CN105698874A - 车辆行驶状态突变检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆行驶状态突变检测装置，该装置的行驶状态检测传感器悬挂于箱体内或支架上，其包括传感器主体，钢珠；传感器主体的中央带有凹槽，钢珠位于该凹槽内；凹槽的前方和后方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道，阶梯轨道的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；各台阶上固定有变速检测压力传感器；凹槽左侧和右侧的内壁上分别固定有转向检测压力传感器。本发明能够实时检测获得车辆的行驶状态，并可以及时将危险行驶状态信息传输至控制终端，实现驾驶人对车辆危险驾驶操作的实时监测，感知车辆行驶状态，用以规范和修正驾驶员的驾驶行为，提高驾驶安全性，减少交通事故发生概率。

Description

车辆行驶状态突变检测装置
技术领域
本发明属于汽车主动安全技术领域，涉及一种车辆行驶状态突变检测装置。
背景技术
驾驶人主动或无意识突然改变车辆运行状态极易造成道路交通事故的发生，一般的行车记录仪仅能记录纵向车辆加速度变化且采样频率较低，无法及时发现驾驶人紧急改变车辆运行状态。
目前，部分文献提到的车辆行驶状态监测，采用的是图像识别方法，判断车辆偏离道路标线的状态来识别车辆运行状态，但无法检测车辆转向状态突变状况，且图像识别需要有较高级别的计算机配置，识别的准确性取决于图像采集的质量，较大的固定设备投入才能保证识别准确性和效率。
有必要开发一种装置，及时准确检测车辆行驶状态突然改变，为驾驶人行为分析、危险驾驶行为警示提供依据，从而避免或减少因道路交通事故发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实时检测获得车辆行驶状态信息的车辆行驶状态突变检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明的车辆行驶状态突变检测装置可以采用如下两种技术方案。
技术方案一
车辆行驶状态突变检测装置包括箱体，行驶状态检测传感器；所述行驶状态检测传感器悬挂于箱体内，其包括传感器主体，钢珠；传感器主体的中央带有凹槽，钢珠位于该凹槽内；凹槽的前方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道，该阶梯轨道的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；凹槽的后方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道，该阶梯轨道的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；各台阶上固定有变速检测压力传感器；凹槽左侧和右侧的内壁上分别固定有转向检测压力传感器；传感器主体的上方带有顶盖，将凹槽及其前方和后方的阶梯轨道封闭。
进一步，所述车辆行驶状态突变检测装置还包括十字轴；十字轴设置于箱体内，行驶状态检测传感器通过绳索悬挂于十字轴的下方。
进一步，所述车辆行驶状态突变检测装置还包括隔震装置；所述隔震装置包括挡板，隔震介质，隔震摆块；挡板设置在箱体内，且其中央带有透孔；隔震介质盛装在箱体内挡板下方的空间；隔震摆块悬挂于行驶状态检测传感器的下方，且隔震摆块位于隔震介质中。
所述箱体顶部的箱盖与箱体的侧壁活动连接。
技术方案二
车辆行驶状态突变检测装置包括支架，行驶状态检测传感器；所述行驶状态检测传感器悬挂于支架上，其包括传感器主体，钢珠；传感器主体的中央带有凹槽，钢珠位于该凹槽内；凹槽的前方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道，该阶梯轨道的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；凹槽的后方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道，该阶梯轨道的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；各台阶上固定有变速检测压力传感器；凹槽左侧和右侧的内壁上分别固定有转向检测压力传感器；传感器主体的上方带有顶盖，将凹槽及其前方和后方的阶梯轨道封闭。
