专利名称：可逆式动作的gps汽车智能限速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可逆式动作的GPS汽车智能限速器。
背景技术：
为了提高汽车的行车安全系数，2003年，申请人发明了汽车智能速度限 制器(产品名DZSK汽车智能限速器)。DZSK汽车智能限速器用控制速度的 方法使大、中、小型车安装后，为提供汽车行车安全系数收到了良好的效果。
该汽车智能限速器由三个部分组成控制仪、速度传感器和机械手。
其中速度传感器的作用是将汽车速度转速信号传至控制仪。控制仪的作用 是设定的速度值或切换值；对传感器传来的信号进行比对处理；当汽车行 驶速度在限定的范围内运行，则控制仪不启动机械手；汽车行驶速度达到设 定值或切换值时，控制仪立即启动机械手收缩拉紧钢丝软连接轴，对汽车的 油门踩杆准确地、强制地提升4至5厘米，从而油门位置被限制无法踩动， 相当于驾驶员主动放松了了油门，使汽车减速，同时仪器的指示灯闪烁；当 汽车由于惯性速度保持在设定范围内时，机械手仍保持拉力位置，油门仍然 无法踩动，汽车仍然无法加速；当汽车速度小于设定值时，控制仪又启动机 械手放松钢丝软连接轴，汽车油门又恢复如初，同时指示灯停止闪烁。控制 仪的速度限制值有多档供选择，在接受信号时切换设定(即接受道路速度无 线信号时切换)，速度切换后由指示灯指示当前限速值。机械手的作用是.-产生大于150公斤的拉力；能灵敏地接受控制仪的指令；将油门拉起5厘米或 放松5厘米。
DZSK汽车智能限速技术的优点是
1、用控制的方法实现了对汽车的速度安全管理，可以在需要速度变换的 位置设置无线速度信号发射器，使经过的汽车准确切换限速值。限速精确，60 公里/小时以上速度误差小于4公里/小时。
2、 限速时汽车行驶平稳，相当于司机放松油门。可以分路段限速。
3、 不改变汽车结构，不影响汽车动力，不挑剔安装位置，适用所有汽车 的改造。
但是，该DZSK汽车智能限速器也存在如下的缺点
由于很难在每个限速标志地安装信号发射器，所以，汽车智能限速器不 能及时地根据道路情况自动地准确地切换限速值，从而不能实现"路变速变" 理想安全行车状态。
为了达到汽车智能限速器能够认识道路限速标志及时地自动地准确地切
换限速值的目的，申请人于2007年发明了 GPS汽车智能限速器，并申请了中 国专利，专利申请号200710037134.0 ，发明名称具有GPS定位功能的汽 车智能限速控制器。该GPS汽车智能限速器利用GPS技术可以判别地点坐标 和方向的优点，把道路速度标志的经度、纬度、高度、矢量、速度标志以数 据的形式存储在GPS汽车智能限速控制仪内，当汽车经过汽车限速标志地点 时，GPS汽车智能限速控制仪就能切换"旧的"限速值设定"新的"正确的 汽车限速值，于是汽车智能限速器就具备了 "识别道路限速标志"的能力， 于是汽车就被正确的限速值控制。
G
PS汽车智能限速器实现的方法是-
用GPS行驶路线轨迹记录仪把汽车要经过的限速标志地点的坐标(经度、 纬度、高度、矢量)和限速值一一记录创建成轨迹文件。全部工作只要选定 设定值并加以确认，就创建了一个行驶路线的轨迹文件。再通过可移动磁盘 和电脑将这个能正确发布限速命令的轨迹文件复制到GPS汽车智能限速控制 仪。
当GPS汽车智能限速控制仪开始工作，它内部的CPU就不停地把当前的 坐标和储存的坐标地点进行比对， 一旦符合储存数据的条件，它就切换"旧 的"限速值设定"新的"正确的汽车限速值，然后用实时比对的方法控制汽 车油门控制机械手，达到智能限速的目的。
当行驶路线改变时，用户可以再次创建新的限速文件，并通过可移动磁 盘刷新GPS汽车智能限速控制仪的内存。
GPS汽车智能限速控制仪还设有复位限速值按钮，如果司机发现GPS限
速值与道路限速值不符，可以按复位按钮，复位限速值为该车型最高限速值， 有效至到达新的限速标志地为止，当司机按复位按钮后，由司机控制汽车速 度；如果司机破坏GPS汽车智能限速器的工作环境，使控制仪无法接受卫星 信号，则GPS汽车智能限速控制仪能自动切换成最低限速值控制状态，此时 由汽车传感器发送速度信号，汽车照样限速行驶，使司机得不偿失。
