一種開啟角度測量裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種開啟角度測量裝置及其方法，屬于汽車【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有技術(shù)受檢測環(huán)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于主控制器，單個測量單元之間實現(xiàn)相互之間無線通訊，主控制器通過線束發(fā)送控制指令給一基準(zhǔn)測量單元，由基準(zhǔn)測量單元根據(jù)控制指令發(fā)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(jù)預(yù)設(shè)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(jié)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(zhǔn)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(huán)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種開啟角度測量裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車上有很多的開啟角度直接關(guān)系到人機舒適性，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(zhuǎn)動的刻度表組成，指針與刻度表為可轉(zhuǎn)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?zhí)枮?01020291713. 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(zhuǎn)動連接，柱體內(nèi)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(shù)問題。但是由于是直接的測量獲取角速度。還是會受到檢測環(huán)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(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)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(huán)境和空間的影響能夠高效準(zhǔn)確的獲得角度值。
[0005] 本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種開啟角度測量裝置，其特征在于，本裝置包 括用于根據(jù)測量數(shù)據(jù)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于主控制器，所述單個測量單元之間實現(xiàn)相互之 間無線通訊，所述主控制器通過線束發(fā)送控制指令給一基準(zhǔn)測量單元，由基準(zhǔn)測量單元根 據(jù)主控制器的控制指令發(fā)送無線信號給指定的測量單元，接收基準(zhǔn)測量單元發(fā)送的無線信 號后的測量單元通過線束反饋給主控制器，主控制器根據(jù)預(yù)設(shè)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(jié)合主控制器從發(fā)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(zhǔn)測量單元之間的距離值，將各測量單元到基準(zhǔn)測量 單元之間的距離值代入到設(shè)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(yīng)線束上電流通過的時間成反比關(guān)系，根據(jù)主控制器發(fā)出指令給基 準(zhǔn)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(yīng)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(zhǔn)測量單元的距離。再把得到的測量單元到基準(zhǔn)測量單元的距離放入到 對應(yīng)的計算模型中即能得到開啟角度值。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以應(yīng)用到不方便直接測量開 啟角度值的環(huán)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(fā) 射器和無線信號接收器，所述無線信號發(fā)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。這里的邏輯控制器用于產(chǎn)生脈沖信號給無線信號發(fā)射器進 行發(fā)出電磁波，同時電池波無線信號接收器接收后發(fā)送給邏輯控制器，邏輯控制器接收信 號后又發(fā)送信號給主控制器，實現(xiàn)信號的反饋。同時這里也說明測量單元和測量單元之間 能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接能更準(zhǔn)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(fā)射器包括分別依次連接的光電隔 離電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路和脈沖激勵電路，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(chǎn)生對應(yīng)頻率的脈沖信號后發(fā)送給光電隔離電路再通過場效應(yīng)管驅(qū)動電路 進行驅(qū)動最后通過脈沖激勵電路發(fā)射對應(yīng)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后進行濾波處理，然后經(jīng)過自動增益控制電路進行解 讀接收的電磁波，實現(xiàn)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并包覆有薄膜外殼，在外 殼的一面粘附有用于固定的磁鐵。這里磁鐵起到方便固定的作用，沒有多余的接頭可以使 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(guān)。通過按鍵組件輸入控制器發(fā)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，其特征在于，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：在用于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(nèi)側(cè)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(shè)置不同的測量點使測量更加的簡單，測量值更加 精準(zhǔn)。