进一步，所述车辆行驶状态突变检测装置还包括十字轴；十字轴设置于支架上，行驶状态检测传感器通过绳索悬挂于十字轴的下方。
进一步，所述车辆行驶状态突变检测装置还包括隔震装置；所述隔震装置包括容器，阻尼液，摆块；支架安装在容器上；容器的顶盖四周有高于顶盖的侧壁，且顶盖中央留有透孔；阻尼液盛装在容器内；摆块悬挂于行驶状态检测传感器的下方，且摆块位于阻尼液中。
凹槽的左侧和右侧的内壁分别为内突的左弧形内壁、右弧形内壁，左弧形内壁后端与凹槽后方的阶梯轨道的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的左过渡区垂直沟槽；右弧形内壁后端与凹槽后方的阶梯轨道的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的右过渡区垂直沟槽；左过渡区垂直沟槽和右过渡区垂直沟槽的内侧各固定有两个转向检测压力传感器。
凹槽的左侧和右侧还可以分别为左折线形内壁和折线形内壁，左折线形内壁靠近凹槽后方阶梯轨道的轨道侧壁处形成左V形沟槽；右折线形内壁靠近凹槽后方的阶梯轨道的轨道侧壁处形成右V形沟槽；两个转向检测压力传感器分别固定于左V形沟槽的两个内侧；两个转向检测压力传感器分别固定于右V形沟槽的两个内侧。
箱体是整个检测装置的承载体，十字轴、行驶状态检测传感器、隔震介质及隔震摆块等置于该箱体中；箱盖活动安装在箱体上，保证其它部件可依次安装在箱体中。隔震摆块位于箱体下部的隔震介质中，与隔震介质共同构成隔震装置。挡板位于隔震介质上方，可防止隔震介质飞溅；挡板上留有悬挂隔震摆块用绳索所需的透孔，透孔的大小取决于最大道路坡度和道路颠簸经过隔震装置作用后的残余影响的叠加值。悬挂装置主要由十字轴、高强度绳索构成，十字轴通过轴承安装在箱体内，高强度绳索悬挂于十字轴下方。十字轴可保证被悬挂的行驶状态检测传感器始终保持水平，从而排除了车辆上下坡及颠簸路面等情况的干扰。
行驶状态检测传感器主要由变速检测传感器和转向检测传感器，及钢珠、阶梯轨道、凹槽、弧形内壁等组成。急变速检测部分主要是钢珠和阶梯轨道及阶梯轨道上各台阶上的变速检测压力传感器。当车辆急变速时，钢珠由于惯性作用，将向加速度反方向运动，根据加速度大小和方向的不同，钢珠运动到不同的台阶上，相应台阶上的变速检测压力传感器将会感应到钢珠的压力，从而获得相应危险等级状态信息，实现急变速危险状态的检测和分级。急转向检测部分主要是钢珠和内突的弧形侧壁及转向检测压力传感器。车辆紧急转向时，钢珠由于惯性的作用，将会在凹槽中向转向方向的相反方向运动，从而紧贴在弧形内壁上，弧形内壁上的转向检测压力传感器感应到钢珠的压力，从而获得车辆转向状态信息，完成紧急转向的检测。
隔震装置主要由隔震摆块、隔震介质、挡板等构成，用于排除道路颠簸干扰而保证检测装置始终处于稳定状态。当车辆行驶在颠簸路面时，由于隔震介质对隔震摆块的阻尼作用，行驶状态检测传感器和隔震摆块都将始终保持水平状态，从而保证了检测传感器的良好工作环境，整个装置不会发生较大的震动；当车辆上下坡时，悬挂装置摆动，由于隔震介质对隔震摆块的阻尼作用，装置不会发生太大的摆动，从而保证了检测装置的稳定性。
本发明利用车辆行驶状态突变时装置中钢珠的惯性作用对变速检测压力传感器和转向检测压力传感器产生挤压，从而实时检测获得车辆的行驶状态，实现驾驶人对车辆危险驾驶操作的实时监测，感知车辆行驶状态，并可以及时将危险行驶状态信息传输至控制终端。控制终端可以同时位于驾驶室和某终端设备(如保险公司监控设备、运输管理部分监控中心等)上，位于驾驶室的控制终端显示的危险等级可以实时提醒驾驶员不要采取危险的驾驶行为，起到报警作用，用以规范和修正驾驶员的驾驶行为，提高驾驶安全性，减少交通事故发生概率；位于某终端设备的控制终端用以把该驾驶员的驾驶行为参数传送给保险公司、管理部门等，用以评估驾驶员的驾驶行为。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的车辆行驶状态突变检测装置整体结构主视图。
