專利名稱：汽車安全間距提醒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種特別用于車輛上的遠(yuǎn)紅外發(fā)送接收一體化的測(cè)距報(bào)警裝置。
車輛駕駛員在行車過程中由于工作緊張、疲勞、精神不集中或車輛前方可視度差等原因，往往對(duì)車輛前方的情況判斷失誤，特別是對(duì)其前方物體間距的估計(jì)錯(cuò)誤，而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，給國家財(cái)產(chǎn)及人身安全造成很大損失及威脅。
本實(shí)用新型的目的是提供一種低成本、體積小的汽車安全間距的報(bào)警裝置，提醒司機(jī)在行車過程中注意一定距離的前方物體，以便對(duì)各種可能的情況做好充分的準(zhǔn)備。
為此，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案它由遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)、報(bào)警裝置(3)、電源電路(4)及外殼(7)組成。上述的遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)為陣列式遠(yuǎn)紅外發(fā)射裝置，它向外發(fā)射一固定頻率的紅外脈沖，當(dāng)前方有物體時(shí)，一部分脈沖反射回來后，被紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)中的接收電路所接收，經(jīng)放大后輸入到信號(hào)鑒別電路中。當(dāng)認(rèn)定是同頻率的反射信號(hào)后，則向報(bào)警裝置(3)發(fā)出報(bào)警指令，報(bào)警裝置(3)則進(jìn)行同步的聲光報(bào)警，從而提醒司機(jī)在車輛前方的安全距離內(nèi)有物體M，如汽車，以使司機(jī)即時(shí)采取措施。電源電路(4)向遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)、遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)和報(bào)警裝置提供電源Vcc。遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)、遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)、報(bào)警裝置(3)和電源電路(4)均安裝在外殼(7)內(nèi)。外殼(7)前方裝有紅色、綠色濾光片(5)(6)。
上述的遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)中IC1、IC2、IC3分別是具有四個(gè)獨(dú)立的二輸入端與非門集成電路F1～F4、F5～F8、F9～F12。F1的一個(gè)輸入端接電源Vcc同時(shí)通過R1接地，另一個(gè)輸入端與R2相接，輸出端接F2的兩個(gè)輸入端，同時(shí)通過R3與電位器W1相接。F2的輸出端與C1相聯(lián)，C1、W1、R2的另一端相互聯(lián)接，這樣F1、F2、R1、R2、R3、W1、C1組成了一個(gè)環(huán)形振蕩器，由F2輸出一個(gè)固定頻率的方波振蕩信號(hào)，通過調(diào)節(jié)W1可以改變振蕩頻率。F2的輸出端與F3、F4的輸入端聯(lián)在一起，把振蕩信號(hào)擴(kuò)展成兩路，同時(shí)也與遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)a端相聯(lián)，見圖 4，作為頻率鑒別信號(hào)經(jīng)R13輸入到其內(nèi)的IC5。
