专利名称：一种汽车计价器整车计程检定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车计价领域，涉及一种汽车计价器检定装置，尤其是一种汽车计价器整车计程检定装置。
背景技术：
出租汽车计价器是一种能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计 价，并直接显示车费值的计量器具。计价器是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者 之间用于公平贸易结算的工具，因而计价器计价检定是否有效、准确，直接关系到经营者和 消费者的经济利益。依据国家有关法律、法规，出租汽车计价器是列入国家首批强制检定 的工作计量器具之一，也是近年来国家质量技术监督部门强化管理的六类重点计量器具之
ο计价器通过连接在车辆变速箱输出端齿轮的传感器传送电脉冲信号来记录车辆 营运里程，按特定的计价收费模式连续累加并直接指示出行程中任一时刻乘客应付费用的 总数，其金额值是计程和计时时间的函数。可见计程和计时是计价器计价的依据。计价器的检定分为本机检定和使用误差检定两个部分。出租汽车计价器本机是指 未经使用误差标准检定装置检定或者未装车使用的计价器，本机检定指对这种未经使用误 差标准检定装置检定或者未装车使用的计价器的检定；使用误差检定指对已经安装到车辆 上后的计价器的检定，又称为整车检定。现有检定装置上应用的对主动滚轮圈数计数的传感器，一种是光电式，一种是霍 尔元件式的，经过分析，两者都存在一定的局限性。光电式传感器通过主动滚轮带动六齿遮 光片旋转，遮光片经过槽型光藕产生信号，经触发整形电路输出信号(0 5. OV之间)，并输 送给检定装置。由于受检定环境条件的影响，粉尘、油污、水气等很容易将光电管遮挡(即 使经常保养也难以避免)，导致传感器丢漏部分信号，产生系统误差，使检定装置所接收的 信号相应减少，其结果使被检定的出租汽车计价器严重失准，直接影响了检定质量。完全遮 挡时，不产生任何信号，检定装置无示值显示。霍尔元件式，在周长为Im的主动滚轮圆周上均勻放置6个磁钢。当圆盘旋转时， 磁钢经过高速开关式霍尔元件，产生信号，经触发整形电路输出标准信号并将其输送给检 定装置。采用这种方法测量转速可以从根本上克服光电式传感器如先前所述的缺陷，而且 经济实用，稳定可靠，技术性能完全符合要求。但是由于工艺的原因，6个磁钢不可能放置得 非常均勻，所以影响到了其测量的准确度。现有的检定装置在使用过程中普遍感觉安全性差、检测精度不高、受环境影响大、 检定效率不高并且缺乏现代化的管理手段，本发明的目的在于改进现有设备技术的缺点， 提高设备的工作可靠性和有效性，设计能够对检定数据信息进行管理的计价器检定系统。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种汽车计价器整车计程检定装置。该装置集计价器的检定、误差的计算、检定记录信息的存储及管理为一体。其能 够使检定效率大大提高，减少检定人员的数量，减少维护和保证设备正常运行的日常开支。本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的[0010]该汽车计价器整车计程检定装置，包括执行机构、控制器和计算机。所述执行机构包括变频器、电动机、转速传感器、制动装置、显示屏以及分别通过轴连接的两个主动滚轮 和两个从动滚轮，所述控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与电动机 的输入端连接，电动机通过传动皮带驱动两个主动滚轮，主动滚轮上设有转速传感器，转速 传感器的输出端与控制器的输入端连接，所述制动装置设于主动滚轮之间的轴上，所述显 示屏与控制器的显示输出端连接，控制器通过数据线与计算机相连。上述转速传感器设于主动滚轮的轴端部，转速传感器是磁电式转速传感器。