图2为本发明的车辆行驶状态突变检测装置整体结构左视图。
图3为十字轴的俯视图；
图4为行驶状态检测传感器的纵向剖视图。
图5为行驶状态检测传感器的A-A向剖视图。
图6为行驶状态检测传感器的B-B向剖视图。
图7为折线形凹槽内壁结构示意图。
图8为车辆行驶状态突变检测装置的支架式分体结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的车辆行驶状态突变检测装置包括箱体，十字轴，行驶状态检测传感器3，隔震装置。
所述的箱体，其箱盖11可以与箱体相对的两个侧壁12、13的顶部活动连接，便于其它部件可依次安装在箱体中；安装好后，将箱盖11固定。
如图3所示，所述的十字轴设置于箱体内，由x方向轴21、摆架22和y方向轴23构成；x方向轴21的两端通过轴承与箱体相对的两个侧壁12、13活动连接；摆架22固定在x方向轴21上，y方向轴23垂直于x方向轴21，且其两端通过轴承与摆架22相对的两侧活动连接。
当车辆行进过程中由于路面倾斜或颠簸箱体随车身发生震动时，活动的十字轴使得行驶状态检测传感器能够始终保持水平状态。
如图4、5、6所示，所述行驶状态检测传感器3通过高强度绳索5悬挂于十字轴的下方；包括传感器主体31，钢珠32；传感器主体31中央带有凹槽311，钢珠32位于该凹槽311内；凹槽311前方和后方分别带有包含3个台阶的向上倾斜的阶梯轨道312、313，阶梯轨道312、313上的各台阶上均固定有变速检测压力传感器33，阶梯轨道312的两侧有起导向和护栏作用的轨道侧壁3121、3122，阶梯轨道312的末端有起护栏作用的限位板3123；阶梯轨道313的两侧有起导向和护栏作用的轨道侧壁3131、3132，阶梯轨道313的末端有起护栏作用的限位板3133；凹槽311的左侧和右侧的内壁分别为内突的左弧形内壁3111、右弧形内壁3112，左弧形内壁3111后端与轨道侧壁3131的交接处形成“人”字形的左过渡区垂直沟槽314；右弧形内壁3112后端与轨道侧壁3132的交接处形成“人”字形的右过渡区垂直沟槽315；两个转向检测压力传感器341分别固定于左过渡区垂直沟槽314的两个内侧；两个转向检测压力传感器342分别固定于右过渡区垂直沟槽315的两个内侧。
所述阶梯轨道312和阶梯轨道313上不限于包含3个台阶，台阶的数量可以在3～5个之间。
阶梯轨道312、313两侧的轨道侧壁和凹槽311的左侧和右侧的弧形内壁可以采用垂直式，也可以采用向内倾斜式。当采用垂直式时，由传感器主体31上方的顶盖35将凹槽311及其阶梯轨道312、313封闭；当采用向内倾斜式时，由轨道侧壁和弧形内壁使阶梯轨道312、313上方的开口及凹槽311上方的开口封闭或使开口宽度小于钢球32的直径，防止车辆剧烈颠簸时钢球32颠出。
凹槽311的左侧和右侧还可以分别为左折线形内壁3113和折线形内壁3114，如图7所示，左折线形内壁3113靠近轨道侧壁3131处形成左V形沟槽316；右折线形内壁3114靠近轨道侧壁3132处形成右V形沟槽317；两个转向检测压力传感器341分别固定于左V形沟槽316的两个内侧；两个转向检测压力传感器342分别固定于右V形沟槽317的两个内侧。这种形式的内壁优点是若已知折线夹角，可以根据两折线内壁上转向压力传感器的压力大小不同计算车辆转向角度，缺点是由于折线内壁有弹性，当车辆转向加速度较大时，钢球挤压折线内壁时内壁易变形从而将钢球卡在折线内壁中。
所述行驶状态检测传感器3还可以通过其他方式悬挂于箱体内，例如在箱体内安装固定一个横梁，行驶状态检测传感器3通过高强度绳索与万向节的输出轴连接，万向节的输入轴与横梁连接；高强度绳索还可以通过两个圆环与横梁连接。
当车辆匀速行驶或加速度变化范围不大时，由于重力作用，钢珠32将位于凹槽311的最底部。当车辆急加(减)速时，钢珠32由于惯性作用，将向加速度反方向行驶，根据加速度大小的不同，钢珠将到达阶梯轨道不同的台阶上，位于台阶上的变速检测压力传感器感受到来自钢珠32的压力，传出相应的数据。当车辆急转向时，钢珠32由于惯性作用，将会向转向方向反方向运动，从而接触并挤压弧形内壁(或折线形内壁)上的转向检测压力传感器，转向检测压力传感器将相应数据传出。变速检测压力传感器和转向检测压力传感器的监测数据传递到控制终端，用于实现驾驶人对车辆危险驾驶操作的实时监测，以修正驾驶员的驾驶行为。
