CN201405929Y - 汽车转向舵位智能显示装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车转向舵位智能显示装置。尤其是一种放置于汽车仪表盘上方的，用于指示汽车在转方向盘时使转向舵位改变的自动显示装置。它包括转动轮、角位移传感器和数字显示仪表，其中转动轮与角位移传感器的转轴通过弹性联轴器同轴连接；它还包括一个与角位移传感器的信号输出端相连的智能转换电路，智能转换电路的输出端与数字显示仪表相连。本实用新型公布了一种能够自动显示司机在操作方向盘时给车轮带来实际转弯效果的装置，它通过角位移传感器测量方向盘转向轴转过的角位移，再由智能转换电路将其自动转化为数字显示仪表上显示的舵位，让司机在开车时方便地知道自己转方向盘时让车轮转过的角度，适用于低驾龄驾驶员和学车者，方便司机操作，提高驾车安全。

Description

汽车转向舵位智能显示装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种车轮转向舵位显示装置，尤其是一种放置于汽车仪表盘上方的，用于指示汽车在转弯时转方向盘使转向舵位改变的自动显示装置。

背景技术

随着我国汽车工业的快速发展，汽车与人民生活联系越来越紧密。当你享受汽车给你带来的出行便捷时，是否有过这样的经历：你的家人驾驶的汽车很难准确地倒进窄小的停车位，或在路口转弯时轮胎刮碰到路边的道牙……。随着汽车数量的大量增加，新驾驶人数量不断增多，考驾照的人数持续上升，据各大驾校的实践显示，新手学车的一个最大障碍就是掌握不好转弯的幅度，不清楚自己转动方向盘给车轮带来的实际转过角度，这样便增加了在今后的驾车过程中发生交通事故的可能性。

汽车中用来改变汽车的行驶方向和保持汽车直线行驶的机构称为汽车转向系统，其一般由转向器和转向传动机构两部分组成。转向器由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它是将方向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构，转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后会改变传动方向。转向传动机构由转向节、转向横拉杆、转向节臂等构成，是将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。汽车转向系统的工作原理是：汽车转向时，驾驶员对方向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。作为减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向车轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。

转动汽车方向盘，通过汽车转向系统传动，使汽车前轮转动的角度称汽车前轮转向角。如有的轿车为：方向盘向左旋转0-540度满量程，通过转向系统传动，汽车前轮向左旋转0-30度角；方向盘向右旋转0-540度满量程，通过转向系统传动，汽车前轮向右旋转0-30度角。汽车方向盘转角与前轮转角之比540∶30等于18∶1，即方向盘转动18度，前轮转动1度。如果有汽车转向舵位显示器，就能让驾驶人员很清楚地知道轮胎的方向及转角，不必纯粹依靠经验来判断，提高驾车安全。目前，我国的汽车市场上无论是国产品牌车还是合资的品牌车均没有汽车前轮转向和转角的显示装置，本专利对此进行专门研究。

发明内容

本实用新型的目的是要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种智能显示司机在操作方向盘时给车轮带来实际转弯效果的装置，即汽车转向舵位智能显示装置，它让司机尤其是新手在开车时能很方便地知道自己转方向盘时让车轮转过的角度，方便司机的操作，提高驾车安全。

本实用新型是采用如下方案实现的：由于汽车前轮是通过汽车转向系统传动使之转动的，我们设想在转向轴上安装一个同步旋转的转动轮，把转动轮旋转的方向及角度通过角位移传感器测量出来，再通过智能转换电路按一定的比率折算并显示在数字显示仪表上，即让司机看到对汽车前轮转向和转角的显示。

一种汽车转向舵位智能显示装置，其具体特征是：它包括一个与转向轴同步旋转的转动轮、一个测量转动轮转动角位移的角位移传感器，还包括一个与角位移传感器的信号输出端相连的智能转换电路，智能转换电路的输出端与数字显示仪表相连。

上述角位移传感器是自动将旋转角度转变成电信号输出的装置，采用光电式或电位器式角位移变送器，其中光电式角位移变送器是一种旋转式脉冲发生器，把机械转角变成电脉冲，根据脉冲的数目测出工作轴的转角，其具有安装方便的特点。

