CN101254783A - 防止汽车追尾的红外线控制装置 - Google Patents

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Abstract

防止汽车追尾的红外线控制装置,是依据红外光线能转换光电流的原理,光电流的大小是以红外光源距光电转换器的远近成反比例,即距离近,电流大,反之则小,光电流经放大器放大启动时间继电器、时间继电器启动中间继电器,中间继电器控制执行器,将时速为120km的运行汽车在1.3秒钟距前方汽车尾部10m左右,断油,离合器脱扣制动刹闸安全的停止下来,达到防止汽车追尾的目的。防止汽车追尾的红外线控制装置的特征,分为红外线双凸镜聚焦装置、光电转换元件、光电继电器、警示音响灯光、时间继电器、出口中间继电器、总控电源开关以及三个执行器等十六个组部件安装于一体的控制设备,能迅速可靠的防止汽车追尾,确保人民财产不受损失,驶乘人员不受伤害,能促进汽车运输事业的发展,防止汽车追尾的红外线控制装备,造价在500元左右,易制造、易安装、易维护,使用方便,是目前一种较理想的防止汽车追尾的安全控制装备。

Description

防止汽车追尾的红外线控制装置
所属技术领域:
防止汽车追尾的红外线控制装置属汽车交通运输安全装备。
背景技术:
随着国家富强繁荣昌盛,人民生活水平的不断提高,私人拥有汽车小轿车的数量随着公路尤其是高速公路网络的形成迅猛增加,平坦的公路遇大雾天气汽车追尾交通事故时有发生,造成人民财产损失人员伤亡,于是人民期盼防止汽车追尾的控制设备。
发明内容:
提供一种防止汽车追尾的红外线控制装备,能有效的遏制汽车追尾事故,避免人民财产损失确保驶乘人员生命安全。
为了实现上述发明的目的,本发明防止汽车追尾的红外线控制装置是依据红外光线能转换成光电流的原理,而研发的控制装置。防止汽车追尾的装置方案是,在前方汽车尾部配装3个大于150瓦的红外线防雾灯泡,灯泡的红外光线被后方汽车前保险杠上设置的双凸镜聚焦的光敏元件转换成光电流,光电流的大小,是由前方汽车的红外光源与接收器之间距离远近成反比例,即两者相距近,光电流产生大,反之则小,具此,拟定前方汽车尾部的红外光源与后方汽车红外线控制接收器相距100m时,红外光继电器动作,向驾驶员发出音响和灯光警示信号,当两汽车相距50m时,光电继电器随着距离的缩小,光电流增大,增大的光电流启动时间继电器的线圈使其衍铁闭合,启动时间继电器时间设置,时间继电器设定为0.5-1.3秒钟,1.3秒钟,时间继电器的接点闭合接通中间继电器的线圈电源,使其衍铁闭合,衍铁闭合带动接点闭合,闭合的接点又接通三个执行器的电源使三个电动执行器同时动作,一个关断汽车发动机的供油,一个使离合器脱扣,一个制动刹闸,把时速为120km/h的行进汽车距前方汽车尾部10m左右之内稳妥而安全的停下来。当前方汽车远离100m时,后防汽车上的红外线控制恢复原始状态,汽车正常发动运行。防止汽车追尾的红外线控制特征分为:三套双凸镜聚焦的光敏元件装置,逻辑或门输入光电流放大式继电器,灯光音响警示信号及小开关控制、时间继电器、中间继电器、三个电动执行器、控制箱盘、三个毫安电流表、电源装置,共十六个组部件安装于一体的防止汽车追尾控制装备。三套双凸镜聚焦的光敏元件装置,由三个φ150mm直径,载体铝材管,管外前端上沿装有金属防护鸭舌帽,管口装有防尘透明平玻璃板,管内前部装有涂有硫化铅的平玻璃片,紧靠内部装有红色滤光片和φ120mm双凸镜,再往后装有红外光敏三级管,管后装有防尘盖,接线板装在防尘盖内,信号线由盖内穿出盖外,铝材载体管上配设有可调角度的支架;逻辑或门光输入电流放大式继电器,由聚焦装置内的三个光敏三极管,引接在H/H-KF1型或/或-放大器组成的TG-C型光电继电器,其原理结线圈如附图1所示,图中R1R2R3R4R5R6R7电阻值分别是6.2k、5.6k、510Ω、5.1k、15k、9.6k、10k,二极管D1、D2、D3、D4的型是2cp6A,二极管D5型号2CP12,三极管T1型号3AX21,T2型号3DX103,T3型号3AX63,光敏三极管选用PNP型,参数:光电流1-2mA,电流放大系数30-150,集电极最大允许电流30mA,击穿电压15V,J继电器选用DZ51/2212V 