CN111505331B - 一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其中，放置槽内表面连接有卡杆，卡杆左端连接有竖向传感装置，竖向传感装置包括竖向传感器本体，竖向传感器本体左侧顶部连接有伸出探头；轮轴和工作轮上安装有横向传感装置，横向传感装置包括光束接收器、左光束发射器和右光束发射器；所述基于车辆轮轴识别的一体化传感装置包括信号筛选模块，所述信号筛选模块接收来自所述竖向传感装置和所述横向传感装置的电信号，信号筛选模块包括预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T；信号筛选模块根据预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T对竖向传感装置产生的实时电信号和横向传感装置产生的实时电信号进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，且更具体地涉及一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
轮轴识别器一般通过激光的方式对轮轴的转速进行探测，用于轮轴识别器的传感器在进行车辆进行整车恶劣车况的实验时，损害率较高，需要频繁更换，传统的用于轮轴识别器的传感器安装步骤较为繁琐，不利于工作人员在户外对传感器进行快速安装。为此，本发明提供了一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，以至少部分的解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其包括轮轴，所述轮轴的两端固定连接有工作轮，所述工作轮包括左工作轮和右工作轮，所述左工作轮包括左轮毂，所述右工作轮包括右轮毂；所述轮轴的表面套设有活动套，所述活动套的顶部固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有底盘，所述支撑板的表面开设有放置槽，所述放置槽的内表面活动连接有卡杆，所述卡杆的左端固定连接有竖向传感装置，所述竖向传感装置包括竖向传感器本体，所述竖向传感器本体左侧的顶部固定连接有伸出探头；所述轮轴和所述工作轮上安装有横向传感装置，所述横向传感装置包括光束接收器、左光束发射器和右光束发射器，当所述轮轴转动到预设位置时，所述光束接收器同时接收到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光；所述基于车辆轮轴识别的一体化传感装置还包括信号筛选模块，所述信号筛选模块接收来自所述竖向传感装置和所述横向传感装置的电信号，所述信号筛选模块包括预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T；所述信号筛选模块根据预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T对所述竖向传感装置产生的实时电信号和所述横向传感装置产生的实时电信号进行处理；
当所述光束接收器同时接受到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光时，所述光束接收器向所述信号筛选模块发送电信号N1，当所述光束接收器不能同时接受到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光时，所述光束接收器向所述信号筛选模块发送电信号N2；每过预设时间T后，所述信号筛选模块对预设时间T内的电信号值进行处理；所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间为T1，所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间为T2；
预设输出信号计算程序中包括第一衡量值C1计算公式、第一横向输出信号计算程序、第二横向输出信号计算程序、第一终值计算程序和第二终值计算程序；
当第一衡量值C1大于等于预设参考值C0时，所述信号筛选模块根据第一横向输出信号计算程序计算出第一横向轮轴转速Vh1，所述信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速V1；
当第一衡量值C1小于预设参考值C0时，所述信号筛选模块根据第二横向输出信号计算程序计算出第二横向轮轴转速Vh2，所述信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速V2；
其中，T1+T2=T。
进一步地，C1=T1/T2，公式中，C1为第一衡量值，T为预设时间，T1为所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间，T2为所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间。
进一步地，所述左光束发射器设置在所述左轮毂上，所述右光束发射器设置在所述右轮毂上。
进一步地，第一横向输出信号计算程序包括：
，第二横向输出信号计算程序包括：
，公式中，Vh1为第一横向轮轴转速，Vh2为第二横向轮轴转速，T为预设时间，S为所述工作轮周长，num（N1）为所述信号筛选模块接收到电信号N1的次数，num（N2）为所述信号筛选模块接收到电信号N2的次数。
进一步地，所述光束接收器设置在所述轮轴中部，且位于所述轮轴上方；所述光束接收器左端通过左连接装置与左侧的所述活动套连接，所述光束接收器右端通过所述右连接装置与右侧的所述活动套连接。
进一步地，所述左连接装置包括档条、左凹槽本体和左凹陷空间，所述右连接装置包括档条、右凹槽本体和右凹陷空间。
进一步地，第一终值计算程序包括：V1=K1Vh1+K2|Vh1-VZ|；
