CN206638699U - 测速装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测速装置及汽车。其中，测速装置包括：加速度计传感器，用于测量汽车的加速度；陀螺仪传感器，与汽车车轮的径向平面呈预设夹角，用于测量车轮的角速度；控制器，控制器与加速度计传感器以及陀螺仪传感器通信连接，用于根据预设公式将加速度计传感器以及陀螺仪传感器测得的加速度和角速度信息换算成车轮脉冲数及车速；电源，与加速度计传感器、陀螺仪传感器以及控制器电连接。另外本实用新型还提供一种汽车，包含车体、测速装置和外部设备；测速装置可拆卸地安装在车轮上；测速装置与外部设备通信连接，用于为外部设备提供车速。本实用新型提供的测速装置及汽车可以在汽车行驶在颠簸路面时为外部设备提供准确的车速。

Description

测速装置及汽车

技术领域

本实用新型涉及测速技术领域，尤其涉及一种测速装置及汽车。

背景技术

车速是车辆的重要参数之一，常用于各种需要车速信号的设备或系统中。随着汽车行业的发展，为了满足人们对车辆的不同需求，通常需要在原有汽车上外接其他设备，例如车辆计价器，这些设备需要使用汽车的行驶速度，以便实现计价或者其他功能。

现有技术中，这些外接设备一般都是通过外接信号线与汽车内部设置的车速传感装置连接，以便获得汽车的车速信号。

但是，这种获取车速信号的方式需要对汽车进行破拆并布线，会影响汽车的外观，布线不合适时又会影响其他设备的稳定性。而外部设部通过单独的加速度计传感器直接测量车速时，又会在颠簸路面出现测不准的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种测速装置及汽车，以解决现有技术外接设备直接通过加速度计传感器测速测不准的问题。

本实用新型提供一种测速装置，包括：加速度计传感器，用于测量汽车的加速度；陀螺仪传感器，与汽车车轮的径向平面呈预设夹角，用于测量车轮的角速度；控制器，控制器与加速度计传感器以及陀螺仪传感器通信连接，用于根据预设公式将加速度计传感器以及陀螺仪传感器测得的加速度和角速度信息换算成车轮脉冲数及汽车的行驶速度；电源，与加速度计传感器、陀螺仪传感器以及控制器电连接。

如上所述的测速装置，其中，加速度计传感器设置在车轮的轴心方向上。

如上所述的测速装置，其中，加速度计传感器和陀螺仪传感器集成为一六轴传感器。

如上所述的测速装置，其中，包括电路板，六轴传感器安装在电路板上。

如上所述的测速装置，其中，电路板设置有导电的夹持部，夹持部与电路板之间形成有用于固定电源的容纳腔。

如上所述的测速装置，其中，包括壳体，电路板安装在壳体内，且与壳体的径向平面形成预设夹角。

如上所述的测速装置，其中，包括由壳体的内壁向内延伸形成的安装凸台，安装凸台与壳体的径向平面形成预设夹角；电路板固定在安装凸台上。

如上所述的测速装置，其中，预设夹角的范围为82度到89度。

如上所述的测速装置，其中，还包括通信模块，通信模块与控制器通信连接，用于将行驶速度传输给外部设备。

本实用新型还提供一种汽车，包含车体、测速装置和外部设备；测速装置可拆卸地安装在车轮上；测速装置与外部设备通信连接，用于为外部设备提供行驶速度。

本实用新型提供的测速装置及汽车通过加速度计传感器和陀螺仪传感器来获取车速信号，通过陀螺仪传感器获取的角速度对汽车加速度计传感器获取到的加速度进行校正，可以获得颠簸路面准确的车速。

附图说明

图1为本实用新型测速装置的结构框图；

图2为本实用新型测速装置的安装示意图；

图3为本实用新型测速装置的结构示意图；

图4为本实用新型测速装置壳体的结构示意图；

图5为图4的局部剖视图。

附图标记说明：

1：测速装置； 11：六轴传感器；

111：加速度计传感器； 112：陀螺仪传感器；

12：控制器； 13：电路板；

131：夹持部； 14：电源；

15：通信模块； 16：壳体；

161：安装凸台； φ：预设夹角；

2：车轮径向平面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。

图1为本实用新型测速装置的结构框图，图2为本实用新型测速装置的安装示意图，图3为本实用新型测速装置的结构示意图。

请结合图1至图3，本实施例提供的测速装置1，包括：加速度计传感器111，用于测量汽车的加速度；陀螺仪传感器112，与汽车车轮径向平面2呈预设夹角φ，用于测量车轮的角速度；控制器12，控制器12与加速度计传感器111以及陀螺仪传感器112通信连接，用于根据预设公式将加速度计传感器111以及陀螺仪传感器112测得的加速度和角速度信息换算成车轮脉冲数及汽车的行驶速度；电源14，与加速度计传感器111、陀螺仪传感器112以及控制器12电连接。

