紅外激光全自動汽車防撞裝置的制作方法

專利名稱：紅外激光全自動汽車防撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車防護技術(shù)領(lǐng)域，是一種防止汽車追尾相撞，自動剎車或減速的安全裝置。
中國《汽車與配件》90年第5期介紹，日本1989年第10期《自動車工業(yè)》月刊報道，日產(chǎn)(柴)公司等研制出用激光電波探測的“追尾撞車警報裝置”。該裝置主要由激光探測頭、車速傳感塞、情報處理回路、顯示裝置等組成。其工作過程是由裝置中的激光照射行駛在前方的車輛后部，并接收反射光計算出前方車輛的距離、車速。如果接近車間安全距離以下，立即發(fā)出警報音。
中國專利公開了一種名稱為“紅外線汽車保距監(jiān)視器。”(CN88210472，第五卷，第四號)。其工作過程是安裝在汽車前部接收裝置，在一定距離范圍內(nèi)，接收到安裝在前車尾部的發(fā)射裝置發(fā)出的信號，通過一個控制裝置，使汽車斷路而停車。
本實用新型的目的是提供一種防止汽車追尾撞車裝置，該裝置不單純對汽車防撞有作用而且汽車對行人和其他物體也有防撞作用。這種裝置不涉及前方物體的速度只是根據(jù)本車速和距離前方物體是否在安全行駛距離或危險距離，來確定是否減速報警或剎車。
本實用新型主要由發(fā)射控制器、信號發(fā)射器、信號接收器、減速報警緊急剎車執(zhí)行部分組成。發(fā)射控制器拾取車速傳感器發(fā)出的汽車行駛速度的電信號，并根據(jù)電信號的強弱，將車速分段。發(fā)射控制器根據(jù)車速控制信號導通汽車前部發(fā)射器向汽車前方發(fā)出不同頻率的紅外激光信號。當在一定距離范圍內(nèi)，汽車前方有物體時，把紅外激光信號反射回來。信號接收器接收反射回的信號后，指令減速報警緊急剎車執(zhí)行部分報警，剎車或減速。


圖1為發(fā)射控制器的電路圖。發(fā)射控制器主要由速度傳感器、信號放大器IC1和三極管開關(guān)，電阻，二極管開關(guān)，非門，與非門組成的邏輯開關(guān)電路組成。圖中給出四個邏輯開關(guān)電路，分別與四段車速相對應(yīng)。每一個邏輯開關(guān)電路，拾取一段車速電信號，控制信號發(fā)射器發(fā)出不同激光光束。
圖2是信號發(fā)射器的電路圖。主要由信號發(fā)生器，信號控制器，紅外發(fā)光器，顯示部分等組成。信號發(fā)生器由集成元件IC17、IC13、IC14，三極管T11及電阻，電容等構(gòu)成。顯示部分由發(fā)光二極管D5、D6、D7、D8，三極管T5、T6、T7、T8及電阻等組成。
圖3是信號接收器電路圖。信號接收器由光電探測器、前置放大和檢波部分、整流濾波部分、信號放大部分等組成。光電探測器為光電二極管2DU。前置放大和檢波部分由集成元件IC15，線圈L1和電容C8及電阻、電容等組成。整流濾波部分由二極管D4，電容C12、C13組成。信號放大部分由集成元件IC16，三極管T19及電阻等組成。
減速報警緊急剎車執(zhí)行部分是由三極管T16、T17、T18，電磁力器Z1、Z2、Z3及電阻，聲鳴報警器和鋼索及導向輪組成。如圖3中虛線和圖4所示。
本實用新型多個信號發(fā)射頭發(fā)射信號，多對接收頭接收信號，附圖中只給出一個單發(fā)射頭和一對接收頭。發(fā)射頭和接收頭可根據(jù)需要或多或少，其接收發(fā)射的過程完全相同。
