一种车辆制动距离测量装置

摘要

本发明提供了一种车辆制动距离测量装置；所述装置包括第一采集模块，第二采集模块以及处理模块。其中，所述的第一采集模块用于采集所述车辆的实时速度信号，所述第二采集模块用于采集所述车辆的制动时间信号。所述第一采集模块安装于所述车辆的从动轮处采集从动轮的实时速度信号，包括编码器，编码器连接轴，摩擦轮。所述第二采集模块安装于所述车辆制动踏板处，包括霍尔传感器以及磁铁。所述处理模块用于接收并处理所述第一采集模块以及所述第二采集模块传输的信号。通过所述车辆制动距离测量装置可以避免每次测量时进行大量的安装调试工作，节省了大量人力物力。通过所述装置的测量也可更加准确的测量出车辆的制动距离。

权利要求

1.一种车辆制动距离测量装置，其特征在于，包括第一采集模块，第二采集模块和处理模块，所述第一采集模块和所述第二采集模块均与所述处理模块通信连接；

所述第一采集模块用于采集所述车辆从动轮的实时速度信号，并将所述实时速度信号传输给所述处理模块，所述第一采集模块位于所述车辆从动轮处，所述第一采集模块包括编码器、编码器连接轴和摩擦轮；所述编码器设置在所述车辆从动轮的轴承座上，所述的编码器通过所述编码器连接轴与所述摩擦轮相连接，所述摩擦轮与所述车辆从动轮的轮毂相接触，所述车辆从动轮转动可以带动所述摩擦轮转动；

所述第二采集模块用于采集所述车辆制动时间信号，并将所述制动时间信号传输给所述处理模块，所述第二采集模块包括磁铁以及至少2个霍尔传感器：第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；所述第一、第二霍尔传感器分别位于靠近制动踏板自由状态处、制动踏板行程的最低处；所述磁铁安装在制动踏板上；

所述处理模块用于根据所述第一采集模块以及第二采集模块传输的信号获取所述车辆的制动距离。

2.如权利要求1所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述编码器连接轴具有弹性。

3.如权利要求1所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述编码器连接轴沿其轴向内部设置有一轴向贯穿的加固件。

4.如权利要求3所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述加固件为钢丝。

5.如权利要求1所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述摩擦轮沿其轴向的横截面为椭圆形。

6.如权利要求1所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述第二采集模块包括3个霍尔传感器：第一霍尔传感器，第二霍尔传感器，第三霍尔传感器；

所述第一、第二霍尔传感器分别位于靠近制动踏板自由状态处、制动踏板行程的最低处，所述第三霍尔传感器位于所述第一、第二霍尔传感器连线上的任一位置。

7.如权利要求1所述的车辆制动距离测量装置，其特征在于，所述处理模块包括信号采集单元，信号处理单元，工控机；所述信号采集单元与所述信号处理单元通信连接，所述信号处理单元与所述工控机通信连接；

所述信号采集单元用于接收所述第一采集模块以及所述第二采集模块传输的信号；

所述信号处理单元用于去除所述信号采样单元接收到的无效信号；

所述工控机用于将从信号处理单元得到的信号转换为数据并计算得出车辆制动距离。

说明书

一种车辆制动距离测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及机械测量技术领域，特别涉及一种车辆制动距离测量装置。

背景技术

[0002] 市场监督局现有的叉车考试过程中是没有检测叉车制动距离装置的。如今用于测量车辆制动距离的手段有几种，其中一种是激光检测，其技术方案为:包括固定在叉车尾部的测量板，与测量板水平高度相匹配的激光测距仪，与激光测距仪连接的制动距离自动计算模块，所述制动距离自动计算模块能够根据激光测距仪实时采集的叉车从以最大速度匀速运动，匀减速制动至停止的制动过程中测量板到激光测距仪测量基准的距离S，得到S随时间变化函数S＝S(t)；然后对S(t)自动求导，得到叉车运行过程中的速度与时间的函数V＝V(t)；并且根据速度函数曲线能得到制动前匀速运动时叉车的运行速度V和制动过程的制动时间t，所述制动距离自动计算模块能够自动根据匀减速运动距离公式算出叉车的制动距离。但用这种方式测量叉车制动距离的话，需要一堆装置，校准时需要反复校准，保证测量版与激光测距仪保持在同一水平面上，这样的操作浪费了大量人力和物力，很显然是一种需要进行改进的装置。

