CN108007434A - 陀螺仪总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陀螺仪总成，包括：外壳体；转子外框，转动地设置在外壳体内；转子内框，转动地设置在转子外框内，内框转轴至少一端从转子外框的边框穿出；转子，转动地设置在转子内框内；电机，设置在转子内框上，驱动转子转动；第一可变电阻，套设在外框转轴上；第二可变电阻，套设在内框转轴上；第一弹性电极，夹装在第一可变电阻外；第一连接电极，夹装在第二可变电阻外；电路接口，设置在外壳体上。可以检测到其所在处的平衡性变化，在倾斜发生时，结构由于该倾斜，使转子外框和转子内框转动，改变第一可变电阻和第二可变电阻的阻值，从而影响电信号的输出，通过该电信号可以判断倾斜方向。

Description

陀螺仪总成

技术领域

本发明涉及检测设备，尤其涉及一种陀螺仪总成。

背景技术

车辆的平衡稳定性对于车辆的设计制造非常重要，该平衡稳定性影响车辆的性能，尤其对安全性尤为重要。目前用于保持该平衡的方式为使用例如弹簧、阻尼器、液压装置等结构，以保持平衡。其原理是通吸收力，减少力对车辆的影响。

上面的式都是被动的通过弹性来维持平衡稳定，但例如弹簧等结构有限于弹性反馈的时间，对平衡性的调节有滞后性，不能实时监控车辆状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种陀螺仪总成，能够实时快捷的获取车辆状态，以便后续车辆平衡性能的调节。

本发明的陀螺仪总成，包括：外壳体；转子外框，两端通过外框转轴转动地设置在所述外壳体内；转子内框，两端通过内框转轴转动地设置在所述转子外框内，且所述内框转轴至少一端从所述转子外框的边框穿出；转子，转动地设置在所述转子内框内，且所述转子转动的轴线、所述转子内框转动的轴线和所述转子外框转动的轴线，彼此互相垂直；电机，设置在所述转子内框上，驱动所述转子转动；第一可变电阻，套设在所述外框转轴上；第二可变电阻，套设在所述内框转轴上；第一弹性电极，夹装在所述第一可变电阻外；第一连接电极，夹装在所述第二可变电阻外；电路接口，设置在所述外壳体上，与所述第一弹性电极即所述第一连接电极连通。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述第一可变电阻分为对称且间隔设置的上半弧和下半弧；所述第一弹性电极具有两根，中的一根与所述上半弧连通，另一根与所述下半弧连通；所述上半弧右侧，与所述下半弧的左侧通过连接线连通。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述第二可变电阻分为对称且间隔设置的左半弧和右半弧；所述第一连接电极具有两组，一组与所述左半弧连通，另一组与所述右半弧连通；所述左半弧上侧，与所述右半弧的下侧通过连接线连通。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述第一连接电极为两组导线，其中一条所述导线的一端连通所述左半弧，另一端连通所述电路接口；另一条所述导线的一端连通所述右半弧，另一端连通所述电路接口。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述第一连接电极为平行设置的两组圆形导电框，所述第二可变电阻夹在两组所述圆形导电框之间；每个所述圆形导电框均与所述电路接口连通；所述圆形导电框的圆形位于所述外框转轴的轴线上。

如上所述的陀螺仪总成，其中，还包括：输电器，套设在所述内框转轴上，且分为间隔设置的左半部和右半部；第二连接电极，与所述电路接口连通，所述第二连接电极具有两组，夹装在所述输电器外，其中一组连通所述左半部，另一组连通所述右半部；电机导线，连通所述电机和所述输电器，且所述电机导线分为正极导线和负极导线，所述正极导线连通所述左半部，所述负极导线连通所述右半部。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述第二连接电极为两组导线，其中一条所述导线的一端连通所述左半部，另一端连通所述电路接口；另一条所述导线的一端连通所述右半部，另一端连通所述电路接口；或者，所述第二连接电极为平行设置的两组圆形导电框，所述输电器夹在两组所述圆形导电框之间；每个所述圆形导电框均与所述电路接口连通；所述圆形导电框的圆形位于所述外框转轴的轴线上。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述输电器和所述第二可变电阻分别位于所述转子内框两端不同的所述内框转轴上。

