专利名称：一种车载超速报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机动车辆的行驶速度和车内驾驶员或车外其他人员之间关于车辆行驶速度信息的通讯方法和装置，是一种车载超速报警装置。
如果车辆驾驶员在行进过程中超过交通权威部门规定的最大速度限制值，不但会由于违反交通规则，受到相应的处罚(罚金和记过甚至扣压或取缔行车执照)，更严重的后果是导致交通事故，造成生命、财产的重大损失。据统计，目前在高速公路上出现的多数交通事故，特别是人员伤亡的案例中，有相当大的比例是由于超速引起的。
为了减少或避免行车超速，驾驶员希望有一种超速告警装备安装在车内，一旦出现超速，这种装置会自动提醒或警告驾驶员，及时采取减速措施，避免超速。至今为止，人们已设计或发明了许许多多的超速告警装置，授予过不下百余种发明专利或实用新型专利。但至今，极少专利投入实际使用。其理由是已经开发出来的超速告警器存在一些致命的弱点，使司机不愿采用(1)许多装置往往牵涉到要对车辆进行电气和机械改装。对于一台已出厂，销售到客户手中的车辆来说，无论从成本上和使用便利上，都有问题。许多告警器是基于改造原有的速度表，加装警告线路，用机械方法从车内的速度表的轴或指针用机械的方法采集行车速度信号。不但复杂，还可能影响到原先的速度表的准确性和可靠性。安装工作往往要请专门的机械和电气技术人员进行，费工费线，使许多人不愿意采用那种超速告警器。近年来，技术的发展，出现了利用激光或雷达测速，甚至用GPS卫星定位，只是解决了测速问题。未彻底解决超速告警问题。
(2)另一个弱点是，已有的超速告警器的功能上受到限制。在有些名车上，现在已安装了超速告警器，但限速值往往是固定在某个速度上，这对于现实的高速公路情况是不适应的。以美国为例，各个州的限速速度值通常是不相同的。即使是在同一个州内的同一条高速公路上，在不同的地段，限速范围也不尽相同。如果采用目前某些汽车上安装的(出厂时已附有)超速告警器，在使用时会发生很大的问题该报警时，无反应；不该报警时，乱叫，惹人讨厌。因此，有些司机宁可关掉车内已装有的超速告警器，以求安静。
(3)现有的超速告警器，只限内车内驾驶员和汽车机械(或系统)之间进行沟通，车外人员无法知道这部车是否已超速(除了交通警察利用雷达或激光照相机装置自动测量)。这对于位于某辆已进入超速的汽车前面的驾驶员来说，具有潜在的从汽车后部撞击的危险， 因为前面的驾驶员无法知道后面的鲁莽鬼会超速向前行驶。他无法，也不可能及时采取任何防护措施。当巡逻的交通警察不注意时(他/她不可能时时刻刻注意到公路上的每一部车辆的行驶速度)，交通警察不会及时向超速汽车前面的车辆发出警告，无法消除隐患。
考虑到以上情况，本发明要克服上面提到的三方面的缺点，设计出一套实用的，有效的，经济的，使用方便的超速告警器。
要设计出这样一种汽车超速报警装置，它能适合任何地区和在行驶中随时可能改变的公路限速值。亦即超速告警器的告警点不能固定不变化，要可调节。同时，要有预警信号，使驾驶员有足够的时间采取预防或补救措施。新的装置要使用方便，当应用于新车设计时，可以作为一个新车必备设备，融合到整个汽车系统中。安装到售后的汽车内时，要独立于所要监控的汽车内的仪表，不接触，不改装现有的速度表。这样就不会影响原车仪表的准确度和可靠性。还要大众化，即使不懂机械的用户，也能在几分钟之内安装完毕，正常使用。最后，要降低成本，使得广大汽车主人有能力和乐意安装。我们生产的超速告警系统的另售价，比不上挨一张罚单罚款的一半。当然，发生告警的时机要合适，告警的速度要准确，合乎工业误差限。装置要质量可靠，对司机友善，人人爱用它。本实用新型提出了一种克服目前所有的车内报警装置三个缺点的技术解决方案。这是一套人类眼睛观察汽车速度表中的指针位移的仿真系统。被监视的物理参数是行车速度——通过车载速度表的指针位置来表达。模拟司机眼睛的装置是一种基于激光或红外线发光二极管作为探测传感器的微动位移传感器(电眼探头)。通过预先设置或临时调节过的超速预警点和报警点(速度表指针到达的位置)，将电眼探头置于这些点的上方(有两个点，要两个电眼)，一旦指针到达所设定的位置，装置就自动发出闪光或声响报警信号。也可用IC电路的录音发出模拟警车的海妖警报声或模拟警察或亲人的提醒声音。这套系统与原车内的任何仪表都无直接的机械接触，只是光学接触。系统自成一体，除了电源以外(也可自备电池)，可以独立地工作。如果某些场合不愿使用这套警告器，可以将告警、预警点设为超过汽车极限的速度值甚至关掉。
