CN205009891U - 一种电动轮自卸车胎压监测系统 - Google Patents

Abstract

一种电动轮自卸车胎压监测系统，包括位于驾驶室内的显示器、主控器、胎压控制器、中继器和胎压传感器，所述胎压传感器产生的信号通过无线传输到中继器，所述中继器将信号通过无线传输转送至胎压控制器，所述胎压控制器通过CAN总线与主控器连接，所述主控器与显示器连接。胎压传感器实时采集、检测轮胎压力和温度，通过无线传输给中继器，胎压控制器再从中继器收接轮胎压力和温度信号，以及通过CAN总线从主控器得到车辆速度、载荷和外界气温情况，从而对影响轮胎的使用寿命因素进行分析，同时通过动态的调整车辆速度，从而延长轮胎寿命，提高生产效率。另外，本实用新型采用无线传输的方式获取传感器的信号，可以免去布线带来的麻烦，而且方便安装和维护。<u />

Description

一种电动轮自卸车胎压监测系统

技术领域

本实用新型涉及电动轮自卸车，尤其是一种电动轮自卸车胎压监测系统。

背景技术

轮胎寿命是轮胎最重要的性能之一，应用轮胎性能的因素包括：轮胎的日常维修管理、轮胎的应用、轮胎自身的结构。轮胎的应用和轮胎的自身结构是客观存在的，不以人的意志而改变，那么通过我们只能通过加强对轮胎的维修管理来提高延长轮胎的寿命。轮胎的维修管理项目包括轮胎的气压和轮胎的温度；当轮胎气压低于标准值行驶时，其径向变形增大，轮胎两侧将发生过度挠曲，胎侧内壁受压，胎侧外壁受拉，胎体内的帘线产生较大变形和应力，周期性地压缩变形，会加速帘线的疲劳损坏；同时由于轮胎触地面积加大，胎肩的磨损急剧增大；当轮胎气压高于标准值时，因与地接触的面积减少，将加速胎冠中部的磨损，胎面和结构层张力也过大，刚性增加，轮胎易爆裂和被刺破。产生热剥离现象的原件就是轮胎内产生高温，短期内使轮胎内层的橡胶损坏；由于负载不均衡，胎侧受到伸张和压缩，胎体内部的帘线之间产生屈伸，胎面和路面的摩擦，下坡行驶时频繁的刹车都会导致轮胎温度的升高；行驶速度过快、超载同样会使轮胎内部温度升高。胎温的升高会引起橡胶的老化产生龟裂，降低其物理机能，帘布层间产生分离，缩短使用寿命。对于大型工程用电动轮自卸车来说，由于该种工程车体型大而且作业环境比较恶劣，因此对轮胎的要求比较高，所以自卸车的轮胎造价也比较昂贵，一条轮胎的价格在几万甚至十几万元人民币，延长其寿命对工程车的经济性有直接的影响。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动轮自卸车胎压监测系统，可以实时采集和监测轮胎内部压力与温度，根据监测所得到的轮胎内部压力与温度，实现轮胎管理的数字化与科学化，防止轮胎爆胎，增加轮胎寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种电动轮自卸车胎压监测系统，包括位于驾驶室内的显示器、主控器、胎压控制器、中继器和胎压传感器，所述胎压传感器产生的信号通过无线传输到中继器，所述中继器将信号通过无线传输转送至胎压控制器，所述胎压控制器通过CAN总线与主控器连接，所述主控器与显示器连接。本实用新型胎压监测系统是由胎压传感器、中继器、胎压控制器、自卸车主控器和显示器组成。胎压监测系统工作原理：胎压传感器实时采集、检测轮胎压力和温度，通过无线传输给中继器，胎压控制器再从中继器收接轮胎压力和温度信号，以及通过CAN总线从主控器得到车辆速度、载荷和外界气温情况，从而对影响轮胎的使用寿命因素进行分析，并将轮胎压力、温度以及分析结果通过CAN总线传给主控器，主控器通过RS422串口把接收到的数据在显示器上显示，同时通过动态的调整车辆速度，从而延长轮胎寿命，提高生产效率。另外，本实用新型采用无线传输的方式获取传感器的信号，可以免去布线带来的麻烦，而且方便安装和维护。