F3F4的輸出端分別與IC2中的四個(gè)與非門F5～F8的輸入端和IC3中的四個(gè)與非門F9～F12的輸入端相聯(lián)，將F3、F4輸出的振蕩信號(hào)再擴(kuò)展成共八路。IC2和IC3中的8個(gè)與非門的輸出端分別與電解電容C2～C9的正極聯(lián)接，C2～C9的負(fù)極分別與二極管D1～D8的負(fù)極和三極管T1～T8的基極相聯(lián)，三極管T1～T8的集電極聯(lián)在一起接電源Vcc，二極管D1～D8的正極聯(lián)在一起接地。D9～D48是遠(yuǎn)紅外發(fā)射二極管，D9～D13正負(fù)極串聯(lián)起來組成一個(gè)發(fā)射單元，共組成陣列式的八個(gè)發(fā)射單元，即D9～D13、D14～D18、D19～D23、D24～D28、D29～D33、D34～D38、D39～D43、D44～D48，每個(gè)串聯(lián)發(fā)射單元的正極分別與三極管T1～T8的發(fā)射極聯(lián)接，每個(gè)發(fā)射單元的負(fù)極聯(lián)在一起通過R4接地。
上述的遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)的遠(yuǎn)紅外接收電路中，D49～D54是遠(yuǎn)紅外接收二極管，其負(fù)極聯(lián)在一起接電流Vcc及R59正極聯(lián)在一起接電解電容C10的正極并通過R6接地。C10的負(fù)極同時(shí)接二極管D55的負(fù)極，D56的正極和R8，R8的另一端接IC4中運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端(－)。IC4中兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)算放大器 OP1，OP2的同相輸入端(＋)相聯(lián)后接二極管D55正極和D56負(fù)極并通過R7接地，R5另一端亦經(jīng)R7接地。OP1的反相輸入端(－)同時(shí)接R8及R9，R9的另一端接OP1的輸出端及電解電容C11的正極，C11的負(fù)極通過R10與OP2的反相輸入端(－)及R11相聯(lián)，R11的另一端與OP2的輸出端及電解電容C12的正極相聯(lián)。信號(hào)鑒別電路中IC5是鎖相環(huán)集成電路其16腳接電源Vcc，14腳接電解電容C12的負(fù)極，3腳通過R13與遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)F2的輸出端相聯(lián)，見圖3，8腳接地，1腳通過R12與F14的輸入端聯(lián)接，并通過R14與報(bào)警裝置(4)相接，見圖5。
上述的報(bào)警電路(4)中IC6是雙時(shí)基集成電路，其1腳通過R14與IC5的1腳相聯(lián)，即圖3中的b端，并同時(shí)接R15。2腳與6腳聯(lián)接R15的另一端和電解電容C13的正極，C13的負(fù)極接地，5腳與二極管D57正極及F13的輸入端相聯(lián)，7腳接電解電容C15正極，8腳與12腳相聯(lián)R17的一端及二極管D57負(fù)極和電容C14一端，C14另一端接地，13腳接R17另一端及通過R16接電源Vcc。4腳、14腳、10腳接電源Vcc。三極管T9的基極接電解電容C15的負(fù)極，發(fā)射極通過揚(yáng)聲器Y接地，集電極接電源Vcc。IC7是具有兩個(gè)獨(dú)立的二輸入端與非門F13、F14的集成電路。與非門F13的輸入端接IC6的5腳，輸出端接三極管T10的基極，F(xiàn)14的輸入端通過R12接遠(yuǎn)紅外接收與信號(hào)鑒別器(2)信號(hào)鑒別電路中的IC5的1腳，即圖4中的C端，輸出端接三極管T11的基極、三極管T10、T11的集電極聯(lián)在一起接電源Vcc。D58～D61是雙色發(fā)光二極管；D58、D59發(fā)紅光，D60、D61發(fā)綠光。D58、D59的正極相聯(lián)三極管T10的發(fā)射極，D60、D61的正極則均接三極管T11的發(fā)射極，4個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極均接地。
上述的電源電路(5)中，IC8、IC9是三端集成穩(wěn)壓器，其1腳聯(lián)接起來接開關(guān)K及電解電容C16正極，2腳聯(lián)接后接地，3腳均接電解電容C17正極及電容C18的一端并作為整機(jī)的電源Vcc。電解電容C16和C17的負(fù)極及電容C18的另一端接地，并與汽車電源E負(fù)端相接。開關(guān)K的一端接汽車電源E的正極。
本實(shí)用新型原理如下所述接通開關(guān)K汽車的直流12V電電源E加到IC8、IC9輸入端1，經(jīng)穩(wěn)壓后由3腳輸出供整機(jī)電源Vcc使整機(jī)工作，見圖6。
