一種方向盤位置指示儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種方向盤位置指示儀，包括：至少1個(gè)紅外發(fā)射管和至少24個(gè)紅外接收管，所述紅外發(fā)射管設(shè)置在方向盤上，且隨所述方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述紅外接收管實(shí)時(shí)采集所述方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸至鎖存編碼器，所述鎖存編碼器對所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度處理后獲取角度參數(shù)，并將所述角度參數(shù)傳輸至微控制器，所述微控制器將所述角度參數(shù)處理后傳輸至顯示設(shè)備進(jìn)行輸出顯示。本儀器提高了穩(wěn)定性，并使成本降到很低。該指示儀實(shí)時(shí)定量采用多種直觀明示方式掌握方向盤所旋過的角度和方向，幫助初學(xué)初駕、新手上路，情緒不穩(wěn)定、年老或記憶反應(yīng)差等潛在隱患的開車者。也可以嵌入面板做為汽車面板標(biāo)準(zhǔn)部件，更好為駕駛者服務(wù)。充當(dāng)助手，提高安全，是本產(chǎn)品的最大目的。
【專利說明】一種方向盤位置指示儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及方向盤，尤其涉及一種方向盤位置指示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]方向盤旋轉(zhuǎn)角度測量的技術(shù)基礎(chǔ)是多圈角度(X360)的測量，究其方法來說有機(jī)械式齒輪耦合角度測量、多圈可變電阻器應(yīng)用、識別正反向旋轉(zhuǎn)式相對光電編碼器、以及旋轉(zhuǎn)式絕對光電編碼器等。隨著科技的發(fā)展，上述幾項(xiàng)技術(shù)中的機(jī)械式已然落后，多圈可變電阻器方式有壽命的缺陷；正反向旋轉(zhuǎn)式相對光電編碼器有計(jì)數(shù)不準(zhǔn)的缺陷；旋轉(zhuǎn)式絕對光電編碼器由于制造復(fù)雜精密，一般應(yīng)用在高精尖儀器上，例如:測角精度在秒量級別的電子經(jīng)緯儀場合。
[0003]實(shí)際應(yīng)用中駕駛員操作的方向盤的體積很大，且使用頻繁，左右轉(zhuǎn)動(dòng)最多達(dá)到三圈以上，從最左或右到最右或最左要達(dá)到6圈以上，這么大范圍全靠記憶和手法去判定而沒有數(shù)值概念，這種缺陷會(huì)造成駕駛員的困惑，由于人的反應(yīng)快慢與精力的集中度不同，又看不見輪子，足以給一部分人在有些場合帶來安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供了一種方向盤位置指示儀，該方向盤位置指示儀提高了轉(zhuǎn)換角度的穩(wěn)定性，避免了安全隱患，降低了儀器的成本，詳見下文描述:
[0005]一種方向盤位置指示儀，包括:至少I個(gè)紅外發(fā)射管和至少24個(gè)紅外接收管。
[0006]所述紅外發(fā)射管設(shè)置在方向盤上，且隨所述方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述紅外接收管實(shí)時(shí)采集所述方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸至鎖存編碼器，所述鎖存編碼器對所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度處理后獲取角度參數(shù)，并將所述角度參數(shù)傳輸至微控制器，所述微控制器將所述角度參數(shù)處理后傳輸至顯示設(shè)備進(jìn)行輸出顯示。
[0007]所述紅外發(fā)射管和所述紅外接收管的型號相匹配。
[0008]在一優(yōu)選實(shí)施例里，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部，所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部、所述紅外接收管設(shè)置在所述光電接收圓盤安裝部。
[0009]在另一優(yōu)選實(shí)施例里，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部，所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部，在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部與所述光電接收圓盤安裝部分界處設(shè)置有一空心的兩個(gè)半圓薄片，所述紅外接收管固定在所述半圓薄片的邊緣處。
[0010]在另一優(yōu)選實(shí)施例里，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部，所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部，在所述光電接收圓盤安裝部上設(shè)置有圓箍狀固定部件，所述圓箍狀固定部件上設(shè)置有所述紅外接收管。