85Ω;动作过程:由PNP1、PNP2、PNP3光敏三极管任意一个光电流输入到或门电路中时,线路中PNP型晶体管T1,NPN型晶体管T2,组成共射开关放大电路,PNP型晶体管T3,系射极输出功率放大级,当晶体管T1通导,随之T2通导,因为T2的饱和压降Vces很小使射极输出晶体管T3的基极上有一近于-12V的电压,所以晶体管T3的发射输出电流足以驱动500mA(或者是6W)的负载,隔离二极管D4组成的正反馈回路使元件的输出特性为跃变式获得明显的继电性,二极管D5是考虑到负载是继电器线圈为感性负荷,为了防止分断负载时所产生的过电压冲击对T3晶体管起过压保护;灯光、音响及小开关,灯光选用串接电阻的红色发光二极管,功率为0.5VA,12V直流电压的小喇叭,二个并联后由KNX小型开关控制的灯光音响警示;时间继电器选用SJ-6型12V直流电压,能调整在0.1-3.5秒钟时间,接点容量大于100VA的时间继电器;中间继电器选用DZ-6型12V直流电压,配有三组闭合接点,每组接点能负荷200VA;三个电动执行器,1#执行器选用YHVD-6型电磁开关阀门,其技术参数:进出口管径都是φ6mm,公称压力0.1MPa,12V直流电压,功率9W,用于关断汽车发动机的供油管;2#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合式磁力行程开关,用于汽车离合器脱扣;3#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合拉力开关,用于汽车制动刹闸;控制箱盘,由一个长320mm宽80mm高120mm能揭开盖的长方形金属薄板制做的箱体,箱体一侧设有电源进线孔,对称的另一侧也设有控制信号线的出孔,箱体底面上设有胶木安装绝缘板,板上安置,H/H-KF1或/或-放大器式TG-C型继电器,SJ-12V时间继电器,DZ-6型中间继电器。箱体正面上方从左向右均匀布置三个液晶数字显示毫安电流表,下方从左向右依次布置,锁头式电源开关和KNX小开关,接着布置小喇叭和红色发光二极管组成的音响灯光警示,整个控制箱盘设在驾驶室的操作控制台上;电源装置,选用汽车本身的储电瓶电源,供给TG-C型光电继电器上的电源是-12V、+6V两种,都是由电瓶上引接的,但光电继电器上的电源正极不允许接地。(注电源最理想选用2块12V电压,容量为1000安时的并联电瓶)。
本发明的有益效果是,防止汽车追尾的红外线控制装置,能有效的避免汽车追尾事故,使人民财产不受损失,驶乘人员不受伤害,能促进汽车运输事业发展。防止汽车追尾的红外线控制装备,造价在500元左右,易制造、易安装、易维护,使用方便,是目前一种较理想的防止汽车追尾的安全控制装备。
附图说明
附图1为逻辑H/H-KF1型或/或-放大TG-C型光电继电器原理结线图:图中RNP1 RNP2 PNP3为光电三极管,技术参数:光电流1-2mA,电流放大系数30-150,集电极最大允许电流30mA击穿电压15V。R1R2R3R4R5R6R7为电阻,阻值分别是6.2K 5.6K 510Ω 5.1K15K 9.6K 10K。D1 D2 D3 D4为二极管,型号2CP6A。D5二极管型号2CP12;T1 T2 T3为三极管,型号分别是3AX21 3DX103 3AX63,mA直流毫安表。A5为输出电流。
附图2控制结线图,图中A5为输入电流,TG-C为D251/22型继电器,12V 85Ω,SJ为时间继过电器,D2-6中间继电器,执行1,选用YHVD-6型电磁阀门,其它技术参数。进出口管径都是Φ6mm,公称压力0.1MPa,12V直流电压,功率9W,用于关断汽车发动机的油管;2#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合式磁力行程开关,用于汽车离合器脱扣;3#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合拉力开关,用于汽车制动刹闸。