IC1得電后由F1、F2等組成的環(huán)形振蕩器振蕩，振蕩信號(hào)一路送鎖相環(huán)集成電路IC53腳作為頻率鑒別信號(hào)；一路經(jīng)F3、F4、IC2、IC3擴(kuò)展成8路，經(jīng)C2～C9耦合并經(jīng)D1～D8削去負(fù)脈沖送到T1～T8進(jìn)行放大。放大后的振蕩信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)由D9～D48組成的8組遠(yuǎn)紅外發(fā)射單元形成與振蕩信號(hào)同步的光脈沖向外發(fā)射。8組遠(yuǎn)紅外發(fā)射單元組成兩個(gè)陣列式天線以具有好的方向性的特點(diǎn)，見圖2。
當(dāng)紅外脈沖光遇到阻擋物M如汽車被反射回來后，經(jīng)過紅色和綠色濾光片(5)(6)被位于裝置中間由D49～D54組成的接收天線所接收，形成與振蕩信號(hào)同步的光敏電流，此光敏電流在R6上形成壓降。此反射信號(hào)電壓經(jīng)C10耦合并經(jīng)D55、D56雙向限幅后經(jīng)R8輸入到IC4運(yùn)算放大器中進(jìn)行放大，經(jīng)兩級(jí)放大后的信號(hào)電壓C12耦合到鎖相環(huán)集成電路IC5中與由3腳輸入的振蕩信號(hào)進(jìn)行頻率鑒別。如確系與振蕩信號(hào)同頻率則1腳輸出高電位(如否，則1腳輸出低電位)，見圖4。
IC51腳的高電位經(jīng)R14、R15對(duì)C13充電，在由構(gòu)成的振蕩器中形成1次／秒的低頻振蕩，此振蕩信號(hào)經(jīng)IC65腳輸出經(jīng)二極管D57調(diào)制，由另一1／2IC6構(gòu)成的振蕩器振蕩出來的音頻信號(hào)形成間歇振蕩音頻信號(hào)，由IC69腳輸出經(jīng)C15耦合并經(jīng)T9放大推動(dòng)揚(yáng)聲器Y發(fā)聲。
由IC65腳輸出的1次／秒低頻信號(hào)同時(shí)加到與非門F13的輸入端，由F13反相后至T10放大驅(qū)動(dòng)紅色發(fā)光二極管D58、D59發(fā)光。
由于此時(shí)鎖相環(huán)集成電路IC51腳的高電位也送到與非門F14輸入端，F(xiàn)14的輸出為低電位，T11不導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管D60D61沒有電流流過，不發(fā)光，見圖5。
如果本裝置發(fā)出的遠(yuǎn)紅外脈沖沒有遇到阻擋物則沒有光脈沖被反射回來，運(yùn)算放大器沒有輸出，IC51腳輸出低電位，對(duì)C13形成不了充電，IC6的5腳則輸出高電位，嵌制了另一1／2IC6的電位，另一1／2IC6也形成不了音頻振蕩信號(hào)，此時(shí)揚(yáng)聲器Y不發(fā)聲。
由IC65腳輸出的高電位也同時(shí)加到與非門F13輸入端，F(xiàn)13的輸出為低電位，T10不導(dǎo)通，紅色發(fā)光二極管D58、D59不發(fā)光。
由于此時(shí)鎖相環(huán)集成電路IC51腳輸出低電位，此低電位加到與非門F14的輸入端，其輸出為高電位，T11導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)D60、D61發(fā)出綠光。
本裝置的特點(diǎn)是，沒有阻擋物，有綠色指示，沒有報(bào)警信號(hào)，如遇到阻擋物，綠色指示變?yōu)榧t色指示并發(fā)出間歇聲光報(bào)警信號(hào)。而外殼(7)前方的紅色、綠色濾光片(5)(6)則將可見光濾掉。
本裝置的探測(cè)距離由遠(yuǎn)紅外發(fā)射二極管的發(fā)射功率決定，本裝置發(fā)射功率為0.04W探測(cè)有效距離20米，如欲加大探測(cè)距離，可增加遠(yuǎn)紅外發(fā)射二極管功率。
由上所述，本實(shí)用新型是利用紅外線不可見光發(fā)送與反射接收來達(dá)到探測(cè)車輛前方物體的目的，并可發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。從而提醒司機(jī)在車輛前方的報(bào)警距離內(nèi)有物體，可使司機(jī)即時(shí)采取措施。而本裝置中的信號(hào)鑒別電路可鑒別出不相關(guān)的干擾信號(hào)，故可靠性高。此外，其全集成化，體積小，無污染。


圖1為本實(shí)用新型外形示意圖。
