CN114074611B - 一种车速测量装置和汽车车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车速测量装置和汽车车轮，其中，该车速测量装置包括悬浮盘、转速传感器和齿圈，所述悬浮盘可相对转动地安装于车轮的中心孔，所述悬浮盘设有配重部件，使得所述悬浮盘的质心偏离所述悬浮盘的中轴线，以使所述悬浮盘在所述车轮旋转时能够保持静止；所述转速传感器和所述齿圈的其中一个安装于所述悬浮盘，另一个安装于所述车轮的中心孔，相对转动的所述转速传感器和所述齿圈相配合能够测量车速。采用这种结构后，当车轮开始旋转时，齿圈和转速传感器也会相对旋转，且转速与车轮的转速相同，这样，齿圈和转速传感器就能相互配合，测出车辆的速度。

Description

一种车速测量装置和汽车车轮
技术领域
本发明涉及汽车车速测量技术领域，具体涉及一种车速测量装置和汽车车轮。
背景技术
车速的测量一直是汽车领域所关注的重要问题，其能够反应车辆当前的行驶速度，对于保证车辆行驶安全、保证车辆上乘客的安全以及避免超速违章等均具有重要的意义。
因此，如何提供一种车速测量装置，以对车速进行测量，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车速测量装置，用以对车速进行测量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种车速测量装置，包括悬浮盘、转速传感器和齿圈，所述悬浮盘可相对转动地安装于车轮的中心孔，所述悬浮盘设有配重部件，使得所述悬浮盘的质心偏离所述悬浮盘的中轴线，以使所述悬浮盘在所述车轮旋转时能够保持静止；所述转速传感器和所述齿圈的其中一个安装于所述悬浮盘，另一个安装于所述车轮的中心孔，相对转动的所述转速传感器和所述齿圈相配合能够测量车速。
在实际应用中，可以选择将转速传感器安装在悬浮盘上，将齿圈安装在车轮上，当车轮开始旋转后，齿圈也随着车轮开始旋转，而悬浮盘能够在配重部件的重力作用下保持静止，不会发生旋转，此时，安装在悬浮盘上的转速传感器与安装在车轮中心孔的齿圈相对转动，即可测量出车辆速度。反之，选择将齿圈安装在悬浮盘上，将转速传感器安装在车轮的中心孔上，亦可以产生同样的效果。
这样，即可对车辆的速度进行测量，解决了需要一种车速测量装置的问题。
可选地，还包括信号发射模块，所述信号发射模块与所述转速传感器信号连接。
可选地，还包括电池，所述电池用于向所述转速传感器供电。
可选地，所述悬浮盘的外侧设有太阳能电池板，所述太阳能电池板用于向所述电池充电。
可选地，所述配重部件安装于所述悬浮盘的轴向内端面。
可选地，还包括旋转部件，所述旋转部件包括筒状部，所述筒状部安装于所述车轮的中心孔，所述悬浮盘可转动地安装于所述筒状部的内孔。
可选地，所述筒状部卡装于所述中心孔；和/或，所述筒状部的外壁面和所述中心孔的孔壁中，一者设有导向块，另一者设有导向槽，所述导向块能够插装于所述导向槽。
可选地，所述齿圈安装于所述筒状部；和/或，所述悬浮盘通过轴承安装于所述筒状部。
可选地，所述悬浮盘包括柱部，所述柱部的外缘设有沿径向延伸的盖板部，所述轴承安装在所述柱部和所述筒状部之间，所述盖板部能够对所述轴承进行遮挡。
本发明还提供一种汽车车轮，包括轮毂，轮毂设有中心孔，中心孔安装有上述的车速测量装置。
由于上述的车速测量装置已经具备如上的技术效果，那么，具有该车速测量装置的汽车车轮亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。
附图说明
图1是车轮整体的结构示意图；
图2是车速测量装置的截面图；
图3是旋转部件的结构示意图；
图4是齿圈的结构示意图；
图5是悬浮盘的结构示意图；
图6是图5的右视图。
图1-6中的附图标记说明如下：
1车轮、2旋转部件、21卡脚、22台阶面、23导向块、3齿圈、31内齿、4转速传感器、41控制部件、5悬浮盘、51配重部件、52太阳能电池板、6轴承。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。