本實用新型的信號發(fā)射器和信號接收器的電源采取兩步控制，即在電源至信號接收器和發(fā)射器之間設(shè)置兩個供電開關(guān)。第一是利用汽車點火開關(guān)作為電源第一開關(guān)。第二開關(guān)為三極管T9(如圖2)。司機打開點火開關(guān)，便接通信號發(fā)射器和接收器的電源，但信號發(fā)射器和接收器并未得到供電。因為電源第二開關(guān)三極管T9是被汽車速度控制的，只有車速達到預先設(shè)定的速度時，三極管T9導通，信號發(fā)射器和接收器工作。車速未達到預先設(shè)定的速度時，三極管T9未導通，信號發(fā)射器和接收器不工作。
現(xiàn)以四段車速控制，四個單發(fā)射頭發(fā)射信號，四對接收頭接收信號為例，進一步說明本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程。
由半導體磁傳感器將車速的機械量變換成電信號，當汽車行駛速度達到預先設(shè)定的第一段車速時，車速的電信號加到發(fā)射控制器中的信號放大器IC1上。由IC1放大后經(jīng)電阻R3，加到IC2上。此時信號由IC2輸出經(jīng)電阻R4導通各信號發(fā)射器的三極管T9，接通信號發(fā)射器電源，使其開始工作。信號發(fā)射器發(fā)出何種信號，完全由發(fā)射控制器控制。車速的電信號另一路經(jīng)電阻R5，加到IC3上，此信號經(jīng)IC4、電阻R6導通三極管T1，三極管T1的發(fā)射極分別接在四套信號發(fā)射器的第一段車速上，這時信號發(fā)射器發(fā)出第一段車速的激光光束信號。
當車速達到第二段車速時，車速的電信號加大，電信號經(jīng)二極管D1、電阻R8進入IC5。并經(jīng)IC6、電阻R9導通三極管T2。三極管T2的發(fā)射極分別接在信號發(fā)射器的第二段車速2上。在IC6輸出導通三極管T2同時，又經(jīng)IC11輸出電信號反饋到IC3，使IC3關(guān)閉。這時信號發(fā)射器發(fā)出第二段車速的激光光束信號。
當車速超過第二段車速，達到第三段車速時，車速電信號經(jīng)二極管D2、電阻R11進入IC7。IC7將信號輸出到IC8，經(jīng)電阻R12導通三極管T3。三極管T3的發(fā)射極分別接各信號發(fā)射器的第三段車速3上。在三極管T3導通同時，IC8輸出的信號，又經(jīng)IC12分別使IC3、IC5關(guān)閉。這時信號發(fā)射器發(fā)出第三段車速的激光光束信號。
當車速達到第四段車速時，車速電信號經(jīng)三極管D3、電阻R14進入IC9。由輸出端輸出電信號反饋IC7、IC5、IC3的同時，經(jīng)IC10、電阻R15導通三極管T4。三極管T4的發(fā)射極分別按第二、第三信號發(fā)射器的第四段車速4。這時信號發(fā)射器發(fā)出第四段車速信號。
信號發(fā)射器中，由IC17、IC13時基電路組成一定的載波信號和脈沖調(diào)制頻率，其目的是使信號接收器只接收來自發(fā)射器發(fā)射的載波紅外激光束被前方障礙物反射回來的信號，進行解碼，將其他來源的干擾信號拒之門外。
IC17接成多諧振蕩器，由R17、R18和C1調(diào)定產(chǎn)生一定脈沖調(diào)制頻率，并用這個脈沖來控制載波發(fā)生器IC13。由R19、R20、和C3調(diào)定IC13的輸出頻率。當IC17的第3腳輸出高電位時，IC13被啟動產(chǎn)生一定的載波信號；當IC17的輸出為低電位時，IC13被截止，輸出保持高電位。在IC17第3腳輸出高電位時，IC13第3腳輸出的合成脈沖調(diào)制載波信號，經(jīng)IC14反相器驅(qū)動三極管T11和激光器(JBES)。但是激光器的發(fā)射功率又由三極管開關(guān)T12、T13、T14、T15和電阻R23、R24、R25、R26分別來調(diào)節(jié)控制激光束發(fā)射距離或遠或近。
