Устройство для регистрации люфта в рулевом управлении транспортного средства преимущественно для процесса автовождения

 

Изобретение относится к средствам контроля параметров транспортных средств, преимущественно используемых в процессе автовождения. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности при регистрации люфта. Устройство включает в себя датчик угловых перемещений расположенный на самоцентрирующемся захвате с возможностью установки его соосно с рулевым колесом, причем данный датчик подключен к входу электронного блока, выход которого связан с индикатором. Устройство также имеет датчик регистрации начала поворота управляемого колеса транспортного средства, выполненный в виде двух опор, связанных с одной стороны перекладиной, на одном конце которой имеется выступающая часть для взаимодействия с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса. Другой конец перекладины имеет палец, подпружиненный относительно этой перекладины с возможностью взаимодействия его с упомянутой поверхностью. Посредством электромагнитного фиксатора палец связан с одним концом измерительной планки, другой конец которой взаимодействует с регистрирующим элементом, выход которого подключен к соответствующему входу электронного блока. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам контроля параметров транспортных средств, преимущественно используемых в процессе автовождения.

Известно, что при автовождении необходимо задавать и контролировать параметры люфта в рулевом управлении, поскольку они определяют точность отработки сигнала управления транспортным средством. В соответствии с этим известно устройство для контроля люфта в рулевом управлении транспортным средством, включающее датчик перемещения рулевых тяг и датчик нагрузки, подключенные к блоку обработки сигнала (Гельфенбейн С.П., Водчанов В.Л. Электроника и автоматика в мобильных сельскохозяйственных машинах. - М.: Агропромиздат, 1986 г.).

В данном случае осуществляется регистрация параметров отклонения рулевых тяг при заданной нагрузке, что позволяет определить так называемую "мертвую зону" рулевых тяг, в которой управление транспортным средством осуществляется по нелинейному закону и ввести соответствующую коррекцию в общий алгоритм управления.

Так же известно устройство для контроля люфта в рулевом управлении транспортным средством, включающее датчики усилия на рулевом колесе и датчик угла его поворота, подключенные к соответствующему блоку вычисления (патент Российской Федерации 2048032, опубл. БИ 31 за 1995 г.). В данном случае по заданному усилию осуществляется регистрация угла поворота руля, что считается в этом случае величиной люфта.

Но такая регистрация позволяет судить только об интегральном показателе лифта без конкретизации его по отношению к имеющей место поверхности, на которой располагается транспортное средство.

Наиболее близким к заявленному является устройство для регистрации люфта в рулевом управлении транспортного средства преимущественно для процесса автовождения включающее датчик угловых перемещений, расположенный на самоцентрирующемся захвате с возможностью установки его соосно с рулевым колесом, причем датчик подключен ко входу электронного блока, который представляет собой плату, на которой установлены устройства согласования внешних по отношению к плате устройств (датчики, эл. питание, индикатор) и микропроцессором, собственно микропроцессор, выполненный в виде микросхемы либо набора электронных элементов, осуществляющий счет, управление внешними устройствами, перечисленными выше, выдающий информацию на индикатор и исполняющий команды оператора. Выход электронного блока связан с индикатором (патент Российской Федерации 2072725, опубл. БИ 3 за 1997 г.).

В данном случае при перемещении захвата на рулевом колесе определяется угловое отклонение, которое отождествляется с люфтом при достижении заданного усилия поворота рулевого колеса. Однако исследователь не может судить о реальном люфте, поскольку он не получает информации о реальном угловом перемещении управляемых колес транспортного средства, что на самом деле дает возможность определить реальную величину люфта при перемещении рулевого колеса.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности при регистрации люфта.