如上所述的陀螺仪总成，其中，还包括：第一指针，设置在至少一个所述外框转轴上，且所述外框转轴从所述外壳体上露出，所述第一指针位于所述外壳体的外侧；第二指针，设置在至少一个所述内框转轴上；第一刻度盘位于所述第一指针露出的一侧的所述外壳体的外壁上；第二刻度盘，固定设置在转子外框；在所述外壳体上形成开口露出所述第二指针和所述第二刻度盘；外罩，与所述外壳体连接，罩设在所述第一指针外，且所述外罩上对应所述第一指针的部分为透明视窗。

如上所述的陀螺仪总成，其中，所述外壳体内形成有限位柱，所述限位柱包括外框转角限位柱和内框转角限位柱。

本发明的陀螺仪总成可以检测到其所在处的平衡性变化，主要是倾斜，在倾斜发生时，转子、转子外框、转子内框等结构由于该倾斜，使转子外框和转子内框转动，该转动可以改变第一可变电阻和第二可变电阻的阻值，从而影响电信号的输出，通过该电信号可以判断倾斜方向。该陀螺仪总成可以用于车辆的平衡性检测，并通过检测结果，结合其它调节结构对车辆进行平衡性调节。

附图说明

图1为本发明陀螺仪总成的示意图；

图2为图1的局部剖视图；

图3为本发明陀螺仪总成中外壳体的部分剖视图；

图4为本发明陀螺仪总成中外壳体内部结构示意图；

图5为本发明陀螺仪总成中转子外框和转子内框的示意图；

图6为本发明陀螺仪总成中转子外框的示意图；

图7A和图7B为本发明陀螺仪总成中第一可变电阻的原理图；

图8为本发明陀螺仪总成中第二可变电阻的示意图；

图9为本发明陀螺仪总成中输电器的示意图；

附图标记：

外壳体1、转子外框2a、转子内框2b、转子3、电机4、第一可变电阻5a、第二可变电阻5b、第一弹性电极6a、第一连接电极6b、电路接口7、输电器8、第二连接电极9、电机导线10、第一指针11a、第二指针11b、第一刻度盘12a、第二刻度盘12b、外罩13、外框转角限位柱15、内框转角限位柱16、开口19、外框转轴21a、内框转轴21b、轴承孔22a、轴承23b、第一配重块24a、第二配重块24b、电阻连接孔25、转子转轴31、上半弧51、下半弧52、连接线53、左半弧54、右半弧55、左半部81、右半部82。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明公开一种陀螺仪总成，参见图1到图9，其包括外壳体1、转子外框2a、转子内框2b、转子3、电机4、第一可变电阻5a、第二可变电阻5b、第一弹性电极6a、第一连接电极6b和电路接口7。

下面分别对各部分说明，转子外框2a转动的设置在外壳体1内，转子内框2b转动的设置在转子外框2a内，具体的，转子外框2a的两端，也可以说是转子外框2a相对的两个边框上，分别设置有外框转轴21a，通过该外框转轴21a，转子外框2a动地设置在所述外壳体1内。同样的，转子内框2b的两端，也可以是说相对的两个边框上，分别设置内框转轴21b，通过该内框转轴21b，转子内框2b动地设置在转子外框2a内。内框转轴21b至少一端从转子外框2a的边框穿出，该穿出的部分的功能下面会说明。

转子3转动地设置在转子内框2b内，且转子3转动的轴线、转子内框2b转动的轴线和转子外框2a转动的轴线，彼此互相垂直；电机4设置在转子内框2b上驱动转子3转动。

第一可变电阻5a套设在外框转轴21a上；第二可变电阻5b套设在内框转轴21b上；第一弹性电极6a夹装在第一可变电阻5a外；第一连接电极6b夹装在第二可变电阻5b外。