GPS汽车智能限速控制仪具有语音提示功能，提示道路限速标志值、超 速警告和其他信息，因此，GPS汽车智能限速控制仪也可以作为GPS汽车智 能限速报告器使用。
但是，DZSK或DZSK-GPS汽车智能限速器都是强制性的汽车限速器，适应 了运输企业管理的需要，但是对于大多数"非管理型"的私家车驾车族来说， 他们需要一种"非管理型"的汽车智能限速器，以帮助他们遵守交通规则避 免违章驾驶和加强自我防范保护。
发明内容
本实用新型是为了克服现有技术存在的上述缺点，而提供的一种"非管 理型"的可逆式动作的GPS汽车智能限速器。该可逆式动作的GPS汽车智能限速 器能实现汽车的超速限制和超速报警，通过自动化道路速度指示控制系统的指 挥，用自动或人工控制相结合的方法使汽车在规定的速度范围内行驶，有效 地强制规范驾车秩序，从而降低交通事故和交通拥阻现象，增加道路通行能 力，减少经济损失。
本实用新型采取的技术方法是可逆式动作的GPS汽车智能限速器，包括 GPS定位单元、控制仪、速度传感器、机械手及一软连接轴；所述的GPS定位单 元和速度传感器分别与控制仪的输入端连接；所述的机械手设置在壳体内，其包 括控制单元、两个限位开关、以及电机及变速部件、移动块和传动部件；所述的 传动部件一端与电机及变速部件的输出轴连接，另一端与所述移动块传动连接； 所述的控制单元的输入端与控制仪的输出端连接，该控制单元的输出端与电机及 变速部件连接；所述的两个限位开关间隔设置，并与移动块相对应并相邻；所述 软连接轴与汽车油门踏脚连接；
其特点是，所述的机械手是可逆式动作机械手，还包括一拉簧；所述的拉簧一端与移动块连接，另一端与软连接轴连接。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，还包括一连接件，设置在 拉簧与软连接轴之间。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的两限位开关间隔设 置在壳体的内壁，所述的移动块与限位开关相邻近的一侧设置磁钢。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的两限位开关之间的
距离为控制单元控制移动块动作行程的距离。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的移动块上设有螺孔；
所述的传动部件包括螺杆，该螺杆的一端与电机及变速部件的输出轴连接，另一 端与所述移动块上的螺孔螺合。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的螺杆与移动块上螺
孔螺合的深度，以该螺杆带动所述移动块移动时，该移动块上的磁钢能分别感应 两限位开关动作为准。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中所述的限位开关由霍尔元
件构成。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的控制单元由继电器构成。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，还包括一导向受力机构， 导向受力机构包括固定支架、固定器和导向受力器。所述的软连接轴的另一 端依次穿入固定支架的固定器、导向受力器，与汽车油门踏板连接。
上述可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其中，所述的软连接轴外设有轴套。
由于本实用新型采用了以上的技术方案，与现有技术相比，具有以下的 优点和积极效果