上述转动轮的转动轴与角位移变送器的转轴通过弹性联轴器同轴连接，并在转向轴上安装一个主动轮，主动轮和转动轮相互啮合，角位移变送器通过T形杆与车架或车身固定，T形杆还有一端空套在转向轴上。

上述智能转换电路由一块PIC单片机，以及与PIC单片机I/O口连接的输入接口、一个三位数码管、三个舵位设定指示灯、三个左舵位方向显示灯、三个右舵位方向显示灯和三个舵位设定按钮组成。

上述数字显示仪表放置于汽车仪表盘上方，采用12V直流电源的数字显示器，其内带有智能转换电路和数码显示，这样角位移变送器传出的脉冲电信号传数字显示仪表，经变换、数据处理后，实现数字显示。

当方向盘转动时，汽车转向轴带动主动轮转动，主动轮再带动转动轮转动；转动轮转动后通过联轴器带动角位移传感器的转轴转动，使角位移传感器输出与转动角度对应的电信号，达到了检测汽车前轮转向、角度的目的；然后将其电信号转换后接至数字显示仪表上，显示出由汽车方向盘转动、进而带动汽车前轮转动的方向及角度，即转向舵位显示。

本实用新型的有益效果是：结构简单、安装方便，在开车时能自动清楚地指示汽车前轮旋转方向和旋转角度，让驾驶人员很清楚地知道轮胎的方向及转角，更容易地操纵汽车转向，比如路口转弯、调头、倒车、停库等操作，大大降低了驾驶人员的操纵负担；其主要针对低驾龄及学车的新手，让其能迅速上手，迅速掌握熟练驾驶技术，提高驾车安全。

附图说明

图1为本实用新型汽车转向舵位智能显示装置的系统方框图；

图2为本实用新型汽车转向舵位智能显示装置的结构示意图；

图3为本实用新型的智能转换电路原理图。

对各幅附图中的标号说明如下：

1-转向轴；2-角位移传感器；2a-角位移变送器；3-智能转换电路；4-数字显示仪表；5-司机；6-主动轮；7-转动轴；8-转动轮；9-弹性联轴器；10-转轴；11-数字显示器；12-方向盘；13-车架；14-T形杆；15-转向器；16-转向横拉杆；17-转向节臂；18-转向车轮；19-输入接口；20-PIC单片机；21-三位数码管用于左右舵位角度或百分比显示；22-舵位设定指示灯；23-左舵位方向显示灯；24-右舵位方向显示灯；25-舵位设定按钮。

具体实施方案：

下面根据附图对本汽车转向舵位智能显示装置的具体内容做详细介绍。

如图1中所示，汽车转向舵位智能显示装置是通过角位移传感器2测量方向盘转向轴1转过的角位移，再由智能转换电路3将其自动转化为能在数字显示仪表4上显示角度值的数码信号，让司机5在开车时就能方便地知道自己转方向盘10时车轮转过的角度大小。

转向轴1的角位移可以通过一个与其同步旋转的转动轮8来间接测量。

角位移传感器2可采用光电式或电位器式角位移变送器2a即编码器。

如图2所示，汽车转向舵位智能显示装置包括转动轮8、角位移变送器2a和数字显示仪表4，其中转动轮8的转动轴7与角位移变送器2a的转轴10通过弹性联轴器9同轴连接，弹性联轴器9起到保护角位移变送器2a的作用；在转向轴1上安装一个主动轮6，主动轮6和转动轮8相互啮合，角位移变送器2a通过T形杆14与车架13或车身固定，T形杆14还有一端空套在转向轴1上，这样角位移变送器2a在固定前能保证其与转向轴1相对距离，以适合于各种不同的汽车；它还包括一个与角位移变送器2a的信号输出端相连的数字显示器11，数字显示仪表4包括数字显示器11和智能转换电路3。

由于角位移变送器2a转轴的角位移与前车轮的实际转角有一定比例关系，所以智能转换电路3在输出数码信号前便做了相应的比率折算，使显示数字与实际转弯方向、角度即舵位一致。