电路接口7，设置在外壳体1上，与第一弹性电极6a即第一连接电极6b连通。

该电路接口7可以实现电源、电信号处理器、计算机等设备的外接连接工作。结合这些外接设备，分别说明第一可变电阻5a和第二可变电阻5b的功能。

第一可变电阻5a和第一弹性电极6a，当然也包括上述电源、电信号处理器等，他们形成第一电路；第二可变电阻5b和第一连接电极6b当然也包括上述电源、电信号处理器等，他们形成第二电路。

在陀螺仪总成工作时，电机4驱动转子3转动，一旦发生倾斜等平衡性问题，转子外框2a和转子内框2b因为倾斜而发生转动，转子外框2a的转动，带动第一可变电阻5a转动，改变接入第一电路中阻值的大小，同样的，同样的转子内框2b的转动，带动第二可变电阻5b转动，改变接入第二电路中阻值的大小。上述两个电路中的阻值的变化直接影响了电信号，从而判断是否发生倾斜。

第一可变电阻5a分为对称且间隔设置的上半弧51和下半弧52；第一弹性电极6a具有两根，中的一根与上半弧51连通，另一根与下半弧52连通；上半弧51右侧，与下半弧52的左侧通过连接线53连通。

第二可变电阻5b分为对称且间隔设置的左半弧54和右半弧55；第一连接电极6b具有两组，一组与左半弧54连通，另一组与右半弧55连通；左半弧54上侧，与右半弧55的下侧通过连接线53连通。

沿外框转轴21a的径向方向做截面，上半弧51的左侧和下半弧52的右侧通过连接线53连通。当然也可以是上半弧51的右侧和下半弧52的左侧通过连接线53连通。这种连接方式就是为了在发生转动时，能够改变接入电路内的电阻值。参见图7A和图7B，图7A示出的为没有发生偏转等情况，此时第一可变电阻5a接入的阻值为标准值，图7B中发生偏转，导致接入阻值变小，当然，如果发生向另外方向的偏转，则该阻值变大。图7A和图7B中，上半弧51和下半弧52上，画剖面线的部分表示了接入电路的电阻，而外框转轴21上的剖面线则只是示出剖面，而与电阻无关。优选的，外框转轴21a上形成有电阻连接孔25，连接线53就穿过该电阻连接孔25对上半弧51和下半弧52进行连通。

参见图8，沿内框转轴21b的径向方向做截面，第二可变电阻5b，左半弧54的上侧和右半弧55的下侧通过连接线53连通。当然也可以是左半弧54的下侧和右半弧55的上侧通过连接线53连通。这种连接方式就是为了在发生转动时，能够改变接入电路内的电阻值。具体的工作原理，与上述第一可变电阻5a的类似，不再赘述。

外框转轴21a上还具有输电器8，参见图9，其分为间隔设置的左半部81和右半部82；第二连接电极9，与电路接口7连通，第二连接电极9具有两根，夹装在输电器8外，其中一根连通左半部81，另一根连通下右部82；电机导线10，连通电机4和输电器8，且电机导线10分为正极导线和负极导线，正极导线连通左半部81，负极导线连通右半部82。

第一弹性电极6a为平行设置的两根电极即可，因为转子外框2a只通过外框转轴21a进行轴向转动，因此，第一可变电阻5a无论怎么转动，都不会和第一弹性电极6a断开连接。

而第一连接电极6b和第二连接电极9则与第一弹性电极6a有所不同。转子外框2a的转动，会导致内框转轴21b随转子外框2a转动，这容易使设置在内框转轴21b上的第二可变电阻5b脱离第一连接电极6b的连接，使输电器8脱离第二连接电极9的连接。