1、交通路政部门建立这一智能化的道路速度指示控制系统以后，可以根 据天气、路况、和其他实际情况灵活发布限速标志信号，在确保交通安全的 前提下，强制规范汽车行车速度，最大限度地增加道路通行能力。在现有的 汽车上安装了本实用新型以后，由于强制约束了汽车的行车速度，所以大大 减少了强行超速的驾车行为和不规范的变道超车行为，使循序行车成为必须。
2、 本实用新型中由于设有两个限位开关，对油门的行程位置进行精确定 位控制，起到限位作用，确保定位可靠。
3、 本实用新型中由于在原有的机械手的连接件与移动块之间增加一拉 簧，当控制仪发出的限速命令与马路上实际标示的速度不一致、特别是低于 马路上实际标示的速度时，驾驶员可自行踩油门提速，脱离限速器的管理。 这样可减轻和避免由于控制仪发出错误的限速命令而使马路拥堵的局面。
4、 本实用新型中由于设有软连接轴与导向受力机构组合，使拉力方向可
全方位转移，把安装的位置縮小到只有受力点和着力点之间，占用位置小； 可适用所有汽车的安装。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。
图1是本实用新型的总体结构示意图。
图2是本实用新型可逆式动作机械手的结构示意图图。
图3是本实用新型可逆式动作机械手的安装示意图。
图4是本实用新型可逆式动作的GPS汽车智能限速器中控制仪的电方框图。
图5是本实用新型可逆式动作的GPS汽车智能限速器中控制仪的工作流 程图。
具体实施方式
请参阅图1。可逆式动作的GPS汽车智能限速器，包括GPS定位单元1、 控制仪2、速度传感器3、机械手4及软连接轴5。所述的速度传感器的输入 端与汽车的速度里程表连接；所述的GPS定位单元1和速度传感器3分别与 控制仪2的输入端连接；所述的机械手4与所述软连接轴5连接，所述软连接 轴5与汽车油门踏脚6连接。在软连接轴5外套有轴套51，软连接轴5可在 轴套内自由移动。
请参阅图2。所述的机械手4是可逆式动作机械手，设置在壳体41内， 本实施例中箱体由合金材料压铸而成。该可逆式动作机械手包括控制单元42、两个限位开关43、 44、以及电机及变速部件45、移动块46、传动部件47、 一拉簧48、 一连接件49。所述的传动部件47—端与电机及变速部件的输出轴连 接，另一端与所述移动块传动连接。所述的控制单元42的输入端与控制仪2的输 出端连接，该控制单元的输出端与电机及变速部件45连接；所述的两个限位开关 43、 44间隔设置，并与移动块46相对应并相邻；所述的拉簧48 —端与移动块 46连接，另一端与连接件49连接。该连接件49的输出端与所述软连接轴5 连接，所述软连接轴与汽车油门踏脚6连接。
本实施例中所述的两限位开关均由霍尔元件构成。该两限位开关间隔设 置在与传动部件相对应并相邻的壳体侧板上。所述的移动块与限位开关相邻 近的一侧设置磁钢。所述的控制单元由继电器构成。所述的电机及变速部件 由电机和变速箱组合构成，变速箱为圆柱形内齿轮中心结构，其与电机的变 速比为9: 1。
本实施例中所述的传动部件由一螺杆47构成，所述的移动块上设有螺孔， 所述螺杆的一端与电机及变速部件45的输出轴连接另一端螺合在移动块46 上的螺孔内。所述的螺杆与移动块上螺孔螺合的深度，以该螺杆带动所述移动块 移动时，该移动块上的磁钢能分别感应两限位开关动作为准。
当所述的移动块根据控制单元的命令移动到其中一限位开关的位置时， 该限位开关感应到移动块上的磁钢，该开关动作，移动块被限位。所述的两 限位开关之间的间隔为控制单元控制移动块动作行程的距离。
请参阅图1和图3。本实用新型可逆式动作的GPS汽车智能限速器，还包
括一导向受力机构7,用于将机械手方便地固定在汽车内的适当部位。所述的 导向受力机构7包括固定支架71、固定器72和导向受力器73。固定器72和 导向受力器73与固定支架71连为一体，在固定器72和导向受力器73的中 间均设通孔，并相通。装配时，固定支架71与汽车内的适当部位固定，软连 接轴5外的轴套51固定在固定器72的孔内。该软连接轴的另一端依次穿入 固定支架的固定器、导向受力器，与汽车油门踏板连接。