请参考图1-6，图1是车轮整体的结构示意图，图2是车速测量装置的截面图，图3是旋转部件的结构示意图，图4是齿圈的结构示意图，图5是悬浮盘的结构示意图，图6是图5的右视图。
如图2-6所示，本发明提供一种车速测量装置，包括悬浮盘5、转速传感器4和齿圈3，悬浮盘5可相对转动地安装于车轮1的中心孔，悬浮盘5设有配重部件51，使得悬浮盘5的质心偏离悬浮盘5的中轴线，以使悬浮盘5在车轮1旋转时能够保持静止，该保持静止是指在车轮1旋转时，悬浮盘5不会随之转动，而是在中心孔中保持不动；转速传感器4和齿圈3的其中一个安装于悬浮盘5，另一个安装于车轮1的中心孔，相对转动的转速传感器4和齿圈3相配合能够测量车速。
在实际应用中，可以选择将转速传感器4安装于悬浮盘5，将齿圈3安装于车轮1，当车轮1开始旋转后，齿圈3也随着车轮1同步旋转，而悬浮盘5能够在配重部件51的重力作用下保持静止，不会发生旋转，此时，安装在悬浮盘5上的转速传感器4与安装在车轮1中心孔的齿圈3相对转动，即可测量出车辆速度。反之，选择将齿圈3安装在悬浮盘5上，将转速传感器4安装在车轮1的中心孔上，亦可以产生同样的效果。
其中，相对转动的转速传感器4和齿圈3相配合能够测量车速的原理可以是：齿圈3可以为内齿圈，也可以为外齿圈，以内齿圈为例，齿圈3的内缘设置有若干内齿31，这些内齿31均匀分布在齿圈3的周向，各内齿31上均设置有磁片，所有磁片分为两组，其中一组磁片分别布置在各内齿31的轴向同一侧的端面，另一组磁片分别布置在各相邻的内齿31之间，而车轮1开始旋转之后，齿圈3和转速传感器4的其中一个会随车轮1开始以同样的速度旋转，另一个则会保持静止，齿圈3上的这些磁片就会随着齿圈3与转速传感器4相互转动，以引发转速传感器4内的磁通量变化，这样，就会在转速传感器4中产生交变信号，由于内齿31的数量以及车轮1的滚动半径是不变的，所以能通过该交变信号计算出车辆的行驶速度。
实际上，本发明实施例所采用的转速传感器4与齿圈3相配合以测量车辆速度的原理可以与ABS(Antilock Brake System，即防抱死刹车系统)的测速原理相类似，在实际应用中，也可以参照ABS系统进行设计。当然，转速传感器4和齿圈3之间也可以采用其他的原理进行测速，只要能够实现准确测速的技术目的即可。
转速传感器4可以包括信号连接的探测模块和控制模块，转速传感器4通过探测模块测得上述的交变信号，再将该交变信号传给控制模块，由控制模块来进行处理、计算，从而转变成车速信号。前文所描述的转速传感器4可以同时进行探测交变信号和处理交变信号，而在具体实践中，这两种功能也可以交由两个部件进行分别控制的，即可以将控制模块的功能从转速传感器4中剥离，单独设为控制部件41，转速传感器4只保留有探测模块的功能。
进一步地，还可以包括信号发射模块(图中未示出)，该信号发射模块可以与转速传感器4中的控制模块(或者前述独立设置的控制部件41)信号连接，在控制模块将交变信号转变为车速信号后，转速传感器4即可将车速信号通过信号连接发送给信号发射模块，而信号发射模块可以将车速信号发送给车辆内部的显示系统和/或外部的监测设备等，让车辆内部或外部的人员得知当前车速。
需要说明的是，上述的信号发射模块将车速信号发送给接收设备，其可以是通过蓝牙或者射频等方式发射车速信号，也可以采用其他方式发射车速信号，本发明对此不做限定。另外，信号发射模块可以独立设置，也可以集成在转速传感器4内部，这在实际应用中都是可以采用的方案。
现有技术中，车辆外部的监测设备等想要获得车辆的速度信息，大多都需要于车辆中单独设置GPS(Global Positioning System，即全球定位系统)，由GPS收集到车速信息后，再发送给外部设备，但由于GPS的定位有误差，所以GPS相对于转速传感器4来说，测得的车速信息精度较差，本发明提供的车速测量装置与GPS相比，有精度高、结构简单等优点。
本车速测量装置还设有电池，该电池可用于向上述的转速传感器4以及信号发射模块等供电，整个装置依靠内部供电即可实现正常运行，无需外接电源线等，方便了装置的安装。在实施例中，采用可充电式电池，而在实际应用中，装置具体使用何种电池，本发明不做限定。
