汽車輪胎氣壓自動報警器的製作方法

2023-10-04 07:37:49 1

專利名稱：汽車輪胎氣壓自動報警器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測報警裝置，特別是一種用於汽車輪胎氣壓的自動監測和報警裝置，特別適用於超長，超寬的大型專用半掛車車身後橋輪胎氣壓的報警。
背景技術：
輪胎氣壓的實時檢測和報警對汽車的安全行駛有著至關重要的作用。缺少這種檢測裝置的大型載重車常因輪胎漏氣而引發嚴重事故，輕則刮傷路面，拉損車輛，重則車毀人亡。目前實用的輪胎報警裝置一般分三類第一類是觸地式(純機械)。其結構包括主機和傳感器。特點是主機電路過於簡單，用儀表指示燈和小喇叭報警，傳感器是一種機械限位開關。主機放置在駕駛室裡，傳感器安裝在車橋輪轂的內側適當位置，用導線將主機與傳感器連接起來。當車輛輪胎漏氣變扁，車橋在車身及重物壓力作用下與路面高度降低，探針觸地產生報警。其優點是結構簡單、成本低、易製作和安裝方便，缺點是傳感器壽命短(一般使用壽命在幾千公裡)，因為行程開關存在觸點和機械貫性，不適合頻繁高速行駛場合使用(例如車速在60～70公裡/小時)。另外，由於其主機電路缺少信號識別和過濾設計，因此抗幹擾能力差，誤動作多。第二類是視頻報警式。它包括監視顯示器和探測器。探測器為視頻探頭。探頭固定在車身適當的位置上，用視頻圖像進行監視輪胎外形變化。其優點是直觀性好，沒有運動摩擦件，壽命長；缺點是成本高(如視頻顯示器和攝像頭(黑白)售價在上千元)，怕汙染和巨烈顛動，無聲音報警信號，駕駛員要經常目視屏幕(身體與屏幕的晃動大)，影響行車。第三類為差速報警式。其主機電路採用了運算電路，傳感器為霍爾器件和磁體元件，主機置於駕駛室內，傳感器固定在車橋輪轂適當的位置，磁體元件固定在輪胎鋼圈周邊適當位置。當車輛直行時，車輪在胎壓一致，型號相同，摩損一樣時，它們周長是相同的，所以它們的轉速也相同，產生反饋的信號一致，這時主機處於警戒狀態，同但某個輪胎因故差氣變扁(車身下壓)，引起其周長和外形尺寸減小，旋轉速度加快，傳感器便產生差速信號，經導線饋送到主機處理器處現後而光聲報警。其優點是沒有運動和摩損件、壽命長、抗汙染和震動，缺點是電路複雜，性能不穩定，對使用條件要求較高，適應性不強，容易產生誤報(例如車輛在轉彎或通過凹凸不平的路面和新、舊輪胎混用(前後橋)時都會產生差速速應)，目前只適用於高檔小車輛，而在大型國產車輛上，輪胎鋼圈周圍圓尺寸公差率較大(一般在5mm左右橫向擺動)，尤其是用過的舊鋼圈，因長期受外界力和內應力的影響後變形較嚴重，因此妨礙了其傳感器的安裝和使用。
隨著我國經濟的增長，交通運輸事業的發展，道路和高速公路裡程的增加，汽車對輪胎消耗量愈來愈大、輪胎所耗費用在運輸中佔據很大比例，因輪胎損壞引起的事故也在不斷增加，而在大型車輛更換下作廢的輪胎裡，有半數以上屬非正常摩損(有的胎面花紋還很深)，都是因胎壓因素引發碾壓的損壞，甚至有個別新車，出廠後才行駛幾百公裡就碾胎，鋼圈損壞，尤其是新駕駛員駕駛大型半掛車時，當車箱一側的輪胎因故跑氣扁胎，使車箱向一側輕微傾斜時，往往因經驗不足查覺不到，特別是在夜間，常造成不必要的損失和事故。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種感應輪胎氣壓變化靈敏可靠、構造簡單的氣壓變化傳感器以及基於此傳感器而設計的處理電路，以使得所說汽車輪胎報警器具有響應快、成本低、工作穩定、抗幹擾性強、安裝使用便利的特點。
所說汽車輪胎氣壓自動報警器，包括用於檢測輪胎氣壓的傳感器和處理被測氣壓信號的主機電路，其特徵是所說傳感器是一種磁敏位移傳感器，由磁控管7、磁敏器件8、觸針1以及支撐觸針運動的槓桿機構組成；所說被測信號處理電路包括一組由單穩態觸發器18～21、繼電器J1～J4、指示燈，一個揚聲器23等部件組成的聲光報警電路，及一個抗幹擾緩衝電路。