當汽車行駛為第一段車速時，發(fā)射控制器中三極管T1接通信號發(fā)射器中的三極管開關(guān)T12，由電阻R23調(diào)節(jié)紅外激光二極管發(fā)射第一段車速所需的載波紅外激光光束。當汽車行駛為第二段車速時，發(fā)射控制器中的三極管T2接通信號發(fā)射器中的三極管開關(guān)T13，由電阻R24調(diào)節(jié)紅外激光二極管發(fā)射第二段車速所需的載波紅外激光光束。當汽車行駛為第三、四段車速時，發(fā)射控制器中的三極管T3、T4分別接通信號發(fā)射器中的三極管開關(guān)T14、T15，由電阻R25、R26分別調(diào)節(jié)紅外激光二極管發(fā)射第三四段車速所需的載波紅外激光光束。當車速為不同段時，三極管T12、T13、T14、T15的電信號分別在基極，經(jīng)電阻R31、R30、R29、R28和三極管T5、T6、T7、T8分別使二極管D5、D6、D7、D8發(fā)光，告之駕駛?cè)藛T激光束發(fā)射距離范圍。
如圖3所示，由信號發(fā)射器發(fā)射出的載波紅外激光束被前方障礙物反射回來的一部分光信號，被光電二極管2DU撿拾到，然后將電信號加至到IC15的第7腳上，IC15是一個高增益前置放大和檢波的混合體電路，它提供偏壓給外路的光電二極管2DU，內(nèi)電路包括一個放大級、一個限制器、一個峰值檢波器和一個輸出削波緩沖器。內(nèi)電路的放大級由L1和C8調(diào)諧，將中心頻率調(diào)定在與發(fā)射器發(fā)射的載波頻率相同，檢波器從載波上檢出調(diào)制信號后將信號通過削波緩沖器送到輸出端第一腳輸出，經(jīng)二極管D4、C12、C13、整流濾波，由IC16進行信號放大，再經(jīng)三極管T19輸出，至執(zhí)行部分。
每一個信號發(fā)射器經(jīng)三極管T19與減速報警緊急剎車執(zhí)行部分相接。本實用新型的減速報警緊急剎車執(zhí)行部分中的電磁器Z1和Z2同時起作用。電磁器Z1通過鋼索連在汽車離合器上，電磁力器Z2通過鋼索連腳制動器上(如圖4)。電磁力器Z3通過鋼索連在腳制器上，而且是單獨起作用。
電磁力器Z1、Z2和報警器是由遠距離信號接收器控制。當信號接收器接收遠距離返回的信號時，經(jīng)三極管T19輸出，導通報警器Y和三極管T16、T17，由三極管T16、T17分別接通電磁力器Z1、Z2的電源。此時，電磁力器Z1帶動鋼索，將汽車離合器拉開，離合器處于分離狀態(tài)；電磁力器Z2帶動鋼索將汽車腳制動器拉到減速位置，使汽車減速。當前方的障礙物體脫離了這一距離范圍時，反射信號消失，三極管T16、T17及報警器便失去觸發(fā)信號而關(guān)斷Z1、Z2的電源，使Z1、Z2停止工作。這時離合器腳踏制動器便借各自的回位彈簧和Z1、Z2緩沖彈簧力使離合器接合，腳制動器恢復非制動狀態(tài)，汽車照常行駛。如果汽車已處于減速報警行駛過程中，仍繼續(xù)接近前方障礙物而且接收近距離返回載波紅外激光波時，使信號接收器的三極管T19導通，接通Z3電源。Z3帶動鋼索將腳制動器的減速位置拉至完全制動位置使汽車停駛。如果遠距離光波沒有障礙反射信號而近距離出現(xiàn)障礙物反射信號，Z3將腳制動器由非制動狀態(tài)直接拉至完全制動狀態(tài)使汽車緊急制動。
汽車在行駛中需超車時，為避免因前方車輛造成反射信號，因此在接收器設(shè)一個三極管開關(guān)T10來控制信號接收器關(guān)閉與接通，而T10由轉(zhuǎn)向指示燈開關(guān)控制。