[0003] 现有技术中还有一种测量方案是加辅助轮，加辅助轮的过程也是一个很繁琐的过程，并且在测量过后，还得把辅助轮卸下来，这样来来回回的操作也是很麻烦。还有一种测量方案采用人工测量方式，其同速度和刹车反应时间有关系，需要反复多次取值。很显然，以上方法都存在操作复杂，测量步骤繁琐的不足，需要进行改进。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种车辆制动距离测量装置，以解决车辆制动距离测量过程繁琐的问题，所述车辆制动距离测量装置包括第一采集模块，第二采集模块和处理模块，所述第一采集模块和所述第二采集模块均与所述处理模块通信连接；所述第一采集模块用于采集所述车辆从动轮的实时速度信号，并将所述实时速度信号传输给所述处理模块；所述第二采集模块用于采集所述车辆制动时间信号，并将所述制动时间信号传输给所述处理模块；所述处理模块用于根据所述第一采集模块以及第二采集模块传输的信号获取所述车辆的制动距离。

[0005] 优选的，所述第一采集模块位于所述车辆从动轮处。

[0006] 优选的，所述第一采集模块包括编码器、编码器连接轴和摩擦轮；所述编码器设置在所述车辆从动轮的轴承座上，所述的编码器通过所述编码器连接轴与所述摩擦轮相连接，所述摩擦轮与所述车辆从动轮的轮毂相接触，所述车辆从动轮转动可以带动所述摩擦轮转动。

[0007] 优选的，所述编码器连接轴具有弹性。

[0008] 优选的，所述编码器连接轴沿其轴向内部设置有一轴向贯穿的加固件。

[0009] 优选的，所述加固件为钢丝。

[0010] 优选的，所述摩擦轮沿其轴向的横截面为椭圆形。

[0011] 优选的，所述第二采集模块包括磁铁以及至少2个霍尔传感器：第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；所述第一、第二霍尔传感器分别位于靠近制动踏板自由状态处、制动踏板行程的最低处；所述磁铁安装在制动踏板上。

[0012] 优选的，所述第二采集模块包括3个霍尔传感器：第一霍尔传感器，第二霍尔传感器，第三霍尔传感器；所述第一、第二霍尔传感器分别位于靠近制动踏板自由状态处、制动踏板行程的最低处，所述第三霍尔传感器位于所述第一、第二霍尔传感器连线上的任一位置。

[0013] 优选的，所述处理模块包括信号采集单元，信号处理单元，工控机；所述信号采集单元与所述信号处理单元通信连接，所述信号处理单元与所述工控机通信连接；所述信号采集单元用于接收所述第一采集模块以及所述第二采集模块传输的信号；所述信号处理单元用于去除所述信号采样单元接收到的无效信号；所述工控机用于将从信号处理单元得到的信号转换为数据并计算得出车辆制动距离。

[0014] 本发明提供了一种更加易于操作的车辆制动距离测量装置，通过霍尔元件以及编码器产生的脉冲信号以及工控机的计算得出车辆的制动距离。从而改变测量车辆制动距离步骤繁琐的现状。

