可逆式動作的gps汽車智能限速器的製作方法
2024-03-20 14:56:05 1
專利名稱：可逆式動作的gps汽車智能限速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及可逆式動作的GPS汽車智能限速器。
背景技術：
為了提高汽車的行車安全係數，2003年，申請人發明了汽車智能速度限 制器(產品名DZSK汽車智能限速器)。DZSK汽車智能限速器用控制速度的 方法使大、中、小型車安裝後，為提供汽車行車安全係數收到了良好的效果。
該汽車智能限速器由三個部分組成控制儀、速度傳感器和機械手。
其中速度傳感器的作用是將汽車速度轉速信號傳至控制儀。控制儀的作用 是設定的速度值或切換值；對傳感器傳來的信號進行比對處理；當汽車行 駛速度在限定的範圍內運行，則控制儀不啟動機械手；汽車行駛速度達到設 定值或切換值時，控制儀立即啟動機械手收縮拉緊鋼絲軟連接軸，對汽車的 油門踩杆準確地、強制地提升4至5釐米，從而油門位置被限制無法踩動， 相當於駕駛員主動放鬆了了油門，使汽車減速，同時儀器的指示燈閃爍；當 汽車由於慣性速度保持在設定範圍內時，機械手仍保持拉力位置，油門仍然 無法踩動，汽車仍然無法加速；當汽車速度小於設定值時，控制儀又啟動機 械手放鬆鋼絲軟連接軸，汽車油門又恢復如初，同時指示燈停止閃爍。控制 儀的速度限制值有多檔供選擇，在接受信號時切換設定(即接受道路速度無 線信號時切換)，速度切換後由指示燈指示當前限速值。機械手的作用是.-產生大於150公斤的拉力；能靈敏地接受控制儀的指令；將油門拉起5釐米或 放鬆5釐米。
DZSK汽車智能限速技術的優點是
1、用控制的方法實現了對汽車的速度安全管理，可以在需要速度變換的 位置設置無線速度信號發射器，使經過的汽車準確切換限速值。限速精確，60 公裡/小時以上速度誤差小於4公裡/小時。
2、 限速時汽車行駛平穩，相當於司機放鬆油門。可以分路段限速。
3、 不改變汽車結構，不影響汽車動力，不挑剔安裝位置，適用所有汽車 的改造。
但是，該DZSK汽車智能限速器也存在如下的缺點
由於很難在每個限速標誌地安裝信號發射器，所以，汽車智能限速器不 能及時地根據道路情況自動地準確地切換限速值，從而不能實現"路變速變" 理想安全行車狀態。
為了達到汽車智能限速器能夠認識道路限速標誌及時地自動地準確地切
換限速值的目的，申請人於2007年發明了 GPS汽車智能限速器，並申請了中 國專利，專利申請號200710037134.0 ，發明名稱具有GPS定位功能的汽 車智能限速控制器。該GPS汽車智能限速器利用GPS技術可以判別地點坐標 和方向的優點，把道路速度標誌的經度、緯度、高度、矢量、速度標誌以數 據的形式存儲在GPS汽車智能限速控制儀內，當汽車經過汽車限速標誌地點 時，GPS汽車智能限速控制儀就能切換"舊的"限速值設定"新的"正確的 汽車限速值，於是汽車智能限速器就具備了 "識別道路限速標誌"的能力， 於是汽車就被正確的限速值控制。
G
PS汽車智能限速器實現的方法是-
用GPS行駛路線軌跡記錄儀把汽車要經過的限速標誌地點的坐標(經度、 緯度、高度、矢量)和限速值一一記錄創建成軌跡文件。全部工作只要選定 設定值並加以確認，就創建了一個行駛路線的軌跡文件。再通過可移動磁碟 和電腦將這個能正確發布限速命令的軌跡文件複製到GPS汽車智能限速控制 儀。
當GPS汽車智能限速控制儀開始工作，它內部的CPU就不停地把當前的 坐標和儲存的坐標地點進行比對， 一旦符合儲存數據的條件，它就切換"舊 的"限速值設定"新的"正確的汽車限速值，然後用實時比對的方法控制汽 車油門控制機械手，達到智能限速的目的。
當行駛路線改變時，用戶可以再次創建新的限速文件，並通過可移動磁 盤刷新GPS汽車智能限速控制儀的內存。
GPS汽車智能限速控制儀還設有復位限速值按鈕，如果司機發現GPS限