在一些倾斜不大的情形，例如用于车辆，车辆行驶在坡路等时，路面的角度不会过大，因此，转子外框2a转动的角度不会过大，一般在30度左右，此时内框转轴21b随转子外框2a移动，不会有很大的移动距离，这就避免了上述的脱离连接的发生。

不过，为了避免路况过于颠簸等原因，导致转子外框2a转动过大，在外壳体1内设置有外框转角限位柱15，来限制转子外框2a的转动角度，当然，也可以在外壳体1内还设置有内框转角限位柱16。以上两个组限位柱的结构，每组可以由两根伸出的柱体组成，以限制转子外框2a和转子内框2b在限制的范围内转动。

但是，在另外一些倾斜角度较大的情况下，就需要保障即使转子外框2a以360度的角度转动，也能保证第二可变电阻5b和第一连接电极6b的连接，以及输电器8和第二连接电极9的连接。

为了满足这种倾斜角度大的情况，可第一连接电极6b和第二连接电极9进行相应的改变。

一种方式为，第一连接电极6b为两组导线，其中一条导线的一端连通左半弧54，另一端连通电路接口7；另一条导线的一端连通右半弧55，另一端连通电路接口7。以导线的方式对第二可变电阻5b进行连接，导线是柔性的，可以随之移动，因此不会断开连接。类似的，第二连接电极9为两组导线，其中一条导线的一端连通左半部81，另一端连通电路接口7；另一条导线的一端连通右半部82，另一端连通电路接口7。

另一种方式为，第一连接电极6b为平行设置的两组圆形导电框，第二可变电阻5b夹在两组圆形导电框之间；每个圆形导电框均与电路接口7连通；圆形导电框的圆形位于外框转轴21a的轴线上。这样，无论转子外框2a转动的角度多大，都能保证第二可变电阻5b与第一连接电极6b连接。同样的，第二连接电极9为平行设置的两组圆形导电框，输电器8夹在两组圆形导电框之间；每个圆形导电框均与电路接口7连通；圆形导电框的圆形位于外框转轴21a的轴线上。

在一些实施例中，输电器8和第二可变电阻5b分别位于转子内框2b两端不同的内框转轴21b上。避免二者在同一侧导致重量分布不均等问题。

在一些优选的实施方式中还包括：第一指针11a，设置在至少一个外框转轴21a上，且外框转轴21a从外壳体1上露出，第一指针11a位于外壳体1的外侧；第二指针11b，设置在至少一个内框转轴21b上；第一刻度盘12a位于第一指针11a露出的一侧的外壳体1的外壁上；第二刻度盘12b，固定设置在转子外框2a；在外壳体1上形成开口19露出第二指针11b和第二刻度盘12b；外罩13，与外壳体1连接，罩设在第一指针11a外，且所述外罩13上对应所述第一指针11a的部分为透明视窗。

转子外框2a上形成有轴承孔22a，轴承孔22a内设置有轴承，内框转轴21b套设在轴承内。需要理解，外框转轴21a与外壳体1之间也可以设置轴承。转子内框2b上形成有轴承孔，轴承孔内设置有轴承23b，转子3具有转子转轴31，该转子转轴31套设在轴承23b内。

优选的，转子外框2上设置有第一配重块24a，转子内框2b上设置有第二配重块24b。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种陀螺仪总成，其特征在于，包括：

外壳体(1)；

转子外框(2a)，两端通过外框转轴(21a)转动地设置在所述外壳体(1)内；

转子内框(2b)，两端通过内框转轴(21b)转动地设置在所述转子外框(2a)内，且所述内框转轴(21b)至少一端从所述转子外框(2a)的边框穿出；

转子(3)，转动地设置在所述转子内框(2b)内，且所述转子(3)转动的轴线、所述转子内框(2b)转动的轴线和所述转子外框(2a)转动的轴线，彼此互相垂直；

电机(4)，设置在所述转子内框(2b)上，驱动所述转子(3)转动；

第一可变电阻(5a)，套设在所述外框转轴(21a)上；

第二可变电阻(5b)，套设在所述内框转轴(21b)上；

第一弹性电极(6a)，夹装在所述第一可变电阻(5a)外；

第一连接电极(6b)，夹装在所述第二可变电阻(5b)外；

电路接口(7)，设置在所述外壳体(1)上，与所述第一弹性电极(6a)即所述第一连接电极(6b)连通。

2.根据权利要求1所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述第一可变电阻(5a)分为对称且间隔设置的上半弧(51)和下半弧(52)；

