专利名称：一种汽车方向盘对中仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电子技术及机械领域的知识，具体是利用汽车方向盘的转动来带动编码器，根据编码器转动输出的脉冲来鉴别汽车方向盘转动的方向，并根据脉冲的数目来确定汽车方向盘是否对中
背景技术：
随着我国人民群众生活水平的提高，汽车越来越多的进入大家的生活，汽车制造业及汽车修理业也随着繁荣起来。在汽车制造及汽车修理过程中，在安装汽车方向盘之前需要先将汽车前轮校正，也就是需要对汽车的方向盘进行对中处理。汽车的方向盘左右各可以旋转540度，如果不依靠仪器而单纯依靠人工手动对中，那将是一件非常费时且繁琐的事情。目前比较普遍的对中方法是采用对中仪，现有的对中仪多是采用激光及机械装置来对中，制造成本相对较高，复杂程度也比较高。为了解决上述问题，本发明提出了一种汽车方向盘对中仪，它采用简单的数字电子知识及简单的机械原理，制造成本低廉，使用及维护简单，可以广泛的应用于汽车制造业及汽车修理业。
发明内容
本发明的目的在于提出一种汽车方向盘对中仪，它成本低廉，结构简单，不改变汽车的结构，使用时只需要将其与汽车方向盘连接即可使用，可以广泛使用在汽车制造及修理行业中。为达此目的，本发明采用以下技术方案(I)系统组成部分整个系统由联轴机构、编码器、鉴相器、计数器、控制器、显示器等六个功能部分组成，各个功能部分连接为一体。(2)系统工作原理整个系统的工作原理为通过编码器采集方向盘轴转动产生的脉冲信号，经过鉴相模块鉴别转动方向，然后再经过计数模块进行计数，计数的数值经过单片机处理后再反馈给操作者，以达到对中的目的。具体每个模块的工作原理如下联轴机构为一带摇把的金属轴，下端为联轴器，使用时与汽车方向盘的轴上部连在一起；上端的摇把为操作者的操作部分，通过操作者转动摇把，可以带动汽车方向盘的轴转动；联轴机构的中部为一齿轮，与编码器轴上的齿轮啮合，联轴机构转动时可以带动编码器轴一起转动。编码器为光电编码器，具有A相和B相脉冲输出接口，可以据此来判断轴的转动方向。编码器的轴带有一个齿轮，齿轮的大小与联轴机构附带的齿轮相同，两者啮合。联轴机构转动时，编码器也随之转动，从而产生脉冲信号。编码器每转可以产生脉冲信号2500个。鉴相器为采用数字电路实现的鉴别轴转动方向的电路。鉴相器由74LS00和74LS74两种芯片组成。它可以通过编码器输出的A相和B相脉冲信号鉴别轴的转动方向，并输出计数脉冲信号给计数器。计数器也是采用数字电路构成的。它采用4片74LS193级联构成，可以加计数也可以减计数，计数范围为0-65535。由于汽车方向盘从一端到另一端共可以转3圈，每圈产生脉冲2500个，共计产生脉冲7500个，是在4片74LS193级联的技术范围之中的。控制器是整个系统的主控部分，它负责接收计数器传送过来的计数值，并对计数值按高位和低位进行整合处理；它还负责对整合后的计数数据进行转换、计算，以便送显示器进行显示；它还负责处理操作者的按键选择，并根据操作者的选择进行相应的操作；除此之外，它还负责处理显示的逻辑。控制器主要由STC89C52RC单片机、3片74LS373及2个按键组成。STC89C52RC负责数据运算及逻辑处理，74LS373负责锁存计数器上传的高低位计数值及显示器的显示值，2个按键用于操 作者进 行操作选择清零、对中。显示器主要由4位一体的数码管构成，它负责将单片机处理后的数值进行显示，以提醒操作者目前汽车方向盘对中仪的工作状态正转、反转、对中。该系统的有益效果在于(I)提供了一种合理有效的汽车方向盘对中实现方式；
(2)制造、安装和使用成本低廉，结构简单，不改变、不损坏汽车的结构，；(3)携带、使用方便，可以广泛应用在汽车制造业及汽车修理业。