速值與道路限速值不符，可以按復位按鈕，復位限速值為該車型最高限速值， 有效至到達新的限速標誌地為止，當司機按復位按鈕後，由司機控制汽車速 度；如果司機破壞GPS汽車智能限速器的工作環境，使控制儀無法接受衛星 信號，則GPS汽車智能限速控制儀能自動切換成最低限速值控制狀態，此時 由汽車傳感器發送速度信號，汽車照樣限速行駛，使司機得不償失。
GPS汽車智能限速控制儀具有語音提示功能，提示道路限速標誌值、超 速警告和其他信息，因此，GPS汽車智能限速控制儀也可以作為GPS汽車智 能限速報告器使用。
但是，DZSK或DZSK-GPS汽車智能限速器都是強制性的汽車限速器，適應 了運輸企業管理的需要，但是對於大多數"非管理型"的私家車駕車族來說， 他們需要一種"非管理型"的汽車智能限速器，以幫助他們遵守交通規則避 免違章駕駛和加強自我防範保護。
發明內容
本實用新型是為了克服現有技術存在的上述缺點，而提供的一種"非管 理型"的可逆式動作的GPS汽車智能限速器。該可逆式動作的GPS汽車智能限速 器能實現汽車的超速限制和超速報警，通過自動化道路速度指示控制系統的指 揮，用自動或人工控制相結合的方法使汽車在規定的速度範圍內行駛，有效 地強制規範駕車秩序，從而降低交通事故和交通擁阻現象，增加道路通行能 力，減少經濟損失。
本實用新型採取的技術方法是可逆式動作的GPS汽車智能限速器，包括 GPS定位單元、控制儀、速度傳感器、機械手及一軟連接軸；所述的GPS定位單 元和速度傳感器分別與控制儀的輸入端連接；所述的機械手設置在殼體內，其包 括控制單元、兩個限位開關、以及電機及變速部件、移動塊和傳動部件；所述的 傳動部件一端與電機及變速部件的輸出軸連接，另一端與所述移動塊傳動連接； 所述的控制單元的輸入端與控制儀的輸出端連接，該控制單元的輸出端與電機及 變速部件連接；所述的兩個限位開關間隔設置，並與移動塊相對應並相鄰；所述 軟連接軸與汽車油門踏腳連接；
其特點是，所述的機械手是可逆式動作機械手，還包括一拉簧；所述的拉簧一端與移動塊連接，另一端與軟連接軸連接。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，還包括一連接件，設置在 拉簧與軟連接軸之間。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的兩限位開關間隔設 置在殼體的內壁，所述的移動塊與限位開關相鄰近的一側設置磁鋼。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的兩限位開關之間的
距離為控制單元控制移動塊動作行程的距離。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的移動塊上設有螺孔；
所述的傳動部件包括螺杆，該螺杆的一端與電機及變速部件的輸出軸連接，另一 端與所述移動塊上的螺孔螺合。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的螺杆與移動塊上螺
孔螺合的深度，以該螺杆帶動所述移動塊移動時，該移動塊上的磁鋼能分別感應 兩限位開關動作為準。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中所述的限位開關由霍爾元
件構成。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的控制單元由繼電器構成。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，還包括一導向受力機構， 導向受力機構包括固定支架、固定器和導向受力器。所述的軟連接軸的另一 端依次穿入固定支架的固定器、導向受力器，與汽車油門踏板連接。
上述可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其中，所述的軟連接軸外設有軸套。
由於本實用新型採用了以上的技術方案，與現有技術相比，具有以下的 優點和積極效果
