CN217575346U - 车轮转向监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车轮转向监测装置，包括运动单元和与所述运动单元相配合的监测单元，所述运动单元包括移动件和转动件，所述移动件用于安装在车辆的横拉杆上以在车轮转向时随横拉杆同步移动，所述转动件与所述移动件传动连接并在所述移动件的驱动下转动，所述转动件上设置有若干磁铁，所述若干磁铁沿所述转动件的周向均匀间隔布置，所述监测单元包括电性连接的传感器和控制器，所述传感器感应所述转动件上的磁铁并产生信号，所述控制器根据所述传感器的信号计算车轮的转向角度，本实用新型车轮转向监测装置可以计算车轮的转向角度并展示给用户，使得用户可以直观地获知车轮的实时转向角度，提升驾乘安全。

Description

车轮转向监测装置

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车轮转向监测装置。

背景技术

随着工业技术的不断发展以及生活水平的逐步提高，汽车走进千家万户，成为人们日常生活中常用的代步工具，随之而来的是爆发式增长的新手司机，这对于驾乘安全是个巨大的考验。

在实际操作中，停车时方向盘没有回正是新手司机普遍存在的问题之一，这使得车辆再次起步时其实际行进的方向与预期的方向会产生一定偏差，此时若车辆前方或者侧方临近位置有其它车辆或者障碍物，则极易造成事故的发生。

发明内容

有鉴于此，提供一种能有效解决上述技术问题的车轮转向监测装置。

一种车轮转向监测装置，包括运动单元和与所述运动单元相配合的监测单元，所述运动单元包括移动件和转动件，所述移动件用于安装在车辆的横拉杆上以在车轮转向时随横拉杆同步移动，所述转动件与所述移动件传动连接并在所述移动件的驱动下转动，所述转动件上设置有若干磁铁，所述若干磁铁沿所述转动件的周向均匀间隔布置，所述监测单元包括电性连接的传感器和控制器，所述传感器感应所述转动件上的磁铁并产生信号，所述控制器根据所述传感器的信号计算车轮的转向角度。

相较于现有技术，本实用新型车轮转向监测装置通过移动件和转动件的相互作用，将车辆横拉杆的左右移动转化为磁铁的转动，传感器根据磁铁转动中的位置变化产生相应的信号，控制器据此计算出车轮的转向角度、转向方向等信息并通过图文、声音等方式展示给用户，使得用户可以直观地获知车轮的实时转向角度，避免车辆起步时与周边物体产生刮擦，提升驾乘安全。

附图说明

图1为本实用新型车轮转向监测装置一实施例的结构示意图。

图2为图1所示车轮转向监测装置的爆炸图。

图3为图1沿III-III线的剖视图。

图4为本实用新型车轮转向监测装置的运行示意图。

附图标号说明：

壳体10，固定孔12，第一空间14，第二空间16，插接口18；

运动单元20，移动件22，转动件24，齿轮26，轴杆27，磁铁28，容置槽29；

监测单元30，传感器32，控制器34，连接端子36。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本实用新型附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

本实用新型提供一种车轮转向监测装置，应用于车辆上。图1-4所示为本实用新型车轮转向监测装置的一具体实施例，包括壳体10、与壳体10活动连接的运动单元20以及与运动单元20相配合的监测单元30。

壳体10作为整个车轮转向监测装置的承载部件，安装于车辆的固定件，如车架上。图示实施例中，壳体10上形成有固定孔12，螺钉等固定件穿设于固定孔12中，将壳体10与车架可拆卸地连接。壳体10优选地为注塑成型的一体结构，内部形成相互连通的第一空间 14和第二空间16。按图示方向，第一空间14横向延伸，用于安装监测单元30；第二空间 16竖向延伸，位于第一空间14的下方且对应第一空间14的中央设置，用于安装运动单元 20。车辆转向时，运动单元20相对于壳体10转动，监测单元30感应运动单元20的转动方向、转动角度等，据此计算出车轮的转向角度并输出给用户，使用户能直观地了解车轮的实时转向角度。

运动单元20包括传动连接的移动件22、转动件24等，其中移动件22安装于车辆前轮之间的横拉杆上，转动件24活动地插接于壳体10中。图示实施例中，移动件22为水平设置的齿条，通过螺钉等固定件安装于横拉杆上以随横拉杆同步移动，较佳地齿条的长度大于横拉杆的最大活动行程；转动件24包括齿轮26，齿轮26与移动件22相啮合并在其驱动下相对于壳体10转动。齿轮26的中央沿轴向向外延伸形成有轴杆27，轴杆27竖直延伸、活动地插接于壳体10的第二空间16中。轴杆27上设置有多个磁铁28，磁铁28靠近监测单元 30设置以在转动过程中能被感应到。图示实施例中，磁铁28的数量为八个，沿轴杆27的周向均匀间隔设置，轴杆27的末端的端面内凹形成八个容置槽29，每一磁铁28容纳并固定于其中一容置槽29中。在其它实施例中，磁铁28的数量可以根据需要变换，其数量越多对车轮的转向角度的检测精度越高，在一优选的实施例中磁铁28的数量不少于18个，两个相邻的磁铁28在周向上的间隔角度不超过20度。