[0011]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述顯示設(shè)備選項(xiàng)之一為:IXD單行或雙行液晶顯示器?；蛩鲲@示設(shè)備選項(xiàng)之一為:點(diǎn)陣液晶顯示器。[0012]所述方向盤位置指示儀還包括:藍(lán)牙模塊或串口轉(zhuǎn)USB 口，所述藍(lán)牙模塊或所述串口轉(zhuǎn)USB 口與所述微控制器電連接，所述藍(lán)牙模塊或所述串口轉(zhuǎn)USB 口連接各種行車電腦、平板電腦、智能手機(jī)、平視顯示器、導(dǎo)航儀、面板顯示儀、前擋風(fēng)玻璃投影平視儀、擋位監(jiān)測儀。
[0013]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述方向盤位置指示儀還包括:串行接口和并行輸出接口
[0014]所述微控制器通過所述串行接口或所述并行輸出接口適配不同終端顯示設(shè)備。其中所述串行接口接收端復(fù)用于連接接收檔位指示儀參數(shù)。所述并行接口只用于某些終端顯示設(shè)備。
[0015]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是:本儀器采用旋轉(zhuǎn)式相對光電編碼與旋轉(zhuǎn)式絕對光電編碼相結(jié)合克服了以上問題，提高了穩(wěn)定性，并使成本降到很低。該指示儀實(shí)時(shí)定量采用多種直觀明示方式掌握方向盤所旋過的角度和方向，幫助初學(xué)初駕、新手上路，情緒不穩(wěn)定、年老或記憶反應(yīng)差等潛在隱患的開車者。也可以嵌入面板做為汽車面板標(biāo)準(zhǔn)部件，更好為駕駛者服務(wù)。充當(dāng)助手，提高安全，是本產(chǎn)品的最大目的。另外從經(jīng)濟(jì)成本講通過采用光電傳感方式測量角度參數(shù)，做出質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)據(jù)精確，體積小，即用即裝或出廠配安裝很方便快捷的小產(chǎn)品，降低了購買者成本，有極大的性價(jià)比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為一種方向盤位置指示儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為紅外發(fā)射管和紅外接收管的安裝示意圖；
[0018]圖3為一種方向 盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為一種方向盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為一種方向盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為一種方向盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為一種方向盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為一種方向盤位置指示儀的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖中，各部件的列表如下:
[0025]1:紅外發(fā)射管；2:紅外接收管；
[0026]3:鎖存編碼器；4:微控制器；
[0027]5:顯示設(shè)備；6:藍(lán)牙模塊；
[0028]7:串口轉(zhuǎn) USB 口；8:串行接口；
[0029]9:并行輸出接口；10:真人語音模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0031]為了提高轉(zhuǎn)換角度的穩(wěn)定性，避免安全隱患，降低儀器的成本，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種方向盤位置指示儀，參見圖1，包括:至少I個(gè)紅外發(fā)射管I和至少24個(gè)紅外接收管2，紅外發(fā)射管I設(shè)置在方向盤上，且隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外接收管2實(shí)時(shí)采集方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸至鎖存編碼器3，鎖存編碼器3對轉(zhuǎn)動(dòng)角度處理后獲取角度參數(shù)，并將角度參數(shù)傳輸至微控制器4 (MCU)，微控制器4將角度參數(shù)判定計(jì)算后通過自帶標(biāo)準(zhǔn)通用輸入輸出接口傳輸至顯示設(shè)備5進(jìn)行輸出顯示。
[0032]其中，紅外接收管2的數(shù)量至少為24個(gè)，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要選取具體數(shù)量的紅外接收管2，當(dāng)紅外接收管2的數(shù)量逐漸增多時(shí)，還可以提高采集到的方向盤角度的分辨率和精度。
[0033]其中，紅外發(fā)射管I和紅外接收管2的型號相匹配，當(dāng)紅外發(fā)射管I的型號為IR908-7C、IR928-6C時(shí)，紅外接收管2的型號為PT908_7C、PT928_6C等，紅外發(fā)射管I固定在圖2的A部分上。