请参考图5，悬浮盘5的外侧(朝向外部空间的一侧)设有太阳能电池板52，该太阳能电池板52用以给电池(图中未示出)充电。而该太阳能电池板52的具体大小以及形状，本发明并不做限定，只要保证其能够安装在悬浮盘5的外侧，且能够为电池充电即可。
应当指出，本发明对太阳能电池板52使用的是何种光电转化原理不做限定，亦对太阳能电池板52与电池之间使用的是何种电能传输原理不做限定。
并且，该太阳能电池板52可以在悬浮板5生产时便与悬浮板5一体成型，也可以是与悬浮板5互相独立、可拆卸的结构，后者能够更方便的对太阳能电池板52等部件的检修以及更换。
请参考图6，悬浮盘5的内侧安装有配重部件51，在本实施例中，该配重部件51的形状为圆心有半圆缺口的半圆形，该配重部件51可以使悬浮盘5的质心偏离悬浮盘5的中轴线，而配重部件51的具体重量、形状等本发明并不做限定，只要保证该配重部件51能够使悬浮盘5在车轮1旋转时保持静止即可。
在实际应用中，配重部件51与悬浮板5可以为相互独立的部件，然后通过粘结、焊接、可拆卸连接等方式进行固连，或者，对于注塑工艺形成的悬浮板5，配重部件51也可以通过预埋的方式与悬浮板5形成为一体。或者，也可以将悬浮盘5自身的一部分当做配重部件51，只要能达到使悬浮盘5的质心偏离中轴线的效果即可；比如，将悬浮盘5整体分为两部分，其中一部分是用密度较低的材料制成，另一部分是用密度较高的材料制成，把用较高密度材料制成的部分作为配重部件51，采用这种结构的悬浮盘5质心本身就在配重部件51的一侧，同样可以实现在车轮1旋转时悬浮盘5保持静止。
在实际应用中，悬浮盘5可以直接与车轮1的中心孔相连接，也可以设置过渡件，让悬浮盘5通过过渡件与车轮1的中心孔相连接，在实施例中，车速测量装置还包括旋转部件2，悬浮盘5将旋转部件2作为过渡件，用以连接车轮1的中心孔。
以下本发明实施例主要以设有过渡件的方案为例对悬浮盘5和车轮1的安装结构进行阐述。
如图3所示，旋转部件2包括筒状部，筒状部上设有用于安装轴承6的台阶面22，旋转部件2能够通过轴承6将悬浮盘5安装在筒状部内部，该轴承6与旋转部件2和悬浮盘5之间可以采用过盈配合等进行连接，而在实际应用中，旋转部件2是否设有用于安装轴承6的台阶面22，本发明不做限定，而且旋转部件2和悬浮盘5也可采用除轴承6以外的其他连接方式进行连接，本发明对此亦不做限定，只要保证悬浮盘5和旋转部件2间能够相互转动，且在旋转部件2旋转时，悬浮盘5能通过配重部件51保持静止即可。
该筒状部的外侧还设有若干个卡脚21，且筒状部外缘径向延伸为挡板，旋转部件2可以通过卡脚21和挡板相配合卡接于车轮1的中心孔中，该挡板也能起到防止灰尘等进入旋转部件2和中心孔连接部分的作用，在实际应用中，旋转部件2也可通过其他方式安装于车轮1的中心孔中，本发明对此并不限定，比如直接将旋转部件2焊接在车轮1的中心孔内。上述挡板可以为环形板，也可以包括周向上间隔设置的若干分板，具体可以结合实际情况进行确定。
综上两段所述，悬浮盘5设置于旋转部件2的筒状部内部，而旋转部件2的筒状部又设置在车轮1的中心孔内部，使悬浮盘5将旋转部件2作为过渡件，连接在车轮1的中心孔中。
请继续参考图3，旋转部件2的筒状部外侧还设有若干导向块23，各导向块23均匀分布在筒状部的外侧，导向块23可以在筒状部安装于车轮1的中心孔时，与中心孔内的凹槽进行配合，实现安装时的导向功能。该导向块23还可以通过卡在中心孔的凹槽内，使旋转部件2在车轮1旋转时能随着车轮1一起旋转，且转速相同。
在实际应用中，旋转部件2是否设置导向块23取决于旋转部件2与车轮1的中心孔的连接方式，若连接方式是上文所举例子中的焊接，导致旋转部件2不需要导向块23即可随车轮1旋转且转速相同，则可不设置导向块23，若连接方式无法保证旋转部件2能随车轮1一起旋转且转速相同，则需要设置导向块23。
需要说明的是，该导向块23也可以设置在车轮1的中心孔内，并且在旋转部件2的筒状部外侧设置凹槽，这同样可以在安装旋转部件2时起到导向作用、并在实际使用中保证旋转部件2和车轮1的同步转动。