上述控制器以CPU为控制核心，所述CPU通过接口电路分别连接计算机、显示屏 和变频器，CPU通过触发器和光耦与转速传感器连接，CPU还通过驱动电路分别连接有蜂鸣 器、键盘、制动装置和防侧滑检测与控制装置，CPU还连接有无线遥控模块和RAM。本实用新型的最优选择方案中，CPU采用SM5964。上述触发器为斯密特触发器。上述计算机上安装有与控制器通讯的计价器信息管理系统。上述防侧滑控制装置包括滑块运行轨道、设于滑块运行轨道上的两个防滑块以及 用于驱动两个防滑块在滑块运行轨道上进行相对滑动的电机组成，所述电机具有正反转功 能，并且电机由控制器控制。上述防侧滑位移检测传感器与控制器通过光耦和斯密特触发器连接，防侧滑位移 检测传感器采用霍尔元件构成。本实用新型集计价器检定、数据处理、数据存档、数据查询为一体。实现了计价器 计程检定部分的自动化的操作以及计程信息的自动采集和计程误差的自动计算。克服了以 往检测装置易受粉尘、油污、水气等检定环境条件的影响，以及检测装置元件位置放置不均 勻所带来的系统误差，也克服了使用人工进行计程误差计算容易带来计算出错的弊端，大 大提高了检定的可靠性。
图1为本实用新型的整体结构框图；图2为本实用新型的控制器及其外连设备的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述参见图1，这种汽车计价器整车计程检定装置，包括执行机构、控制器和计算机。其 中执行机构又包括变频器、电动机、转速传感器、制动装置、防侧滑检测与控制装置、显示屏 以及分别通过轴连接的两个主动滚轮和两个从动滚轮，其中主动和从动滚轮上还有与其配 套的滚动轴承、定向滚动轴承、链型连轴器等常用部件。该装置各部分的连接关系如下控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与电动机的输入端连接，电动机通过传动皮带驱动两个主动滚轮，主动滚轮上设有转速传感器，转速传感器的输 出端与控制器的输入端连接，转速传感器设于主动滚轮的轴端部。制动装置设于主动滚轮 之间的轴上，显示屏与控制器的显示输出端连接，控制器通过数据线与计算机相连。防侧滑 检测与控制装置设于主动滚轮与从动滚轮之间，防侧滑检测与控制装置和控制器连接。上 述的变频器还配备有380V的交流电配电箱。以下详细说明本实用新型用到的比较重要的装置或器件用于主滚轮圈数计数的转速传感器在本装置中采用磁电式转速传感器作为检定装置的主滚轮圈数计数传感器，是针 对测速齿轮而设计的发电型传感器(无需电源供电)，测速齿轮旋转引起的磁隙变化，在探 头线圈中产生感应电势来达到测速目的。感应电势的幅度与转速有关，转速越高输出电压 越高，输出频率与转速成正比。安装在靠近测速齿轮的地方，输出与旋转机械的转速成正比 的频率信号。它不需要供电，具有输出信号大，抗干扰能力增强，可在烟雾、油气、水雾等恶 劣环境中使用等特点。防侧滑检测与控制装置防侧滑检测与控制装置包括有防侧滑位移检测传感器和防侧滑控制装置，防侧滑 位移检测传感器设于防侧滑控制装置上且其与控制器通过光耦和斯密特触发器连接，防侧 滑位移检测传感器向控制器传送防侧滑控制装置的位移信号，防侧滑位移检测传感器采用 霍尔元件构成。防侧滑控制装置位于主、从动滚轮中间，能自动运作，其主要由滑块运行轨 道、设于滑块运行轨道上的两个防滑块以及用于驱动两个防滑块在滑块运行轨道上进行相 对滑动的电机组成。由于各种车型的轮胎间距不尽相同，所以防侧滑控制装置的两个防滑 块的距离应该可以根据被检车辆的轮距加以设置，在检测开始时能自动内移到适当位置， 起到防滑作用。所述的电机应该具有正反转功能，从而能够驱动两个防滑块张开或者收紧， 并且电机由控制器控制。检定启动时，防侧滑控制装置的两个防滑块会自动收缩将被测车 辆的车身夹住，防止车辆向两侧窜动，夹紧距离根据车型自动调节，检定后结束两个防滑块 能自动张开。车辆在检定时，不可能停在整车检定装置的最佳位置。在检定过程中车身会 与防侧滑控制装置的防滑块发生碰撞，从而导致防滑块位置发生变化。在软件方面，利用定 时器产生周期性中断，在中断程序中检测防滑块位置。