| 专利名称： | 一种智能汽车转向显示装置 | ||
| 专利名称(英文)： | An intelligent vehicle steering display device | ||
| 专利号： | CN201520795718.4 | 申请时间： | 20151015 |
| 公开号： | CN205022682U | 公开时间： | 20160210 |
| 申请人： | 河南师范大学 | ||
| 申请地址： | 453007 河南省新乡市牧野区建设东路46号 | ||
| 发明人： | 郭腾; 周忠坡; 孔金星; 杜舒曼; 郑成仪 | ||
| 分类号： | B62D15/02 | 主分类号： | B62D15/02 |
| 代理机构： | 新乡市平原专利有限责任公司 41107 | 代理人： | 路宽 |
| 摘要： | 本实用新型公开了一种智能汽车转向显示装置，转向节的下方设有角度传感器支撑体，在转向节的底部固定有转向节齿轮，角度传感器固定于角度传感支撑体的底部，该角度传感器通过数据线与驾驶室内部的控制单元相连，在角度传感器的顶部设有角度传感器齿轮，角度传感器与转向节之间设有传动轴，该传动轴通过轴承与支杆固定于角度传感器支撑体上，在传动轴的两端分别设有与转向节齿轮相啮合的主动齿轮和与角度传感器齿轮相啮合的从动齿轮。本实用新型将角度传感器采集到的信号以模拟量输出，通过A/D转换模块输入到单片机，单片机对收集到的信号进行处理，在LED显示模块上显示汽车车轮的旋转角度，并利用语音提示模块发出语音提示。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses an intelligent vehicle steering display device, the lower part of the steering knuckle supporting body is equipped with an angle sensor, the steering knuckle of the steering knuckle is fixed at the bottom of the gear, the angle sensor is fixed on the bottom of the angle sensing of the support body, the angle sensor with the cab interior through a data line is connected with the control unit, the top of the angle sensor is equipped with an angle sensor gear, between the angle sensor with the steering knuckle is provided with a drive shaft, the drive shaft is fixed on the supporting through the bearing and on the support body of the angle sensor, respectively, at both ends of the transmission shaft is provided with a gear which is engaged with the knuckle of a drive gear and with the angle sensor of the gear which is engaged with the driven gear. The utility model the angle sensor the collected signal to an analog output, the input to the single-chip conversion module A/D, the single-chip processor to process the signal collected, is displayed on the LED display module the angle of rotation of the vehicle wheels, and utilize the voice prompt module send a voice prompt. | ||
