關系為傳感器電壓調理電路17分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數變換電路信號線分別與加速度傳感器電路16、串行模/數變換電路18相電氣連接，中央微處理器電路19分別通過串行模/數變換電路信號線、數據鎖存控制電路信號線、動態數據存取電路信號線、制動數據串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數變換電路18、數據鎖存控制電路20、動態數據存取電路22、制動數據串行存取電路23、串行通信輸出接口相電氣連接24，動態數據存取電路22還通過數據鎖存控制電路信號線與數據鎖存控制電路20相電氣連接，電池穩壓供電電路25通過穩壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
本發明的工作原理為加速度傳感器電路16把傳感到的動態汽車輪胎徑向加速度信號電壓送到傳感器電壓調理電路17進行電壓變換處理，使輸出電壓擴展到合適的范圍，然后送到串行模/數變換電路18進行模-數變換，輸出數字信號送入中央微處理器電路19進行處理；中央微處理器電路19通過數據鎖存控制電路20和動態數據存取電路22擴展外部數據存儲能力，并把采樣到的徑向加速度數字信號送到動態數據存取電路22進行動態存儲；在汽車輪胎制動操作發生期間，徑向加速度信號會急劇下跌，其制動起始時刻經中央微處理器電路19內部比較判定后，把制動時段采樣的徑向加速度數字信號送入制動數據串行存取電路23進行停電不失性存儲；在制動操作完成時，中央微處理器電路19從制動數據串行存取電路23提取制動時段存儲的數據，并通過串行通信輸出接口24向外部輸出；由于測試過程中電路控制板隨輪胎一起旋轉，所以由電池穩壓供電電路25提供電路控制板能源，并同時隨輪胎一起轉動。
如圖3所示，在本發明電路控制板中的電路中，加速度傳感器電路包括集成件U2、電容C1、C2、C3、電阻R1共同電氣連接構成；傳感器電壓調理電路包括集成件U3-A、U3-B、U3-C、電阻R2～R6、電容C4～C6共同電氣連接構成；串行模/數變換電路包括集成件U4、二極管D1、D2、電容C7、C8共同電氣連接構成；中央微處理器電路包括集成件U1、晶體振蕩器CY、電容C11～C13、電阻R9～R12、電阻排RAY8、發光二極管LED1、手動按鍵SW1、SW2共同電氣連接構成；數據鎖存控制電路包括集成件U6電氣連接構成；動態數據存取電路包括集成件U7電氣連接構成；制動數據串行存取電路包括集成件U5、電阻R7、R8、電容C9、C10共同電氣連接構成；串行通信輸出接口包括中央微處理器電路U1的通信口線RXD、TXD電氣連接構成；電池穩壓供電電路包括集成件U8、電容C14～C18、電阻R13、發光二極管LED2、二極管D3、撥動開關SW3、迭層干電池BATTERY共同電氣連接構成。
本發明的電路工作原理是徑向加速度傳感器U2隨汽車輪胎一同旋轉時產生的徑向加速度信號電壓，通過R1和C3進行低通濾波，送入由運算放大器U3-A、U3-B和U3-C組成的傳感器電壓調理電路進行電壓范圍擴展變換處理，其中U3-A起到前后級信號隔離和阻抗變換作用，并經R2和C4濾波，送入U3-C的正輸入端，U3-C和反饋網絡R5、R6、C6組成減法放大器，其負輸入端取自U3-B送來的基準電壓，U3-B也起到前后級信號隔離和阻抗變換作用，其正輸入端的基準電壓由R3和R4分壓而得，經U3-C擴展后的模擬信號電壓送到串行模/數變換電路U4進行模-數變換處理，D1和D2作輸入電壓的正反向過壓保護，變換過程由中央微處理器電路U1的口線P15和P17進行控制，U4變換后的數字輸出信號從中央微處理器電路的口線P16送入，在U1內部進行標記、去噪處理，然后送到動態數據存取電路U7進行存儲，其間中央微處理器電路U1結合數據鎖存控制電路U6對U7的地址線A1～A14進行鎖存，并由U1的寫控制線WR把數據通過并行口P00～P07送入U7的數據口D0～D7，反過來從U7提取數據的過程則是由U1的讀控制線RD把數據從U7的數據口D0～D7送入U1的并行口P00～P07，電阻排RAY8連接U1的口線P00～P07，使口線的工作狀態更為穩定；輪胎制動操作發生時，送入中央微處理器電路U1中的徑向加速度數字信號會急劇下降，由信號斜率的比較來判定制動的起始時刻，中央微處理器電路U1就通過口線P11和P12，把制動的起始時刻之后的徑向加速度數字信號送入制動數據串行存取電路U5，進行停電不失性存儲，與此同時發光二極管LED1發亮，直至制動操作結束轉為熄滅，C11和R11實現中央微處理器電路U1的上電復位，按鈕SW2實現手動復位，按鈕SW1按動則中央微處理器電路U1便開始對串行模/數變換電路U4實行信號采樣控制，中央微處理器電路U1從制動數據串行存取電路U5取出制動時段存儲的徑向加速度數據，通過串行通信口線TED和RXD向外部輸出，干電池BATTERY經由三端穩壓集成件U8降壓和經C14～C18濾波從而穩定輸出直流電壓VCC，供作各電路部分的能源，發光二極管LED2為電源工作指示燈，撥動開關SW3為電池總開關，二極管D3在開關SW3斷開時提供作為C17的放電通路。