1、交通路政部門建立這一智能化的道路速度指示控制系統以後，可以根 據天氣、路況、和其他實際情況靈活發布限速標誌信號，在確保交通安全的 前提下，強制規範汽車行車速度，最大限度地增加道路通行能力。在現有的 汽車上安裝了本實用新型以後，由於強制約束了汽車的行車速度，所以大大 減少了強行超速的駕車行為和不規範的變道超車行為，使循序行車成為必須。
2、 本實用新型中由於設有兩個限位開關，對油門的行程位置進行精確定 位控制，起到限位作用，確保定位可靠。
3、 本實用新型中由於在原有的機械手的連接件與移動塊之間增加一拉 簧，當控制儀發出的限速命令與馬路上實際標示的速度不一致、特別是低於 馬路上實際標示的速度時，駕駛員可自行踩油門提速，脫離限速器的管理。 這樣可減輕和避免由於控制儀發出錯誤的限速命令而使馬路擁堵的局面。
4、 本實用新型中由於設有軟連接軸與導向受力機構組合，使拉力方向可
全方位轉移，把安裝的位置縮小到只有受力點和著力點之間，佔用位置小； 可適用所有汽車的安裝。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是本實用新型的總體結構示意圖。
圖2是本實用新型可逆式動作機械手的結構示意圖圖。
圖3是本實用新型可逆式動作機械手的安裝示意圖。
圖4是本實用新型可逆式動作的GPS汽車智能限速器中控制儀的電方框圖。
圖5是本實用新型可逆式動作的GPS汽車智能限速器中控制儀的工作流 程圖。
具體實施方式
請參閱圖1。可逆式動作的GPS汽車智能限速器，包括GPS定位單元1、 控制儀2、速度傳感器3、機械手4及軟連接軸5。所述的速度傳感器的輸入 端與汽車的速度裡程表連接；所述的GPS定位單元1和速度傳感器3分別與 控制儀2的輸入端連接；所述的機械手4與所述軟連接軸5連接，所述軟連接 軸5與汽車油門踏腳6連接。在軟連接軸5外套有軸套51，軟連接軸5可在 軸套內自由移動。
請參閱圖2。所述的機械手4是可逆式動作機械手，設置在殼體41內， 本實施例中箱體由合金材料壓鑄而成。該可逆式動作機械手包括控制單元42、兩個限位開關43、 44、以及電機及變速部件45、移動塊46、傳動部件47、 一拉簧48、 一連接件49。所述的傳動部件47—端與電機及變速部件的輸出軸連 接，另一端與所述移動塊傳動連接。所述的控制單元42的輸入端與控制儀2的輸 出端連接，該控制單元的輸出端與電機及變速部件45連接；所述的兩個限位開關 43、 44間隔設置，並與移動塊46相對應並相鄰；所述的拉簧48 —端與移動塊 46連接，另一端與連接件49連接。該連接件49的輸出端與所述軟連接軸5 連接，所述軟連接軸與汽車油門踏腳6連接。
本實施例中所述的兩限位開關均由霍爾元件構成。該兩限位開關間隔設 置在與傳動部件相對應並相鄰的殼體側板上。所述的移動塊與限位開關相鄰 近的一側設置磁鋼。所述的控制單元由繼電器構成。所述的電機及變速部件 由電機和變速箱組合構成，變速箱為圓柱形內齒輪中心結構，其與電機的變 速比為9: 1。
本實施例中所述的傳動部件由一螺杆47構成，所述的移動塊上設有螺孔， 所述螺杆的一端與電機及變速部件45的輸出軸連接另一端螺合在移動塊46 上的螺孔內。所述的螺杆與移動塊上螺孔螺合的深度，以該螺杆帶動所述移動塊 移動時，該移動塊上的磁鋼能分別感應兩限位開關動作為準。
當所述的移動塊根據控制單元的命令移動到其中一限位開關的位置時， 該限位開關感應到移動塊上的磁鋼，該開關動作，移動塊被限位。所述的兩 限位開關之間的間隔為控制單元控制移動塊動作行程的距離。
請參閱圖1和圖3。本實用新型可逆式動作的GPS汽車智能限速器，還包
括一導向受力機構7,用於將機械手方便地固定在汽車內的適當部位。所述的 導向受力機構7包括固定支架71、固定器72和導向受力器73。固定器72和 導向受力器73與固定支架71連為一體，在固定器72和導向受力器73的中 間均設通孔，並相通。裝配時，固定支架71與汽車內的適當部位固定，軟連 接軸5外的軸套51固定在固定器72的孔內。該軟連接軸的另一端依次穿入 固定支架的固定器、導向受力器，與汽車油門踏板連接。