作为改进，所述胎压传感器包括用于监测轮胎气压的压力传感器、用于监测轮胎温度的温度传感器、用于监测胎压传感器供电电池的电池电压传感器、第一MCU单片机和RF发射单元；所述压力传感器、温度传感器和电池电压传感器均匀第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与RF发射单元连接。胎压传感器主要由负责监测数据的轮胎压力传感器、温度传感器，以及负责信号处理的微控制器MCU以及无线发射模块组成，负责对各个传感器的数据进行采集和处理，并通过振幅控键（ASK）对数据调制，通过天线把调制信号发送到无线接收模块。胎压传感器最终输出信号是一个调制信号，是通过振幅控键方式进行调制，把系统数据信息叠加到433.92MHz的载波上，通过无线发射给射频接收器。

作为改进，所述中继器包括第二MCU单片机和射频调制/解调模块，所述第二MCU单片机与射频调制/解调模块连接。中继器由微控制器MCU和射频调制/解调单元组成，其作用是增加无线信号的传输距离，能够接收和发射射频信号,并且对信号进行一定处理。微控制器是无线中继模块的核心，实现对射频单元的控制，以及基带信号的处理；射频单元可以发射、接收调制后的射频信号,在微控制器控制下运行。

作为改进，所述胎压控制器包括CAN收发器、第三MCU单片机和射频接收模块，所述CAN收发器分别与主控器和第三MCU单片机连接，射频接收模块与第三MCU单片机连接。胎压控制器主要由无线接收模块，微控制器和CAN收发器组成，负责接收胎压传感器发送过来的压力和温度数据，以及从主控器得到车辆速度、载荷和外界气温情况，从而对影响轮胎寿命的因素进行分析和处理，并将轮胎压力、温度以及分析结果通过CAN总线传给主控器。

作为改进，露置在轮胎外侧的出气口与三通阀的第一端口连接，三通阀的第二端口通过气体单向阀与气门嘴连接，三通阀的第三端口与胎压传感器连接。胎压传感器采用外置式安装，优点是拆装方便，缺点是相对于内置胎压传感器温度测量数据不准确，易损坏，还存在防盗问题。在轮辋出气口外侧加装了气体单向阀，防止自卸车运行过程中气嘴或者橡胶管漏气，并且轮胎充气时不需要拆下传感器。

作为改进，所述中继器安装在车架中间位置，中继器的作用是增加无线信号的传输距离，因此应该尽量保证中继器的安装位置处在后轮胎压传感器与驾驶室接收主机的中间。

本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：

胎压传感器实时采集、检测轮胎压力和温度，通过无线传输给中继器，胎压控制器再从中继器收接轮胎压力和温度信号，以及通过CAN总线从主控器得到车辆速度、载荷和外界气温情况，从而对影响轮胎的使用寿命因素进行分析，同时通过动态的调整车辆速度，从而延长轮胎寿命，提高生产效率。另外，本实用新型采用无线传输的方式获取传感器的信号，可以免去布线带来的麻烦，而且方便安装和维护。

附图说明

图1为本实用新型系统结构框图。

图2为胎压传感器的安装位置示意图。

图3为中继器的安装位置示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种电动轮自卸车胎压监测系统，包括位于驾驶室内的显示器、主控器、胎压控制器、中继器和胎压传感器，所述胎压传感器产生的信号通过无线传输到中继器，所述中继器将信号通过无线传输转送至胎压控制器，所述胎压控制器通过CAN总线与主控器连接，所述主控器与显示器连接。

如图1所示，所述胎压传感器包括用于监测轮胎气压的压力传感器、用于监测轮胎温度的温度传感器、用于监测胎压传感器供电电池的电池电压传感器、第一MCU单片机和RF发射单元。所述压力传感器、温度传感器和电池电压传感器均匀第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与RF发射单元连接。胎压传感器主要由负责监测数据的轮胎压力传感器、温度传感器，以及负责信号处理的微控制器MCU以及无线发射模块组成，负责对各个传感器的数据进行采集和处理，并通过振幅控键（ASK）对数据调制，通过天线把调制信号发送到无线接收模块。胎压传感器最终输出信号是一个调制信号，是通过振幅控键方式进行调制，把系统数据信息叠加到433.92MHz的载波上，通过无线发射给射频接收器。如图2所示，露置在轮胎轮辋1外侧的出气口2与三通阀3的第一端口连接，三通阀3的第二端口通过气体单向阀5与气门嘴6连接，三通阀3的第三端口与胎压传感器4连接。胎压传感器采用外置式安装，优点是拆装方便，缺点是相对于内置胎压传感器温度测量数据不准确，易损坏，还存在防盗问题。在轮辋出气口外侧加装了气体单向阀，防止自卸车运行过程中气嘴或者橡胶管漏气，并且轮胎充气时不需要拆下传感器。