1.一种智能汽车转向显示装置，包括转向节，其特征在于：转向节的下方设有角度传感器支撑体，在转向节的底部固定有转向节齿轮，角度传感器固定于角度传感器支撑体的底板上，并且该角度传感器通过数据线与驾驶室内部的控制单元相连，在角度传感器的顶部设有角度传感器齿轮，角度传感器与转向节之间设有传动轴，该传动轴通过轴承与支杆固定于角度传感器支撑体上，在传动轴的两端分别设有与转向节齿轮相啮合的主动齿轮和与角度传感器齿轮相啮合的从动齿轮，驾驶室内部的控制单元包括角度传感器驱动模块、A/D转换模块、晶振模块、LED显示模块、语音提示模块和单片机，角度传感器的VCC端口采用+12V的直流电压供电，角度传感器的两个输出端口分别与角度传感器驱动模块的RE端口和DE端口相连，角度传感器驱动模块的RO端口接+5V的高电平，角度传感器驱动模块的DI端口连接低电平，角度传感器驱动模块的A端口和B端口分别与A/D转换模块的IN2端口和IN1端口相连，A/D转换模块的EOC端口与单片机的P1.7端口相连，A/D转换模块的OUTPUTENABLE端口与单片机的P1.6端口相连，A/D转换模块的COLOCK端口与单片机的P1.5端口相连，A/D转换模块的2-1MSB端口与单片机的P2.5端口相连，A/D转换模块的2-2端口与单片机的P2.4端口相连，A/D转换模块的2-3端口与单片机的P2.3相连，A/D转换模块的2-4端口与单片机的P2.2端口相连，A/D转换模块的2-5端口与单片机的P2.1端口相连，A/D转换模块2-6端口与单片机的P2.0相连接，A/D转换模块的2-7端口与单片机的P0.7端口相连，A/D转换模块的2-8LSB端口与单片机的P0.6端口相连，A/D转换模块的IN0端口连接可变的高电平，A/D转换模块的VCC端口与VREF（+）端口共同连接高电平，A/D转换模块的VREF（-）端口、ADDB端口和GND端口分别连接低电平，晶振电路的数据端口分别与单片机的XTAL1端口和XTAL2端口相连，LED显示模块用于显示汽车车轮的转动角度，该LED显示模块的D0-D7端口依次与单片机的P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口、P1.0端口和P1.1端口相连，LED显示模块的RS端口与单片机的P1.2端口相连，LED显示模块的RW端口与单片机的P1.3端口相连，LED显示模块的E端口与单片机的P1.4端口相连，语音提示模块的数据端口与单片机的P2.6端口相连。
1.一种智能汽车转向显示装置，包括转向节，其特征在于：转向节的下方设有角度传感器支撑体，在转向节的底部固定有转向节齿轮，角度传感器固定于角度传感器支撑体的底板上，并且该角度传感器通过数据线与驾驶室内部的控制单元相连，在角度传感器的顶部设有角度传感器齿轮，角度传感器与转向节之间设有传动轴，该传动轴通过轴承与支杆固定于角度传感器支撑体上，在传动轴的两端分别设有与转向节齿轮相啮合的主动齿轮和与角度传感器齿轮相啮合的从动齿轮，驾驶室内部的控制单元包括角度传感器驱动模块、A/D转换模块、晶振模块、LED显示模块、语音提示模块和单片机，角度传感器的VCC端口采用+12V的直流电压供电，角度传感器的两个输出端口分别与角度传感器驱动模块的RE端口和DE端口相连，角度传感器驱动模块的RO端口接+5V的高电平，角度传感器驱动模块的DI端口连接低电平，角度传感器驱动模块的A端口和B端口分别与A/D转换模块的IN2端口和IN1端口相连，A/D转换模块的EOC端口与单片机的P1.7端口相连，A/D转换模块的OUTPUTENABLE端口与单片机的P1.6端口相连，A/D转换模块的COLOCK端口与单片机的P1.5端口相连，A/D转换模块的2-1MSB端口与单片机的P2.5端口相连，A/D转换模块的2-2端口与单片机的P2.4端口相连，A/D转换模块的2-3端口与单片机的P2.3相连，A/D转换模块的2-4端口与单片机的P2.2端口相连，A/D转换模块的2-5端口与单片机的P2.1端口相连，A/D转换模块2-6端口与单片机的P2.0相连接，A/D转换模块的2-7端口与单片机的P0.7端口相连，A/D转换模块的2-8LSB端口与单片机的P0.6端口相连，A/D转换模块的IN0端口连接可变的高电平，A/D转换模块的VCC端口与VREF（+）端口共同连接高电平，A/D转换模块的VREF（-）端口、ADDB端口和GND端口分别连接低电平，晶振电路的数据端口分别与单片机的XTAL1端口和XTAL2端口相连，LED显示模块用于显示汽车车轮的转动角度，该LED显示模块的D0-D7端口依次与单片机的P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口、P1.0端口和P1.1端口相连，LED显示模块的RS端口与单片机的P1.2端口相连，LED显示模块的RW端口与单片机的P1.3端口相连，LED显示模块的E端口与单片机的P1.4端口相连，语音提示模块的数据端口与单片机的P2.6端口相连。