所述隔震装置包括挡板41，隔震介质42，隔震摆块43；挡板41固定设置在箱体内，且其中央带有透孔411，挡板41将箱体内部分隔为上下两个空间；隔震介质42盛装于箱体内挡板41下方的空间；隔震摆块43用高强度绳索6悬挂于行驶状态检测传感器3的下方，且隔震摆块43位于隔震介质42中。其中隔震介质42可以采用阻尼硅油、高粘度润滑油。
隔震装置还可以采用支架式分体结构，如图8所示。所述隔震装置包括容器51，阻尼液52，摆块53；支架通过螺钉安装在容器51上；容器51的顶盖511四周有高于顶盖511的侧壁，且顶盖511中央留有透孔；阻尼液52盛装在容器51内；摆块53通过高强度绳索6悬挂于行驶状态检测传感器3的下方，且摆块53位于阻尼液52中。这种结构单独设置盛放阻尼液52的容器，容器51上方留有透孔，便于悬挂绳索活动。容器顶盖上方四周有高于顶盖的内壁，可防止阻尼液52飞溅到车辆内部。这种结构的优点是便于拆装，缺点是悬挂的绳索和行驶状态检测传感器3受支架震动影响较大，不利于检测装置的工作稳定性。
本发明提供的车辆行驶状态突变检测装置，可实时监测车辆的急加(减)速和急转向状态，排除了道路颠簸及车辆上下坡对检测结果的干扰，检测数据将用于驾驶员驾驶行为的规范。

Claims (10)

1.一种车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于包括箱体，行驶状态检测传感器(3)；所述行驶状态检测传感器(3)悬挂于箱体内，其包括传感器主体(31)，钢珠(32)；传感器主体(31)的中央带有凹槽(311)，钢珠(32)位于该凹槽(311)内；凹槽(311)的前方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道(312)，该阶梯轨道(312)的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；凹槽(311)的后方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道(313)，该阶梯轨道(313)的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；各台阶上固定有变速检测压力传感器(33)；凹槽(311)左侧和右侧的内壁上分别固定有转向检测压力传感器(341、342)；传感器主体31的上方带有顶盖(35)，将凹槽(311)及其前方和后方的阶梯轨道(312)、(313)封闭。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于还包括十字轴；十字轴设置于箱体内，行驶状态检测传感器(3)通过绳索悬挂于十字轴的下方。
3.根据权利要求1所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于所述凹槽(311)的左侧和右侧的内壁分别为内突的左弧形内壁(3111)、右弧形内壁(3112)，左弧形内壁(3111)后端与凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的左过渡区垂直沟槽(314)；右弧形内壁(3112)后端与凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的右过渡区垂直沟槽(315)；左过渡区垂直沟槽(314)和右过渡区垂直沟槽(315)的内侧各固定有两个转向检测压力传感器。
4.根据权利要求1所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于所述凹槽(311)的左侧和右侧分别为左折线形内壁(3113)和折线形内壁(3114)，左折线形内壁(3113)靠近凹槽(311)后方阶梯轨道(313)的轨道侧壁处形成左V形沟槽(316)；右折线形内壁(3114)靠近凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁处形成右V形沟槽(317)；两个转向检测压力传感器(341)分别固定于左V形沟槽(316)的两个内侧；两个转向检测压力传感器(342)分别固定于右V形沟槽(317)的两个内侧。
