一種開啟角度測量裝置及其方法
2024-01-29 03:52:15 1
一種開啟角度測量裝置及其方法
【專利摘要】本發明提供了一種開啟角度測量裝置及其方法，屬於汽車【技術領域】。它解決了現有技術受檢測環境影響較大的問題。本裝置包括主控制器、顯示屏和至少四個的測量單元，測量單元通過線束分別連接於主控制器，單個測量單元之間實現相互之間無線通訊，主控制器通過線束髮送控制指令給一基準測量單元，由基準測量單元根據控制指令發送無線信號給指定的測量單元，指定的測量單元通過線束反饋給主控制器，主控制器根據預設的無線信號在空中的傳播速度、電流在線束中的傳播速度、線束已知長度結合主控制器接收反饋信號所用的時間得出各測量單元到基準測量單元之間的距離值，將各距離值代入到計算模型中得開啟角度值。該裝置及方法不受檢測環境影響獲得角度值。
【專利說明】一種開啟角度測量裝置及其方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於汽車【技術領域】，涉及一種開啟角度測量裝置及其方法。
【背景技術】
[0002] 汽車上有很多的開啟角度直接關係到人機舒適性，比如有機蓋、背門等開啟角度， 因此需要對汽車車輛的各種開啟角度進行檢測，以驗證各種開啟角度或最大開啟角度的性 能。目前測量角度的裝置一般包括指針，可轉動的刻度表組成，指針與刻度表為可轉動連 接，但是這個角度測量儀無固定裝置，在測量時容易受測量的空間、角度等影響。很難固定 在鉸鏈上，進行多方位測量。
[0003] 如中國專利文獻公開了申請號為201020291713. 5的一種角度測量儀，包括指針， 刻度表，刻度表放置在一柱體上，柱體與指針為可轉動連接，柱體內置有一塊磁鐵，能夠吸 附在金屬上，進行多方位測量。該專利解決了直接測量角度時很難固定在鉸鏈上而不能多 方位測量的技術問題。但是由於是直接的測量獲取角速度。還是會受到檢測環境和空間的 各種限制，比如本裝置不適合測量機蓋和背門的開啟角度。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有的技術存在上述問題，提出了一種開啟角度測量裝置及其方法， 該裝置及方法不受檢測環境和空間的影響能夠高效準確的獲得角度值。
[0005] 本發明通過下列技術方案來實現：一種開啟角度測量裝置，其特徵在於，本裝置包 括用於根據測量數據計算開啟角度值的主控制器、連接主控制器的顯示屏和至少四個的測 量單元，所述測量單元通過線束分別連接於主控制器，所述單個測量單元之間實現相互之 間無線通訊，所述主控制器通過線束髮送控制指令給一基準測量單元，由基準測量單元根 據主控制器的控制指令發送無線信號給指定的測量單元，接收基準測量單元發送的無線信 號後的測量單元通過線束反饋給主控制器，主控制器根據預設的無線信號在空中的傳播速 度、電流在線束中的傳播速度、線束的已知長度結合主控制器從發出控制指令到接收反饋 信號所用的時間得出各測量單元到基準測量單元之間的距離值，將各測量單元到基準測量 單元之間的距離值代入到設定的計算模型中得出開啟角度值。
[0006] 主控制器通過已知的無線信號在空中的傳播速度，電流在線束中的傳播速度，已 知線束的長度，則在對應線束上電流通過的時間成反比關係，根據主控制器發出指令給基 準測量單元到正在測量的測量單元反饋信號被主控制器接收所需要的總時間減去電流在 線束中傳播的時間則剩下的為無線信號在空中對應的在兩個測量單元之間的傳播時間，得 出無線信號在空中兩個測量單元之間的傳播時間乘以無線信號在空中的傳播速度即得到 了個測量單元到基準測量單元的距離。再把得到的測量單元到基準測量單元的距離放入到 對應的計算模型中即能得到開啟角度值。本裝置結構簡單，可以應用到不方便直接測量開 啟角度值的環境中。
[0007] 在上述的開啟角度測量裝置中，所述單個測量單元包括邏輯控制器、無線信號發 射器和無線信號接收器，所述無線信號發射器連接邏輯控制器的輸出端，所述無線信號接 收器連接邏輯控制器的輸入端。這裡的邏輯控制器用於產生脈衝信號給無線信號發射器進 行發出電磁波，同時電池波無線信號接收器接收後發送給邏輯控制器，邏輯控制器接收信 號後又發送信號給主控制器，實現信號的反饋。同時這裡也說明測量單元和測量單元之間 能夠實現無線連接能更準確的測量出測量單元之間的直線距離。
[0008] 在上述的開啟角度測量裝置中，所述無線信號發射器包括分別依次連接的光電隔 離電路、場效應管驅動電路和脈衝激勵電路，所述光電隔離電路連接邏輯控制器的輸出端。 在邏輯控制器產生對應頻率的脈衝信號後發送給光電隔離電路再通過場效應管驅動電路 進行驅動最後通過脈衝激勵電路發射對應頻率的電磁波。