如发现防滑块的实际位置与设定位 置差距较大，则进行适当调整。控制器参见图2，控制器以CPU为控制核心，控制器是检测主动滚轮转动圈数(磁电式转 速传感器信号)、防侧滑控制装置的位移信号(防侧滑位移检测传感器信号)，控制变频器 工作状态、制动装置的动作、显示屏显示，通过遥控模块接受遥控器指令、被测计价器传感 器信号(或采样信号)，以及与计算机上的信息管理系统交换数据的核心。控制器的CPU 采用51系列的SM5964单片机。该片有64k的代码区和Ik的RAM，存放程序代码和缓存数 据已经足够。SM5964还有系统编程的功能，提高了系统调试、软件升级的工作效率。CPU扩 展了 8k的RAM 6264，可以存放大量的检测数据，作为原始记录的第一手资料。控制器是通 过串行口与计算机上的信息管理系统、变频器、显示屏进行通讯的，所以对串行口进行了扩 展。因信息管理系统与控制器距离较近，传输速度也没有很高要求，另外计算机一般都配置 232接口，所以控制器使用232接口与信息管理系统通讯。控制器与变频器及显示屏距离较远，为增强抗干扰能力，选用485接口通讯。检定装置上的传感器信号、被测计价器传感器信号以及防侧滑位移检测传感器的输出脉冲信号，通过光耦(TLP-521)、斯密特触发器与 CPU的I/O连接。采用光耦能较好地做到与控制器电源的隔离，增强抗干扰能力和脉冲信号 输入的一致性。另外，CPU通过达林顿管驱动继电器，再来控制制动装置上的电磁铁和防侧滑装置 上的电机，分别使制动装置和防侧滑装置动作。本实用新型的工作过程如下进行检定时，让待测车辆两个主驱动轮分别落在两个主动滚轮上，两个从动轮分 别落在从动滚轮上，将待测车辆的计价器传感器通过光耦以及触发器接到控制器的CPU 上。控制器通过485接口输出控制信号控制采用配电箱供电的变频器，由变频器驱动电动 机转动，电动机带动传动皮带以所需速度运行，传动皮带带动两个主动滚轮转动，磁电式转 速传感器(即转速传感器)安装在两个主动滚轮的左轴端。随着主动滚轮的转动，磁电式 转速传感器能够检测出主动滚轮滚动轴承的转动次数和转速，并将相应脉冲电信号传送回 控制器去。采用霍尔元件构成的防侧滑位移检测传感器将检测到的信号传回到控制器。控制 器通过达林顿管驱动继电器，控制防侧滑检测与控制装置，同时控制器控制制动装置在必 要的时候适时动作。显示屏通过485接口与控制器连接，接收显示信息。在计算机上的软件方面，实时检测的一个最基本的环节是使用一个线程不停读取 串口中的数据，把读取的数据转为一条条命令后，再根据协议决定控制器所请求的操作类 型，执行不同的操作，如从数据库中读取车资料等。由于计价器显示公里数的分辨率都为IOOm或10m，而标准器为lm，所以一般以计 价器的公里数为采样点，采集标准器的数据。大部分计价器都没有公里数的输出接口，采样 都采用手动方式，由于人的反应有一过程，所以采样时刻肯定滞后于实际时刻。如果检定员 采样“迟钝”一点，就可以把“走快”的计价器检成合格。本实用新型将被测计价器的脉冲 信号经过光电隔离送入控制器，控制器通过计价器K值就能模拟计价器计程并在规定的公 里数采样。通过传感器信号采样，可以大大减小人为误差。控制器是通过在计价器传感器 中串入光耦获得信号的，这样可以保证控制器获得的信号和计价器获得的信号的一致性， 便可使控制器进行同步采样。本实用新型实现实时检测是整个系统的核心部分，它体现了系统的自动化程度。 假如计价器没有百米信号输出，则使用传感器信号实现自动检测。取两路信号送入控制器， 一路信号取主动滚轮的转速传感器作标准器数据，另一路信号取自被测出租汽车计价器传 感器，作模拟理想计价器的信号。当模拟计价器的值达到预设检测点时，控制器自动采集标 准器数据，无需人工采样，使用误差根据以下公式计算而得<formula>formula see original document page 6</formula>该装置的运用能够使检定效率大大提高，减少检定人员的数量，减少维护和保证 设备正常运行的日常开支。而且该系统更加可靠、安全、环保；更高的精度保障了出租汽车 驾驶员与乘客双方的利益，先进的检测技术有利于质量技术监督工作的进一步开展，取得良好的社会效益