Это достигается за счет того, что известное устройство снабжено датчиком регистрации начала поворота управляемого колеса транспортного средства, выполненного в виде двух опор, связанных с одной стороны перекладиной, на одном конце которой имеется выступающая часть для взаимодействия с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса транспортного средства, при этом другой конец перекладины имеет палец, подпружиненный относительно этой перекладины с возможностью взаимодействия его с упомянутой поверхностью диска управляемого колеса, и посредством электромагнитного фиксатора связанный с одним концом измерительной планки рычажного типа, другой конец которой размещен с возможностью взаимодействия с регистрирующим элементом, связанным с перекладиной, причем выход данного регистрирующего элемента подключен к соответствующему входу электронного блока.

При этом устройство может быть снабжено датчиком усилия, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату, выход которого подключен к соответствующему входу электронного блока.

Кроме того, электронный блок может быть выполнен на основе микропроцессора.

Наряду с этим регистрирующий элемент может быть выполнен в виде элемента фиксации угла отклонения соответствующего конца измерительной планки от заданного начального положения.

Причем устройство может быть снабжено пультом для задания установочных параметров усилия, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату и/или угла его поворота и/или угла поворота управляемого колеса транспортного средства.

При этом устройство может быть снабжено направляющей планкой для контакта с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса, шарнирно прикрепленной к перекладине с возможностью взаимодействия данной планки с подпружиненным пальцем.

Экспериментальные исследования, проведенные на различных типах мобильных сельскохозяйственных и иных агрегатах показали, что данное устройство позволяет высокоэффективно и быстро регистрировать люфт в рулевом управлении любого типа.

Кроме того, простота изготовления устройства позволяет наладить его производство на любой базе, причем отсутствие каких-либо сложных элементов в конструкции устройства позволяет оснастить данным устройством любой пост контроля.

На фиг.1 представлена электронная часть устройства; на фиг.2 - вид сбоку датчика регистрации начала поворота управляемого колеса транспортного средства; на фиг.3 - вид сверху датчика по фиг.2.

Устройство для регистрации люфта в рулевом управлении транспортного средства, преимущественно для процесса автовождения, включает датчик 1 угловых перемещений, расположенный на самоцентрирующемся захвате 2 с возможностью установки его соосно с рулевым колесом (не показано), причем данный датчик 1 подключен ко входу электронного блока 3, выход которого связан с индикатором 4.

Устройство также имеет датчик 5 регистрации начала поворота управляемого колеса 6 транспортного средства, выполненного в виде двух опор 7, связанных с одной стороны перекладиной 8, на одном конце которой имеется выступающая часть 9 для взаимодействия с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса 6 транспортного средства, при этом другой конец перекладины 8 имеет палец 10, подпружиненный относительно этой перекладины 8 с возможностью взаимодействия его с упомянутой поверхностью диска управляемого колеса 6 и посредством электромагнитного фиксатора 11 связанный с одним концом измерительной планки 12, другой конец которой размещен с возможностью взаимодействия с регистрирующим элементом 13, связанным с перекладиной 8, причем выход данного регистрирующего элемента 13 датчика 5 подключен к соответствующему входу электронного блока 3.

Устройство может быть снабжено датчиком усилия 14, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату 2, выход которого подключен к соответствующему входу электронного блока 3, который может быть выполнен, например, на основе микропроцессора, но может быть выполнен и из дискретных элементов (микросхем). В частности практически полностью может использоваться электронная схема прототипа, но в этом случае датчик усилия может быть заменен датчиком 5 регистрации начала поворота управляемого колеса 6. Регистрирующий элемент 13 может быть выполнен в виде элемента фиксации угла отклонения соответствующего конца измерительной планки 12 от заданного начального положения в виде фотооптического элемента, как это имеет место в прототипе.

Устройство может быть снабжено пультом 15 для задания установочных параметров усилия, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату 2, и/или угла его поворота, и/или угла поворота управляемого колеса 6 транспортного средства.