附图说明

[0015] 图1为本发明实施例提供的车辆制动距离测量装置的第一模块的示意图；

[0016] 图2是本发明实施例提供的车辆制动距离测量装置的第二模块的示意图；

[0017] 图3为本发明实施例提供的车辆制动距离测量装置的工控机计算原理示意图；

[0018] 图中，附图标记说明如下：

[0019] 110‑编码器；120‑从动轮轮毂轴承座；130‑编码器连接轴；140‑摩擦轮；150‑车辆从动轮；160‑车辆车身；170‑带屏蔽层信号线；210A‑第一霍尔传感器、210B‑第二霍尔传感器、210C‑第三霍尔传感器；210‑霍尔传感器总称；220‑磁铁；230‑制动踏板。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的车辆制动距离测量装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0021] 现有的车辆制动距离测量方式都存在测量过程繁琐不易操作，每测量一次某辆特定车辆的制动距离时都需要进行大量地调试、安装以及测量。这样耗费大量地人力以及物力。发明人设计的在车辆制动距离测量装置是可以免拆卸的，用这个装置来测量车辆在制动时行驶的距离的话可以避免在每次测量时都进行安装、调试等步骤，节省了大量地人力物力，同时也保证了测量的准确度。

[0022] 参考图1与图2，其为本发明一实施例中车辆制动距离测量装置的示意图。如图1所示，本发明的车辆制动距离测量装置包括第一采集模块，第二采集模块和处理模块，所述第一采集模块和所述第二采集模块均与所述处理单元通信连接；所述第一采集模块用于采集所述车辆从动轮的实时速度信号，并将所述实时速度信号传输给所述处理模块；所述第二采集模块用于采集所述车辆制动时间信号，并将所述制动时间信号传输给所述处理模块；所述处理模块用于根据所述第一采集模块以及第二采集模块传输的信号获取所述车辆的制动距离。

[0023] 进一步的，所述车辆制动距离测量装置可以固定安装在车辆上，并不会影响车辆正常行驶工作，很好的避免在每次测量时都进行繁琐的安装、调试等步骤的现状，节省了大量地人力物力。除此之外，所述车辆制动距离测量装置的第一采集模块与第二采集模块获取的信号数据均与人的反应时间无关，如此也保证了测量所得的数据的准确度。

[0024] 其中，所述第一采集模块可以具体包括编码器、编码器连接轴、摩擦轮，所述编码器设置在所述车辆从动轮轴承座上，所述的编码器通过所述编码器连接轴同所述摩擦轮相连接，所述摩擦轮同所述车辆从动轮轮毂相接触。从而保证了编码器获得的信号很好的贴合车辆从动轮的转动。

[0025] 作为本发明的一种实现方式，所述第二采集模块可以包括至少两个霍尔传感器以及一块磁铁。

[0026] 所述处理模块包括信号采集单元，信号处理单元，工控机；所述信号采集单元与所述信号处理单元通信连接、所述信号处理单元与所述工控机通信连接。

[0027] 具体的，编码器110可以安装在车辆从动轮150的轴承座120上。安装在车辆从动轮轴承座120上的编码器110可以随车辆从动轮的转向而转向，这样可以使编码器110最大程度的记录从动轮的运动情况，避免车辆由于转向导致的制动距离测量误差。当然，本领域技术人员应当理解，本发明对于编码器110的具体设置位置并不局限于上述提到的设置在车辆从动轮轴承座上，还可以设置在其他位置，只要能实现获取摩擦轮转速信号功能即可。编码器110通过编码器连接轴130同摩擦轮140相连接，这里的编码器连接轴130为高弹性材料制成的器件，高弹性的所述编码器连接轴130可以提高自身的韧性，延长所述装置工作寿命。作为优选的，为了进一步加强编码器连接轴130的韧性，所述编码器连接轴130轴心可以开设一个贯穿轴心的孔，孔内安装有一根加固件，例如钢丝、铁丝等，这里的加固件以及采用的高弹性材料均用于提高编码器连接轴130的韧性，防止其在工作过程中由于压力或者拉伸力产生断裂，从而导致编码器110无法工作的情况。所述摩擦轮140同从动轮轮毂相接触，用于跟随所述车辆从动轮的转动而转动，作为本发明的一种实现方式，所述摩擦轮140可以采用轴向横截面为椭圆形的，以此来增大其与轮毂的接触面积，减小测量误差。当然，本领域技术人员应当理解，本发明的所述摩擦轮的形状还可以是其他可以贴合所述车辆从动轮轮毂的形状，例如圆形，应当都属于本发明的保护范畴。车辆从动轮转动带动摩擦轮140转动，传动比由车辆从动轮轮毂的周长和摩擦轮140的周长之比计算得出，优选的，本实施例将所述转动比设置为1：25，即轮毂每转一周，所述摩擦轮140转动25周；所述摩擦轮转动一周，所述编码器产生1024个脉冲；所述轮毂转动一周，所述编码器产生25600个脉冲，这样可提高采样的精度。由此来记录车辆的实时速度。信号经由信号线170传输到信号采样单元。由于这部分在驾驶舱外的环境下工作，碰到干扰信号的可能性比较大，故信号线170优选设置为带有屏蔽层的信号线。