如图3所示，智能转换电路3主要由一块PIC单片机20，以及与该PIC单片机20的I/O口连接的输入接口19、一个三位数码管21、三个舵位设定按钮25、三个舵位设定指示灯22、三个左舵位方向显示灯23和三个右舵位方向显示灯24组成，还包括必要的电阻、电容和晶振等元件。

PIC单片机可以采用高性价比的PIC16C64型号单片机。角位移变送器2a的输出信号通过输入接口19进入PIC单片机进行数据处理。三位数码管21实现左右舵位角度或百分比的显示。舵位设定按钮25包括左满舵设定按钮、中间舵设定按钮和右满舵设定按钮，不同汽车具有不同满舵量程，因此在使用前需要进行满舵位设定，便由这三个按钮进行设定，转动角位移变送器2a的转轴10，当到达左满舵、中间舵、右满舵位置时按下对应按钮实现设定。舵位设定指示灯22包括左满舵设定指示灯、中间舵设定指示灯和右满舵设定指示灯，它们在达到左满舵、中间舵及右满舵三个设定状态时发光实现指示。如图1所示，三个左舵位方向显示灯23位于数码管21左侧形成一个向左箭头，在数码管21显示左舵位时发光指示；三个右舵位方向显示灯24位于数码管21右侧形成一个向右箭头，在数码管21显示右舵位时发光指示。

当开车时，司机转动方向盘12，使汽车转向轴1带动主动轮6转动，主动轮6再带动转动轮8转动；转动轮8转动后通过弹性联轴器9带动角位移变送器2a的转轴10转动，使角位移变送器2a将方向盘转向轴1转过的角位移自动转换成为电信号，达到了检测汽车转向车轮18转向、转角的目的；然后通过导线，将该电信号输入一个智能转换电路3中，该智能转换电路3将把输入的电信号转换成数码信号，输入到数字显示仪表4中显示，显示出由汽车方向盘12转动带动汽车转向车轮18转动的方向及角度，即转向舵位显示，从而完成方向盘操作对车轮转向效果直观显示的功能。

Claims (4)

1、汽车转向舵位智能显示装置，其特征在于：它包括一个与转向轴(1)同步旋转的转动轮(8)、一个测量转动轮(8)转动角位移的角位移传感器(2)、以及与角位移传感器(2)的信号输出端相连的智能转换电路(3)，智能转换电路(3)的输出端与数字显示仪表(4)相连，当角位移传感器(2)输出与转动方向角度对应的电信号后，由智能转换电路(3)按一定的比率折算成前轮转向和转角并显示在数字显示仪表(4)上。

2、根据权利要求1所述的汽车转向舵位智能显示装置，其特征是：所述角位移传感器(2)采用光电式或电位器式角位移变送器，所述转动轮(8)的转动轴(7)与角位移变送器(2a)的转轴(10)通过弹性联轴器(9)同轴连接；所述转向轴(1)上有一个主动轮(6)与转动轮(8)相互啮合，角位移变送器(2a)通过T形杆(14)与车架(13)或车身固定，T形杆(14)还有一端空套在转向轴(1)上。

3、根据权利要求1所述的汽车转向舵位智能显示装置，其特征是：所述智能转换电路(3)由一块PIC单片机(20)，以及与PIC单片机(20)的I/O口连接的输入接口(19)、一个三位数码管(21)、三个舵位设定按钮(25)、三个舵位设定指示灯(22)、三个左舵位方向显示灯(23)和三个右舵位方向显示灯(24)组成，其中所述三位数码管(21)实现左右舵位角度或百分比的显示、三个舵位设定按钮(25)包括左满舵设定按钮、中间舵设定按钮和右满舵设定按钮；三个舵位设定指示灯(22)包括左满舵设定指示灯、中间舵设定指示灯和右满舵设定指示灯；三个左舵位方向显示灯(23)位于数码管(21)左侧形成一个向左箭头，在数码管(21)显示左舵位时发光指示；三个右舵位方向显示灯(24)位于数码管(21)右侧形成一个向右箭头，在数码管(21)显示右舵位时发光指示。

4、根据权利要求1所述的汽车转向舵位智能显示装置，其特征是：所述数字显示仪表(4)放置于汽车仪表盘上方，采用12V直流电源的数字显示器(11)，其内带有与角位移变送器(2a)的信号输出端相连的智能转换电路(3)。

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