具体实施方案
一、购制器材器件(一辆汽车必备配件)
1、购制三套双凸镜聚焦的光敏元件装置;
2、购制逻辑H/H-KF1型或/或-放大TG-C型光电继电器,技术参数:DE51/22 12V 85Ω;
3、购制SJ-12V直流电压,具有两对常开、常闭接点,能调整在0.1-3.5秒的时间继电器;
4、购制DZ-6型12V直流电压,具有三对常开常闭接点,接点的容量大于200VA的中间继电器;
5、购制锁头式电源控制开关和KNX型小开关;
6、购制三块液晶数字显示式0-15毫安量程的电流表;
7、购制YHVD-6型功率9W 12V直流电压的电磁开关阀门;
8、购制功率120VA直流电压12V吸合式磁力行程开关;
9、购制功率120VA直流电压12V杠杆式磁力开关;
10、制做长300mm宽80mm高120mm能揭盖的长方形金属薄板制做的控制箱盘。同时在箱的左、右侧钻φ22mm孔,以及在箱的表面上开设毫安电流表,电源开关、喇叭、发光二极管的安装孔,以及箱内安装板上的安装孔;
二、安装
1、在汽车前方保险杠的两端中间三处,安装三个双凸镜聚焦的红外光线装置;
2、装配控制箱盘,先把锁头式电源总控开关和KNX型小开关,毫安电流表、喇叭、发光二极管装在控制箱的表面板上,再把光电继电器,时间继电器,中间继电器,安装在控制箱的胶木安装板上;
3、红外线装置元件导线连接,如附图2所示,所有的连接导线均采用多股软铜芯高强度塑料皮绝缘导线,截面积大于2.5mm2
①先把三个毫安电流表分别串接在PNP1,PNP2,PNP3光敏三极管的集电极与H/H-KF1或/或-放大器输入的三个二极管回路中;
②再把电瓶电源接在总控开关上,由总控开关下引接到光电继电器电源接线的端子排上,以及光敏继电器的二组常开接点上,时间继电器的常开接点上,中间继电器三组常开接点上。
③最后连接,光电继器上的两组动合接点中的一组接点连接喇叭和发光二极管的一端,喇叭发光二极管的另一端并联接地,光电继电器两组动合接点的另一组接点与时间继电器线圈一端相接,时间继电器线圈的另一端接地,时间继电器上的动合接点与中间继电器的线圈一端相接,中间继电器线圈的另一端接地,由出口中间继电器上的三组动合接点分别引接在三个执行器的一端,三个执行器的另一端并联接地;
④执行器的安装位置:执行器1是电磁开关控制阀门,设在汽车发动机的进油管上,阀门动作是关断供油;执行器2是将汽车的离合器脱扣,设在驾驶室的脚采离合器相并列的位置,即正常运行操作时,执行器的拉力弹簧随着操控的动作不起执行作用,当红外线控制命令执行时,执行器的衍铁闭合弹簧拉动杠杆使离合器脱扣;执行器3是刹闸,也设在脚踏刹闸的并列位置,同样在正常运行操控时,执行器的拉力弹簧随着操控动作,执行器不起作用,当红外线控制命令执行时,执行器的衍铁闭合弹簧拉动杠杆自动制动刹闸;三个执行器在红外线控制未投入时,均不起执行作用。
4、通电试验:
1)静态试验
①先将中间继电器通向三个执行器的连接线取开,逐个试验,观察执行器是否达到,应关、应脱扣、应制动刹闸,否则采用相应措施排除调整达到要求;
②在装有防止汽车追尾的红外线控制的汽车前方100m处,离地面0.5m高度设置一盏150瓦红外线灯泡,投入红外线控制装置的电源试验,当投入时,音响、发光二极管均工作,说明光电继电器上的光敏三极管,聚焦装置逻辑或门电流放大器均已达到设计及调整要求,再距50m处设置同样距地面高度0.5m,功率150瓦红外灯泡,观察毫安表电流是否比100m距离增加1.5倍,同时,时间继电器开始启动,如若将汽车靠近灯泡10m左右时,中间继电器动作,随即三个执行器同时动作,把汽车的供油关掉,离合器脱扣,制动刹闸,这样试验结果说明静态已达设计要求。