Кроме того, оно может быть снабжено направляющей планкой 16 для контакта с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса 6, шарнирно прикрепленной к перекладине 8 с возможностью взаимодействия данной планки 16 с подпружиненным пальцем 10. Следует отметить, что в настоящее время наиболее просто и перспективно создание электронных блоков на основе микропроцессоров из микропроцессорных комплектов, как это описано, например в кн. Напрасника М.В. Микропроцессоры и микроЭВМ, Москва, Высшая школа, 1989 г.

Устройство работает следующим образом.

Самоцентрирующийся захват 2 устанавливают на рулевое колесо транспортного средства соосно ему, причем на данном захвате размещен датчик угловых перемещений. Датчик 5 регистрации начала поворота управляемого колеса 6 транспортного средства устанавливают в вертикальном положении на опорах 7, которые фиксируют на покрытии, на котором расположено управляемое колесо 6 и выступающую часть 9 и палец 10 фиксируют на ободе колеса 6. Для удобства работы с целью исключения переналадки датчика 5 на разные типы колес 6 может применяться направляющая планка 16, шарнирно связанная с перекладиной 8, в которую и упирается при ее наличии палец 10. После установки датчика 5 включают электромагнитный фиксатор 11, что дает возможность установить измерительную планку 12 в некое "нулевое положение", т.е. положение, которое условно считают нулевым. После этого начинают угловое перемещение рулевого колеса, при этом сигналы с датчика 1 об угловом смещении рулевого колеса передаются в электронный блок 3. После некоторого поворота рулевого колеса начинает свое угловое смещение и управляемое колесо 6. При этом начинает свое перемещение и палец 10, который приводит к смещению измерительную планку 12, что отмечается на регистрирующем элементе 13, сигнал поступает на электронный блок 3. С появлением данного сигнала блок 3 выдает на индикатор 4 информацию об имеющемся люфте (например, в градусах отклонения рулевого колеса), а при наличии в устройстве датчика усилия 14 также регистрируется усилие, прикладываемое к рулевому колесу, что позволяет определить зависимость величины люфта от конкретного положения транспортного средства на конкретной поверхности. С пульта 15 имеется возможность задания вышеперечисленных начальных установок регистрируемых параметров, что позволяет либо с них начинать отсчет, либо при достижении их прекращать его, т.е. можно, например, прекратить отсчет поворота рулевого колеса не при начале перемещения управляемого колеса 6, а при смещении его на некоторый градус.

Применение данного устройства позволяет быстро и эффективно регистрировать величину люфта без какой-либо существенной перестройки устройства у любого транспортного средства.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации люфта в рулевом управлении транспортного средства преимущественно для процесса автовождения, включающее датчик угловых перемещений, расположенный на самоцентрирующемся захвате с возможностью установки его соосно с рулевым колесом, причем данный датчик подключен к входу электронного блока, выход которого связан с индикатором, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком регистрации начала поворота управляемого колеса транспортного средства, выполненным в виде двух опор, связанных с одной стороны перекладиной, на одном конце которой имеется выступающая часть для взаимодействия с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса транспортного средства, при этом другой конец перекладины имеет палец, подпружиненный относительно этой перекладины с возможностью взаимодействия его с упомянутой поверхностью диска управляемого колеса и посредством электромагнитного фиксатора связанный с одним концом измерительной планки, другой конец которой размещен с возможностью взаимодействия с регистрирующим элементом, связанным с перекладиной, причем выход данного регистрирующего элемента подключен к соответствующему входу электронного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком усилия, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату, выход которого подключен к соответствующему входу электронного блока.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок выполнен на основе микропроцессора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регистрирующий элемент выполнен в виде элемента фиксации угла отклонения соответствующего конца измерительной планки от заданного начального положения.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено пультом для задания установочных параметров усилия, прикладываемого к самоцентрирующемуся захвату, и/или угла его поворота, и/или угла поворота управляемого колеса транспортного средства.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено направляющей планкой для контакта с внешней боковой поверхностью диска управляемого колеса, шарнирно прикрепленной к перекладине с возможностью взаимодействия планки с подпружиненным пальцем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3