除了向车内司机报告行车极限速度之外，本装置还有向车外人员(路上其他汽车的司机或巡逻交警)告示本车的行驶速度范围。通过颜色带(我们称之为‘颜色示速条幅’，例如，可显示绿色、黄色、红色和紫红色)来向其他车辆或人员告示车辆的速度范围，可以告知车外的人(包括交通警察)该车是否进入了危险速度区间，以便让前后车辆及早避闪，为交通警察及时发现超速违规驾驶者，提供有效的线索和适时的警告。
本实用新型的有益效果是十分明显的。如果安装了本实用新型的超速报警装置，机动车辆驾驶者就获得了了一套有效的行车安全的辅助装置。预警信号使司机可提前準备(一般为5公里/每小时的前置量)，防止过速超调，冲出限速警戒线。第二是告警信号发出的时刻要十分准确和及时。第三是车内车外对于本车的行驶速度都一目了然，透明度高。本超速报警装置，不但对车内超速者及时发出警告，也通过车外报警器，向相邻(前后)的车辆内的驾驶员及时发出告示，使他们有足够的时间进行躲闪或规避动作，确保行车安全。同时，也为交通警察维护公路行车安全的正常秩序提供了另一个有效的辅助手段。
本装置结构简单、可靠、使用方便，制造成本低，经济效益和社会效益好。
下面根据附图进一步描述本实用新型的工作原理
图1是本实用新型超速报警的逻辑方匡图图2是车速监测装置安装在车辆速度表上方的透明玻璃(或塑料)罩表面上的示意图图3是速度信号传感器及其安装位置的局部放大图图4是判读指针位移的传感器的剖面图图5是超速告警器控制盒的示意图图6是本实用新型一种实施方案的布局图图7是‘颜色示速条幅’的色板安装在前风档玻璃上的示意图图8是‘颜色示速条幅’的色板安装在后风档玻璃上的示意图图9是产生‘颜色示速条幅’的色板上的色彩的一种实施方案的结构简图
图10是‘颜色示速条幅’的色板的示意图由
图1可以了解车载超速报警装置是如何工作的。当车辆行驶时，车速会在仪表板的速度表上以指针的位置来反映车速大小。这里我们作为例子，选择了模拟式速度表这一形式，如果汽车速度的显示采用数字式的，本实用新型的基本原理仍不改变，只是实施方法上要相应变化，仍然落在本实用新型采用直接速度仪表判读行车速度这一特征中。当速度表的指针从左边向右移时，如果指针扫过由微动位移传感器向下发射的光线束(可以是激光或红外线)，第一次扫描到的光线是预警超速报警器处发出的，在匡图中用‘预警速度比较’这个环节来表示。由指针位移触发的电信号经过放大，滤波后，使继电器开关接通，装置使车内的灯光和声响和车外的灯光报警器都工作。由于是预警，只是提示性质，所以灯光可选为黄色，声响系统可先用语音提示、劝告。如果司机不听劝告，继续加油，使车速超过该路段规定的最大速度值，这时，超速报警信号就随之发生，车内车外都显示出紧急报警的红色灯光闪烁和海妖啸叫的怪声。这些报警信号一直在起作用，直到司机减速使指针由高速向低速回转时再次触动预警点的传感器才停止啸叫和闪灯，恢复到正常状态。
下面结合具体的结构图来解释所选择的一种实施方案的主要结构、部件及其机电联接关系。图2所示，车速监视器30是由旋钮60，旋臂40和装在旋臂头上的高灵敏度位移传感器50以及几个沿圆周弧线安放的指示速度范围用的位移传感器组成。整个车速监视器是利用气动吸盘牢固地、准确地安装在速度表上方的玻璃板上面，中心是与表盘的中心对齐。在吸盘的靠外圆周边的一条弧线上，有一条可滑动的槽100，速度范围指示灯90的数目由交通管理部门确定。探测头50通过旋臂40与旋钮60机械联接。50停放的位置根据车辆行驶的公路段上规定的极限速度值，由司机在开车前选定，在高速公路上行驶过程中，遇到限速值变化时，司机可随时通过转动旋钮60来改变报警点位置。由探头50传出的电信号功所需用的电流，通过导线，穿过中空的旋臂40，再经由导线插座41和相应的导线引到控制器的仪表盒中。图4是探头50的一个剖面图。由图可见，探头中有两个传感器70和80。其中，70是探测预警超速信号用的，80是探测超速报警信号用的，它们都可沿小滑槽110移动，这样可以改变它们之间的相对位置。这个位置是由交通监管部门根据报警提前量来确定的，其相隔距离还与速度表盘的直径大小有关。作为一种实施方案，可选择提前5公里/小时-8公里/小时发出预警信号。速度范围传感器90的结构，原理和作用与探头50中的传感器相同。但是它们的位置是固定不变的，由仪表盘中的速度表中相关的刻度和所安装的弧形槽的位置来确定。要使那几个传感器正确地放置在所指示的速度值的刻度和中心连线与弧长的交点上。位移传感器70、80和90等，可以利用光电元件-激光或红外线光电管-来制作。也可选购公知的高灵敏度位移传感器成品，例如市场上出售的一种可探测很远距离的传感头，只有2.5毫米直径，可以选用。