如图1所示，所述中继器包括第二MCU单片机和射频调制/解调模块，所述第二MCU单片机与射频调制/解调模块连接。中继器由微控制器MCU和射频调制/解调单元组成，其作用是增加无线信号的传输距离，能够接收和发射射频信号，并且对信号进行一定处理。微控制器是无线中继模块的核心,实现对射频单元的控制，以及基带信号的处理；射频单元可以发射、接收调制后的射频信号，在微控制器控制下运行。如图3所示，中继器9的作用是增加无线信号的传输距离，因此应该尽量保证中继器9的安装位置处在后轮胎压传感器与驾驶室接收主机的中间，本实施例的中继器9安装在车头7与车尾10之间的龙门8上。

如图1所示，所述胎压控制器包括CAN收发器、第三MCU单片机和射频接收模块，所述CAN收发器分别与主控器和第三MCU单片机连接，射频接收模块与第三MCU单片机连接。胎压控制器主要由无线接收模块，微控制器和CAN收发器组成，负责接收胎压传感器发送过来的压力和温度数据，以及从主控器得到车辆速度、载荷和外界气温情况，从而对影响轮胎寿命的因素进行分析和处理，并将轮胎压力、温度以及分析结果通过CAN总线传给主控器。

通过CAN总线，主控器把环境温度、车速以及载荷信号发送到胎压控制器上，同时从胎压控制器中把轮胎压力、温度和寿命管理系统分析结果传到主控器；主控器把轮胎压力、温度和寿命管理系统分析结果通过RS422串口发送到显示屏上显示。

原车上的显示屏通过RS422串口与主控器通讯，把胎压控制器的数据发送到显示器，显示车上各个轮胎压力和温度，并对轮胎的过压欠压和温度过高情况进行报警提示；此外，胎压控制器对寿命管理系统的分析结果，也在显示屏中显示，根据分析结果对司机发出相应操作的提醒。

胎压监测系统功能

1）开机自检功能。当车开始启动时，系统开始自检，若胎压监测系统出现故障，则进行故障报警；

2）系统自动唤醒功能。当车开始启动时，胎压监测系统具备自动唤醒功能，当车未启动时，胎压监测系统进入睡眠模式；

3）轮胎压力和温度显示功能。在车动行状态下，显示屏能够实时显示每个轮胎的压力和温度信息；

4）欠压过压报警功能。当轮胎压力超过标准值的120%或者低于80%时，显示屏上的胎压报警指示灯变亮并且显示报警轮胎位置；

5）胎压温度过高报警功能。当轮胎温度超过一定温度时，显示屏上的胎压报警指示灯变亮并且显示报警轮胎位置；

6）轮胎温度突变报警功能，当轮胎内温度在5分钟内升高超过10℃的时候，显示屏上的胎压报警指示灯变亮并且显示报警轮胎位置；

7）轮胎压力突变报警功能。当轮胎内压力5分钟内压力持续上升0.5bar或者持续下降0.5bar时，显示屏上的胎压报警指示灯变亮并且显示报警轮胎位置。

Claims (6)

1.一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：包括位于驾驶室内的显示器、主控器、胎压控制器、中继器和胎压传感器，所述胎压传感器产生的信号通过无线传输到中继器，所述中继器将信号通过无线传输转送至胎压控制器，所述胎压控制器通过CAN总线与主控器连接，所述主控器与显示器连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：所述胎压传感器包括用于监测轮胎气压的压力传感器、用于监测轮胎温度的温度传感器、用于监测胎压传感器供电电池的电池电压传感器、第一MCU单片机和RF发射单元；所述压力传感器、温度传感器和电池电压传感器均匀第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与RF发射单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：所述中继器包括第二MCU单片机和射频调制/解调模块，所述第二MCU单片机与射频调制/解调模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：所述胎压控制器包括CAN收发器、第三MCU单片机和射频接收模块，所述CAN收发器分别与主控器和第三MCU单片机连接，射频接收模块与第三MCU单片机连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：露置在轮胎外侧的出气口与三通阀的第一端口连接，三通阀的第二端口通过气体单向阀与气门嘴连接，三通阀的第三端口与胎压传感器连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车胎压监测系统，其特征在于：所述中继器安装在车架中间位置。