[0034]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，參見圖2，在出廠前把至少I個(gè)紅外發(fā)射管I設(shè)計(jì)到方向盤座塑料殼上的旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部(A部分)、將至少24個(gè)紅外接收管2設(shè)置在光電接收圓盤安裝部(B部分)或貼在里面軸上設(shè)計(jì)，或已出廠后的車通過塑料模具或打孔后固定改造來完成安裝。
[0035]該方向盤位置指示儀還可以直接應(yīng)用到現(xiàn)車上，簡單快速易裝方式一:采用在旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部(A部分)與光電接收圓盤安裝部(B部分)分界處的縫隙裝一空心的兩個(gè)半圓薄片(圖中未示出)并固定住(即用即裝)，將紅外接收管2固定在半圓薄片的外圈邊緣合適部位，數(shù)量24個(gè)或更多
[0036]簡單快速易裝方式二:設(shè)計(jì)有套在圖2光電接收圓盤安裝部(B部分)的部分塑殼上面、且成圓箍狀樣式的產(chǎn)品(圖中未示出)，適應(yīng)一部分車型需要。若需要也可改造后用于現(xiàn)車加裝，需要挖孔并固定紅外發(fā)射管1、紅外接收管2和連線，需要拆改相關(guān)塑料部位。
[0037]鎖存編碼器3起到方向盤參考起始點(diǎn)到360度點(diǎn)周期性的編碼定量測量，通過光電轉(zhuǎn)換變成編碼數(shù)值信號發(fā)送給微控制器4內(nèi)的觸發(fā)鎖存器，供微控制器4計(jì)算監(jiān)管。編碼器3在保護(hù)軌道內(nèi)暗處隱藏防止意外的紅外線干擾，引起參數(shù)錯(cuò)誤，并保證紅外發(fā)射管I軌跡圓與紅外接收管2的軌跡圓近似重合。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以利用有機(jī)玻璃部件增大紅外發(fā)射管I的發(fā)射面積，光源掃過的面積大大覆蓋接收有效區(qū)域，另一種是利用紅外接收管2的軌道限制保證紅外發(fā)射管對準(zhǔn)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，只用一只或多只紅外發(fā)射管I固定在旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部(A部分)，通過支架與紅外接收管2軌道槽滑動(dòng)相貼近，這樣隨著方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)紅外接收管2都會(huì)送出一個(gè)位置編碼。當(dāng)超過360度的整數(shù)倍值的位置點(diǎn)的測量時(shí)，需要微控制器4計(jì)算旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和小于360度的余數(shù)值，并根據(jù)絕對編碼的數(shù)值，及時(shí)確定相對編碼的數(shù)值，確定方向盤的實(shí)時(shí)位置，計(jì)算和監(jiān)測正確位置。
[0038]其中，鎖存編碼器3由三態(tài)鎖存器、門電路、地址譯碼器等器件組成數(shù)據(jù)采集電路。例如:可采用4078、4023、74HC573等數(shù)字邏輯數(shù)字電路芯片，又可以采用其他數(shù)字邏輯芯片代替組成的數(shù)據(jù)采集電路，或采用相應(yīng)功能的可編程陣列完成。
[0039]在一優(yōu)選的實(shí)施例里，該顯示器5可以為IXD單行或雙行液晶顯示器，顯示器的顯示范圍為:左-1999至右+1999，大于左右各3圈半的角度范圍，分辯力為15度或更高，顯示格式可自由轉(zhuǎn)換成例如時(shí)鐘、圖形等等更直觀方式。
[0040]在另一優(yōu)選的實(shí)施例里，該顯示器5還可以為如128X64，240X128或更高點(diǎn)陣液晶顯示器，既有LCD單行或雙行液晶顯示器的顯示格式，還能采用人性化圖型標(biāo)示位置圈數(shù)(幾把方向盤)，前輪角度模擬(例如:電壓表頭式樣顯示)，還能顯示擋位，并監(jiān)測撥擋軌跡。[0041]在另一優(yōu)選的實(shí)施例里，參見圖3和圖4，該方向盤位置指示儀還包括:藍(lán)牙模塊6或串口轉(zhuǎn)USB 口 7，藍(lán)牙模塊6或串口轉(zhuǎn)USB 口 7與微控制器4電連接，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，微控制器4通過藍(lán)牙模塊6或串口轉(zhuǎn)USB 口 7直接與與平板電腦或智能手機(jī)等連接，可以更加豐富和清楚地顯示角度參數(shù)，提高了用戶體驗(yàn)，并且通過平板電腦或智能手機(jī)還能記錄提供檔位和方向盤手法的操作過程，供以后教學(xué)考核使用。
[0042]實(shí)際應(yīng)用中，還可以通過藍(lán)牙模塊6、串口轉(zhuǎn)USB 口 7連接其它顯示儀器，例如:HUD(平視顯示器)、導(dǎo)航儀、面板顯示儀、前擋風(fēng)玻璃投影平視儀。
[0043]參見圖5，微控制器4采用串行接口 8 (例如:RS232標(biāo)準(zhǔn)端口 )的標(biāo)準(zhǔn)接收端(RXD端口)接收擋位監(jiān)測儀手動(dòng)擋位位置參數(shù)，并通過按鍵來控制真人語音模塊發(fā)音和復(fù)位。例如:將RXD端口接到擋位監(jiān)測儀中的MCU(下位機(jī))的串口發(fā)送端進(jìn)行單向通訊，計(jì)存擋位情況。