请参阅图4，这是本实用新型可逆式动作的GPS汽车智能限速器中控制仪 的电方框图。本实用新型中控制仪2包括一微处理器21、 一限速值数据库22、 一数据存储器23、 一复位按钮24。
该微处理器21的输入端分别与速度传感器3、 GPS定位单元1的输出端 连接；所述的微处理器的输出端与可逆式动作机械手的控制单元(由继电器 构成)42连接，控制可逆式动作机械手动作。该微处理器并与限速值数据库 22双向连接。所述的数据存储器与微处理器双向连接。所述的复位按钮24的 输出端也与微处理器21的输入端连接。根据使用者的需要，还可以包括一显 示器25，用于显示车辆行驶的状况，该显示器与微处理器的输出端连接。
本实用新型GPS汽车智能限速器中的限速值数据库中的数据由从GPS行 驶路线轨迹记录的数据采集得到，包括道路限速标志地段的三维坐标、矢量 方向、限速值。创建GPS汽车智能限速器的道路限速标志和行驶轨迹的特殊 的数据库则由GPS行驶路线轨迹记录仪和配套的软件完成。管理人员用实地 采集的方法将限速标志地各坐标轨迹和行驶路线的每X米为一段的坐标轨迹 以及矢量方向记录下来成为限速值数据，众多的限速值数据组成一个限速值 数据库。记录的工具是GPS行驶路线轨迹记录仪。具体记录方法是在道路 限速标志地点按下GPS行驶路线轨迹记录仪的速度值设定按钮；如果限速值 没有变化，则再按下锁定按钮；到达新的限速标志地点，重复以上过程。记 录过程结束，用可移动磁盘将GPS行驶路线轨迹记录仪内的数据文件采集下 来，制作成数据库文件输入到微处理器中，即得到限速值数据库。
当行驶路线改变时，用户可以再次创建新的限速文件，并将该刷新GPS 汽车智能限速器的限速值数据库。
由于GPS行驶路线轨迹记录和GPS车载终端都是已有技术，所以在此不
再赘述。
请参阅图5，本实用新型是本实用新型GPS汽车智能限速器的工作流程 图。本实用新型汽车智能速度限制器工作原理，汽车开动时，汽车速度传感 器将转速信号传至控制仪，控制仪中的微处理器根据事先设定的速度值或切 换值进行处理汽车行驶速度在限定的范围内运行，则控制仪不启动速度限 制器；汽车行驶速度达到设定值或切换值时，控制仪的微处理器立即控制机 械手的控制单元(继电器)发出"拉紧"信号时，电机高速正向旋转，通过 变速箱和螺杆的配合，产生强大的拉力，移动块在螺杆螺纹转动的作用下， 产生位移，拉紧软连接轴，使油门拉上，按设定速度行驶；该速度限制器在限位开关的控制下通过软连接轴对汽车的油门踏板准确地强制提升，同时电 子速度控制仪发出报警声，表示当前行驶速度已超出限制值，使汽车减速。 当汽车速度小于设定值时，速度控制仪又控制控制单元(继电器)，发出"放 松"信号时，电机带动螺杆反向旋转放松软连接轴，速度限制器在限位开关 的控制下准确地反向放松软连接轴至原来位置，汽车油门又恢复原状，同时 关闭报警器，汽车又可以行驶如常。
但是，当汽车行驶的限速值与道路限速值不符时，此时可启动可逆式机 械手发挥作用，其是这样工作的当汽车速度超过GPS汽车智能控制仪设定 的限速值时，控制仪发出限速命令时，通过控制单元的继电器使电机正转， 螺杆正转使移位块右行例如5厘米，到达其中一限位开关位置时自动停止， 由于拉簧的作用，油门只是被轻轻提起，此时司机如不脚部加力汽车就被限 速；如果GPS控制仪的限速值与道路限速值不符，司机不必按"复位"按钮，
直接脚部加力即可使汽车继续加速；当汽车滑行减速速度低于限速值时，控
制仪马上发出解除限速命令时，通过控制单元的继电器控制使电机反转，带
动螺杆反转使移位块左行例如5厘米，到达另一限位开关位置时自动停止，
油门放松，于是汽车恢复如初。
可逆式动作的GPS汽车智能限速器补充了 "非管理型"汽车安全设备的 空缺，能实现"路变速变，自动限速"的功能，当GPS设定的限速值与 道路限速值不符时，允许司机加力踩动油门，以适宜的速度行驶。当 汽车超速时，以轻轻提起油门的方式，提醒驾驶员限速行驶。对于推动 管理型和非管理型结合的汽车安全设备的应用和推广具有实际的意义。