第二终值计算程序包括：V2=K2VZ+K1|Vh2-VZ|；
其中，K1+K2=1，
；
公式中，V1为所述信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速；V2所述信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速；Vh1为第一横向轮轴转速，Vh2为第二横向轮轴转速，T为预设时间，T1为所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间，T2为所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间，VZ为所述竖向传感装置计算出的竖向轮轴转速；K1为所述横向传感装置对应特定参数值，K2为所述竖向传感装置对应特定参数值。
进一步地，所述竖向传感器本体的表面固定连接有定位杆，所述支撑板的表面开设有定位槽，所述定位槽与定位杆相适配，所述支撑板的内部开设有定位盒，所述定位盒的内部滑动连接有滑动板，所述滑动板的左侧固定连接有连接杆，所述连接杆的表面套设有复位弹簧，所述定位盒的左侧固定连接有限位块，所述限位块的内部开设有十字槽。
进一步地，所述十字槽的内表面活动连接有角度板，所述连接杆的左端贯穿定位盒和限位块并且延伸至限位块的内部，所述连接杆的左端与角度板的右侧固定连接；所述角度板的左侧固定连接有探测挡板，所述探测挡板的材质为铝合金；所述探测挡板的表面开设有观察槽所述观察槽的表面设置有钢化玻璃，所述探测挡板的左侧固定连接有手动板，所述手动板的材质为硬性树脂。
本发明的有益效果在于：
本发明提高了轮轴转速的探测精度，一方面在于，本发明所述基于车辆轮轴识别的一体化传感装置的所述卡杆的左端固定连接有竖向传感装置，所述轮轴和所述工作轮上安装有横向传感装置，所述信号筛选模块接收来自所述竖向传感装置和所述横向传感装置的电信号，信号筛选模块包括预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T；信号筛选模块根据预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T对竖向传感装置产生的实时电信号和横向传感装置产生的实时电信号进行处理；另一方面在于，本发明使用第一终值计算程序或第二终值计算程序计算出输出转速；
其中，第一终值计算程序包括：V1=K1Vh1+K2|Vh1-VZ|；第二终值计算程序包括：V2=K2VZ+K1|Vh2-VZ|；K1+K2=1，
；
公式中，V1为所述信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速；V2所述信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速；Vh1为第一横向轮轴转速，Vh2为第二横向轮轴转速，T为预设时间，T1为所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间，T2为所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间，VZ为所述竖向传感装置计算出的竖向轮轴转速；K1为所述横向传感装置对应特定参数值，K2为所述竖向传感装置对应特定参数值。
进一步地，本发明通过放置槽、卡杆、传感器本体、定位盒、滑动板、连接杆、复位弹簧、限位块、十字槽、角度板、探测挡板、观察槽和手动板的联合设置，使得装置能够通过简单外拉和转动，即可将作为阻挡板的探测挡板和手动板转动至其他方向，从而能够快速的将损坏的竖向传感器本体从放置槽和定位槽中取出，进行快速更换，大大的提高了装置安装时的便利性，另外，竖向传感器本体能够通过观察槽对轮轴进行观察和扫描，减少了传感器本体的损坏概率，提高了装置整体运行使得安全性。
附图说明
为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。
图1为本发明的一种实施例的主视图；
图2为本发明图1中A处的局部放大图；
图3为本发明图1中B处的局部放大图；
图4为本发明角度板结构的剖视图；
图5为本发明所述的左凹槽的结构示意图。
图中：1、轮轴；21、左工作轮；22、右工作轮；211、左轮毂；221、右右轮毂；3、活动套；4、支撑板；5、底盘；6、放置槽；7、卡杆；81、竖向传感器本体；82、光束接收器；83、左光束发射器；84、右光束发射器；85、左连接装置；8511、档条；8512、左凹槽本体；8513、左凹陷空间；86、右连接装置；9、伸出探头；10、定位盒；11、滑动板；12、连接杆；13、复位弹簧；14、限位块；15、十字槽；16、角度板；17、探测挡板；18、观察槽；19、手动板；201、定位杆；202、定位槽。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参阅图1和图2所示，本发明提供了一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其包括轮轴1，轮轴1的两端固定连接有工作轮，工作轮包括左工作轮21和右工作轮22，左工作轮21包括左轮毂211，右工作轮22包括右轮毂221；轮轴1的表面套设有活动套3，活动套3的顶部固定连接有支撑板4，支撑板4的顶部固定连接有底盘5，支撑板的表面开设有放置槽6，放置槽6的内表面活动连接有卡杆7，卡杆7的左端固定连接有竖向传感装置，竖向传感装置包括竖向传感器本体81，竖向传感器本体81右侧的顶部固定连接有伸出探头9；轮轴1和工作轮上安装有横向传感装置，横向传感装置包括光束接收器82、左光束发射器83和右光束发射器84；左光束发射器83设置在左轮毂211上，右光束发射器84设置在右轮毂221上，左光束发射器83和右光束发射器84均向光束接收器82发射激光。