翻译：技术领域
本实用新型属于汽车车轮偏转角度显示装置技术领域，具体涉及一种智能汽车转向显示装置。
背景技术
随着社会的不断进步，汽车逐渐走进千家万户。但是，对于目前的汽车，当我们驾驶汽车需要倒车、倒库或侧方停车时，都会因为不清楚汽车车轮转动的具体角度而发生事故和浪费时间。此外，对于一些新手开车时，也会因为不清楚汽车车轮的转动情况而频频出现事故，给汽车驾驶员造成了巨大的人身安全隐患和财产损失。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是提供了一种智能汽车转向显示装置。
本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种智能汽车转向显示装置，包括转向节，其特征在于：转向节的下方设有角度传感器支撑体，在转向节的底部固定有转向节齿轮，角度传感器固定于角度传感器支撑体的底板上，并且该角度传感器通过数据线与驾驶室内部的控制单元相连，在角度传感器的顶部设有角度传感器齿轮，角度传感器与转向节之间设有传动轴，该传动轴通过轴承与支杆固定于角度传感器支撑体上，在传动轴的两端分别设有与转向节齿轮相啮合的主动齿轮和与角度传感器齿轮相啮合的从动齿轮，驾驶室内部的控制单元包括角度传感器驱动模块、A/D转换模块、晶振模块、LED显示模块、语音提示模块和单片机，角度传感器的VCC端口采用+12V的直流电压供电，角度传感器的两个输出端口分别与角度传感器驱动模块的RE端口和DE端口相连，角度传感器驱动模块的RO端口接+5V的高电平，角度传感器驱动模块的DI端口连接低电平，角度传感器驱动模块的A端口和B端口分别与A/D转换模块的IN2端口和IN1端口相连，A/D转换模块的EOC端口与单片机的P1.7端口相连，A/D转换模块的OUTPUTENABLE端口与单片机的P1.6端口相连，A/D转换模块的COLOCK端口与单片机的P1.5端口相连，A/D转换模块的2-1MSB端口与单片机的P2.5端口相连，A/D转换模块的2-2端口与单片机的P2.4端口相连，A/D转换模块的2-3端口与单片机的P2.3相连，A/D转换模块的2-4端口与单片机的P2.2端口相连，A/D转换模块的2-5端口与单片机的P2.1端口相连，A/D转换模块2-6端口与单片机的P2.0相连接，A/D转换模块的2-7端口与单片机的P0.7端口相连，A/D转换模块的2-8LSB端口与单片机的P0.6端口相连，A/D转换模块的IN0端口连接可变的高电平，A/D转换模块的VCC端口与VREF（+）端口共同连接高电平，A/D转换模块的VREF（-）端口、ADDB端口和GND端口分别连接低电平，晶振电路的数据端口分别与单片机的XTAL1端口和XTAL2端口相连，LED显示模块用于显示汽车车轮的转动角度，该LED显示模块的D0-D7端口依次与单片机的P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口、P1.0端口和P1.1端口相连，LED显示模块的RS端口与单片机的P1.2端口相连，LED显示模块的RW端口与单片机的P1.3端口相连，LED显示模块的E端口与单片机的P1.4端口相连，语音提示模块的数据端口与单片机的P2.6端口相连。
本实用新型将角度传感器采集到的信号以模拟量输出，通过A/D转换模块输入到单片机，单片机对收集到的信号进行处理，在LED显示模块上显示汽车车轮的旋转角度，并利用语音提示模块发出语音提示。
附图说明
图1是汽车转向操纵机构的结构示意图；
图2是角度传感器支撑体的内部结构示意图；
图3是控制单元中单片机的结构示意图；
图4是控制单元中角度传感器驱动模块和A/D转换模块的电路原理图；
图5是控制单元中LED显示模块的电路原理图；
图6是控制单元中语音提示模块的电路原理图；
图7是控制单元中晶振模块的电路原理图。
图面说明：1、转向盘，2、转向轴，3、转向节，4、转向轮，5、转向节臂，6、转向横拉杆，7、齿轮齿条式转向器，8、角度传感器，9、万向节，10、转向弹簧，11、球头座，12、数据线，13、角度传感器齿轮，14、支杆，15、主动齿轮，16、从动齿轮，17、转向节齿轮，18、角度传感器支撑体，19、传动轴，20、轴承。
具体实施方式