本實用新型根據(jù)本車速和紅外激光光束返回的距離，決定是否剎車或減速，不需要前方物體發(fā)出信號，因此比較適用。此外，也不需測定前方物體的距離行駛速度，避免了大量數(shù)據(jù)的處理，使得其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，由于采用多發(fā)射頭和接收頭，探測盲區(qū)小，比較可靠。發(fā)射的信號用載波光束，避免了干擾，準確程度高。
權(quán)利要求1.一種紅外激光全自動汽車防撞裝置，其特征在于由發(fā)射控制器、信號發(fā)射器、信號接收器、減速報警緊急剎車部分等組成，所述的發(fā)射控制器包括速度傳感器、信號放大器和由二極管、與非門、非門、電阻、三極管組成的邏輯開關(guān)電路，速度傳感器取出車速信號至信號放大器、一路經(jīng)IC2、電阻R4接至信號發(fā)射器，另一路經(jīng)邏輯開關(guān)電路，從三極管開關(guān)的一個極與電源相通，通過三極管另一個極與信號發(fā)射器相連，所述的信號發(fā)射器包括信號發(fā)生器、信號控制器、紅外發(fā)光器、顯示部分，信號發(fā)生器的IC17、IC13產(chǎn)生的調(diào)制信號，經(jīng)過反相器IC14、三極管T11，加到激光二極管電源信號上，從發(fā)射控制器出來的信號加到信號控制器上，控制顯示部分的發(fā)光二極管發(fā)光，所述的信號接收器包括光電探測器、前置放大和檢波部分、整流濾波部分、信號放大部分、光電探測器接收信號后，經(jīng)前置放大和檢波、整流、放大后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光全自動汽車防撞裝置，其特征在于當車速信號經(jīng)放大器IC1放大后，如果信號不大于預先設(shè)定的值，信號進入邏輯開關(guān)電路的與非門；如果信號大于預先設(shè)定的值時，信號進入下一個邏輯開關(guān)電路，同時從邏輯開關(guān)電路輸出端輸出信號，至前面的邏輯開關(guān)電路；每一個車速信號，對應(yīng)一個邏輯開關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光全自動汽車防撞裝置，其特征在于信號接收器輸出信號給減速報警緊急剎車執(zhí)行部分中的電磁力器，電磁力器通過鋼索和導向輪連在汽車離合器和腳制動器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光全自動汽車防撞裝置，其特征在于在電源和信號發(fā)射器、信號接收器之間有汽車點火開關(guān)和三極管T9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光全自動汽車防撞裝置，其特征在于信號接收器中有三極管開關(guān)T10、三極管開關(guān)T10接在轉(zhuǎn)向指示燈開關(guān)上。
專利摘要本實用新型屬于汽車防護技術(shù)領(lǐng)域，是一種自動剎車或減速防止汽車追尾相撞的安全裝置。主要由發(fā)射控制器、信號發(fā)射器、信號接收器、減速報警器緊急剎車執(zhí)行部分等組成。發(fā)射控制器控制信號發(fā)射器發(fā)出一種調(diào)制的激光光束，信號接收器在一定距離內(nèi)接收到被前方物體反射回來的調(diào)制激光信號，指令減速報警緊急剎車執(zhí)行機構(gòu)報警并使汽車減速或剎車。由于采用多發(fā)射頭和多接收頭，探測盲區(qū)小，比較可靠。發(fā)射的信號為調(diào)制的載波光速，減少了干擾，準確度高。
文檔編號B60Q9/00GK2083552SQ9021840
公開日1991年8月28日 申請日期1990年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月22日
發(fā)明者王天厚 申請人:王天厚