Датчик ускорения

 

Изобретение относится к датчикам измерения ускорения движущегося объекта и может быть использовано в системах торможения различных транспортных средств. Датчик ускорения содержит корпус, две плоские пластины из магнитопроводного материала, установленные на оси с возможностью углового перемещения относительно корпуса и друг друга, со смещенными относительно оси центрами тяжести, ограничители перемещений пластин, демпферы колебаний пластин в виде двух постоянных магнитов, каждый из которых установлен на корпусе напротив периферийной части соответствующей пластины, причем степени демпфирования колебаний пластин различны, и переключатель, выполненный в виде обращенных друг к другу источника излучения и фотоприемника, расположенных каждый на своем диске на одинаковых расстояниях от оси вращения с относительным смещением в плоскостях дисков. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить надежность датчика. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к датчикам измерения ускорения движущегося объекта и может быть использовано в системах торможения различных транспортных средств.

Известен датчик ускорения, содержащий корпус, внутри которого на оси вращения с возможностью ограниченного поворота установлен груз. В корпусе также размещены электромагнитный переключатель и постоянный магнит. Электромагнитный переключатель установлен неподвижно относительно груза, а постоянный магнит размещен с возможностью перемещения в канале, заполненном вязкой жидкостью, выполненном в виде части окружности с центром, расположенным на оси вращения груза (патент РФ 2093384, 1997 г.).

Указанный датчик обеспечивает устранение ложного сигнала при движении автомобиля по дороге с участками спуска и подъема, однако недостатком данного устройства является сложность его изготовления, связанная с наличием криволинейного герметичного канала с жидкостью и необходимостью его точной установки относительно оси вращения груза. Кроме того, показания датчика нестабильны, поскольку зависят от вязкости жидкости, которая может меняться в зависимости от условий работы датчика.

Известен также датчик ускорения, содержащий корпус, магнит в виде плоской пластины, установленной на оси вращения со смещенной относительно центра пластины осью вращения, переключатель и ограничители колебаний маятника (патент РФ 2020632, 1994 г.).

Указанный датчик также обеспечивает устойчивую работу при резком изменении профиля дороги, однако его конструкция достаточно сложна. Кроме того, в устройстве присутствует постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения. Таким образом, притяжение магнита к металлическим конструкциям транспортного средства создает погрешность в работе устройства.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции и повышение надежности датчика.

Поставленная задача решается тем, что датчик ускорения, содержащий корпус, первую плоскую пластину, установленную на оси с возможностью углового перемещения относительно корпуса, со смещенным относительно оси центром тяжести, переключатель, ограничители перемещений пластины и демпфер колебаний первой пластины, дополнительно содержит вторую плоскую пластину и демпфер колебаний второй пластины, при этом вторая пластина установлена на оси первой пластины с возможностью углового перемещения относительно первой пластины и корпуса, со смещенным относительно оси центром тяжести, обе пластины выполнены из электропроводного материала, оба демпфера выполнены в виде постоянных магнитов, каждый из которых установлен на корпусе напротив периферийной части соответствующей пластины, причем степени демпфирования колебаний пластин различны, при этом переключатель выполнен в виде обращенных друг к другу источника излучения и фотоприемника, расположенных каждый на своем диске на одинаковых расстояниях от оси вращения с относительным смещением в плоскостях дисков, а для ограничения перемещений второй пластины введены дополнительные ограничители.

Как правило, плоские пластины выполнены в виде дисков со срезанными сегментами.

При этом различная степень демпфирования обусловлена различными намагниченностью магнитов, и/или их габаритами, и/или расстояниями до соответствующих дисков.

При этом относительное смещение в плоскостях дисков источника излучения и фотоприемника выбрано из условия необходимой реакции переключателя, а для его обеспечения на пластинах установлены грузы с возможностью перемещения в горизонтальном направлении перпендикулярно оси вращения пластин.

На чертеже изображена конструкция датчика ускорения.

Датчик состоит из корпуса 1, в котором закреплена ось 2, на которой установлены с возможностью независимого поворота плоские пластины, например, диски 3 и 4, на которых размещены источник излучения 5 и фотоприемник 6 и грузы 7, 8. На корпусе в зоне периферии дисков закреплены постоянные магниты 9 и 10, а также ограничители колебаний дисков 11 и 12.

Датчик располагается на транспортном средстве таким образом, чтобы диски находились в вертикальной плоскости параллельно вектору движения транспортного средства (стрелка Б). Диски 3 и 4 со смещенными относительно оси 2 центрами тяжести представляют собой маятники. При действии тормозного ускорения В диски 3 и 4 поворачиваются вокруг оси вращения по стрелке Г за счет имеющейся маятниковости. Из-за различной степени демпфирования, создаваемой магнитами 9, 10 во взаимодействии с токами, индуцируемыми в электропроводных дисках 3 и 4, поворот диска 4 осуществляется быстрее, чем диска 3. Степень демпфирования, обусловленная свойствами магнитов, их габаритами или расположением относительно дисков, а также расстояние между источником излучения 5 и фотоприемником 6 (либо угол между линиями, соединяющими соответственно источник излучения и ось вращения и фотоприемник и ось вращения) рассчитываются таким образом, чтобы совмещение источника излучения 5 и фотоприемника 6 по одной линии происходило при действии ускорения, возникающего при торможении транспортного средства, вызывающего реакцию переключателя, и, тем самым, появление напряжения на выходе фотоприемника и включение стоп-сигналов системы торможения транспортного средства. При этом при движении по неровной дороге, вызывающей раскачку обоих дисков - маятников, за счет демпфирования, а также за счет расстояния между источником излучения и фотоприемником, рассчитанного на необходимую реакцию переключателя, напряжение на выходе фотоприемника появляться не будет. Таким образом, датчик не выдает ложные сигналы при движении по неровной дороге, либо по дороге с уклоном.

Формула изобретения

1. Датчик ускорения, содержащий корпус, первую плоскую пластину, установленную на оси с возможностью углового перемещения относительно корпуса, со смещенным относительно оси центром тяжести, переключатель, ограничители перемещений пластины и демпфер колебаний первой пластины, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую плоскую пластину со смещенным относительно оси центром тяжести и демпфер колебаний второй пластины, при этом вторая пластина установлена на оси первой пластины с возможностью углового перемещения относительно первой пластины и корпуса, обе пластины выполнены из электропроводного материала, оба демпфера выполнены в виде постоянных магнитов, каждый из которых установлен на корпусе напротив периферийной части соответствующей пластины, причем степени демпфирования колебаний пластин различны, при этом переключатель выполнен в виде обращенных друг к другу источника излучения и фотоприемника, расположенных каждый на своей пластине на одинаковых расстояниях от оси вращения с относительным смещением в плоскостях пластин, а для ограничения перемещений второй пластины введены дополнительные ограничители.

2. Датчик ускорения по п.1, отличающийся тем, что плоские пластины выполнены в виде дисков со срезанными сегментами.

3. Датчик ускорения по п.1 или 2, отличающийся тем, что различная степень демпфирования обусловлена различными намагниченностью магнитов, и/или их габаритами, и/или расстояниями до соответствующих дисков.

4. Датчик ускорения по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что относительное смещение в плоскостях дисков источника излучения и фотоприемника выбрано из условия необходимой реакции переключателя.

5. Датчик ускорения по п.4, отличающийся тем, что он содержит грузы на первой и/или второй пластинах с возможностью перемещения в горизонтальном направлении перпендикулярно оси вращения пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1