监测单元30包括电性连接的传感器32、控制器34等，其中传感器32优选地为Hall传感器，可以感应磁场强度变化并产生相应的电信号。较佳地，传感器32正对磁铁28的转动路径设置，使得轴杆27在转动的过程中，各个磁铁28可以顺序对准传感器32。每一磁铁 28在对准传感器32时，传感器32所在位置的磁场强度达到最大，传感器32产生一次信号。控制器34与传感器32电性连接，根据传感器32产生信号的次数计算出车轮的转向角度。控制器34还与车辆的显示器件，如显示屏、仪表盘等连接，将车轮的转向角度以文字、图片等形式展示给用户；或者，控制器34还与车辆的语音系统连接，将车轮的转向角度以语音的形式播报给用户。

具体地，车辆转向时，用户操作方向盘并通过转向系统带动横拉杆在左右方向上动，使车轮产生相应方向的偏转。车辆左转向时，横拉杆带动移动件22向左移动一定距离，进而驱动齿轮26逆时针方向转动一定角度；反之，车辆右转向时，横拉杆带动移动件22向右移动一定距离，进而驱动齿轮26顺时针方向转动一定角度。齿轮26在转动时，带动轴杆27以及轴杆27上的磁铁转动，各个磁铁28顺序对正传感器32，正传感器32在对正每一到磁铁28时产生一次信号。根据传感器32所产生信号的次数，控制器34计算出轴杆27转动的角度A1，进而计算出车轮的转向角度A2，具体地：

A1＝n*360/N，其中n为传感器32产生信号的次数、N为磁铁28的数量；

A2＝C*(A1*R1/R2)，其中R1为方向盘的半径、R2为齿轮26的半径、C为固定常数(可以通过车轮的最大转向角度A2max时求得)。为提升检测的精确度，方向盘的半径 R1至少为齿轮26的半径R2的8倍，即方向盘转动一圈、转动件24(包括齿轮26和轴杆 27)至少转动八圈。

较佳地，壳体10为注塑而成的一体结构，在成型壳体10时可以预先将监测单元30放置于模具内，壳体10成型后与监测单元30一体连接，提升监测单元30的稳定性与可靠性。

较佳地，壳体10设置有插接口18，控制器34的连接端子36伸入至插接口18中，方便与车辆的电气连接和数据传输。

较佳地，各个磁铁28的尺寸不同、磁场强度不同，在与传感器32对正时传感器32所产生的信号强弱不同。按图4所示方向，各个磁铁28沿顺时针方向按尺寸大小降序排列、沿逆时针方向按尺寸大小升序排列。轴杆27在顺时针方向转动时，各个磁铁28由小到大逐个对正传感器32，传感器32所产生的信号逐渐增强；反之，轴杆27在逆时针方向转动时，各个磁铁28由大到小逐个对正传感器32，传感器32所产生的信号逐渐减弱。由此，控制器 34根据传感器32信号的强弱变化还可以判断出车轮的转向方向，即传感器32信号逐渐增强时车轮向右转向、信号逐渐减弱时车轮向左转向。

本实用新型车轮转向监测装置通过移动件22和转动件24的相互作用，将车辆横拉杆的左右移动转化为转动件24的正向或者反向转动，进而使得转动件24上的磁铁28随之转动而产生位置变化，传感器32感应磁铁28的磁场强度变化进而产生信号，最终控制器34据此计算出车轮的转向角度、转向方向等信息并通过图文、声音等方式展示给用户，使得用户可以直观地获知车轮的实时转向角度，避免车辆起步时与周边物体产生刮擦，提升驾乘安全。另外，本实用新型采用磁感应方式进行转向角度、转向方向的判断，可以实现无接触感应，具有高精度、高稳定性等优点。需要说明的是，以上实施例中运动单元20以齿条22、齿轮26为例进行说明，应当理解地运动单元20也可以有其它结构，如可以是涡轮蜗杆结构等，只要能实现移动与转动的转化，带动磁铁28转动即可。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种车轮转向监测装置，其特征在于，包括运动单元和与所述运动单元相配合的监测单元，所述运动单元包括移动件和转动件，所述移动件用于安装在车辆的横拉杆上以在车轮转向时随横拉杆同步移动，所述转动件与所述移动件传动连接并在所述移动件的驱动下转动，所述转动件上设置有若干磁铁，所述若干磁铁沿所述转动件的周向均匀间隔布置，所述监测单元包括电性连接的传感器和控制器，所述传感器感应所述转动件上的磁铁并产生信号，所述控制器根据所述传感器的信号计算车轮的转向角度。

2.如权利要求1所述的车轮转向监测装置，其特征在于，相邻的两个所述磁铁在所述转动件的周向上的间隔角度不大于20度。

3.如权利要求1所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述磁铁的尺寸沿所述转动件的周向逐渐变化，所述控制器根据所述传感器信号的强弱变化判定车轮的转向方向。

4.如权利要求1所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述移动件为齿条，所述齿条的长度不小于横拉杆的最大活动行程；所述转动件包括与所述移动件相啮合的齿轮。

5.如权利要求4所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述齿轮的半径不大于车辆的方向盘的半径的1/8。

6.如权利要求4所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述齿轮的中央沿轴向突出形成轴杆，所述轴杆的末端的端面形成若干容置槽，每一所述磁铁嵌设于其中一所述容置槽中。

7.如权利要求6所述的车轮转向监测装置，其特征在于，还包括外壳，所述传感器固定设置于所述外壳中，所述轴杆可转动地与所述外壳插接，所述传感器正对所述磁铁的转动路径设置。

8.如权利要求7所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述外壳为塑胶壳，所述监测单元容纳于所述外壳中并与所述外壳一体连接。

9.如权利要求8所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述外壳形成有插接口，所述控制器的连接端子伸入至所述插接口中。

10.如权利要求1-9任一项所述的车轮转向监测装置，其特征在于，所述传感器为Hall传感器。

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