所說傳感器槓桿機構由擺臂9、擺臂軸及軸套13、擺臂連接板3、定位板12、回位簧10、回位簧掛鈎11及觸針固定壓板2各部件組成；擺臂軸及軸套13的底端固定在傳感器底座16上，另一端上套裝有擺臂9，在擺臂與擺臂軸及軸套相連的一端上固定有擺臂連接板3，擺臂的另一端裝有磁敏器件8，並與回位簧10的一端相連，回位簧的另一端通過回位簧掛鈎11、定位板12固定在底座16上；底座內面對應擺臂裝有磁敏器件的位置處，裝有磁控管7；觸針1以可調節長度的形式裝於觸針固定壓板2上，2的另一端與擺臂連接板相連接。底座通過固定孔15安裝在車橋輪轂內側適當位置。
所說被測信號處理電路中的單穩態觸發器18～21的輸入端各自與一個磁控管7的一端相連，這些磁控管的另一端接地，單穩態觸發器18～21的輸出端分別與繼電器J1～J4的控制端相連，繼電器J1～J4的常開觸點J1-1～J4-1的一端與繼電器J1～J4的常閉觸點J1-2～J4-2的一端在節點A處經各自單穩態觸發器的觸發電阻R1、閾值電阻R2而與直流穩壓電源的正極相連，常開觸點J1-1～J4-1的另一端經綠色指示燈接地，常閉觸點J1-2～J4-2的另一端經紅色指示燈接地；所說抗幹擾緩衝電路是一種由單穩態觸發器22、電容器C、電阻R組成的延時充放電電路；電容器C的一端與節點A及繼電器J5的電源端相連，節點A上同時還連有繼電器J5的常開觸點J5-1的一端，J5-1的另一端與揚聲器23電源的一端相連，電容器C的另一端與電阻R相連後加在繼電器J5的輸入端上，電阻R的另一端接地。
使用本實用新型所說報警器後，效果明顯，輪胎非正常損壞明顯減少，換胎的周期可由3萬公裡左右增到6萬公裡左右，增收節支，例如和條1000型16層各牌優質的鋼絲輪胎，平均售價在1600元/條，普通尼龍胎也在900元/條左右。同時，駕駛人員勞動強明顯降低，只要報警器工作正常，一旦報警，駕駛員就有充分的時間從容處理，避免了各種事故。
本實用新型具有成本低，工作可靠，安裝方便，取材容易，製作方便，抗震動，抗汙染、抗幹擾，報警形式直觀可靠，傳感器要定期調整保養(一般為5000公裡)。


圖1是主機電路圖；圖2是傳感器側面結構剖視圖；圖3是傳感器正面剖視圖。
實施方式所說報警電路採用線路外圍原件少，性能優、成本低、取材容易的555時基單穩態觸發器晶片為佳。利用它的模似和邏輯功能製成的觸發和報警線路的性能好。此電路極為簡單，報警信號是穩定的開關信號，主機安裝在駕駛室適當的位置，傳感器經過固定支架與車橋和輪轂的適當位置固定，用電纜線擇主機與傳感器連接，並調整觸針與地面的高度。
工作過程及原理當輪胎氣壓降低到設警值時，觸針1觸地，使擺臂連接板3、擺臂9以擺臂軸13為支點產生位移(如圖2、3示)，因此改變了磁控管7的磁通量，使其輸出開關信號至主機電路。如圖1示，主機電路當開通電源時，電壓經穩壓電路將+28v(指大型柴油車)穩壓到+12V後，供給單穩態觸發電路。電壓經555集成晶片18、19、20、21的8腳，閾值電壓電阻R2，觸發電阻R1，磁控管7接地形成迴路，使555的2腳呈低電平＜1/3VDD，3腳呈高電位，驅動繼電器J1、J2、J3、J4，的J1-1、J2-1、J3-1、J4-1的常開觸點閉合，點亮雙色LED綠光作通道暢通，警戒指示。輪胎一旦因故瀉氣，當氣壓下降至正常氣壓的40％時，車橋在車身及重物的作用下，變形的輪胎與地面的高度減小，例如1000型輪胎正常氣壓為9kg/mm，橫切面的高度為200mm左右，當氣壓差40％時，橫切而後高度可降約30mm，此時，傳感器觸針1觸碰路面，產生向後的推力，使擺臂9向前移動，磁控管7因磁力的減弱而產生斷路信號，電壓經555聚成晶片的4、8腳，閾值電壓R2，觸發電阻R1使555的2腳呈高電平(＞1/3VDD)555集成晶片空位，3腳呈低電位、繼電器J1、J2、J3、J4，的J1-2、J2-2、J3-2、J4-2的常閉觸點保持閉合狀態，點亮雙色LED的紅光發出報警提示；同時使抗幹撓緩衝電路22上的電容C的電壓+12V全部加在電阻R上，抗幹撓緩衝電路也採用555時基單穩觸發器，其1腳、3腳呈低電位，揚聲器23不發聲，隨著對電容C的繼續充電(約0.5秒)，2腳電位下降，當2腳電位低於1/3VCC＝2V時，3腳呈高電位，驅動揚聲器報警，聲音加紅光顯示即可確認報警成立，而非誤動作，LED的紅光顯示出報警部位。