2)、动态试验
①将汽车发动运行,并以每小时120km/h的时速分别在上述100m,50m设置的150瓦红外灯泡距地面0.5m高度试验,如果汽车距红灯3-5m时1.5秒钟汽车在三个执行器动作下,断油,离合离脱扣,制动刹闸,使汽车停止下来。说明时间继电器的时间设定值还应再调短,即调整在1.3秒,再试验,以至要求达到距红灯10m左右1.3秒安全的将时速120km的运行汽车停止下来。
三、上路运行试验
1、两台汽车上路试验前必须签有试验协议,使双方明白试验的目的,试验的方法。试验时,也先采用上述静态试验,如若能达到静态要求时,再按上述动态试验,如若,也能达到动态试验要求,最后将后方装有防止追尾的红外线控制中的时间继电器上的时间先调整在3.5秒钟,时速控制60km/h,两汽车相距50m时,投入红外线控制电源再试验,如果后方汽车距前方汽车20m左右,时间在2.5秒钟,汽车在三个执行器动作停止下来,说明防止汽车追尾的红外线控制已达到设计要求。
2、把时间继电器的时间恢复调整在1.3秒钟,再次试验,如果在10m左右距离,1.3秒钟汽车已断油,离合器已脱扣,制动已刹闸达到设计调整要求,防止汽车追尾的红外线装置就投入使用。
3、汇总试验数据,以便其它汽车配装调整,防止追尾的红外线控制装置。

Claims (8)

1. 防止汽车追尾的装置方案是,在前方汽车尾部配装3个大于150瓦的红外线防雾灯泡,灯泡的红外光线被后方汽车前保险杠上设置的双凸镜聚焦的光敏元件转换成光电流,光电流的大小,是由前方汽车的红外光源与接收器之间距离远近成反比例,即两者相距近,光电流产生大,反之则小,具此,拟定前方汽车尾部的红外光源与后方汽车红外线控制接收器相距100m时,红外光继电器动作,向驾驶员发出音响和灯光警示信号,当两汽车相距50m时,光电继电器随着距离的缩小,光电流增大,增大的光电流启动时间继电器的线圈使其衍铁闭合,启动时间继电器时间设置,时间继电器设定为0.5-1.3秒钟,1.3秒钟,时间继电器的接点闭合接通中间继电器的线圈电源,使其衍铁闭合,衍铁闭合带动接点闭合,闭合的接点又接通三个执行器的电源使三个电动执行器同时动作,一个关断汽车发动机的供油,一个使离合器脱扣,一个制动刹闸,把时速为120km/h的行进汽车距前方汽车尾部10m左右之内稳妥而安全的停下来。当前方汽车远离100m时,后防汽车上的红外线控制恢复原始状态,汽车正常发动运行。防止汽车追尾的红外线控制特征分为:三套双凸镜聚焦的光敏元件装置,逻辑或门输入光电流放大式继电器,灯光音响警示信号及小开关控制、时间继电器、中间继电器、三个电动执行器、控制箱盘、三个毫安电流表、电源装置,共十六个组部件安装于一体的防止汽车追尾控制装备。
2. 如权利要求1所述,三套双凸镜聚焦的光敏元件装置,由三个φ150mm直径,载体铝材管,管外前端上沿装有金属防护鸭舌帽,管口装有防尘透明平玻璃板,管内前部装有涂有硫化铅的平玻璃片,紧靠内部装有红色滤光片和φ120mm双凸镜,再往后装有红外光敏三级管,管后装有防尘盖,接线板装在防尘盖内,信号线由盖内穿出盖外,铝材载体管上配设有可调角度的支架;逻辑或门光输入电流放大式继电器,由聚焦装置内的三个光敏三极管,引接在H/H-KF1型或/或-放大器组成的TG-C型光电继电器,其原理结线圈如附图1所示,图中R1R2R3R4R5R6R7电阻值分别是6.2k、5.6k、510Ω、5.1k、15k、9.6k、10k,二极管D1、D2、D3、D4的型是2cp6A,二极管D5型号2CP12,三极管T1型号3AX21,T2型号3DX103,T3型号3AX63,光敏三极管选用PNP型,参数:光电流1-2mA,电流放大系数30-150,集电极最大允许电流30mA,击穿电压15V,J继电器选用DZ51/22 12V 85Ω;动作过程:由PNP1、PNP2、PNP3光敏三极管任意一个光电流输入到或门电路中时,线路中PNP型晶体管T1,NPN型晶体管T2,组成共射开关放大电路,PNP型晶体管T3,系射极输出功率放大级,当晶体管T1通导,随之T2通导,因为T2的饱和压降Vces很小使射极输出晶体管T3的基极上有一近于-12V的电压,所以晶体管T3的发射输出电流足以驱动500mA(或者是6W)的负载,隔离二极管D4组成的正反馈回路使元件的输出特性为跃变式获得明显的继电性,二极管D5是考虑到负载是继电器线圈为感性负荷,为了防止分断负载时所产生的过电压冲击对T3晶体管起过压保护。