8、信號(hào)源底板；9、主線路板；10、信號(hào)源線路板；11.電源線。
圖2為其方框結(jié)構(gòu)圖。
圖3為遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)電原理圖。
圖4為遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)電原理圖。
圖5為報(bào)警裝置(3)電原理圖。
圖6為電源電路(4)電原理圖。
元件參數(shù)
IC1、IC2、IC3、IC7為二輸入四與非門集成電路CD4011；IC4為四運(yùn)放單電源集成電路LM324；IC5為鎖相環(huán)集成電路CD4046；IC6為雙時(shí)基集成電路NE556；IC8、IC9為三端穩(wěn)壓集成電路MC7809；電阻R1、R2、R5、R7為1／4W 100K；R31／8W2.2K；R42W 20Ω；R61／8W 33K；R8、R10、R12、R13為1／8W1KR9，R14為1／8W1M；R111／8W、470K；R151／8W、110K；R161／8W10K；R171／8W、68KC1C14C18為0.01μ；C2～C5為5μ／16V；C10～C12為5μ／16V；C132.2μ／16V；C155μ／16V；C161000μ／16V；C17470μ／16V；T1～T11為三極管3DG12C；D1～D8、D35、D36、D37為二極管IN4001；D9～D48為紅外發(fā)射二極管D49～54為紅外接收二極管；D58、D59為紅色發(fā)光二極管；D60、D61為綠色為光二極管；W1采用 1／2W、10K。
權(quán)利要求1.一種汽車安全間距提醒器，其特征在于外殼(7)內(nèi)裝有遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)、遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)、報(bào)警裝置(3)和電源電路(4)，所述的遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)向外發(fā)射一固定頻率的紅外脈沖，當(dāng)遇到前方物體M時(shí)，其中一部分紅外脈沖反射回來后被接收電路接收，經(jīng)放大輸入到信號(hào)鑒別電路中，并向報(bào)警裝置(3)發(fā)出報(bào)警指令，使其進(jìn)行同步的聲光報(bào)警，電源電路(4)則向遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)、遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)和報(bào)警裝置(3)提供電源Vcc，所述外殼(7)前方裝有紅色、綠色的濾過片(5)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車安全間距提醒器，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)中IC1、IC2、IC3分別是具有四個(gè)獨(dú)立二輸入端的與非門集成電路 F1～F4、F5～F8、F9～F12，其中IC1中的與非門F1一輸入端接Vcc，同時(shí)經(jīng)R1接地，另一輸入端與R2相聯(lián)，輸出端接與非門F2的兩輸入端，同時(shí)經(jīng)R3與電位器W1一固定端聯(lián)接，F(xiàn)2輸出端與C1相聯(lián)，C1、W1、R2的另一端再聯(lián)一起，這樣，F(xiàn)1、F2、R1、R2R3、W1、C1組成了一個(gè)環(huán)形振蕩器，此外，F(xiàn)2輸出端和與非門F3、F4的輸入端聯(lián)在一起，F(xiàn)3、F4把振蕩信號(hào)擴(kuò)展成兩路，分別與IC2中的與非門F5～F8的輸入端和IC3中的與非門F9～F12的輸入端聯(lián)接，F(xiàn)5～F12的8個(gè)輸出端分別與電解電容C2～C9的正極相聯(lián)，C2～C9負(fù)極分別與二極管D1～D8的負(fù)極和三極管T1～T8的基極聯(lián)接，T1～T8集電極均接Vcc，D1～D8正極均接地，遠(yuǎn)紅外發(fā)射二極管D9～D48中的D9～D13、D14～D18、D19～D23、D24～D28、D29～D33、