請參閱圖4，這是本實用新型可逆式動作的GPS汽車智能限速器中控制儀 的電方框圖。本實用新型中控制儀2包括一微處理器21、 一限速值資料庫22、 一數據存儲器23、 一復位按鈕24。
該微處理器21的輸入端分別與速度傳感器3、 GPS定位單元1的輸出端 連接；所述的微處理器的輸出端與可逆式動作機械手的控制單元(由繼電器 構成)42連接，控制可逆式動作機械手動作。該微處理器並與限速值資料庫 22雙向連接。所述的數據存儲器與微處理器雙向連接。所述的復位按鈕24的 輸出端也與微處理器21的輸入端連接。根據使用者的需要，還可以包括一顯 示器25，用於顯示車輛行駛的狀況，該顯示器與微處理器的輸出端連接。
本實用新型GPS汽車智能限速器中的限速值資料庫中的數據由從GPS行 駛路線軌跡記錄的數據採集得到，包括道路限速標誌地段的三維坐標、矢量 方向、限速值。創建GPS汽車智能限速器的道路限速標誌和行駛軌跡的特殊 的資料庫則由GPS行駛路線軌跡記錄儀和配套的軟體完成。管理人員用實地 採集的方法將限速標誌地各坐標軌跡和行駛路線的每X米為一段的坐標軌跡 以及矢量方向記錄下來成為限速值數據，眾多的限速值數據組成一個限速值 資料庫。記錄的工具是GPS行駛路線軌跡記錄儀。具體記錄方法是在道路 限速標誌地點按下GPS行駛路線軌跡記錄儀的速度值設定按鈕；如果限速值 沒有變化，則再按下鎖定按鈕；到達新的限速標誌地點，重複以上過程。記 錄過程結束，用可移動磁碟將GPS行駛路線軌跡記錄儀內的數據文件採集下 來，製作成資料庫文件輸入到微處理器中，即得到限速值資料庫。
當行駛路線改變時，用戶可以再次創建新的限速文件，並將該刷新GPS 汽車智能限速器的限速值資料庫。
由於GPS行駛路線軌跡記錄和GPS車載終端都是已有技術，所以在此不
再贅述。
請參閱圖5，本實用新型是本實用新型GPS汽車智能限速器的工作流程 圖。本實用新型汽車智能速度限制器工作原理，汽車開動時，汽車速度傳感 器將轉速信號傳至控制儀，控制儀中的微處理器根據事先設定的速度值或切 換值進行處理汽車行駛速度在限定的範圍內運行，則控制儀不啟動速度限 制器；汽車行駛速度達到設定值或切換值時，控制儀的微處理器立即控制機 械手的控制單元(繼電器)發出"拉緊"信號時，電機高速正向旋轉，通過 變速箱和螺杆的配合，產生強大的拉力，移動塊在螺杆螺紋轉動的作用下， 產生位移，拉緊軟連接軸，使油門拉上，按設定速度行駛；該速度限制器在限位開關的控制下通過軟連接軸對汽車的油門踏板準確地強制提升，同時電 子速度控制儀發出報警聲，表示當前行駛速度已超出限制值，使汽車減速。 當汽車速度小於設定值時，速度控制儀又控制控制單元(繼電器)，發出"放 松"信號時，電機帶動螺杆反向旋轉放鬆軟連接軸，速度限制器在限位開關 的控制下準確地反向放鬆軟連接軸至原來位置，汽車油門又恢復原狀，同時 關閉報警器，汽車又可以行駛如常。
但是，當汽車行駛的限速值與道路限速值不符時，此時可啟動可逆式機 械手發揮作用，其是這樣工作的當汽車速度超過GPS汽車智能控制儀設定 的限速值時，控制儀發出限速命令時，通過控制單元的繼電器使電機正轉， 螺杆正轉使移位塊右行例如5釐米，到達其中一限位開關位置時自動停止， 由於拉簧的作用，油門只是被輕輕提起，此時司機如不腳部加力汽車就被限 速；如果GPS控制儀的限速值與道路限速值不符，司機不必按"復位"按鈕，
直接腳部加力即可使汽車繼續加速；當汽車滑行減速速度低於限速值時，控
制儀馬上發出解除限速命令時，通過控制單元的繼電器控制使電機反轉，帶
動螺杆反轉使移位塊左行例如5釐米，到達另一限位開關位置時自動停止，
油門放鬆，於是汽車恢復如初。
可逆式動作的GPS汽車智能限速器補充了 "非管理型"汽車安全設備的 空缺，能實現"路變速變，自動限速"的功能，當GPS設定的限速值與 道路限速值不符時，允許司機加力踩動油門，以適宜的速度行駛。當 汽車超速時，以輕輕提起油門的方式，提醒駕駛員限速行駛。對於推動 管理型和非管理型結合的汽車安全設備的應用和推廣具有實際的意義。
