轮胎自动充气检测一体机及利用其自动检测轮胎的方法
【专利摘要】本发明公开轮胎自动充气检测一体机及利用其自动检测轮胎的方法，其中汽车轮胎自动充气检测一体机包括单片机、气压传感器、模/数转换芯片、触发式移位寄存器、第一数码管、第二数码管、电压输出数/模转换器和比例电磁阀，所述单片机与所述模/数转换芯片分别与单片机、触发式移位寄存器和所述气压传感器连接，所述触发式移位寄存器分别与第一数码管和第二数码管连接，所述数/模转换器分别与单片机和所述比例电磁阀连接，所述气压传感器与轮胎连接测定轮胎内气压实际值。本发明的轮胎自动充气检测一体机自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。
【专利说明】轮胎自动充气检测一体机及利用其自动检测轮胎的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一体机，特别是涉及车身的轮胎自动充气检测一体机。
[0002]本发明还涉及轮胎充气检测方法，特别是涉及利用上述轮胎自动充气检测一体机进行自动检测轮胎的方法。
【背景技术】
[0003]目前多数汽车制造企业在对装车轮胎充气时的充放气机大都不是自动的；也不能满足不同车型对轮胎的气压切换要求。需要员工全程跟随观察气压表不能离开存在人员等待浪费。员工在疲劳读取充放气机表盘刻度值时；会造成10?20pa的读取误差。生产效率低下轮胎压力值得不到保证。左右轮胎气压值偏差问题增加后续四轮定位调整工作难度。传统的轮胎充气设备不能适应现代化生产规模的要求。市场上现有的自动充气设备昂贵适应性差，需对生产现场进行改造；改造生产现场成本高、周期长，而且充气过程精度不高、误差比较大；面对充气过程中的冲击干扰没有间隔检测功能。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度的轮胎自动充气检测一体机。
[0005]本发明的轮胎自动充气检测一体机，包括单片机、气压传感器、模/数转换芯片、触发式移位寄存器、第一数码管、第二数码管、电压输出数/模转换器和比例电磁阀，所述单片机与所述模/数转换芯片分别与单片机、触发式移位寄存器和所述气压传感器连接，所述触发式移位寄存器分别与第一数码管和第二数码管连接，所述数/模转换器分别与单片机和所述比例电磁阀连接，所述气压传感器与轮胎连接测定轮胎内气压实际值。
[0006]本发明的轮胎自动充气检测一体机还可以是:
[0007]所述单片机为AT89S52。
[0008]所述模/数转换芯片为8位分辨率、双通道模/数转换芯片。
[0009]所述模/数转换芯片为ADC0832。
[0010]所述触发式移位寄存器为8位串入、并出移位寄存器。
[0011]所述触发式移位寄存器为74HC164。
[0012]所述电压输出数/模转换器为12位电压输出数/模转换器。
[0013]所述电压输出数/模转换器为TLV5616。
[0014]本发明的轮胎自动充气检测一体机，其包括单片机、气压传感器、模/数转换芯片、触发式移位寄存器、第一数码管、第二数码管、电压输出数/模转换器和比例电磁阀，所述单片机与所述模/数转换芯片分别与单片机、触发式移位寄存器和所述气压传感器连接，所述触发式移位寄存器分别与第一数码管和第二数码管连接，所述数/模转换器分别与单片机和所述比例电磁阀连接，所述气压传感器与轮胎连接测定轮胎内气压实际值。这样，在运行时，气压传感器实时检测轮胎内实际气压值，模/数转换芯片将气压传感器采集到的气压值进行模数转换并将该数据传输至与其连接的单片机，单片机收到数据信息，将预先设定的气压值与检测到实际的气压值分别传输至触发式移位寄存器，触发式移位寄存器将这两个气压值分别输出并显示在第一数码管和第二数码管上，即分别显示预设电压值和实际电压值，使得外界对气压值的数值一目了然。同时单片机对预设气压值和实际气压值进行比较，并根据比较的结果和气体流通量，将指示信号发送至电压输出数/模转换器，电压输出数/模转换器对指示信号进行数模转换，并控制比例电磁阀处于充气状态或放气状态以及阀门的开度，进而控制充气或放气的气流通量，当预设气压值大于实际气压值时为充气状态，当预设气压值低于实际气压值时为放气，当两者相等时停止比例电磁阀运行，间隔一定时间后再次检测并对比，直至两者间隔预设之间之后完全相同。这样相对于现有技术而言具有的优点是提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。
[0015]本发明的另一目的是提供一种利用上述轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法，该方法提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。
[0016]本发明的利用上述轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法，包括以下步骤:
