CN211426532U - 测速装置和交通车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了测速装置和交通车辆；所述测速装置包括：磁力线产生单元，设于所述车辆的车轮上；电感线圈，设于所述车辆的车轮上；其中，所述电感线圈和所述磁力线产生单元在所述车轮转动时产生相对运动，所述磁力线产生单元所产生的磁力线切割所述电感线圈，以使所述电感线圈中产生感应电动势；所述电感线圈中的感应电动势和车轮转速呈线性变化；主控单元，耦接所述电感线圈，用于接收所述电感线圈的感应电动势的信号，并输出对应的车速信息。本实用新型通过环形磁铁与电感线圈之间的相对运动产生感应电动势，利用磁铁转动瞬间的角速度作用产生的电动势，能够侦测到实时电动势，并及时上报给主控单元，从而起到即时侦测即时响应的效果。

Description

测速装置和交通车辆

技术领域

本实用新型涉及共享交通工具管理技术领域，尤其涉及测速装置和交通车辆。

背景技术

随着时代的发展和社会的进步，当前的共享单车行业已经较为成熟，共享单车给人们带来了极大的便利，人们的出行已经离不开共享单车，但是，共享单车作为一种交通工具，其功能还较为单一，还有很多的隐形功能等待开发。尤为明显的是，现在的共享单车普遍缺少可靠的测速装置，这对于车辆状态监测以及车辆的控制而言都存在较大的不便。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够方便又可靠地检查检查车速的技术方案。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何方便又实时地侦测车速。

为实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种测速装置，应用于车辆，包括：磁力线产生单元，设于所述车辆的车轮上；电感线圈，设于所述车辆的车轮上；其中，所述电感线圈和所述磁力线产生单元在所述其中，所述电感线圈和所述磁力线产生单元在所述车轮转动时产生相对运动，所述磁力线产生单元所产生的磁力线切割所述电感线圈，以使所述电感线圈中产生感应电动势；所述电感线圈中的感应电动势和车轮转速呈线性变化；主控单元，耦接所述电感线圈，用于接收所述电感线圈的感应电动势的信号，并输出对应的车速信息。

在本实用新型第一方面的较佳实施方式中，所述磁力线产生单元设于所述车轮的轮毂内，且随所述车轮的转动而转动；所述电感线圈固定设于所述车轮的轮毂中心，且不随所述车轮的转动而转动。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述磁力线产生单元为环形磁铁。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述测速装置还包括：稳压滤波单元，输入端连接所述电感线圈，输出端耦接所述主控单元，用于将所述电感线圈的感应电动势进行滤波和稳压。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述稳压滤波单元包括：稳压二极管；所述稳压二极管的第一端为所述稳压滤波单元的输入端，用于接入所述电感线圈的感应电动势后进行稳压；滤波电容；所述滤波电容的第一端连接所述稳压二极管的第二端；所述滤波电容的第一端为所述稳压滤波单元的输出端，且所述滤波电容的第二端接地。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述测速装置还包括：模数转换单元，输入端连接所述稳压滤波单元的输出端，输出端连接所述主控单元的输入端，用于将经过滤波和稳压后的所述电感线圈的感应电动势从模拟信号转换为数字信号。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述主控单元的类型包括：ARM控制器、MCU控制器、FPGA控制器、SoC控制器或者DSP控制器。

在本实用新型第一方面的另一较佳实施方式中，所述磁力线产生单元为永磁体或加绕线的硅钢片。

为实现上述目的，本实用新型的第二方面提供一种交通车辆，包括所述测速装置。

本实用新型提供的测速装置和交通车辆具有以下技术效果：本实用新型通过环形磁铁与电感线圈之间的相对运动产生感应电动势，同时利用了磁铁转动瞬间的角速度作用产生的电动势，因此本实施例的测速装置能够侦测到实时电动势，并及时上报给主控单元，从而起到即时侦测即时响应的效果。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型在一个较佳实施例中的结构示意图。

图2是本实用新型在一个较佳实施例中的轮毂结构示意图。

图3是本实用新型在一个较佳实施例中的滤波稳压单元的电路结构示意图。

图4是本实用新型在一个较佳实施例中的测速装置的电路结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外为了阐释的目的而描述了本实用新型的一些示例性实施例，需要理解的是，本实用新型可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

共享单车作为人们最为有效的出行方式之一，已变得越来越重要。但是现有的共享单车普遍缺少可靠的测速装置，无法实时方便地监测车辆状态，增加了共享单车的管理难度和管理成本。

有鉴于此，本实用新型提出了测速装置和交通车辆，通过一组特定的电路实现了车速的可靠检查，而且这种测速装置能够实时测速，起到即时侦测即时响应的效果。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

如图1所示，展示了本实用新型在一实施例中的测速装置的结构示意图。本实用新型的测速装置应用于车辆，用于检测车辆的车速；所述车辆包括但不限于单车、摩托车、轿车、货车甚至火车等；所述车辆既可以是私有车辆，也可以是共享车辆(如共享单车、共享助力车或者共享汽车等)，本实施例不作限定。