發明人經過研究試驗，認為實現本發明的優選方式可為(1)按圖1所示，設計加工制造機架1，例如，可選用金屬角鐵焊接加工成1300×700×550mm的機架1；動力馬達14水平固定在機架內部，汽車輪胎2從機架外部與馬達旋轉軸緊固連接，杠桿支承軸13固定在機架外面，與制動操作杠桿15活動連接，以便扳動時能對輪胎2產生制動力，輪胎附加托板3垂直固定在輪胎2的金屬外罩上，電路控制板4、迭層干電池11、輪胎平衡重物12固定在輪胎附加托板3上；(2)作為本發明的實施例之一，如圖2和3所示，制作電路板，并篩選元器件后進行安裝連接，例如，集成件U1可選用89S51型，U2可選用1200D型，U3可選用324型，U4可選用1549型，U5可選用C256型，U6可選用373型，U7可選用62256型，U8可選用7805型，晶體振蕩器CY可選24MHZ型，SW1和SW2可選用小按鈕開關，SW3可選用小型撥動開關，干電池用9V迭層電池；可按圖2和3所示以及上面說明書所述的連接關系進行電路控制板安裝連接，并與相關部件進行電氣連接，進行簡單加電調試，就能用于輪胎旋轉時的制動操作測試。
如上所述，即可較好地實施本發明。
權利要求
1.一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，包括機架、輪胎、動力馬達、制動操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同構成，所述動力馬達水平安裝在機架上，所述輪胎與動力馬達旋轉軸緊固連接，所述制動操作杠桿通過杠桿支承軸安裝在機架上，所述輪胎上設置有輪胎附加托板，所述輪胎附加托板上設置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物；所述電路控制板上設置有加速度傳感器、運行狀態指示燈、運行啟動按鈕、電路系統復位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關，上述部件分別與電路控制板上相應點相電氣連接。
2.根據權利要求1所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述電路控制板上的電路由加速度傳感器電路、傳感器電壓調理電路、串行模/數變換電路、中央微處理器電路、數據鎖存控制電路、動態數據存取電路、制動數據串行存取電路、串行通信輸出接口、電池穩壓供電電路共同電氣連接構成，所述傳感器電壓調理電路分別通過加速度傳感器電路信號線、串行模/數變換電路信號線分別與加速度傳感器電路、串行模/數變換電路相電氣連接，所述中央微處理器電路分別通過串行模/數變換電路信號線、數據鎖存控制電路信號線、動態數據存取電路信號線、制動數據串行存取電路信號線、串行通信輸出接口信號線分別與串行模/數變換電路、數據鎖存控制電路、動態數據存取電路、制動數據串行存取電路、串行通信輸出接口相電氣連接，所述動態數據存取電路還通過數據鎖存控制電路信號線與數據鎖存控制電路相電氣連接，所述電池穩壓供電電路通過穩壓輸出端和接地端分別與上述各部分電路的電源輸入端和接地端相電氣連接。
3.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述加速度傳感器電路包括集成件U2、電容C1、C2、C3、電阻R1共同電氣連接構成。
4.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述傳感器電壓調理電路包括集成件U3-A、U3-B、U3-C、電阻R2～R6、電容C4～C6共同電氣連接構成。
5.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述串行模/數變換電路包括集成件U4、二極管D1、D2、電容C7、C8共同電氣連接構成。
6.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述中央微處理器電路包括集成件U1、晶體振蕩器CY、電容C11～C13、電阻R9～R12、電阻排RAY8、發光二極管LED1、手動按鍵SW1、SW2共同電氣連接構成。
7.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述數據鎖存控制電路包括集成件U6電氣連接構成；所述動態數據存取電路包括集成件U7電氣連接構成。
8.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述制動數據串行存取電路包括集成件U5、電阻R7、R8、電容C9、C10共同電氣連接構成。
9.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述串行通信輸出接口包括中央微處理器電路U1的通信口線RXD、TXD電氣連接構成。
10.根據權利要求2所述的一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，其特征是，所述電池穩壓供電電路包括集成件U8、電容C14～C18、電阻R13、發光二極管LED2、二極管D3、撥動開關SW3、迭層干電池BATTERY共同電氣連接構成。
全文摘要
本發明公開了一種汽車輪胎制動時段的徑向加速度測試裝置，它由機架、輪胎、動力馬達、制動操作杠桿、杠桿支承軸、輪胎附加托板與電路控制板共同連接構成，輪胎附加托板上設置有電路控制板、迭層干電池、輪胎平衡重物，電路控制板上設置有加速度傳感器、運行狀態指示燈、運行啟動按鈕、電路系統復位按鈕、電源工作指示燈、電源供電通斷開關，并分別與電路控制板上相應點相電氣連接。本發明可利用加速度傳感器對旋轉中的輪胎在制動操作時段所產生的徑向加速度信號進行測量和記錄，并把制動時段的數據通過串行通信方式輸出，為后續汽車輪胎制動性能監測的分析和研究提供依據。
文檔編號G01L5/28GK1975364SQ20061012401
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月1日 優先權日2006年12月1日
發明者林土勝, 劉文哲 申請人:華南理工大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