[0017]A.将气压传感器与汽车轮胎连接，启动一体机，对轮胎内气压值进行电流采样；
[0018]B.模/数转换芯片将A步骤中采集到的气压数值进行模数转换，并将转换后的数据传送给单片机；
[0019]C.单片机将转换后的电压值与内部预设的气压值对比，单片机将数据信号发送显示信号给触发式移位寄存器，所述触发式移位寄存器驱动第一数码管和第二数码管分别显示预设的气压值和检测到的轮胎内部气压值；
[0020]D.同时单片机根据对比结果和管路流量将指示信号传送至电压输出数/模转换器；
[0021]E.所述电压输出数/模转换器依照收到的指示信号控制所述比例电磁阀的阀门开合度，进而控制比例电磁阀充气或放气，并根据实际检测的气压值和预设的气压值之间的差值控制所述比例电磁阀的气流量；
[0022]F.当单片机对比预设的气压值和检测的气压值相等时，单片机将停止充气或放气的指示信号发送给所述电压输出数/模转换器，该电压输出数/模转换器控制比例电磁阀停止工作；
[0023]G.间隔约定时间后，气压传感器再次检测汽车轮胎内的气压值，并重复A步骤、B步骤和C步骤，当预定的气压值和检测的气压值相等时，停止一体机运行，当预定值和检测的气压值不相同时，重复进行A-F步骤，直至间隔预定时间后预设气压值与实际检测气压值相同。
[0024]本发明的按照上述步骤实施的利用上述轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法相对于现有技术而言具有的优点是提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1本发明轮胎自动充气检测一体机结构框图。
[0026]图2本发明轮胎自动充气检测一体机检测方法流程图。
[0027]图3本发明轮胎自动充气检测一体机的单片机电路图。
[0028]图4本发明轮胎自动充气检测一体机的模/数转换芯片电路图。
[0029]图5本发明轮胎自动充气检测一体机的触发式移位寄存器驱动第一数码管和第二数码管的电路图。
[0030]图6本发明轮胎自动充气检测一体机的电压输出数/模转换器驱动比例电磁阀放电的电路图。
[0031 ] 图7本发明轮胎自动充气检测一体机的电压输出数/模转换器驱动比例电磁阀充电的电路图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图的图1至图7对本发明的轮胎自动充气检测一体机及利用其自动检测轮胎的方法作进一步详细说明。
[0033]本发明的轮胎自动充气检测一体机，请参考图1至图7，包括单片机、气压传感器、模/数转换芯片、触发式移位寄存器、第一数码管、第二数码管、电压输出数/模转换器和比例电磁阀，所述单片机与所述模/数转换芯片分别与单片机、触发式移位寄存器和所述气压传感器连接，所述触发式移位寄存器分别与第一数码管和第二数码管连接，所述数/模转换器分别与单片机和所述比例电磁阀连接，所述气压传感器与轮胎连接测定轮胎内气压实际值。这样，在运行时，气压传感器实时检测轮胎内实际气压值，模/数转换芯片将气压传感器采集到的气压值进行模数转换并将该数据传输至与其连接的单片机，单片机收到数据信息，将预先设定的气压值与检测到实际的气压值分别传输至触发式移位寄存器，触发式移位寄存器将这两个气压值分别输出并显示在第一数码管和第二数码管上，即分别显示预设电压值和实际电压值，使得外界对气压值的数值一目了然。同时单片机对预设气压值和实际气压值进行比较，并根据比较的结果和气体流通量，将指示信号发送至电压输出数/模转换器，电压输出数/模转换器对指示信号进行数模转换，并控制比例电磁阀处于充气状态或放气状态以及阀门的开度，进而控制充气或放气的气流通量，当预设气压值大于实际气压值时为充气状态，当预设气压值低于实际气压值时为放气，当两者相等时停止比例电磁阀运行，间隔一定时间后再次检测并对比，直至两者间隔预设之间之后完全相同。这样相对于现有技术而言具有的优点是提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。预定时间比较优选的为3秒。
[0034]经过与现有的人员目测对比:
[0035](I)现有设备充气时员工必须手持气压表不能离开；员工在疲劳时操作容易产生误差造成左右轮胎气压不一致，引起行使跑偏问题。用本技术在保证轮胎气压值准确的同时员工不用全程跟随。员工可以利用这40秒(一个轮胎省8秒X5个)时间去进一步创造价值。东总:A 线=25855X37.1 (JPH)/3600X40 (秒)X3 (班次)=31974 (元)；B 线:25855X26.7 (JPH) /3600X40 (秒)X3 (班次)= 23011 (元)；C 线:25855X23.2 (JPH)/3600X40 (秒)X 3 (班次)=19994 (元)。西总:25855 X 40 (JPH) /3600X40 (秒)X 3(班次)X 3 (生产线)=103 (元)