所述第一弹性电极(6a)具有两根，中的一根与所述上半弧(51)连通，另一根与所述下半弧(52)连通；

所述上半弧(51)右侧，与所述下半弧(52)的左侧通过连接线(53)连通。

3.根据权利要求1所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述第二可变电阻(5b)分为对称且间隔设置的左半弧(54)和右半弧(55)；

所述第一连接电极(6b)具有两组，一组与所述左半弧(54)连通，另一组与所述右半弧(55)连通；

所述左半弧(54)上侧，与所述右半弧(55)的下侧通过连接线(53)连通。

4.根据权利要求3所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述第一连接电极(6b)为两组导线，其中一条所述导线的一端连通所述左半弧(54)，另一端连通所述电路接口(7)；另一条所述导线的一端连通所述右半弧(55)，另一端连通所述电路接口(7)。

5.根据权利要求3所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述第一连接电极(6b)为平行设置的两组圆形导电框，所述第二可变电阻(5b)夹在两组所述圆形导电框之间；

每个所述圆形导电框均与所述电路接口(7)连通；

所述圆形导电框的圆形位于所述外框转轴(21a)的轴线上。

6.根据权利要求1所述的陀螺仪总成，其特征在于，还包括：

输电器(8)，套设在所述内框转轴(21b)上，且分为间隔设置的左半部(81)和右半部(82)；

第二连接电极(9)，与所述电路接口(7)连通，所述第二连接电极(9)具有两组，夹装在所述输电器(8)外，其中一组连通所述左半部(81)，另一组连通所述右半部(82)；

电机导线(10)，连通所述电机(4)和所述输电器(8)，且所述电机导线(10)分为正极导线和负极导线，所述正极导线连通所述左半部(81)，所述负极导线连通所述右半部(82)。

7.根据权利要求6所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述第二连接电极(9)为两组导线，其中一条所述导线的一端连通所述左半部(81)，另一端连通所述电路接口(7)；另一条所述导线的一端连通所述右半部(82)，另一端连通所述电路接口(7)；或者，

所述第二连接电极(9)为平行设置的两组圆形导电框，所述输电器(8)夹在两组所述圆形导电框之间；

每个所述圆形导电框均与所述电路接口(7)连通；

所述圆形导电框的圆形位于所述外框转轴(21a)的轴线上。

8.根据权利要求6所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述输电器(8)和所述第二可变电阻(5b)分别位于所述转子内框(2b)两端不同的所述内框转轴(21b)上。

9.根据权利要求1所述的陀螺仪总成，其特征在于，还包括：

第一指针(11a)，设置在至少一个所述外框转轴(21a)上，且所述外框转轴(21a)从所述外壳体(1)上露出，所述第一指针(11a)位于所述外壳体(1)的外侧；

第二指针(11b)，设置在至少一个所述内框转轴(21b)上；

第一刻度盘(12a)位于所述第一指针(11a)露出的一侧的所述外壳体(1)的外壁上；

第二刻度盘(12b)，固定设置在转子外框(2a)；

在所述外壳体(1)上形成开口(19)露出所述第二指针(11b)和所述第二刻度盘(12b)；

外罩(13)，与所述外壳体(1)连接，罩设在所述第一指针(11a)外，且所述外罩(13)上对应所述第一指针(11a)的部分为透明视窗。

10.根据权利要求1所述的陀螺仪总成，其特征在于，

所述外壳体(1)内形成有限位柱，所述限位柱包括外框转角限位柱(15)和内框转角限位柱(16)。