权利要求一种汽车计价器整车计程检定装置，包括执行机构、控制器和计算机，其特征在于所述执行机构包括变频器、电动机、转速传感器、制动装置、显示屏以及分别通过轴连接的两个主动滚轮和两个从动滚轮，所述控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与电动机的输入端连接，电动机通过传动皮带驱动两个主动滚轮，主动滚轮上设有转速传感器，转速传感器的输出端与控制器的输入端连接，所述制动装置设于主动滚轮之间的轴上，所述显示屏与控制器的显示输出端连接，控制器通过数据线与计算机相连。
2.根据权利要求1所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述转速传感 器设于主动滚轮的轴端部，转速传感器是磁电式转速传感器。
3.根据权利要求1所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述控制器以 CPU为控制核心，所述CPU通过接口电路分别连接计算机、显示屏和变频器，CPU通过触发器 和光耦与转速传感器连接，CPU还通过驱动电路分别连接有蜂鸣器、键盘、制动装置和防侧 滑检测与控制装置，CPU还连接有无线遥控模块和RAM。
4.根据权利要求3所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述CPU为 SM5964。
5.根据权利要求3所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述触发器为 斯密特触发器。
6.根据权利要求3所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述计算机上 安装有与控制器通讯的计价器信息管理系统。
7.根据权利要求1所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述主动滚轮 与从动滚轮之间还设有防侧滑检测与控制装置，防侧滑检测与控制装置包括有防侧滑位移 检测传感器和防侧滑控制装置，防侧滑位移检测传感器设于防侧滑控制装置上且与控制器 连接并向控制器传送防侧滑控制装置的位移信号。
8.根据权利要求7所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述防侧滑控 制装置包括滑块运行轨道、设于滑块运行轨道上的两个防滑块以及用于驱动两个防滑块在 滑块运行轨道上进行相对滑动的电机组成，所述电机具有正反转功能，并且电机由控制器 控制。
9.根据权利要求7所述的汽车计价器整车计程检定装置，其特征在于所述防侧滑位 移检测传感器与控制器通过光耦和斯密特触发器连接，防侧滑位移检测传感器采用霍尔元 件构成。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车计价器整车计程检定装置，包括执行机构、控制器和计算机。执行机构包括变频器、电动机、转速传感器、制动装置、显示屏以及分别通过轴连接的两个主动滚轮和两个从动滚轮，控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与电动机的输入端连接，电动机通过传动皮带驱动两个主动滚轮，主动滚轮上设有转速传感器，转速传感器的输出端与控制器的输入端连接，制动装置设于主动滚轮之间的轴上，显示屏与控制器的显示输出端连接，控制器通过数据线与计算机相连。该装置集计价器的检定、误差的计算、检定记录信息的存储及管理为一体。其能够使检定效率大大提高，减少检定人员的数量，减少维护和保证设备正常运行的日常开支。
文档编号G01D18/00GK201555605SQ200920245618
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者兀旦晖, 李秦君, 杨帆, 杨萍 申请人:陕西科技大学