CN105785375A - 多功能电能表运送车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功能电能表运送车，包括车框、车轮、扶手、飞思卡尔MC9S12芯片、左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器等。本发明结构简单，操作便捷，不仅提高了推送车、电能表及电能表箱的使用寿命，而且减轻了工作人员的负担，提高了工作效率，提高了安全系数。

Description

多功能电能表运送车
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种多功能电能表运送车。
背景技术
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。随着农网升级改造全面开展，城区一户一表改造工程不断深入，需更换新型智能电能表，更换电能表多使用电能表推送车。但是在运送过程中，现有的推送车与电能表或者电能表箱易产生相对移动或者震动，对推送车、电能表及电能表箱造成较大冲击，使其使用寿命大大降低；同时在人工搬运时，负荷较重，增加了工作人员的负担，降低了工作效率，还存在安全隐患。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种多功能电能表运送车，所述运送车为自动转弯式电动汽车，所述电动汽车包括飞思卡尔MC9S12芯片、左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器，飞思卡尔MC9S12芯片与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，用于基于左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备和CMOS高清摄像设备的输出确定对转向控制器的控制策略。
更具体地，在所述自动转弯式电动汽车中，包括：左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧的下端，用于检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿的实时距离，并作为左侧实时距离输出；右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，用于检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿的实时距离，并作为右侧实时距离输出；CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽车的车身不同位置；转向控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度计算电动汽车的转向齿轮转角；转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽车的驱动车轮的转弯角度；GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；时分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；温度传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所在环境的实时温度；齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接；飞思卡尔MC9S12芯片，与时分双工通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；飞思卡尔MC9S12芯片在自动导航模式中，启动时分双工通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环境图像构建电动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实时距离确定电动汽车的驱动车轮的转弯角度；左侧超声波测距设备和右侧超声波测距设备都基于超声波在空气中的传播速度来实现距离测量，超声波在空气中的传播速度与电动汽车所在环境的实时温度相关；预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重为预设固定数值；飞思卡尔MC9S12芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度。
更具体地，在所述自动转弯式电动汽车中：采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的存储单元预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重。
更具体地，在所述自动转弯式电动汽车中，还包括：SD存储卡，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重。
更具体地，在所述自动转弯式电动汽车中：SD存储卡设置在电动汽车的前端仪表盘内。
更具体地，在所述自动转弯式电动汽车中：飞思卡尔MC9S12芯片设置在电动汽车的前端仪表盘内。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的自动转弯式电动汽车的结构方框图。
图2为根据本发明实施方案示出的自动转弯式电动汽车的GPS收发设备的结构方框图。
附图标记：1飞思卡尔MC9S12芯片；2左侧超声波测距设备；3右侧超声波测距设备；4CMOS高清摄像设备；5转向控制器；6GPS接收器；7GPS发送器；8GPS控制器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的自动转弯式电动汽车的实施方案进行详细说明。
汽车自诞生以来的100多年间，以其特有的优越性为现代社会的发展和人类生活条件的改善做出了巨大贡献。
但是，汽车数量的日益增加，尤其是传统能源汽车数量的增加，不可避免地带来了交通事故、交通拥挤、环境污染、能源浪费等诸多问题，因此，无论是发展中国家进行的汽车化过程，还是目前发达国家面临的汽车化发展，提高汽车安全性能，减少交通事故发生，同时避免污染，节省能源都是需要同时解决的重要课题。
针对避免污染，节省能源这一课题，许多汽车制造商研发出各自的新能源汽车，例如电动汽车，来替换传统能源汽车。电动汽车有以下优点：(1)零排放，电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境；(2)电动汽车比汽油机驱动汽车的能源利用率要高；(3)因使用单一的电能源，省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统，所以电动汽车结构较简单；(4)噪声小，不会给附近居民带来噪声污染；(5)可在用电低峰时进行汽车充电，可以平抑电网的峰谷差，使发电设备得到充分利用。
针对提高汽车安全性能，减少交通事故发生这一课题，世界各国纷纷在汽车安全性设计上下足了功夫。各大汽车制造商越来越多地注重提高汽车的安全性能，各种主动安全措施和被动安全措施，例如安全气囊，都已经被成功地应用在汽车上，同时还在汽车上增加了一些电子辅助系统，例如自动泊车系统，在汽车上增加了一些电子导航系统，例如，GPS导航仪，用于方便汽车用户的操作，提高汽车用户的行驶乐趣。
然而，即使如此，现有技术中已采取安全措施的电动汽车仍具有以下不足：缺乏自动转弯控制系统，无法替换人工驾驶操作完成准确的转弯控制；缺乏道路检测设备，无法提取道路参数以用作转弯参考数据；只具有简单的导航设备，无法提供更准确的导航信息，例如，在电动汽车电力不足的情况下，只能提供附近各个充电站的具体位置，而不能获取附近各个充电站的使用情况和相距距离，更无法在此基础上确定最方便的目标充电站。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动转弯式电动汽车，一方面，引入了自动转弯控制设备和路面参数检测设备，以配合操作，实现完全自动化的电子式转弯，另一方面，引入了导航设备、无线收发设备以及充电站选择机制，从而能够根据附近各个充电站的使用状态和实时距离为电动汽车用户选择最合适的充电站前往充电。
图1为根据本发明实施方案示出的自动转弯式电动汽车的结构方框图，所述电动汽车包括飞思卡尔MC9S12芯片、左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器，飞思卡尔MC9S12芯片与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，用于基于左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备和CMOS高清摄像设备的输出确定对转向控制器的控制策略。
接着，继续对本发明的自动转弯式电动汽车的具体结构进行进一步的说明。
所述电动汽车包括：左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧的下端，用于检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿的实时距离，并作为左侧实时距离输出；右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，用于检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿的实时距离，并作为右侧实时距离输出。