当然，不限于上述成品，主要指标是灵敏度高，又要稳定，探测距离要大到使距速度表指针若干厘米远的探头能准确地探测出超速引发的指针移动(切割光线)。图5是整个报警系统的控制盒120，里面有必要的放大，滤波和继电器电路，也有产生报警信号的灯光，声响装置。该控制盒由插头130和车内的12伏电流(点烟器插座)相联接。外壳上有揚声器放声孔170，预警超速指示灯140，超速报警灯150。插孔160通过带相应插头的导线一方面收集来自速度监视装置的信号，另一方面还将控制盒中产生的各种报警信号送往向车外发出告警信号的装置中去。图6表示出建议的一种实施方案的安装情况。速度监视器30吸在仪表盘上方的玻璃板上，对准速度表的中心位置。报警系统的控制盒120插入电源座180后，要用导线190将它和速度监视器30连接起来，也要和安装在前后风档玻璃上的使‘颜色示速条幅’的色板改变颜色的装置连接。图7中的标号200是‘颜色示速条幅’的色板，安装在前风档玻璃220上(可以在车内部)。图8中的标号210和200的功能相同，不同的只是安装在汽车后风档玻璃230上。图9是一种建议的为‘颜色示速条幅’的色板提供颜色来显示速度范围的彩色灯光装置。其中，201至205是一系列彩色灯泡安装在灯箱体200内。这些彩灯的信号导线通往控制盒120中的接线盒250中。它们分别通过插头插孔组件211至215来获取电源和接受从216传来的控制信号。
图10是‘颜色示速条幅’的色板240。色板自左至右划分成若干区域241至245。每个区域显示一种预定的颜色。正像过去的电气工程师们利用色环电阻用不同颜色表示阻值那样，不用用数字，人们根据事先约定的颜色和阻值之间的对应关系，只要看见了电阻外面的色环，就能知道该电阻的阻值。我们利用类似的概念，在车辆外部最明显的地方，例如前后风楼玻璃上，放置一片‘颜色示速条幅’的色板，事先由交通管理部门规定好所要显示的速度区间的数目，范围，然后定义行车速度和色板中的颜色的对应关系，并把这种定义向民众通告，要求人人记住。以后，只要看到每辆车外部的统一规定部位的色板上的颜色，就知道这部车行驶的大致速度范围。当然，显示的速度段不要太细太多，否则民众不易记住。重点是显示危险程度高的速度区间。例如80公里/小时左右可定义为安全界限，小于这个速度时，以绿色显示。大于80公里/小时之后，可选几个区间，例如100公里/小时，120公里/小时和大于120公里/小时，一共划分出四个区间由左到右分别以绿色、黄色、红色和紫红色来表示，比较合乎目前人们的习惯。当然，不限于上述定义，可以选用其他的定义，最后由交通管理部门确定，公告。向色板提供颜色的方式，不限于彩色灯光，凡是能将速度和颜色建立联系的物理、化学、光学、电子、机械等方法都可采用，但要保证有足移的强度，要全天候能显示。
权利要求1.一种车载超速报警装置，由连接车速测量，比较和报警器组成，其特征是车速监视器直接从车辆原有的速度表盘的指针位置获取车速信息，在速度表盘上两个选定的超速预告和超速报警的速度值的相应部位，放置两个位移传感器探头，在车身内部和车身外部安装声响和灯光报警器。
2.根据权利要求1所述的车载超速报警装置，其特征是所述的报警信号是由预警信号和报警信号两部份组成，报警点的速度值是可以改变的。
3.根据权利要求1，2所述的车载超速报警装置，其特征是速度监视器的探头是光电位移传感器。
4.根据权利要求1，2所述的车载超速报警装置，其特征是速度段的测速传感器分别安装在固定于仪表盘玻璃的气动吸盘的圆弧线上。
5.根据权利要求1，2所述的车载超速告警装置，其特征是探头(50)可以通过旋钮(60)绕速度表盘的圆心旋转。
6.根据权利要求1，2所述的车载超速告警装置，其特征是报警装置的控制盒插入汽车点烟电源插孔中。
7.根据权利要求1，2所述的车载超速告警装置，其特征是在车身外部明显处装有指示行车速度范围的‘颜色示速条幅’的色板。
专利摘要一种车载超速报警装置，其特征是是由车速监视器直接从车辆速度表指针位置获取车速信息，设置有预警报警程序，报警速度限制值可以改变，在速度表盘面上，选定的预警和报警速度限制值部位，放置两个位移探测传感器。车速监测装置固定在速度表盘上方的玻璃面上。控制盒插入点烟器的插孔中。车内安装有声响和灯光报警装置，车身的明显部位安装有灯光报警器和“颜色示速条幅”的色板。
文档编号B60K31/18GK2592423SQ0227672
公开日2003年12月17日 申请日期2002年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者朱上翔 申请人:朱上翔