在本实施例中，所述测速装置包括磁力线产生单元11、电感线圈12和主控单元13；磁力线产生单元11设于车辆的车轮上，电感线圈12也设于车辆的车轮上；其中，所述磁力线产生单元11和电感线圈12在所述车轮转动时产生相对转动，所述磁力线产生单元所产生的磁力线切割所述电感线圈，以使所述电感线圈中产生感应电动势；所述电感线圈中的感应电动势和车轮转速呈线性变化。主控单元13耦接所述电感线圈12，用于接收所述电感线圈12的感应电动势的信号，并输出对应的车速信息。

应理解的是，术语“耦接”应该被理解为直接或者间接的电连接。相应的，如果一个装置/单元被电连接到另一个装置/单元，该连接可以是一种直接的电连接方式，也可以是通过采用其他装置/单元或者连接的一种间接的电连接方式。

具体来说，所述磁力线产生单元11用于产生磁力线，例如是永磁体或者加绕线的硅钢片；永磁体产生磁力线，而加绕线的硅钢片在通电后产生磁力线。所述电感线圈12是利用电磁感应的原理进行工作的器件，通常由电线一圈圈缠绕而成；电感线圈12内通入电流后，则会像磁石一样产生磁力线；电感线圈12受磁力线切割后，线圈中产生感应电动势。

随着车轮转动，磁力线产生单元11和电感线圈12产生相对运动，因此电感线圈12切割所述磁力线产生单元11所产生的磁力线，由此在电感线圈12中产生感应电动势。

为便于本领域技术人员理解，现结合现有的感应电动势的计算公式来进行进一步的解释说明：

E＝B·L·V； 公式1)

其中，E表示感应电动势，B表示磁感应强度，L表示切割磁力线的感应线圈的导线长度，V表示感应线圈垂直切割磁力线的速度，在本实用新型中，感应线圈垂直切割磁力线的速度V是指车辆前行的速度。

由此可知，感应电动势E的大小与速度V(即车速)的大小呈线性变化。即车轮转速越快，电感线圈中的感应电动势越大；反之，车轮转速越慢，电感线圈中的感应电动势越小。

但需说明的是，本实施例中提供的公式1)仅仅是用于解释说明感应电动势与车速之间的关系，而本实用新型本身并不涉及到公式的计算或分析过程，也并不涉及任何软件或算法的处理。

在本实施例中，随着车轮的转动，磁力线产生单元11和电感线圈12之间产生相对运动的方式如下：装设于车轮上的磁力线产生单元11和电感线圈12，两者中的一者随车轮的转动而转动，另一者不随车轮的转动而转动。为便于本领域技术人员理解，现结合图2所展示的轮毂示意图来做进一步的解释说明。

可选的，磁力线产生单元设于轮毂外圈21中，并随着车轮的转动而转动；电感线圈固定设于轮毂中心22中，当车轮转动时电感线圈保持不转动；因此，在车轮转动的过程中，磁力线产生单元和电感线圈发生相对转动。另外，为便于安装和固定，本实施例中的磁力线产生单元的形状优选为环形(例如环形磁铁)，从而能够与轮毂外圈21的形状相契合，能够方便且稳固地安装在轮毂中。

基于类似的原理，也可将磁力线产生单元固定设于轮毂中心22中，当车轮转动时磁力线产生单元保持不转动；电感线圈设于轮毂外圈21中，并随着车轮的转动而转动；因此，在车轮转动的过程中，磁力线产生单元和电感线圈发生相对转动。另外，为便于安装和固定，本实施例中的电感线圈的形状也优选为环形，从而能够与轮毂外圈21的形状相契合，能够方便且稳固地安装在轮毂中。

优选的，所述主控单元13的类型包括但不限于：ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等。

为便于本领域技术人员理解，测速装置如何根据感应电动势进行测速的过程详述如下：首先，可选取初始车速(记为初始车速V0)，并可通过实验观察或者车辆的历史行车数据来测定车速V0所对应的电感线圈的感应电动势大小(记为初始感应电动势E0)；基于感应电动势E和速度V之间的线性变化关系，当测速装置的主控单元检测到感应电动势从初始感应电动势E0变化为E1时，可根据前述内容中的公式1)得到对应的车速V1。

但需说明的是，本实施例提供的测速装置是一种硬件系统，具体包括磁力线产生单元、电感线圈、滤波稳压单元、模数转换单元和主控单元，所述测速装置既可以单独使用，也可与一些现有的程序或软件配合使用，但本实用新型本身并不涉及任何软件技术的更新。

