CN205098136U - 一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其主要原理为：通过使用激光扫描雷达获取汽车前方的道路环境信息，得到汽车前方的障碍目标尺寸，CPU处理器根据所述道路环境信息和所述障碍目标尺寸，得到所述障碍目标，进而判定汽车前方的障碍目标为小动物或者小型障碍物，且当此时汽车的实际行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次，从而能够避免在高速情况下汽车驾驶员由于突然转向而造成侧翻、翻滚，甚至与小动物等障碍目标发生碰撞的严重交通事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全驾驶领域，特别涉及一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置。
背景技术
汽车在高速行驶过程中，若突然转向，由于离心作用，极易导致汽车侧翻，严重情况下导致汽车翻滚，从而导致严重的人员损失和财产损失。在实际行车中，造成驾驶人突然转向的因素很多，包括周围其他车辆突然介入本汽车的行驶路径，也包括突然出现的动物或者其他障碍物。当汽车在道路上高速行驶时，遇到上述突然出现的车辆、动物以及其他障碍物时，汽车上的驾驶人很大程度上会进行制动并紧急转向等操作，从而引发车辆侧翻、翻滚等严重的交通事故。
从碰撞机理而言，若汽车前方突然出现的客车、卡车等大型目标与该汽车碰撞，则可能带来严重地后果；若汽车前方突然出现的小型动物等较小目标与该汽车碰撞，则可能带来的损失相对较小。从保护汽车的乘员安全角度出发，当汽车前方出现小动物等小型障碍目标，且汽车速度较高时，汽车驾驶人最好能做到不进行转向操作，否则也会有损失产生。
本实用新型发明人发现，若汽车能通过传感器检测到上述突然出现的障碍目标，并结合汽车速度，即满足汽车在以较高速度行驶过程出现小动物等障碍目标时，通过短时锁死方向盘，则很大程度上会避免汽车驾驶人进行紧急转向操作，并进一步避免汽车发生侧滑、翻滚，甚至与小动物等障碍目标发生碰撞等严重交通事故。
发明内容
针对以上问题，本实用新型的目的在于提出一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，该装置投资少、适合规模化推广、智能化、自动化，无需操作且可靠性高。
本实用新型的基本原理：通过使用激光扫描雷达获取汽车前方的道路环境信息，进而依次判断汽车前方的障碍目标大小、判定所述障碍目标的类型，处理器接收并处理汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标的类型，得到经过处理器的信号；步进电机根据经过处理器的信号,判定汽车前方突然出现的障碍目标为小动物或者小型障碍物，且此时汽车的行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，汽车立即启动其轴锁止器，当汽车启动轴锁止器时，该轴锁止器转向轴锁死，当轴锁止器与轴锁死接触时，汽车的复位弹簧将轴锁止器复位，使得汽车的方向盘实现短时锁死后即能恢复正常工作，从而避免汽车驾驶人由于紧急转向而造成侧翻、翻滚，甚至与小动物等障碍目标发生碰撞的严重交通事故。
为达到上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。
一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，包括：激光扫描雷达、CPU处理器和安装在方向盘上的轴锁止器；
采用数据线将激光扫描雷达的数据输出端与CPU处理器的数据输入端电连接，采用数据线将CPU处理器的数据输出端与轴锁止器的控制端电连接；
所述激光扫描雷达，固定安装在汽车前保险杆正中央，所述激光扫描雷达的探测面和汽车的行驶方向一致，用于扫描汽车前方的道路环境信息，并据此判定汽车是否能够继续正常行驶；
若汽车前方出现障碍目标，则根据扫描的汽车前方的道路环境信息得到所述障碍目标尺寸，并将所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸均发送至CPU处理器；
所述CPU处理器，安装在汽车仪表盘下方，用于接收所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸，并据此得到所述障碍目标，进而判定汽车前方的所述障碍目标为小动物或者小型障碍物，且当汽车的实际行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次。
上述技术方案的进一步改进特点在于：
所述激光雷达为Velodyne公司生产的HDL32E激光雷达。
所述CPU处理器为飞思卡尔单片机，具体型号为MC9S12XS128。
所述轴锁止器包括步进电机、拉线、固定在步进电机的输出轴上的线轮、环绕安装在方向盘的转轴上的开口弹性轴瓦以及使所述开口弹性轴瓦张开的复位弹簧；所述开口轴瓦的固定端固定在车身上，所述开口轴瓦的自由端连接复位弹簧；所述步进电机固定在所述开口轴瓦的固定端一侧，所述拉线的一端固定在所述线轮上，所述拉线的另一端固定在所述开口轴瓦的自由端，所述拉线使所述开口弹性轴瓦抱合。
所述步进电机为伟恒升公司的RM2BNOS。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用激光扫描雷达扫描汽车前方的道路环境信息，判断汽车前方是否突然介入障碍目标，并根据扫描得到的道路环境信息判定障碍目标尺寸；当CPU处理器确定出现的障碍目标为动物或者小型障碍物，且此时汽车的行驶速度大于汽车行驶速度的设定值时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次，实现汽车方向盘的短时锁死后即能恢复正常工作，从而能够避免在高速情况下汽车驾驶员由于突然转向而造成侧翻、翻滚，甚至与小动物等障碍目标发生碰撞的严重交通事故。