[0009] 在上述的開啟角度測量裝置中，所述無線信號接收器包括分別依次連接的前置放 大電路、帶通濾波電路和自動增益控制電路，所述前置放大電路連接邏輯控制器的輸入端。 前置放大電路對接收的信號進行放大後進行濾波處理，然後經過自動增益控制電路進行解 讀接收的電磁波，實現無線通訊。
[0010] 在上述的開啟角度測量裝置中，所述測量單元集成一體並包覆有薄膜外殼，在外 殼的一面粘附有用於固定的磁鐵。這裡磁鐵起到方便固定的作用，沒有多餘的接頭可以使 檢測誤差變最小。
[0011] 在上述的開啟角度測量裝置中，所述主控制器還連接有輸入測量指令的按鍵組件 和電源開關。通過按鍵組件輸入控制器發送指令，可以使測量和檢測都能在控制和正確的 時間進行測量。
[0012] 一種開啟角度測量方法，其特徵在於，包括至少四個的測量單元、顯示屏和主控制 器，所述本角度測量方法的具體步驟如下：
[0013] A、固定測量單元：在用於開啟連接固定作用的左鉸鏈固定測量單元四、再右鉸鏈 處固定測量單元三、在開啟的罩面內側橫向中軸線上取任意點固定測量單元二、在底面取 在閉合時與測量單元二對稱重疊的點；設置不同的測量點使測量更加的簡單，測量值更加 精準。
[0014] B、測量各測量單元到基準測量單元之間的距離值：首先，把測量單元一作為基準 測量單元，所述主控制器通過線束髮送控制指令給測量單元一，測量單元一接收到主控制 器的指令後分別發送無線脈衝信號給測量單元二、測量單元三、所述測量單元四，測量單元 二、測量單元三、測量單元四在接收到測量單元一的信號後分別通過線束反饋給主控制器， 所述主控制器內設定有電磁波在空中的傳播速度和電流在線束中的傳播速度，所述主控制 器到各測量單元的距離已知，則主控制器根據發出命令到接收反饋信息所需的時間分別計 算出測量單元四、測量單元二、測量單元三到測量單元一之間的距離；其次，當把測量單元 三作為基準測量單元，主控制器通過線束髮送控制指令給測量單元三，測量單元三發送無 線脈衝信號給測量單元四，測量單元四接收無線信號後通過線束反饋給主控制器，主控制 器計算出測量單元三到測量單元四直接的距離；
[0015] 根據無線脈衝在空氣中的傳播速度和無線脈衝從測量單元到基準測量單元所需 的時間，則對應計算出開啟角上下平面上對應的長度和開啟角開口對應的堅直距離存在定 的關係，能計算出開啟角度值。
[0016] C、計算開啟角度值：將測量單元二、測量單元三、測量單元四分別到測量單元一之 間和測量單元三到測量單元四之間的距離值代入到主控制器內設定的計算模型中得出開 啟角度值；
[0017] D、顯示計算得到的開啟角度值。
[0018] 主控制器通過已知的無線信號在空中的傳播速度，電流在線束中的傳播速度，已 知線束的長度，則在對應線束上電流通過的時間成反比關係，根據主控制器發出指令給基 準測量單元到正在測量的測量單元反饋信號被主控制器接收所需要的總時間減去電流在 線束中傳播的時間則剩下的為無線信號在空中對應的在兩個測量單元之間的傳播時間，得 出無線信號在空中兩個測量單元之間的傳播時間乘以無線信號在空中的傳播速度即得到 了個測量單元到基準測量單元的距離。再把得到的測量單元到基準測量單元的距離放入到 對應的計算模型中即能得到開啟角度值。
[0019] 在上述的開啟角度測量方法中，所述步驟B中，設定電磁電磁波在空中的傳播速 度為V、電流在線束中的傳播速度為Vi和主控制器到傳感器線束長度均為L，則電流在線束 中傳播時間為h = L/^。這裡根據對應的計算公式計算得到電流在線束中傳播的時間，貝IJ 對應可知對應電磁波在空氣中的傳播速度，方便計算出測量單元和基準測量單元之間的距 離。
[0020] 在上述的開啟角度測量方法中，所述步驟C中，主控制器內設定的計算模型為
【權利要求】
1. 一種開啟角度測量裝置，其特徵在於，本裝置包括用於根據測量數據計算開啟角度 值的主控制器（5)、連接主控制器（5)的顯示屏（6)和至少四個的測量單元，所述測量單元 通過線束分別連接於主控制器（5)，所述單個測量單元之間實現相互之間無線通訊，所述主 控制器（5)通過線束髮送控制指令給一基準測量單元，由基準測量單元根據主控制器（5) 的控制指令發送無線信號給指定的測量單元，接收基準測量單元發送的無線信號後的測量 單元通過線束反饋給主控制器（5)，主控制器（5)根據預設的無線信號在空中的傳播速度、 電流在線束中的傳播速度、線束的已知長度結合主控制器（5)從發出控制指令到接收反饋 信號所用的時間得出各測量單元到基準測量單元之間的距離值，將各測量單元到基準測量 單元之間的距離值代入到設定的計算模型中得出開啟角度值。