權利要求1、可逆式動作的GPS汽車智能限速器，包括GPS定位單元、控制儀、速度傳感器、機械手及一軟連接軸；所述的GPS定位單元和速度傳感器分別與控制儀的輸入端連接；所述的機械手設置在殼體內，其包括控制單元、兩個限位開關、電機及變速部件、移動塊、以及傳動部件；所述的傳動部件一端與電機及變速部件的輸出軸連接，另一端與所述移動塊傳動連接；所述的控制單元的輸入端與控制儀的輸出端連接，該控制單元的輸出端與電機及變速部件連接；所述的兩個限位開關間隔設置，並與移動塊相對應並相鄰；所述軟連接軸與汽車油門踏腳連接；其特徵在於，所述的機械手是可逆式動作機械手，還包括一拉簧；所述的拉簧一端與移動塊連接，另一端與軟連接軸連接。
2、 根據權利要求1所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於，還包括一連接件，設置在拉簧與軟連接軸之間。
3、 根據權利要求1所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於， 所述的兩限位開關間隔設置在殼體的內壁，所述的移動塊與限位開關相鄰近的一 側設置磁鋼。
4、 根據權利要求1或3所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵 在於，所述的兩限位開關之間的距離為控制單元控制移動塊動作行程的距離。
5、 根據權利要求1所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於，所述的移動塊上設有螺孔；所述的傳動部件包括螺杆，該螺杆的一端與電機及變 速部件的輸出軸連接，另一端與所述移動塊上的螺孔螺合。
6、 根據權利要求5所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於， 所述的螺杆與移動塊上螺孔螺合的深度，以該螺杆帶動所述移動塊移動時，該移 動塊上的磁鋼能分別感應兩限位開關動作為準。
7、 根據權利要求1或3所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵 在於所述的限位開關由霍爾元件構成。
8、 根據權利要求1所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於， 所述的控制單元由繼電器構成。
9、 根據權利要求1所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於， 還包括一導向受力機構，導向受力機構包括固定支架、固定器和導向受力器， 所述的軟連接軸的另一端依次穿入固定支架的固定器、導向受力器，與汽車 油門踏板連接。
10、根據權利要求1、 2或9所述的可逆式動作的GPS汽車智能限速器，其特徵在於，所述的軟連接軸外設有軸套。
專利摘要本實用新型公開了一種可逆式動作的GPS汽車智能限速器，包括GPS定位單元、控制儀、速度傳感器、機械手及一軟連接軸；GPS定位單元和速度傳感器分別與控制儀的輸入端連接；機械手包括控制單元、兩個限位開關、電機及變速部件、移動塊和傳動部件；傳動部件一端與電機及變速部件的輸出軸連接，另一端與移動塊傳動連接；控制單元的輸入端與控制儀的輸出端連接，其輸出端與電機及變速部件連接；兩個限位開關間隔設置，並與移動塊相對應並相鄰；軟連接軸與汽車油門踏腳連接；其特點是，機械手是可逆式動作機械手，還包括一拉簧；拉簧一端與移動塊連接，另一端與軟連接軸連接。具有自動限速和人工控制限速相結合的功能，可減少擁堵和交通事故的發生。
文檔編號G08G1/0962GK201075252SQ20072007291
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月26日 優先權日2007年7月26日
發明者宋允之 申請人:上海大眾智能設備有限公司