3. 如权利要求1所述,灯光、音响及小开关,灯光选用串接电阻的红色发光二极管,功率为0.5VA,12V直流电压的小喇叭,二个并联后由KNX小型开关控制的灯光音响警示。
4. 如权利要求1所述,时间继电器选用SJ-6型12V直流电压,能调整在0.1-3.5秒钟时间,接点容量大于100VA的时间继电器。
5. 如权利要求1所述,中间继电器选用DZ-6型12V直流电压,配有三组闭合接点,每组接点能负荷200VA。
6. 如权利要求1所述,三个电动执行器,1#执行器选用YHVD-6型电磁开关阀门,其技术参数:进出口管径都是φ6mm,公称压力0.1MPa,12V直流电压,功率9W,用于关断汽车发动机的供油管;2#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合式磁力行程开关,用于汽车离合器脱扣;3#执行器选用12V直流电压,功率120VA吸合拉力开关,用于汽车制动刹闸。
7. 如权利要求1所述,控制箱盘,由一个长320mm宽80mm高120mm能揭开盖的长方形金属薄板制做的箱体,箱体一侧设有电源进线孔,对称的另一侧也设有控制信号线的出孔,箱体底面上设有胶木安装绝缘板,板上安置,H/H-KF1或/或-放大器式TG-C型继电器,SJ-12V时间继电器,DZ-6型中间继电器。箱体正面上方从左向右均匀布置三个液晶数字显示毫安电流表,下方从左向右依次布置,锁头式电源开关和KNX小开关,接着布置小喇叭和红色发光二极管组成的音响灯光警示,整个控制箱盘设在驾驶室的操作控制台上。
8. 如权利要求1所述,防止汽车追尾的红外线装置的安装:在汽车前方保险杠的两端中间三处,安装三个双凸镜聚焦的红外光线装置,装配控制箱盘,先把锁头式电源总控开关和KNX型小开关,毫安电流表、喇叭、发光二极管装在控制箱的表面板上,再把光电继电器,时间断电大,中间继电器,安装在控制箱的胶术安装板上,红外线装置元件导线连接,如附图2所示,所有的连接导线均采用多股软铜芯高强度塑料皮绝缘导线,截面积大于2.5mm2。①先把三个毫安电流表分别串接在PNP1,PNP2,PNP3光敏三极管的发射极与H/H-KF1或/或-放大器输入的三个二极管回路中;②再把电瓶电源接在总控开关上,由总控开关下引接到光电继电器电源接线的端子排上,以及光敏继电器的二组常开接点上,时间继电器的常开接点上,中间继电器三组常开接点上。③最后连接,光电继器上的两组动合接点中的一组接点连接喇叭和发光二极管的一端,喇叭发光二极管的另一端并联接地,光电继电器两组动合接点的另一组接点与时间继电器线圈一端相接,时间继电器线圈的另一端接地,时间继电器上的动合接点与中间继电器的线圈一端相接,中间继电器线圈的另一端接地,由出口中间继电器上的三组动合接点分别引接在三个执行器的一端,三个执行器的另一端并联接地;④执行器的安装位置:执行器1是电磁开关控制阀门,设在汽车发动机的进油管上,阀门动作是关断供油;执行器2是将汽车的离合器脱扣,设在驾驶室的脚采离合器相并列的位置,即正常运行操作时,执行器的拉力弹簧随着操控的动作不起执行作用,当红外线控制命令执行时,执行器的衍铁闭合弹簧拉动杠杆使离合器脱扣;执行器3是刹闸,也设在脚踏刹闸的并列位置,同样在正常运行操控时,执行器的拉力弹簧随着操控动作,执行器不起作用,当红外线控制命令执行时,执行器的衍铁闭合弹簧拉动杠杆自动制动刹闸;三个执行器在红外线控制未投入时,均不起执行作用。
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