附图说明
图1为汽车的轴锁止器与步进电机的硬件连接示意图；
图2为CPU处理器的硬件连接示意图；
图中：1、转向轴；2、轴锁止器；3、复位弹簧；4、拉线；5、步进电机；6、支架；7、CPU处理器；8、连接激光扫描雷达的I/O接口；9、连接步进电机的信号线。
具体实施方法
参照图1，为汽车的轴锁止器与步进电机的硬件连接示意图，一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，包括：激光扫描雷达、CPU处理器和安装在方向盘上的轴锁止器；采用数据线激光扫描雷达的数据输出端与CPU处理器的数据输入端电连接，采用数据线将CPU处理器的数据输出端与轴锁止器的控制端电连接。
该种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置具体实施方式为；
参照图2，为CPU处理器的硬件连接示意图，在高速紧急状态下方向盘锁死装置中，激光扫描雷达固定安装在汽车前保险杆正中央，并采用细纹螺栓固定安装，激光扫描雷达的探测面和汽车的行驶方向一致，用于扫描汽车前方的道路环境信息，并据此判定汽车是否能够继续正常行驶；
若汽车前方出现障碍目标，则根据扫描的汽车前方的道路环境信息得到所述障碍目标尺寸，并将所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸均发送至CPU处理器。
CPU处理器安装在汽车仪表盘下方，并采用金属盒封装，该CPU处理器通过I/O接口与激光扫描雷达连接，用于接收所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸，并据此得到所述障碍目标，进而判定汽车前方的所述障碍目标为小动物或者小型障碍物，且当汽车的实际行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次。
具体地，汽车在工作时，首先通过激光雷达扫描汽车前方的道路环境信息，检测是否出现突然介入汽车前方的障碍目标，若出现所述障碍目标，则根据汽车前方的道路环境信息得到所述障碍目标尺寸，CPU处理器用于接收所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸，并据此得到所述障碍目标，进而判定汽车前方的障碍目标为小动物或者小型障碍物，且当汽车的实际行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次，其轴锁死的锁死时间设定为1秒；其中，长度和宽度分别小于50cm的所述障碍目标，认定为小动物或者小型障碍物。
所述轴锁止器包括步进电机、拉线、固定在步进电机的输出轴上的线轮、环绕安装在方向盘的转轴上的开口弹性轴瓦以及使所述开口弹性轴瓦张开的复位弹簧；所述开口轴瓦的固定端固定在车身上，所述开口轴瓦的自由端连接复位弹簧；所述步进电机固定在所述开口轴瓦的固定端一侧，所述拉线的一端固定在所述线轮上，所述拉线的另一端固定在所述开口轴瓦的自由端，所述拉线使所述开口弹性轴瓦抱合。
该实用新型的操作可以避免汽车在高速行驶时，当汽车前方突然出现动物等小型障碍物而使得汽车驾驶员紧急转向造成侧翻、翻滚，甚至与小动物等障碍目标发生碰撞的严重交通事故。
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，所做出的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，包括：激光扫描雷达、CPU处理器和安装在方向盘上的轴锁止器；
采用数据线将激光扫描雷达的数据输出端与CPU处理器的数据输入端电连接，采用数据线将CPU处理器的数据输出端与轴锁止器的控制端电连接；
所述激光扫描雷达，固定安装在汽车前保险杆正中央，所述激光扫描雷达的探测面和汽车的行驶方向一致，用于扫描汽车前方的道路环境信息，并据此判定汽车是否能够继续正常行驶；若汽车前方出现障碍目标，则根据扫描的汽车前方的道路环境信息得到所述障碍目标尺寸，并将所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸均发送至CPU处理器；
所述CPU处理器，安装在汽车仪表盘下方，用于接收所述汽车前方的道路环境信息和所述障碍目标尺寸，并据此得到所述障碍目标，进而判定汽车前方的所述障碍目标为小动物或者小型障碍物，且当汽车的实际行驶速度大于汽车的设定行驶速度时，CPU处理器控制轴锁止器间歇锁死一次。
2.如权利要求1所述的一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，所述轴锁止器包括步进电机、拉线、固定在步进电机的输出轴上的线轮、环绕安装在方向盘的转轴上的开口弹性轴瓦以及使所述开口弹性轴瓦张开的复位弹簧；所述开口轴瓦的固定端固定在车身上，所述开口轴瓦的自由端连接复位弹簧；所述步进电机固定在所述开口轴瓦的固定端一侧，所述拉线的一端固定在所述线轮上，所述拉线的另一端固定在所述开口轴瓦的自由端，所述拉线使所述开口弹性轴瓦抱合。
3.如权利要求1所述的一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，所述激光扫描雷达为Velodyne公司生产的HDL32E激光雷达。
4.如权利要求1所述的一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，所述CPU处理器为飞思卡尔单片机，具体型号为MC9S12XS128。
5.如权利要求2所述的一种紧急状态下汽车的方向盘锁死装置，其特征在于，所述步进电机为伟恒升公司的RM2BNOS。
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