权利要求1、可逆式动作的GPS汽车智能限速器，包括GPS定位单元、控制仪、速度传感器、机械手及一软连接轴；所述的GPS定位单元和速度传感器分别与控制仪的输入端连接；所述的机械手设置在壳体内，其包括控制单元、两个限位开关、电机及变速部件、移动块、以及传动部件；所述的传动部件一端与电机及变速部件的输出轴连接，另一端与所述移动块传动连接；所述的控制单元的输入端与控制仪的输出端连接，该控制单元的输出端与电机及变速部件连接；所述的两个限位开关间隔设置，并与移动块相对应并相邻；所述软连接轴与汽车油门踏脚连接；其特征在于，所述的机械手是可逆式动作机械手，还包括一拉簧；所述的拉簧一端与移动块连接，另一端与软连接轴连接。
2、 根据权利要求1所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于，还包括一连接件，设置在拉簧与软连接轴之间。
3、 根据权利要求1所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于， 所述的两限位开关间隔设置在壳体的内壁，所述的移动块与限位开关相邻近的一 侧设置磁钢。
4、 根据权利要求1或3所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征 在于，所述的两限位开关之间的距离为控制单元控制移动块动作行程的距离。
5、 根据权利要求1所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于，所述的移动块上设有螺孔；所述的传动部件包括螺杆，该螺杆的一端与电机及变 速部件的输出轴连接，另一端与所述移动块上的螺孔螺合。
6、 根据权利要求5所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于， 所述的螺杆与移动块上螺孔螺合的深度，以该螺杆带动所述移动块移动时，该移 动块上的磁钢能分别感应两限位开关动作为准。
7、 根据权利要求1或3所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征 在于所述的限位开关由霍尔元件构成。
8、 根据权利要求1所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于， 所述的控制单元由继电器构成。
9、 根据权利要求1所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于， 还包括一导向受力机构，导向受力机构包括固定支架、固定器和导向受力器， 所述的软连接轴的另一端依次穿入固定支架的固定器、导向受力器，与汽车 油门踏板连接。
10、根据权利要求1、 2或9所述的可逆式动作的GPS汽车智能限速器，其特征在于，所述的软连接轴外设有轴套。
专利摘要本实用新型公开了一种可逆式动作的GPS汽车智能限速器，包括GPS定位单元、控制仪、速度传感器、机械手及一软连接轴；GPS定位单元和速度传感器分别与控制仪的输入端连接；机械手包括控制单元、两个限位开关、电机及变速部件、移动块和传动部件；传动部件一端与电机及变速部件的输出轴连接，另一端与移动块传动连接；控制单元的输入端与控制仪的输出端连接，其输出端与电机及变速部件连接；两个限位开关间隔设置，并与移动块相对应并相邻；软连接轴与汽车油门踏脚连接；其特点是，机械手是可逆式动作机械手，还包括一拉簧；拉簧一端与移动块连接，另一端与软连接轴连接。具有自动限速和人工控制限速相结合的功能，可减少拥堵和交通事故的发生。
文档编号G08G1/0962GK201075252SQ20072007291
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者宋允之 申请人:上海大众智能设备有限公司