所述电动汽车包括：CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽车的车身不同位置。
所述电动汽车包括：转向控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度计算电动汽车的转向齿轮转角；转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号。
所述电动汽车包括：转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽车的驱动车轮的转弯角度。
如图2所示，所述电动汽车包括：GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置。其中，GPS接收器和GPS发送器都与GPS控制器电性连接，以分别接收GPS控制器的控制。
所述电动汽车包括：时分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比。
所述电动汽车包括：电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；温度传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所在环境的实时温度；齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接。
所述电动汽车包括：飞思卡尔MC9S12芯片，与时分双工通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式。
其中，飞思卡尔MC9S12芯片在自动导航模式中，启动时分双工通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站。
其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环境图像构建电动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实时距离确定电动汽车的驱动车轮的转弯角度；左侧超声波测距设备和右侧超声波测距设备都基于超声波在空气中的传播速度来实现距离测量，超声波在空气中的传播速度与电动汽车所在环境的实时温度相关。
其中，预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重为预设固定数值；飞思卡尔MC9S12芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度。
可选地，在所述自动转弯式电动汽车中：采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的存储单元预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；所述电动汽车还包括：SD存储卡，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；SD存储卡设置在电动汽车的前端仪表盘内；以及飞思卡尔MC9S12芯片可以被设置在电动汽车的前端仪表盘内。
另外，由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业要求。
为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。他们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。当他的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时他就成为超声波接收器了。
采用本发明的自动转弯式电动汽车，针对现有技术无法为电动汽车用户提供自动转弯功能和充电站自动搜索比较功能的技术问题，通过引入各个路面检测设备和各个自动驾驶辅助设备实现电动汽车的完全自动化的电子转弯，提供转弯的准确性，避免碰撞事故发生，尤为重要的是，还通过引入导航设备和无线收发设备获取附近各个充电站的相关信息，以基于附近各个充电站的相关信息为电动汽车用户选择出最方便充电的目标充电站，从而提升电动汽车的充电速度。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种多功能电能表运送车，所述运送车为自动转弯式电动汽车，所述电动汽车包括飞思卡尔MC9S12芯片、左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器，飞思卡尔MC9S12芯片与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，用于基于左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备和CMOS高清摄像设备的输出确定对转向控制器的控制策略。
2.如权利要求1所述的多功能电能表运送车，其特征在于，所述电动汽车包括：
左侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身左侧的下端，用于检测电动汽车左侧分别距离车身左侧障碍物或道路左侧边沿的实时距离，并作为左侧实时距离输出；
右侧超声波测距设备，位于电动汽车的车身右侧的下端，用于检测电动汽车右侧分别距离车身右侧障碍物或道路右侧边沿的实时距离，并作为右侧实时距离输出；
CMOS高清摄像设备，由多个CMOS高清摄像头组成，用于拍摄多个电动汽车周围环境图像，其中，多个CMOS高清摄像头分别设置在电动汽车的车身不同位置；
转向控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于基于电动汽车的驱动车轮的转弯角度计算电动汽车的转向齿轮转角；
转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；
转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号实现电动汽车的驱动车轮的转弯角度；
GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；
时分双工通信设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；
电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；
温度传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车所在环境的实时温度；
齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接；
飞思卡尔MC9S12芯片，与时分双工通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；飞思卡尔MC9S12芯片在自动导航模式中，启动时分双工通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给时分双工通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；
其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与左侧超声波测距设备、右侧超声波测距设备、CMOS高清摄像设备和转向控制器分别连接，基于CMOS高清摄像设备发送的多个电动汽车周围环境图像构建电动汽车的全局图像，基于全局图像、左侧实时距离和右侧实时距离确定电动汽车的驱动车轮的转弯角度；
其中，左侧超声波测距设备和右侧超声波测距设备都基于超声波在空气中的传播速度来实现距离测量，超声波在空气中的传播速度与电动汽车所在环境的实时温度相关；
其中，预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重为预设固定数值；
其中，飞思卡尔MC9S12芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度。
3.如权利要求2所述的多功能电能表运送车，其特征在于：
采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的存储单元预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重。
4.如权利要求2所述的多功能电能表运送车，其特征在于，还包括：
SD存储卡，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重。
5.如权利要求4所述的多功能电能表运送车，其特征在于：
SD存储卡设置在电动汽车的前端仪表盘内。
6.如权利要求2-5任一所述的多功能电能表运送车，其特征在于：
飞思卡尔MC9S12芯片设置在电动汽车的前端仪表盘内。
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肖翔: "压电式超声波发生器", 《汽车电气设备构造与维修》 *

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