具体地，加速度计传感器111输出的是正弦波，路况平坦时，其输出的波形比较稳定，路况颠簸时，其波形不规则。当加速度计传感器111的周期性变化比较稳定的时候,就能根据其脉冲数计算出实际行驶速度。陀螺仪传感器112一般量程较小，如果使其测量方向与车轮角速度方向一致时，测量结果可能会超出其量程，但是通过将陀螺仪传感器112的测量方向旋转到与车轮角速度方向成预设角度φ，即将陀螺仪传感器112安装在与汽车车轮径向平面2呈预设夹角φ的位置上，其测得的角速度相当于实际车轮角速度乘以预设夹角φ的余弦，就能保证陀螺仪传感器112测得的数据不超过其量程。但是由于预设夹角φ随着使用时间的增加会发生变化，所以陀螺仪传感器112测得的角速度准确性无法得到保证，但是其测得的角速度的变化趋势较为准确，即角加速度的值是准确的。

当路况平坦时，控制器12把加速度计传感器111的输出转换成车速信号输出；当路况颠簸时，加速度计传感器111输出的波形不稳定，这时可以依靠陀螺仪传感器112将其根据预设公式恢复成该时间段的稳定波形。即控制器12依靠陀螺仪传感器112测得的角速度波形，根据角速度与角加速度的公式得到角加速度的波形，根据角加速度与加速度的公式可以得到该颠簸时间段加速度的波形，以此替换加速度计传感器111在该颠簸时间段的波形。由此，加速度计传感器111测量的波形可以恢复为稳定的波形，根据其脉冲数可以得到实际车速。上述控制器12工作过程中所依靠的预设公式为角速度与角加速度的公式以及角加速度与加速度的公式可以参见教科书、技术手册或者其他公开的技术资料。

控制器可以是现有技术中任意一种如单片机、ARM芯片等，在此不做具体限定。

测速装置1设置有电源14，电源14与加速度计传感器111、陀螺仪传感器112和控制器12电连接，输出为3.3V的直流电，可以实现装置的独立供电。另外，电源可以是现有的供电设备，如纽扣电池或太阳能电池等，在此不做具体限定。

由上述可知，本实施例提供的测速装置通过加速度计传感器、陀螺仪传感器来获取汽车的加速度和角加速度，控制器用陀螺仪传感器获取的角速度对汽车加速度计传感器获取的加速度进行校正，可以获得颠簸路面准确的车速。

进一步，加速度计传感器111设置在车轮的轴心方向上。这个位置向心加速度为零，加速度计传感器111测量到的值就是重力加速度。车轮转动时输出的波形为从负9.8平方米/秒到正9.8平方米/秒的周期性变化的正弦波，便于控制器12进行处理。具体地，如果由于安装限制等问题，加速度计传感器无法准确安装在轴心方向，可将其安装在尽量靠近轴心的位置。

在本实施例中，加速度计传感器111和陀螺仪传感器112集成为一六轴传感器11。具体地，六轴传感器11可以测量三个方向的加速度和三个方向的角速度，能够满足测量车速的需求。由于六轴传感器11将加速度计传感器111和陀螺仪传感器112集成为一体，安装及使用更加方便。

在本实施例中，测速装置1还包括电路板13，六轴传感器11安装在电路板13上。电路板13设置有导电的夹持部131，夹持部131与电路板13之间形成有用于固定电源14的容纳腔。

具体地，六轴传感器11、控制器12焊接在电路板13上，电源14固定在电路板13的夹持部131上，夹持部131为导电材料，可以实现电源14与电路板13之间的电连接。同时，这种连接方式的电源拆装方便，便于维护。

图4为本实用新型测速装置壳体的结构示意，图5为图4的局部剖视图。请结合图4和图5，测速装置1还包括壳体16，电路板13安装在壳体16中，且与壳体16的径向平面形成预设夹角φ。壳体16的内壁向内延伸形成有安装凸台161，安装凸台161与壳体16的径向平面形成预设夹角φ；电路板13固定在安装凸台161上。

具体地，壳体16还包括端盖，端盖与壳体16可拆卸连接，具体连接方式可以为卡接或螺接等，安装时，先除去端盖，再将电路板13安装在壳体16的安装凸台161上，保证电路板13与安装凸台161平面平行，由于六轴传感器11固定在电路板13上，安装凸台161与壳体16的径向平面形成预设夹角φ，则六轴传感器11与壳体16的径向平面呈预设夹角φ，即陀螺仪传感器112与壳体16的径向平面呈预设夹角φ。优选地，壳体16或端盖设置有连接部，通过连接部可以将测速装置1固定在车轮上，并使壳体16的径向平面与车轮径向平面2平行。