结合附图详细描述本实用新型的具体内容。由图1可知，驾驶员对转向盘1施加的转向力矩通过转向轴2输入齿轮齿条式转向器7，经齿轮齿条式转向器7放大后的力矩的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，使转向节3和它所支承的转向轮4偏转，从而改变了汽车的行驶方向。转向横拉杆6和转向节臂5属于转向传动机构，转向操纵机构由转向盘1和转向轴2构成，它的作用是将驾驶员转动转向盘1的操纵力传给齿轮齿条式转向器7，齿轮齿条式转向器7采用两端输出的方式，其上端通过花键与万向节9和转向轴2连接，与转向齿轮啮合的转向轮4水平布置，两端通过球头座11与转向横拉杆6相连，转向弹簧10通过压块将齿轮齿条式转向器7压靠在齿轮上，保证无间隙啮合，转向弹簧10的预紧力可调整，当转动转向盘1时，齿轮齿条式转向器7转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节3左右转动，使汽车车轮转向偏转，从而实现汽车转向。
由图2可知，转向节3的下方设有角度传感器支撑体18，在转向节3的底部固定有转向节齿轮17，角度传感器8固定于角度传感器支撑体18的底板上，并且该角度传感器8通过数据线12与驾驶室内部的控制单元相连，在角度传感器8的顶部设有角度传感器齿轮13，角度传感器8与转向节3之间设有传动轴19，该传动轴19通过轴承20与支杆14固定于角度传感器支撑体18上，在传动轴19的两端分别设有与转向节齿轮17相啮合的主动齿轮15和与角度传感器齿轮13相啮合的从动齿轮16，驾驶室内部的控制单元包括角度传感器驱动模块、A/D转换模块、晶振模块、LED显示模块、语音提示模块和单片机，角度传感器的VCC端口采用+12V的直流电压供电，角度传感器的两个输出端口分别与角度传感器驱动模块的RE端口和DE端口相连，角度传感器驱动模块的RO端口接+5V的高电平，角度传感器驱动模块的DI端口连接低电平，角度传感器驱动模块的A端口和B端口分别与A/D转换模块的IN2端口和IN1端口相连，A/D转换模块的EOC端口与单片机的P1.7端口相连，A/D转换模块的OUTPUTENABLE端口与单片机的P1.6端口相连，A/D转换模块的COLOCK端口与单片机的P1.5端口相连，A/D转换模块的2-1MSB端口与单片机的P2.5端口相连，A/D转换模块的2-2端口与单片机的P2.4端口相连，A/D转换模块的2-3端口与单片机的P2.3相连，A/D转换模块的2-4端口与单片机的P2.2端口相连，A/D转换模块的2-5端口与单片机的P2.1端口相连，A/D转换模块2-6端口与单片机的P2.0相连接，A/D转换模块的2-7端口与单片机的P0.7端口相连，A/D转换模块的2-8LSB端口与单片机的P0.6端口相连，A/D转换模块的IN0端口连接可变的高电平，A/D转换模块的VCC端口与VREF（+）端口共同连接高电平，A/D转换模块的VREF（-）端口、ADDB端口和GND端口分别连接低电平，晶振电路的数据端口分别与单片机的XTAL1端口和XTAL2端口相连，LED显示模块用于显示汽车车轮的转动角度，该LED显示模块的D0-D7端口依次与单片机的P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口、P1.0端口和P1.1端口相连，LED显示模块的RS端口与单片机的P1.2端口相连，LED显示模块的RW端口与单片机的P1.3端口相连，LED显示模块的E端口与单片机的P1.4端口相连，语音提示模块的数据端口与单片机的P2.6端口相连。该系统为低耗能系统，该系统本身通过降压供电，单片机的程序用汇编语言或者C语言编写实现。
由以上信息可知，当转向节齿轮转动半周，即36个齿条时，角度传感器齿轮将转动一周，当转向节齿轮转动一周，角度传感器齿轮转动两周，此时角度传感器计数为360°，通过将数据放大后进行平均有效提高了角度传感器的精确度。
当发生上述操作时角度传感器会自动检测出转向节转动的角度，被检测的信息通过数据线输出，此前会对角度传感器初始化设置，当汽车的车轮处于与车身平行的位置时角度传感器的检测到的转角位为0°，当汽车车轮左转或右转时，角度传感器会检测到汽车车轮转动的角度，角度传感器将检测到的模拟数据通过A/D转化模块输送到控制单元中的单片机，单片机对该数据进行分析处理，并在LED显示模块上显示出汽车车轮转动的角度和显示相应的转动方向，同时控制单元的单片机会对语音提示模块做出控制，语音提示模块会自动提示司机汽车车轮转动的角度。
如图3所示，本用新型的智能转向系统的中央处理系统单片机由AT89c51单片机组成，其中角度传感器采用485通讯模块采集汽车车轮转动的角度，485通讯协议多用在仪表仪器中，为半双工方式工作模式，该角度传感器采用BLG100-V系列高精度单圈绝对式角度传感器工作在-40-85℃的温度下，输出1-5V的模拟信号，其本身具有清零和改变方向的功能，可以通过编程将其重新复位。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。