图I为汽车方向盘对中仪系统示意图。图2为汽车方向盘对中仪的界面。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明本发明开发一种汽车方向盘对中仪，它结构简单、成本低廉、使用方便。图I为汽车方向盘对中仪系统示意图。I为带摇把的联轴机构，使用时其下部与汽车方向盘轴连接；一个摇把2，工作时操作者使用手来顺时针或逆时针转动摇把，从而带动汽车方向盘转动。汽车方向盘从一端转到另一端共可以转动3周。两个规格一样的齿轮3，它们的作用是将摇把的转动传递到编码器4.一个编码器4，它的作用是根据齿轮3的转动来产生A相、B相共两路方波信号，以便于鉴向机构鉴别及计数机构计数。一个鉴相器5，它的作用是根据编码器4输出的两路方波信号来鉴别方向盘的转动方向，并给后续电路提供计数信号和控制信号。它包括I个74LS00、一个74LS74。计数器6，它的作用是根据鉴相器5的控制信号和计数信号进行加计数和减计数，每个方波信号是一个有效的计数触发信号。它由4片74LS193级联构成，2片作为计数值的低8位数据，2片作为计数值的高8位信号。一个控制器7，它用来控制整个系统的逻辑信号及数据处理，控制和协调其它各部分的工作。它主要由2片74LS373及一块STC89C52RC单片机构成。74LS373用于锁存计数值的高8位数据或低8位数据及显示器8的显示数据，通过74LS373可以节省单片机的I/
0 口。一个显示器8，它用于显示计数值及处理后的数据，可以提醒操作者，增强使用的友好度。它主要由一个4位一体的共阳极数码管及附属电路构成。—个按键模块9，它用于将操作者的选择传递给控制器7。通过它用户可以进行对中或清零两种操作。图2所示为本发明的汽车方向盘对中仪的操作界面。I为摇把；2为数码管构成的显示器；3和4为两个按键。使用时，首先将对中仪与汽车方向盘连接。然后通过摇把顺时针旋转到底，使汽车方向盘右转到底，此时按压界面上的按键3进行清零，显示器2此时会显示全零。接着再通过摇把逆时针旋转到底，旋转时显 示器2显示的数值会不断增加，旋转到底代表汽车方向盘左转到底。此时，显示器2会显示一个数值。接下来按压按键4，按键4的作用是进行对中，按压后会发现此时显示器2显示的数值为此前数值的一半。最后再将摇把顺时针旋转，旋转时会发现显示器2显示的数值减小，当数值减小为0时，说明汽车方向盘已经对中，此时汽车的两个前轮正直向前，可以将汽车方向盘正向安装于方向盘轴之上。
权利要求
1.一种汽车方向盘对中仪，其特征在于 包括一个控制器，负责一切逻辑运算和数字运算，管理和协调其它各部分的工作。
一个联轴机构，负责带动汽车方向盘轴转动，并将转动传动到其它机构； 一个编码器，负责将联轴机构传动过来的转动转变为2路脉冲信号输出； 一个鉴向器，负责通过编码器输出的脉冲信号鉴别汽车方向盘的转动方向，并向下一级机构输出计数信号和加减计数控制信号。
一个计数器，负责对鉴相器输出的计数信号进行加减计数； 一个显示器，负责将控制器处理的计数值输出给操作者。
2.根据权利要求I所述的汽车方向盘对中仪，其特征在于控制器采用STC89C52RC单片机作为主芯片，负责一切数字和逻辑运算，通过2片74LS373管理和协调各部分完成读取计数器输出的计数数值的高8位和低8位、显示与读取计数值的时序切换。
3.根据权利要求I所述的汽车方向盘对中仪，其特征在于联轴机构为一带摇把的金属轴，轴的中部有一齿轮。摇把为操作者的操作部分，摇把带动金属轴转动，从而带动方向盘轴转动；齿轮用于将转动传递到编码器。
4.根据权利要求I所述的汽车方向盘对中仪，其特征在于编码器为增量型旋转编码器,输出2路脉冲信号,便于鉴向器鉴别转动方向。
5.根据权利要求I所述的汽车方向盘对中仪，其特征在于采用由74LS00与74LS74搭建的鉴向器来鉴别方向盘的转动方向，并向下一级输出计数信号和控制信号。
6.根据权利要求I所述的汽车方向盘对中仪，其特征在于存储并运行于STC89C52RC单片机中的软件部分，包括 作为软件核心的数据读取、数据处理及数据显示的应用程序； 用于单片机与各个数字芯片进行通信与控制的应用程序； 各种应用程序经过编译器级、C程序代码级、汇编级三级优化所产生的固件代码。
全文摘要
本发明提出了一种汽车方向盘对中仪，它利用汽车方向盘的转动来带动编码器，根据编码器转动输出的脉冲来鉴别汽车方向盘转动的方向，并根据脉冲的数目来确定汽车方向盘是否对中。本发明具有成本低廉、结构简单、使用方便的优点，可以广泛应用于汽车制造业及汽车修理业。
文档编号G01P13/04GK102621346SQ201210079059
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者冯伟, 张佳宇, 朱永明, 盛磊, 马晓贤 申请人:江南大学