如图1所示，本实施例的测速装置还包括稳压滤波单元14，所述稳压滤波单元14电性连接所述电感线圈12，用于将所述电感线圈12的感应电动势进行滤波和稳压。

具体来说，所述稳压滤波单元的电路结构如图3所示。在图3中，稳压滤波单元具体包括稳压二极管D1和滤波电容C1；稳压二极管D1的第一端为所述稳压滤波单元的输入端，用于接入所述电感线圈的感应电动势后进行稳压；滤波电容C1的第一端连接所述稳压二极管D1的第二端；所述滤波电容的第一端为所述稳压滤波单元的输出端，且所述滤波电容的第二端接地。

在本实施例可选的实现方式中，所述测速装置还包括模数转换单元15，所述模数转换单元15电性连接所述稳压滤波单元14的输出端，用于将经过滤波和稳压后的所述电感线圈12的感应电动势从模拟信号转换为数字信号。

优选的，所述模数转换单元15采用ADC芯片，ADC芯片不仅具有模数转换的基本功能，还包括内部放大器和三态输出锁存器，或还可包括多路开关、采样保持器等。所述ADC芯片具体可选用ADC 0808/0809、ADC08B200、或者AD574A等，本实施例不作限定。

如图4所示，展示了本实用新型一实施例中的测速装置的部分结构的电路结构示意图，包括稳压滤波单元41和主控单元42，模数转换单元ADC芯片集成于主控单元42中。

稳压滤波单元41包括稳压二极管D1和滤波电容C1；稳压二极管D1的第一端为所述稳压滤波单元的输入端，用于接入所述电感线圈的感应电动势后进行稳压；滤波电容C1的第一端连接所述稳压二极管D1的第二端；所述滤波电容的第一端为所述稳压滤波单元的输出端，且所述滤波电容的第二端接地。稳压滤波单元41的输出端连接主控单元42中的ADC芯片并进行模数转换，转换后的数字信号再由主控单元42进行处理。

由上述内容可知，本实施例的测速装置通过环形磁铁与电感线圈之间的相对运动产生感应电动势，同时利用了磁铁转动瞬间的角速度作用产生的电动势，因此本实施例的测速装置能够侦测到实时电动势，并及时上报给主控单元，从而起到即时侦测即时响应的效果。

实施例二：

本实施例提供一种交通车辆，所述交通车辆的类型包括但不限于单车、摩托车、轿车、货车甚至火车等；所述车辆既可以是私有车辆，也可以是共享车辆(如共享单车、共享助力车或者共享汽车等)，本实施例不作限。在本实施例中，所述交通车辆包括前文所述的测速装置，利用该测速装置来侦测车速。

应理解的是，本实施例的交通车辆的实施方式，与前文中测速装置的实施方式类似，故不再赘述。

综上所述，本实用新型提供测速装置和交通车辆，本实用新型通过环形磁铁与电感线圈之间的相对运动产生感应电动势，同时利用了磁铁转动瞬间的角速度作用产生的电动势，因此本实施例的测速装置能够侦测到实时电动势，并及时上报给主控单元，从而起到即时侦测即时响应的效果。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种测速装置，其特征在于，应用于车辆，包括：

磁力线产生单元，设于所述车辆的车轮上；

电感线圈，设于所述车辆的车轮上；所述电感线圈和所述磁力线产生单元在所述车轮转动时产生相对运动，所述磁力线产生单元所产生的磁力线切割所述电感线圈，以使所述电感线圈中产生感应电动势；所述电感线圈中的感应电动势和车轮转速呈线性变化；

主控单元，耦接所述电感线圈，用于接收所述电感线圈的感应电动势的信号，并输出对应的车速信息。

2.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述磁力线产生单元设于所述车轮的轮毂内，且随所述车轮的转动而转动；所述电感线圈固定设于所述车轮的轮毂中心，且不随所述车轮的转动而转动。

3.如权利要求2所述的测速装置，其特征在于，所述磁力线产生单元为环形磁铁。

4.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述测速装置还包括：

稳压滤波单元，输入端连接所述电感线圈，输出端耦接所述主控单元，用于将所述电感线圈的感应电动势进行滤波和稳压。

5.如权利要求4所述的测速装置，其特征在于，所述稳压滤波单元包括：

稳压二极管；所述稳压二极管的第一端为所述稳压滤波单元的输入端，用于接入所述电感线圈的感应电动势后进行稳压；

滤波电容；所述滤波电容的第一端连接所述稳压二极管的第二端；所述滤波电容的第一端为所述稳压滤波单元的输出端，且所述滤波电容的第二端接地。

6.如权利要求4所述的测速装置，其特征在于，还包括：

模数转换单元，输入端连接所述稳压滤波单元的输出端，输出端连接所述主控单元的输入端，用于将经过滤波和稳压后的所述电感线圈的感应电动势从模拟信号转换为数字信号。

7.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述主控单元的类型包括：ARM控制器、MCU控制器、FPGA控制器、SoC控制器或者DSP控制器。

8.如权利要求1所述的测速装置，其特征在于，所述磁力线产生单元为永磁体或加绕线的硅钢片。

9.一种交通车辆，其特征在于，包括如权利要求1所述的测速装置。

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