D34～D38、D39～D43、D44～D48分別串聯(lián)一起組成8個(gè)發(fā)射單元，每個(gè)發(fā)射單元的正極分別與T1～T8發(fā)射極相聯(lián)，其負(fù)極均經(jīng)R4接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車安全間距提醒器，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)中，遠(yuǎn)紅外接收二極管D49～D54中負(fù)極均接電源Vcc與R5，其正極均接電解電容C10正極，同時(shí)經(jīng)R6接地，C10負(fù)極接二極管D55負(fù)極、二極管D56正極和R8，R8另一端接集成電路IC4中運(yùn)算放大器OP1反相輸入端(－)，而IC4中運(yùn)算放大器OP1、OP2同相輸入端(＋)相聯(lián)后接D55正極與D56負(fù)極，并通過R7接地，R5另一端亦經(jīng)R7接地，OP1反相輸入端(－)經(jīng)R9接OP1輸出端與電解電容C11正極，C11負(fù)極通過R10與OP2反相輸入端(－)與R11聯(lián)接，R11另一端與OP2輸出端及電解電容C12正極相聯(lián)，鎖相環(huán)集成電路IC516腳接Vcc，14腳接電解電容C12負(fù)極，3腳通過R13與遠(yuǎn)紅外發(fā)射源(1)的IC1中F2輸出端a聯(lián)接，1腳接報(bào)警裝置(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車安全間距提醒器，其特征在于所述的報(bào)警裝置(3)中雙時(shí)基集成電路IC61腳經(jīng)R14與遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器(2)中IC51腳相聯(lián)，并經(jīng)R15與2、6腳聯(lián)接，R15另一端接電解電容C13正極，C13負(fù)極接地，5腳與二極管D57正極與集成電路IC7中的與非門F13輸入端相聯(lián)，9腳接電解電容C15正極，8腳與12腳聯(lián)接后接R17一端、二極管D57負(fù)極和電容C14一端，C14另一端接地，13腳接R17另一端，同時(shí)經(jīng)R16接Vcc，4腳、14腳、10腳接Vcc，三極管T9基極接電解電容C15負(fù)極，發(fā)射極經(jīng)揚(yáng)聲器Y接地，集電極接Vcc，IC7中與非門F13輸出端接三極管T10基極，與非門F14輸入端經(jīng)R12接遠(yuǎn)紅外接收與信號(hào)鑒別器(2)中IC51腳，輸出端接三極管T11基極，T10、T11集電極相聯(lián)后接Vcc，紅色發(fā)光二極管D58、D59正極聯(lián)接后接T10發(fā)射極，綠色發(fā)光二極管D60、D61正極相聯(lián)后接T11發(fā)射極，D59～D61負(fù)極均接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車安全間距提醒器，其特征在于所述的電源電路(5)中三端集成電路穩(wěn)壓器IC8、C91腳相聯(lián)后接開關(guān)K及電解電容C16正極，其2腳均接地，3腳均接電解電容C17正極與電容C18一端，并作為整機(jī)的電源Vcc，C16、C17負(fù)極及C18另一端接地，并與汽車直流電源E負(fù)極聯(lián)接，K接E正極。
專利摘要一種車輛用的遠(yuǎn)紅外發(fā)送、接收一體化的測(cè)距報(bào)警裝置。包括遠(yuǎn)紅外發(fā)射源、遠(yuǎn)紅外接收及信號(hào)鑒別器、報(bào)警裝置、電源電路和外殼。發(fā)射源向外發(fā)射紅外脈沖，前方有物體時(shí)，接收電路接收發(fā)射回來的信號(hào)并送入鑒別電路中，再向報(bào)警裝置發(fā)出指令，使其發(fā)出聲光報(bào)警，提醒司機(jī)注意，并即時(shí)采取措施。由于全集成化，故體積小，且可靠性高，無污染。
文檔編號(hào)B60Q1/46GK2088499SQ9120591
公開日1991年11月13日 申請(qǐng)日期1991年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月11日
發(fā)明者高增朗 申請(qǐng)人:高增朗