CN101614532B - 行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可对行驶过程中的汽车球销是否失效进行实时监测的系统，包括一个监测显示模块、多个监测终端；每个监测终端均包括一个超声波传感器、一个微控制器一、一个收发器一，微控制器一接收并处理来自超声波传感器的信号，收发器一接收并发射来自微控制器一的信号；监测显示模块包括一个收发器二，一个微控制器二，一个液晶显示模块，收发器二接收并发送来自收发器一的信号，微控制器二接收并处理来自收发器二的信号，液晶显示模块接收并显现来自微控制器二的信号。本发明可对汽车球销是否失效进行实时监测，为汽车行驶带来了新的安全保障，有效地维护了人们的生命财产安全，具有显著的社会效益。

Description

行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统

技术领域

本发明涉及一种可对行驶过程中的汽车球销是否失效进行实时监测的系统。

背景技术

球销是属汽车转向系和悬架系中的核心部件之一，是保证汽车在行驶中能适应道路改变行驶方向或保持稳定的直线行驶。汽车的转向系一般由转向器和转向传动机构组成，在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动，通过球关节的转动和摆动，随着轮胎的上下运动，操舵方向盘时球关节成为轮胎的转动中心，为了不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。因此，汽车球销在汽车上联接固定和定位中得到了广泛的应用，它是汽车转向系中的关键零配件，它的可靠性对汽车行驶安全性有重大影响。一旦球销失效，正在行驶中的汽车很容易发生重大交通事故。

发现球销失效最突出的表现是其内部球头与球座间隙的超限，这种间隙轴向与径向都存在，以轴向更为明显，一般间隙在0.75～1.5mm为正常范围，一旦发现间隙超过了本范围，则主要原因是内部球头发生了机械磨损，造成了球头与球座的过大空间隙，从而造成连接件的松动，严重的情况还会发生球头从球座拉起。

而目前国内外对于汽车球销的质量检测都集中在出厂检验阶段，通过模拟汽车行驶状态来构建试验设备与试验空间，通过数百万次疲劳试验来进行试样件的试验前与试验后的对比检测，一旦发现试样件的性能指标无法达到行业标准，将无法通过出厂。同时，汽车业界还存在着事实上的超载、超年份的驾驶行为，这在一定程度上更加剧了对于汽车球销寿命预测的不确定性。在很大程度上，单纯的出厂检测无法满足球销等产品在行驶过程中的质量跟踪检测，也无法全部获知随着时间或异常情况造成的产品缓变或瞬变造成的缺陷变化，无法从根本上保证车辆的安全行驶。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统，该系统可对汽车球销是否失效进行实时监测。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统，其特征在于：包括一个监测显示模块、多个监测终端；

每个监测终端均包括一个超声波传感器、一个微控制器一、一个收发器一，微控制器一接收并处理来自超声波传感器的信号，收发器一接收并发射来自微控制器一的信号；

监测显示模块包括一个收发器二，一个微控制器二，一个液晶显示模块，收发器二接收并发送来自收发器一的信号，微控制器二接收并处理来自收发器二的信号，液晶显示模块接收并显现来自微控制器二的信号。

其中微控制器一(即MCU)采用Freescale公司的MC9S08GT32，收发器一采用Freescale公司的ZigBee无线收发射频芯片MC13192，微控制器二(即MCU)采用NXP公司的ARM7处理器LPC2214，收发器二采用Freescale公司的ZigBee无线收发射频芯片MC13192，采用点烟器汽车电源供电。

所述超声波传感器为表面波探头。

本发明行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统，其监测终端中的超声波传感器对着球销端面。该球销端面即与底部球座相对的那个球销面；当然有些底部球座与球销之间还安装一个弹性垫片，那么此时的球销端面就是指与弹性垫片相对的那个球销面了。在汽车行驶过程中，超声波传感器对汽车球销端面与底部球座或弹性垫片之间的间隙状态进行实时检测，一旦发现参数超限(在此需要说明的是，参数是否超限是通过监测终端内的微控制器一进行鉴定的)，收发器一将通过无线方式把报警信息发送给收发器二，收发器二将收到的信息再发送给微控制器二，经微控制器二处理后，报警信息就在液晶显示模块上显现出来，以提醒驾驶员引起注意，从而避免重大交通事故的发生。

总之，本发明为汽车行驶带来了新的安全保障，有效地维护了人们的生命财产安全，具有显著的社会效益。

本发明的有益效果具体体现如下：

1.创新性地提出汽车球销在行驶过程中实时失效监测概念，将传统的出厂检测方式外延为实际行驶过程中的实时监测方式，极大提高了球销产品的可靠性，也保证了整车运行的可靠性。

2.提出采用监测球销轴向间隙的方法作为球销失效的判据，保证了系统的实用性。

3.提出基于ZigBee无线网络结构的系统框架，保证了系统的低功耗、安全可靠的通讯机制。

4.提出间隙失效数据模型，对于提高球销产品的质量有重要参考价值。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统，包括一个监测显示模块8、多个监测终端7。

每个监测终端7均包括一个超声波传感器1、一个微控制器一2、一个收发器一3，微控制器一2接收并处理来自超声波传感器1的信号，收发器一3接收并发射来自微控制器一2的信号。其中超声波传感器1为表面波探头。每个监测终端7均安装在需要监控的汽车球销某一部位。

监测显示模块8包括一个收发器二4，一个微控制器二5，一个液晶显示模块6，收发器二4接收并发送来自收发器一3的信号，微控制器二5接收并处理来自收发器二4的信号，液晶显示模块6接收并显现来自微控制器二5的信号。该监测显示模块8安装在驾驶室仪表台上或其他驾驶员容易观察到的部位。

本发明的工作原理如下：在汽车行驶过程中，超声波传感器1对汽车球销端面与底部球座或弹性垫片之间的间隙状态进行实时检测，一旦发现参数超限(在此需要说明的是，参数是否超限是通过监测终端7内的微控制器一2进行鉴定的)，收发器一3通过无线方式把报警信息发送给收发器二4，收发器二4将收到的信息再发送给微控制器二5，经微控制器二5处理后，报警信息就在液晶显示模块6上显现出来，以提醒驾驶员引起注意，从而避免重大交通事故的发生。

本发明采用轴向(实际应用上径向也可，只是轴向更为明显)的窜动进行球销端面的位移监测方法，提出在球销体内经过球销端面的多次反射最终返回表面波探头。因此，在检测中只要记录反射回来的声波，从中抽取缺陷回波，即可对缺陷进行判别。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种行驶过程中的汽车球销失效实时监测系统，其特征在于：包括一个监测显示模块、多个监测终端；

每个监测终端均包括一个超声波传感器、一个微控制器一、一个收发器一，微控制器一接收并处理来自超声波传感器的信号，收发器一接收并发射来自微控制器一的信号；超声波传感器对汽车球销端面与底部球座或弹性垫片之间的间隙状态进行实时检测；

监测显示模块包括一个收发器二，一个微控制器二，一个液晶显示模块，收发器二接收并发送来自收发器一的信号，微控制器二接收并处理来自收发器二的信号，液晶显示模块接收并显现来自微控制器二的信号；

所述超声波传感器为表面波探头。

Images