上文提到，转速传感器4和齿圈3的其中一个安装于悬浮盘5，另一个安装于车轮1的中心孔，而在实施例中，悬浮盘5与车轮1的中心孔之间安装有过渡件旋转部件2，则可将转速传感器4和齿圈3的其中一个安装于悬浮盘5，另一个安装于旋转部件2内。
在转速传感器4安装于悬浮盘5时，齿圈3安装于旋转部件2内部，而齿圈3与旋转部件2之间具体的连接方式，本发明并不做限定，齿圈3可以通过过盈配合安装于旋转部件2的筒状部内部，也可以直接焊接在筒状部内，在实施例中，如图3所示，旋转部件2还设有底部，该底部可以和筒状部配合，将齿圈3卡在紧贴底部的位置，采用这种连接方式时，旋转部件2的整体形状变为一端开口的桶状。
在实施例的连接方式中，旋转部件2对齿圈3的固定作用主要由筒状部完成，而底部只要能起到对齿圈3的限位作用即可，该底部可以为完整的圆形板，以对筒状部的一端进行封堵，进而将本发明所提供车速测量装置与车轮1内的其他部件相隔离，或者，该底部可以为环形结构件，如一体式的环形板、沿周向间隔设置的若干分板等。而如果旋转部件2与齿圈3的连接方式是焊接等，旋转部件2可以仅靠筒状部即可完成对齿圈3的固定以及限位，此时，也可不设置底部。
请参考图2，在实施例中，悬浮盘5包括柱部，该柱部的外沿径向延伸为盖板部，该盖板部的作用能防止灰尘等杂质进入轴承6内而影响轴承的正常使用。当然，在实际应用中，悬浮盘5也可以不设置上述的盖板部，转而有其他的部件来实现上述的功能。
如图1所示，本发明还提供一种汽车车轮，包括轮毂，轮毂设有中心孔，中心孔安装有上述各实施方式所涉及的车速测量装置。
由于上述的车速测量装置已经具备如上的技术效果，那么，具有该车速测量装置的汽车车轮亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种车速测量装置，其特征在于：包括悬浮盘(5)、转速传感器(4)和齿圈(3)，所述悬浮盘(5)可相对转动地安装于车轮(1)的中心孔，所述悬浮盘(5)设有配重部件(51)，使得所述悬浮盘(5)的质心偏离所述悬浮盘(5)的中轴线，以使所述悬浮盘(5)在所述车轮(1)旋转时能够保持静止；
所述转速传感器(4)和所述齿圈(3)的其中一个安装于所述悬浮盘(5)，另一个安装于所述车轮(1)的中心孔，相对转动的所述转速传感器(4)和所述齿圈(3)相配合能够测量车速；
还包括旋转部件(2)，所述旋转部件(2)包括筒状部，所述筒状部安装于所述车轮(1)的中心孔，所述悬浮盘(5)可转动地安装于所述筒状部的内孔。
2.根据权利要求1所述车速测量装置，其特征在于：还包括信号发射模块，所述信号发射模块与所述转速传感器(4)信号连接。
3.根据权利要求1所述车速测量装置，其特征在于：还包括电池，所述电池用于向所述转速传感器(4)供电。
4.根据权利要求3所述车速测量装置，其特征在于：所述悬浮盘(5)的外侧设有太阳能电池板(52)，所述太阳能电池板(52)用于向所述电池充电。
5.根据权利要求1所述车速测量装置，其特征在于：所述配重部件(51)安装于所述悬浮盘(5)的轴向内端面。
6.根据权利要求1-5中任一项所述车速测量装置，其特征在于：所述筒状部卡装于所述中心孔；和/或，
所述筒状部的外壁面和所述中心孔的孔壁中，一者设有导向块(23)，另一者设有导向槽，所述导向块(23)能够插装于所述导向槽。
7.根据权利要求1-5中任一项所述车速测量装置，其特征在于：所述齿圈(3)安装于所述筒状部；和/或，
所述悬浮盘(5)通过轴承(6)安装于所述筒状部。
8.根据权利要求7所述车速测量装置，其特征在于：所述悬浮盘(5)包括柱部，所述柱部的外缘设有沿径向延伸的盖板部，所述轴承(6)安装在所述柱部和所述筒状部之间，所述盖板部能够对所述轴承(6)进行遮挡。
9.一种汽车车轮，包括轮毂，所述轮毂设有中心孔，其特征在于：所述中心孔安装有如权利要求1-8中任一项所述车速测量装置。
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