[0044]參見圖6，微控制器4還通過并行輸出接口 9適配不同顯示設(shè)備終端。
[0045]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該方向盤位置指示儀全部采用5V供電，微控制器4可以采用8051系列的單片機(jī)，也可以采用其他型號的單片機(jī)，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。
[0046]在另一優(yōu)選的實(shí)施例里，參見圖7，該方向盤位置指示儀還包括:真人語音模塊10，真人語音模塊10與微控制器4電連接，通過真人語音模塊10可以將當(dāng)前的角度參數(shù)和方向盤圈數(shù)進(jìn)行語音播報(bào)，避免駕駛員視線出現(xiàn)不集中的問題。
[0047]在另一優(yōu)選的實(shí)施例里，參見圖8，該方向盤位置指示儀可選顯示設(shè)備5、藍(lán)牙模塊6、串口轉(zhuǎn)USB 口 7、串行接口 8、并行輸出接口 9和真人語音模塊10中的一種到六種自由組合或同時(shí)選用，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。
[0048]本實(shí)用新型實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0049]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方向盤位置指示儀，其特征在于，包括:至少I個(gè)紅外發(fā)射管和至少24個(gè)紅外接收管， 所述紅外發(fā)射管設(shè)置在方向盤上，且隨所述方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述紅外接收管實(shí)時(shí)采集所述方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并傳輸至鎖存編碼器，所述鎖存編碼器對所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度處理后獲取角度參數(shù)，并將所述角度參數(shù)傳輸至微控制器，所述微控制器將所述角度參數(shù)處理后傳輸至顯示設(shè)備進(jìn)行輸出顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述紅外發(fā)射管和所述紅外接收管的型號相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部， 所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部、所述紅外接收管設(shè)置在所述光電接收圓盤安裝部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部， 所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部，在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部與所述光電接收圓盤安裝部分界處設(shè)置有一空心的兩個(gè)半圓薄片，所述紅外接收管固定在所述半圓薄片的邊緣處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述方向盤包括:旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部和光電接收圓盤安裝部， 所述紅外發(fā)射管設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)紅外信號源安裝部，在所述光電接收圓盤安裝部上設(shè)置有圓箍狀固定部件，所述圓箍狀固定部件上設(shè)置有所述紅外接收管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述顯示設(shè)備為:LCD單行或雙行液晶顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述顯示設(shè)備為:點(diǎn)陣液晶顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述方向盤位置指示儀還包括:藍(lán)牙模塊或串口轉(zhuǎn)USB 口， 所述藍(lán)牙模塊或所述串口轉(zhuǎn)USB 口與所述微控制器電連接，所述藍(lán)牙模塊或所述串口轉(zhuǎn)USB 口連接平視顯示器、導(dǎo)航儀、面板顯示儀或前擋風(fēng)玻璃投影平視儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方向盤位置指示儀，其特征在于，所述方向盤位置指示儀還包括:串行接口或并行輸出接口， 所述微控制器通過所述串行接口或所述并行輸出接口適配不同顯示設(shè)備終端，所述串行接口用于接收檔位指示儀參數(shù)。
【文檔編號】B62D15/02GK203681650SQ201320712438
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】于濛, 于喜龍 申請人:于濛