[0028] 如图2所示，车辆的制动踏板230上安装有磁铁220。所述制动踏板230的正下方，即驾驶舱的底部安装有至少2个霍尔传感器，第一霍尔传感器210A，第二霍尔传感器210B；

[0029] 所述第一霍尔传感器210A、第二霍尔传感器210B分别位于靠近制动踏板自由状态处、制动踏板行程的最低处，当脚踩踏板230时，磁铁220顺次通过第一霍尔传感器210A、第二霍尔传感器210B。当磁铁220，或踏板230经过霍尔传感器210时会产生一个触发信号，触发信号经由信号线传输到信号采集单元，信号采集单元会记录下磁铁由第一霍尔传感器210A所在位置到到第二霍尔传感器210B所在位置的时间Δt1。信号采集单元再将信号传输到信号处理单元，去除无效信号后再输出到工控机。所述工控机内有车辆制动距离算法，具体算法如下：

[0030] 如图3所示，踏板230位于第一霍尔传感器210A所在的位置的速度对应编码器110记录速度V2，踏板230位于第二霍尔传感器210B所在的位置的速度对应编码器110记录速度V1，V0速度为0，踏板230上磁铁220从第一霍尔传感器210A所在位置到第二霍尔传感器210B所在的位置时间为Δt1；速度V1降到0的时间为Δt2，工控机通过对编码器110得到的车辆实时速度曲线在Δt1上的积分计算出L1，在对实时速度曲线在Δt2上的积分得出L2，这里的L1表示刹车过程中车辆的滚动距离，L2表示刹车过程中车辆的滑动距离；从而计算出刹车距离L，L＝L1+L2；再同标准值进行比较，判断其是否符合要求。

[0031] 优选的，本案例中还包括第三霍尔传感器210C。所述第三霍尔传感器210C位于所述第一霍尔传感器210A、所述第二霍尔传感器210B连线中的任一位置，最优选的，本实施例中将所述第三霍尔传感器210C设置在所述第一霍尔传感器210A、所述第二霍尔传感器210B连线的靠近所述第二霍尔传感器210B的2/3处。信号采集单元记录下磁铁由所述第一霍尔传感器210A所在位置到到所述第三霍尔传感器210C所在位置的时间Δt3。所述第三霍尔传感器210C以及Δt3则是为了判断其刹车是正常的减速刹车或是紧急刹车。当踏板230由第一霍尔传感器210A所在位置到达第三霍尔传感器210C所在位置所用的时间Δt3小于标准值时，可判断此次刹车为紧急刹车，当Δt3大于标准值时，可判断其为减速刹车。

[0032] 综上可见，在本发明实施例提供的车辆制动距离测量装置中，第一采集模块与第二采集模块在不干扰车辆正常运行的情况下安装在车辆上，避免了以往每次进行车辆制动距离测量时都得重新装卸设备的麻烦，大大节省了人力物力。此外，通过所述第一采集模块与第二采集模块获得的信号进行处理计算，排除了测量过程中人的反应速度这个干扰项，获得的实时数据可以更加准确的测量出车辆的制动距离。

[0033] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。