[0014] B、測量各測量單元到基準(zhǔn)測量單元之間的距離值：首先，把測量單元一作為基準(zhǔn) 測量單元，所述主控制器通過線束發(fā)送控制指令給測量單元一，測量單元一接收到主控制 器的指令后分別發(fā)送無線脈沖信號給測量單元二、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后分別通過線束反饋給主控制器， 所述主控制器內(nèi)設(shè)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(jù)發(fā)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(dāng)把測量單元 三作為基準(zhǔn)測量單元，主控制器通過線束發(fā)送控制指令給測量單元三，測量單元三發(fā)送無 線脈沖信號給測量單元四，測量單元四接收無線信號后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(jù)無線脈沖在空氣中的傳播速度和無線脈沖從測量單元到基準(zhǔn)測量單元所需 的時間，則對應(yīng)計算出開啟角上下平面上對應(yīng)的長度和開啟角開口對應(yīng)的堅直距離存在定 的關(guān)系，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(nèi)設(shè)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(yīng)線束上電流通過的時間成反比關(guān)系，根據(jù)主控制器發(fā)出指令給基 準(zhǔn)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(yīng)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(zhǔn)測量單元的距離。再把得到的測量單元到基準(zhǔn)測量單元的距離放入到 對應(yīng)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(shè)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/^。這里根據(jù)對應(yīng)的計算公式計算得到電流在線束中傳播的時間，貝IJ 對應(yīng)可知對應(yīng)電磁波在空氣中的傳播速度，方便計算出測量單元和基準(zhǔn)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(nèi)設(shè)定的計算模型為

【權(quán)利要求】
1. 一種開啟角度測量裝置，其特征在于，本裝置包括用于根據(jù)測量數(shù)據(jù)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 通過線束分別連接于主控制器（5)，所述單個測量單元之間實現(xiàn)相互之間無線通訊，所述主 控制器（5)通過線束發(fā)送控制指令給一基準(zhǔn)測量單元，由基準(zhǔn)測量單元根據(jù)主控制器（5) 的控制指令發(fā)送無線信號給指定的測量單元，接收基準(zhǔn)測量單元發(fā)送的無線信號后的測量 單元通過線束反饋給主控制器（5)，主控制器（5)根據(jù)預(yù)設(shè)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(jié)合主控制器（5)從發(fā)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(zhǔn)測量單元之間的距離值，將各測量單元到基準(zhǔn)測量 單元之間的距離值代入到設(shè)定的計算模型中得出開啟角度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開啟角度測量裝置，其特征在于，所述單個測量單元包括邏 輯控制器、無線信號發(fā)射器和無線信號接收器，所述無線信號發(fā)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(jù)權(quán)利要求2所述的開啟角度測量裝置，其特征在于，所述無線信號發(fā)射器包括 分別依次連接的光電隔離電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路和脈沖激勵電路，所述光電隔離電路連 接邏輯控制器的輸出端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開啟角度測量裝置，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1或2所述的開啟角度測量裝置，其特征在于，所述測量單元集成一體 并包覆有薄膜外殼，在外殼的一面粘附有用于固定的磁鐵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開啟角度測量裝置，其特征在于，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(guān)（8)。
7. -種開啟角度測量方法，其特征在于，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：在用于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(nèi)側(cè)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(zhǔn)測量單元之間的距離值：首先，把測量單元一（1)作為基準(zhǔn) 測量單元，所述主控制器（5)通過線束發(fā)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)的指令后分別發(fā)送無線脈沖信號給測量單元二（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)的信號后分別通過線束反饋給主控制器（5)，所述主控制器（5)內(nèi)設(shè)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(jù)發(fā)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(dāng)把測量單元三（3)作 為基準(zhǔn)測量單元，主控制器（5)通過線束發(fā)送控制指令給測量單元三（3)，測量單元三（3) 發(fā)送無線脈沖信號給測量單元四（4)，測量單元四（4)接收無線信號后通過線束反饋給主 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(nèi)設(shè) 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(jù)權(quán)利要求7所述的開啟角度測量方法，其特征在于，所述步驟B中，設(shè)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(jù)權(quán)利要求8所述的開啟角度測量方法，其特征在于，所述步驟C中，主控制器 (5)內(nèi)設(shè)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(jù)權(quán)利要求9所述的開啟角度測量方法，其特征在于，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(zhǔn)測量單元時主控制器（5)從發(fā)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(zhǔn)測量單元時主控制器（5)從發(fā)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(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)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