電路板尺寸為80×90(mm)2信號電纜線用6×0.3的多股線。回位拉簧11(規格為φ0.5×6×20mm，拉力為0.03kg/mm)。主機電路還可根據需要擴展一路或多路防盜報警器，這只需選用合適的報警傳感器，接入主機電路中即可使用。
權利要求1.一種汽車輪胎氣壓自動報警器，包括用於檢測輪胎氣壓的傳感器和處理被測氣壓信號的主機電路，其特徵是所說傳感器是一種磁敏位移傳感器，由磁控管(7)、磁敏器件(8)、觸針(1)以及支撐觸針運動的槓桿機構組成；所說被測信號處理電路包括一組由單穩態觸發器(18～21)、繼電器(J1～J4)、指示燈，一個揚聲器(23)等部件組成的聲光報警電路，及一個抗幹擾緩衝電路。
2.如權利要求1所說的汽車輪胎氣壓自動報警器，其特徵是所說傳感器槓桿機構由擺臂(9)、擺臂軸及軸套(13)、擺臂連接板(3)、定位板(12)、回位簧(10)、回位簧掛鈎(11)及觸針固定壓板(2)各部件組成；擺臂軸及軸套(13)的底端固定在傳感器底座(16)上，另一端上套裝有擺臂(9)，在擺臂與擺臂軸及軸套相連的一端上固定有擺臂連接板(3)，擺臂的另一端裝有磁敏器件(8)，並與回位簧(10)的一端相連，回位簧的另一端通過回位簧掛鈎(11)、定位板(12)固定在底座(16)上；底座內面對應擺臂裝有磁敏器件的位置處，裝有磁控管(7)；觸針(1)以可調節長度的形式裝於觸針固定壓板(2)上，(2)的另一端與擺臂連接板相連接。
3.如權利要求1所說的汽車輪胎氣壓自動報警器，其特徵是所說被測信號處理電路中的單穩態觸發器(18～21)的輸入端各自與一個磁控管(7)的一端相連，這些磁控管的另一端接地，單穩態觸發器(18～21)的輸出端分別與繼電器(J1～J4)的控制端相連，繼電器(J1～J4)的常開觸點(J1-1～J4-1)的一端與繼電器(J1～J4)的常閉觸點(J1-2～J4-2)的一端在節點(A)處經各自單穩態觸發器的觸發電阻(R1)、閾值電阻R2而與直流穩壓電源的正極相連，常開觸點(J1-1～J4-1)的另一端經綠色指示燈接地，常閉觸點(J1-2～J4-2)的另一端經紅色指示燈接地；所說抗幹擾緩衝電路是一種由單穩態觸發器(22)、電容器(C)、電阻(R)組成的延時充放電電路；電容器(C)的一端與節點(A)及繼電器(J5)的電源端相連，節點(A)上同時還連有繼電器(J5)的常開觸點(J5-1)的一端，(J5-1)的另一端與揚聲器(23)電源的一端相連，電容器(C)的另一端與電阻(R)相連後加在繼電器(J5)的輸入端上，電阻(R)的另一端接地。
專利摘要一種汽車輪胎氣壓自動報警器，包括用於檢測輪胎氣壓的傳感器和處理被測氣壓信號的主機電路，所說傳感器是一種磁敏位移傳感器，由磁控管7、磁敏器件8、觸針1以及支撐觸針運動的槓桿機構組成；所說被測信號處理電路包括一組由單穩態觸發器18～21、繼電器J1～J4，一個揚聲器23等部件組成的聲光報警電路，及一個抗幹擾緩衝電路。使用本實用新型所說報警器後，輪胎非正常損壞明顯減少，換胎的周期可由3萬公裡左右增到6萬公裡左右，同時，可降低駕駛員勞動強度，使之有充分時間從容處理，避免了各種事故。本實用新型具有成本低，工作可靠，安裝方便，取材容易，製作方便，抗震動，抗汙染、抗幹擾，報警形式直觀可靠。
文檔編號B60C23/00GK2691907SQ20042001758
公開日2005年4月13日 申請日期2004年3月30日 優先權日2004年3月30日
發明者朱漢兵 申請人:朱漢兵