2. 根據權利要求1所述的開啟角度測量裝置，其特徵在於，所述單個測量單元包括邏 輯控制器、無線信號發射器和無線信號接收器，所述無線信號發射器連接邏輯控制器的輸 出端，所述無線信號接收器連接邏輯控制器的輸入端。
3. 根據權利要求2所述的開啟角度測量裝置，其特徵在於，所述無線信號發射器包括 分別依次連接的光電隔離電路、場效應管驅動電路和脈衝激勵電路，所述光電隔離電路連 接邏輯控制器的輸出端。
4. 根據權利要求3所述的開啟角度測量裝置，其特徵在於，所述無線信號接收器包括 分別依次連接的前置放大電路、帶通濾波電路和自動增益控制電路，所述前置放大電路連 接邏輯控制器的輸入端。
5. 根據權利要求1或2所述的開啟角度測量裝置，其特徵在於，所述測量單元集成一體 並包覆有薄膜外殼，在外殼的一面粘附有用於固定的磁鐵。
6. 根據權利要求5所述的開啟角度測量裝置，其特徵在於，所述主控制器（5)還連接有 輸入測量指令的按鍵組件（7)和電源開關（8)。
7. -種開啟角度測量方法，其特徵在於，包括至少四個的測量單元、顯示屏（6)和主控 制器（5)，所述本角度測量方法的具體步驟如下： A、 固定測量單元：在用於開啟連接固定作用的左鉸鏈固定測量單元四（4)、再右鉸鏈 處固定測量單元三（3)、在開啟的罩面內側橫向中軸線上取任意點固定測量單元二（2)、在 底面取在閉合時與測量單元二（2)對稱重疊的點； B、 測量各測量單元到基準測量單元之間的距離值：首先，把測量單元一（1)作為基準 測量單元，所述主控制器（5)通過線束髮送控制指令給測量單元一（1)，測量單元一（1)接 收到主控制器（5)的指令後分別發送無線脈衝信號給測量單元二（2)、測量單元三（3)、所 述測量單元四（4)，測量單元二（2)、測量單元三（3)、測量單元四（4)在接收到測量單元一 (1)的信號後分別通過線束反饋給主控制器（5)，所述主控制器（5)內設定有電磁波在空中 的傳播速度和電流在線束中的傳播速度，所述主控制器（5)到各測量單元的距離已知，則 主控制器（5)根據發出命令到接收反饋信息所需的時間分別計算出測量單元四（4)、測量 單元二（2)、測量單元三（3)到測量單元一（1)之間的距離；其次，當把測量單元三（3)作 為基準測量單元，主控制器（5)通過線束髮送控制指令給測量單元三（3)，測量單元三（3) 發送無線脈衝信號給測量單元四（4)，測量單元四（4)接收無線信號後通過線束反饋給主 控制器（5)，主控制器（5)計算出測量單元三（3)到測量單元四（4)直接的距離； C、 計算開啟角度值：將測量單元二（2)、測量單元三（3)、測量單元四（4)分別到測量單 元一（1)之間和測量單元三（3)到測量單元四（4)之間的距離值代入到主控制器（5)內設 定的計算模型中得出開啟角度值； D、顯示計算得到的開啟角度值。
8. 根據權利要求7所述的開啟角度測量方法，其特徵在於，所述步驟B中，設定電磁電 磁波在空中的傳播速度為v、電流在線束中的傳播速度為 Vl和主控制器（5)到傳感器線束 長度均為L，則電流在線束中傳播時間為h = L/Vl。
9. 根據權利要求8所述的開啟角度測量方法，其特徵在於，所述步驟C中，主控制器 (5)內設定的計算模型為
其中α為需測量的開啟角，"測 量單元二（2)到測量單元一（1)的直線距離，L3為測量單元三（3)到測量單元的直線距離， L4為測量單元四（4)到測量單元的直線距離，L5為測量單元四（4)到測量單元三（3)的直 線距離。
10. 根據權利要求9所述的開啟角度測量方法，其特徵在於，所述測量單元二（2)到測 量單元一（1)的直線距離L2 = α2-2^ν，測量單元三（3)到測量單元一（1)的直線距離L3 =測量單元四（4)到測量單元一⑴之間的直線距離L4= 測量單元 四⑷到測量單元三（3)的直線距離L5= (tJUv，其中t2、t3、t4分別為測量單元一（1) 為基準測量單元時主控制器（5)從發出指令到接收測量單元二（2)、測量單元三（3)、測量 單元四（4)反饋信號所需時間，t 5為測量單元為基準測量單元時主控制器（5)從發出指令 到接收測量單元四（4)反饋信號所需時間。
【文檔編號】G01B21/22GK104215210SQ201410522614
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】趙穎飛, 屈小燕, 望雄波, 戴禮強, 鄒凌華, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司