结合图3和图4所示，竖向传感器本体81的表面固定连接有定位杆201，支撑板4的表面开设有定位槽202，定位槽202与定位杆201相适配，支撑板4的内部开设有定位盒10，定位盒10的内部滑动连接有滑动板11，滑动板11的左侧固定连接有连接杆12，连接杆12的表面套设有复位弹簧13，定位盒10的左侧固定连接有限位块14，所述限位块14的内部开设有十字槽15；十字槽15的内表面活动连接有角度板16。连接杆12的左端贯穿定位盒10和限位块14并且延伸至限位块14的内部，连接杆12的左端与角度板16的右侧固定连接；角度板16的左侧固定连接有探测挡板17，探测挡板17的材质为铝合金。探测挡板17的表面开设有观察槽18所述观察槽18的表面设置有钢化玻璃；探测挡板17的左侧固定连接有手动板19，手动板19的材质为硬性树脂。
当竖向传感器本体81脏污后，拉动手动板19，通过观察槽18带动角度板16向两侧移动，角度板16脱离限位块14中的十字槽15，角度板16拉动连接杆12和滑动板11，滑动板11在定位盒10中滑动，同时复位弹簧13被挤压，然后手动板19被转动（转动角度不能为90度的倍数），以使竖向传感器本体81、卡杆7和定位杆201从支撑板4表面的放置槽6和定位槽202中脱离，以便更换新的竖向传感器本体81。按照上述步骤逆向操作，最后手动板19的一侧的弧形挤压板与竖向传感器本体81接触，竖向传感器本体81被固定。
结合图5所示，光束接收器82设置在轮轴中部，且位于轮轴上方；光束接收器82左端通过左连接装置85与左侧的活动套3连接，光束接收器82右端通过右连接装置86与右侧的活动套3连接，左连接装置85包括档条8511、左凹槽本体8512和左凹陷空间8513，右连接装置86的空间构造与左连接装置85相同，本发明在此不再赘述。
本发明所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置还包括信号筛选模块，信号筛选模块接收来自竖向传感装置和横向传感装置的电信号，信号筛选模块包括预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T；信号筛选模块根据预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T对竖向传感装置产生的实时电信号和横向传感装置产生的实时电信号进行处理。
光束接收器82通过左连接装置85和右连接装置86悬空设置在轮轴1的上方，其投影位于轮轴1的中间；光束接收器82不随轮轴1转动而转动；左工作轮21和右工作轮22随轮轴1转动而转动，当轮轴1转动到预设位置时，光束接收器82可同时接收到来自左光束发射器83和右光束发射器84发射的激光；当轮轴1未转动到预设位置时，光束接收器82无法接收到来自左光束发射器83和右光束发射器84发射的激光。
当光束接收器82同时接收到来自左光束发射器83和右光束发射器84发射的激光时，光束接收器向信号筛选模块发送电信号N1。当光束接收器82不能接受到来自左光束发射器83和右光束发射器84发射的激光时，光束接收器82向信号筛选模块发送电信号N2；每过预设时间T后，信号筛选模块对预设时间T内的电信号值进行处理；在一个预设时间T内，信号筛选模块计算得出接收到电信号N1的时间为T1，信号筛选模块计算得出接收到电信号N2的时间为T2。
预设输出信号计算程序中包括第一衡量值C1计算公式、第一横向输出信号计算程序、第二横向输出信号计算程序、第一终值计算程序和第二终值计算程序；
其中，第一衡量值C1=T1/T2，T1+T2=T；
第一横向输出信号计算程序包括：第一横向轮轴转速
；
第二横向输出信号计算程序包括：第二横向轮轴转速
；
第一终值计算程序包括：V1=K1Vh1+K2|Vh1-VZ|；
第二终值计算程序包括：V2=K2VZ+K1|Vh2-VZ|；
上述公式中，
，V1为信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速，V2信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速，VZ为竖向传感装置计算出的竖向轮轴转速；K1为横向传感装置对应特定参数值，K2为竖向传感装置对应特定参数值；S为工作轮1的周长；num（N1）为信号筛选模块接收到电信号N1的次数，num（N2）为信号筛选模块接收到电信号N2的次数。
在车辆行驶中，由于道路不平整等原因，在行驶过程中，左光束发射器83会随左轮毂211上下摆动，右光束发射器84随右轮毂221上下摆动，从而导致即使左光束发射器83和右光束发射器84转动到预设位置时，光束接收器82无法接收全部当左光束发射器83和右光束发射器84处在预设位置时发射的激光。预设参考值C0与车辆行驶的道路平整度有关；当第一衡量值C1大于等于预设参考值C0时，信号筛选模块根据第一横向输出信号计算程序计算出第一横向轮轴转速Vh1，信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速V1；当第一衡量值C1小于预设参考值C0时，信号筛选模块根据第二横向输出信号计算程序计算出第二横向轮轴转速Vh2，信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速V2。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
Claims (8)