壳体可以使用现有技术中的任意非导电材料经过常用的加工方法制造，如可以采用塑料经过注塑而成。优选地，壳体为塑料外壳，外形为圆柱形，但是壳体的外形可以是任意的，只要通过安装凸台的角度保证陀螺仪传感器与车轮径向平面的预设角度即可，在此不做具体限定。

本实施例中，预设夹角φ的范围为82度到89度。具体地，陀螺仪传感器112测得的角速度相当于实际车轮角速度乘以预设夹角φ的余弦，当预设夹角φ的范围为82度到89度，其余弦值较小，对陀螺仪传感器112量程的放大作用较大，就能保证陀螺仪传感器112测得的数据不超过其量程。

另外，在壳体16的加工过程中，由于预设夹角φ较大，安装凸台161与壳体16径向平面形成夹角接近90度，外壳16体积较大，加工困难，此时可以选择六轴传感器11的另一个方向来测量车轮角速度。由于六轴传感器11可以测量三个方向的角速度，且三个方向互相垂直，当测量方向与车轮角速度方向成预设夹角φ时，六轴传感器11的另一个测量方向与车轮角速度方向的夹角为预设夹角φ的余角，即该测量方向的安装平面与车轮径向平面2的夹角为预设夹角φ的余角，此时安装凸台161与壳体16径向平面的夹角也变为预设夹角φ的余角，壳体体积较小，加工方便。

本实施例中，测速装置1还包括通信模块15，通信模块15与控制器12通信连接，用于将行驶速度传输给外部设备。具体地，通信模块15可以为陶瓷天线，通过无线传输的方式将行驶速度传输给外部设备，比通过导线连接的方式更加方便，测速装置的独立性更强。

本实施例提供的测速装置通过加速度计传感器、陀螺仪传感器来获取加速度和角加速度，通过陀螺仪传感器获取的角速度对汽车加速度计传感器获取到的加速度进行校正，可以获得颠簸路面准确的车速。

本实施例还提供一种汽车，包含车体、测速装置和外部设备；测速装置可拆卸地安装在车轮上；测速装置与外部设备通信连接，用于为外部设备提供行驶速度。

具体地，车体可以是现有技术中任意车型的车体结构，外部设备可以是现有技术中任意需要车速信号的设备，如车辆计价器等，在此不作具体的限定。此外，本实施例中测速装置结构和功能与上述实施例相同，具体可参见上述实施例，在此不再进行赘述。

由上述可知，本实施例提供的汽车可以在不拆装车体的情况下给外部设备提供准确车速信号，节省了人力成本，便于安装和维护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种测速装置，其特征在于，包括：

加速度计传感器，用于测量汽车的加速度；

陀螺仪传感器，与所述汽车车轮的径向平面呈预设夹角，用于测量所述车轮的角速度；

控制器，所述控制器与所述加速度计传感器以及所述陀螺仪传感器通信连接，用于根据预设公式将所述加速度计传感器以及所述陀螺仪传感器测得的所述加速度和所述角速度信息换算成所述车轮脉冲数及所述汽车的行驶速度；

电源，与所述加速度计传感器、所述陀螺仪传感器以及所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述加速度计传感器设置在所述车轮的轴心方向上。

3.根据权利要求2所述的测速装置，其特征在于，所述加速度计传感器和所述陀螺仪传感器集成为一六轴传感器。

4.根据权利要求3所述的测速装置，其特征在于，包括电路板，所述六轴传感器安装在所述电路板上。

5.根据权利要求4所述的测速装置，其特征在于，所述电路板设置有导电的夹持部，所述夹持部与所述电路板之间形成有用于固定所述电源的容纳腔。

6.根据权利要求4所述的测速装置，其特征在于，包括壳体，所述电路板安装在所述壳体内，且与所述壳体的径向平面形成所述预设夹角。

7.根据权利要求6所述的测速装置，其特征在于，包括由所述壳体的内壁向内延伸形成的安装凸台，所述安装凸台与所述壳体的径向平面形成所述预设夹角；所述电路板固定在所述安装凸台上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的测速装置，其特征在于，所述预设夹角的范围为82度到89度。

9.根据权利要求1-7任一项所述的测速装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器通信连接，用于将所述行驶速度传输给外部设备。

10.一种汽车，其特征在于，包含车体、权利要求1-9任一项所述的测速装置和外部设备；所述测速装置可拆卸地安装在所述车轮上；所述测速装置与所述外部设备通信连接，用于为所述外部设备提供所述行驶速度。