5.根据权利要求1～4任一项权利要求所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于还包括隔震装置；所述隔震装置包括挡板(41)，隔震介质(42)，隔震摆块(43)；挡板(41)设置在箱体内，且其中央带有透孔(411)；隔震介质(42)盛装在箱体内挡板(41)下方的空间；隔震摆块(43)悬挂于行驶状态检测传感器(3)的下方，且隔震摆块(43)位于隔震介质(42)中。
6.一种车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于包括支架(1)，行驶状态检测传感器(3)；所述行驶状态检测传感器(3)悬挂于支架(1)上，其包括传感器主体(31)，钢珠(32)；传感器主体(31)的中央带有凹槽(311)，钢珠(32)位于该凹槽(311)内；凹槽(311)的前方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道(312)，该阶梯轨道(312)的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；凹槽(311)的后方带有至少包含一个台阶的向上倾斜的阶梯轨道(313)，该阶梯轨道(313)的两侧有轨道侧壁，末端有限位板；各台阶上固定有变速检测压力传感器(33)；凹槽(311)左侧和右侧的内壁上分别固定有转向检测压力传感器(341、342)；传感器主体31的上方带有顶盖(35)，将凹槽(311)及其前方和后方的阶梯轨道(312)、(313)封闭。
7.根据权利要求6所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于还包括十字轴；十字轴设置于支架(1)上，行驶状态检测传感器(3)通过绳索悬挂于十字轴的下方。
8.根据权利要求6所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于所述凹槽(311)的左侧和右侧的内壁分别为内突的左弧形内壁(3111)、右弧形内壁(3112)，左弧形内壁(3111)后端与凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的左过渡区垂直沟槽(314)；右弧形内壁(3112)后端与凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁的交接处形成“人”字形的右过渡区垂直沟槽(315)；左过渡区垂直沟槽(314)和右过渡区垂直沟槽(315)的内侧各固定有两个转向检测压力传感器。
9.根据权利要求6所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于所述凹槽(311)的左侧和右侧分别为左折线形内壁(3113)和折线形内壁(3114)，左折线形内壁(3113)靠近凹槽(311)后方阶梯轨道(313)的轨道侧壁处形成左V形沟槽(316)；右折线形内壁(3114)靠近凹槽(311)后方的阶梯轨道(313)的轨道侧壁处形成右V形沟槽(317)；两个转向检测压力传感器(341)分别固定于左V形沟槽(316)的两个内侧；两个转向检测压力传感器(342)分别固定于右V形沟槽(317)的两个内侧。
10.根据权利要求6～9任一项权利要求所述的车辆行驶状态突变检测装置，其特征在于还包括隔震装置；所述隔震装置包括容器(51)，阻尼液(52)，摆块(53)；支架(1)安装在容器(51)上；容器(51)的顶盖四周有高于顶盖的侧壁，且顶盖中央留有透孔；阻尼液(52)盛装在容器(51)内；摆块(53)悬挂于行驶状态检测传感器(3)的下方，且摆块(53)位于阻尼液(52)中。
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