1.一种基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，包括轮轴，其特征在于：所述轮轴的两端固定连接有工作轮，所述工作轮包括左工作轮和右工作轮，所述左工作轮包括左轮毂，所述右工作轮包括右轮毂；所述轮轴的表面套设有活动套，所述活动套的顶部固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有底盘，所述支撑板的表面开设有放置槽，所述放置槽的内表面活动连接有卡杆，所述卡杆的左端固定连接有竖向传感装置，所述竖向传感装置包括竖向传感器本体，所述竖向传感器本体左侧的顶部固定连接有伸出探头；所述轮轴和所述工作轮上安装有横向传感装置，所述横向传感装置包括光束接收器、左光束发射器和右光束发射器，当所述轮轴转动到预设位置时，所述光束接收器同时接收到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光；所述基于车辆轮轴识别的一体化传感装置还包括信号筛选模块，所述信号筛选模块接收来自所述竖向传感装置和所述横向传感装置的电信号，所述信号筛选模块包括预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T；所述信号筛选模块根据预设参考值C0、预设输出信号计算程序和预设时间T对所述竖向传感装置产生的实时电信号和所述横向传感装置产生的实时电信号进行处理；
当所述光束接收器同时接受到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光时，所述光束接收器向所述信号筛选模块发送电信号N1，当所述光束接收器不能同时接受到来自所述左光束发射器和所述右光束发射器发射的激光时，所述光束接收器向所述信号筛选模块发送电信号N2；每过预设时间T后，所述信号筛选模块对预设时间T内的电信号值进行处理；所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间为T1，所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间为T2；
预设输出信号计算程序中包括第一衡量值C1计算公式、第一横向输出信号计算程序、第二横向输出信号计算程序、第一终值计算程序和第二终值计算程序；
当第一衡量值C1大于等于预设参考值C0时，所述信号筛选模块根据第一横向输出信号计算程序计算出第一横向轮轴转速Vh1，所述信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出输出转速V1；
当第一衡量值C1小于预设参考值C0时，所述信号筛选模块根据第二横向输出信号计算程序计算出第二横向轮轴转速Vh2，所述信号筛选模块使用第二终值计算程序计算出输出转速V2；
其中，T1+T2=T；
所述第一衡量值C1计算公式为，C1=T1/T2，公式中，C1为第一衡量值，T为预设时间，T1为所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间，T2为所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间。
2.根据权利要求1所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，所述左光束发射器设置在所述左轮毂上，所述右光束发射器设置在所述右轮毂上。
3.根据权利要求2所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，第一横向输出信号计算程序包括：
，第二横向输出信号计算程序包括：
，公式中，Vh1为第一横向轮轴转速，Vh2为第二横向轮轴转速，T为预设时间，S为所述工作轮周长，num（N1）为所述信号筛选模块接收到电信号N1的次数，num（N2）为所述信号筛选模块接收到电信号N2的次数。
4.根据权利要求3所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，所述光束接收器设置在所述轮轴中部，且位于所述轮轴上方；所述光束接收器左端通过左连接装置与左侧的所述活动套连接，所述光束接收器右端通过右连接装置与右侧的所述活动套连接。
5.根据权利要求4所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，所述左连接装置包括档条、左凹槽本体和左凹陷空间，所述右连接装置包括档条、右凹槽本体和右凹陷空间。
6.根据权利要求5所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，第一终值计算程序包括：V1=K1Vh1+K2|Vh1-VZ|；
第二终值计算程序包括：V2=K2VZ+K1|Vh2-VZ|；
其中，K1+K2=1，
；
公式中，V1为所述信号筛选模块使用第一终值计算程序计算出得出的输出转速;V2为所述信号筛选模块使用第二终值计算程序计算得出的输出转速；Vh1为第一横向轮轴转速，Vh2为第二横向轮轴转速，T为预设时间，T1为所述信号筛选模块接收到电信号N1的时间，T2为所述信号筛选模块接收到电信号N2的时间，VZ为所述竖向传感装置计算出的竖向轮轴转速；K1为所述横向传感装置对应特定参数值，K2为所述竖向传感装置对应特定参数值。
7.根据权利要求6所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，所述竖向传感器本体的表面固定连接有定位杆，所述支撑板的表面开设有定位槽，所述定位槽与定位杆相适配，所述支撑板的内部开设有定位盒，所述定位盒的内部滑动连接有滑动板，所述滑动板的左侧固定连接有连接杆，所述连接杆的表面套设有复位弹簧，所述定位盒的左侧固定连接有限位块，所述限位块的内部开设有十字槽。
8.根据权利要求7所述的基于车辆轮轴识别的一体化传感装置，其特征在于，所述十字槽的内表面活动连接有角度板，所述连接杆的左端贯穿定位盒和限位块并且延伸至限位块的内部，所述连接杆的左端与角度板的右侧固定连接；所述角度板的左侧固定连接有探测挡板，所述探测挡板的材质为铝合金；所述探测挡板的表面开设有观察槽，所述观察槽的表面设置有钢化玻璃，所述探测挡板的左侧固定连接有手动板，所述手动板的材质为硬性树脂。
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