[0036]节约时间换算总效益:178399元
[0037](2)消除返修浪费:
[0038]可以消除行使跑偏(44台/月)造成返修浪费。
[0039]消除返修浪费:44 (返修耗时)X 12 (月)X 13.68 (人均工资)X2 (人数)=14446(元)浪费节约效益:14446元。
[0040]本发明的轮胎自动充气检测一体机，请参考图1至图6，在前面技术方案的基础上具体可以是所述单片机为AT89S52。AT89S系列芯片是能用下载线进行在线编程的ISP(互联网服务提供商)，使用简单的HC244电路，就可以通过电脑上面的程序来进行对单片机的编程，是无须拆下来放到笨重的编程器上面写片子的。AT89C系列芯片则没有这个功能。所以设计中使用AT89S系列芯片。AT89S52是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。芯片上的Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。AT89S52有5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗(WDT )电路，片内时钟振荡器；AT89S52与AT89S51芯片价格差不多JSAT89S52比AT89S51可用资源多一倍。所以设计中使用AT89S52芯片。另外，所述模/数转换芯片为8位分辨率、双通道模/数转换芯片。更进一步优选的技术方案为所述模/数转换芯片为ADC0832。ADC0831和ADC0832是8位串行I/O A/D转换器。ADC0831是单通道，有输入Vin+和Vin-，有参考电源REF，只有串行数据输出DO。AD⑶832是双通道，有通道CHO和CHl，参考电压REF接VCC，有串行数据输入DI和串行数据输出D0。所以设计中使用ADC0832芯片。其优点是体积小，兼容性，性价比高。还可以是所述触发式移位寄存器为8位串入、并出移位寄存器。具体可以是所述触发式移位寄存器为74HC164。74HC164 (25mA)比74HC595 (35mA)的驱动电流小；74HC595的复位是同步的，74HC164的复位是异步的，所以74HC164的复位更简单。所以设计中使用74HC164芯片。74HC164是高速硅门CMOS器件，与低功耗肖特基型TTL(LSTTL)器件的引脚兼容。74HC164、74HCT164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端(DSA或DSB)之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。还可以是所述电压输出数/模转换器为12位电压输出数/模转换器。具体为所述电压输出数/模转换器为TLV5616。TLV5616是一个12位电压输出数模转换器(DAC)，带有灵活的4线串行接口，可以无缝连接TMS320、SP1、QSPI和Microwire串行口。数字电源和模拟电源分别供电，电压范围2.7?
5.5V。输出缓冲是2倍增益rail-to-rail输出放大器，输出放大器是AB类以提高稳定性和减少建立时间。rail-to-rail输出和关电方式非常适宜单电源、电池供电应用。通过控制字可以优化建立时间和功比。ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在O?5V之间。对气压传感器采集到的模拟数据进行精确的模数转换并提交单片机。由于ADC0832芯片DO端与DI端在通信时并未同时有效且与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用在设计中，我们只用到了一个CHO转换口。因此D0/DI两端口的数据应为“1”、“0”。分别用P2.6和P2.7 口控制。A/D转换的数据处理过程是用采样两次数据对比的方法。第一次数据采集是使用正向存储的方式，就是高位在前低位在后。而第二次则是反向存储的方法。低位在前，高位在后，所以在做数据对比时，必须把第二次数据反过来。当测得的两次数值是一样的时候，则返回数值，若不一样则再次进行测试。这样就保证了测得的值的准确性。
[0041]本发明的利用所述的轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法，请参考图1至图7，包括以下步骤:
[0042]A.将气压传感器与汽车轮胎连接，启动一体机，对轮胎内气压值进行电流采样；
[0043]B.模/数转换芯片将A步骤中采集到的气压数值进行模数转换，并将转换后的数据传送给单片机；
[0044]C.单片机将转换后的电压值与内部预设的气压值对比，单片机将数据信号发送显示信号给触发式移位寄存器，所述触发式移位寄存器驱动第一数码管和第二数码管分别显示预设的气压值和检测到的轮胎内部气压值；
[0045]D.同时单片机根据对比结果和管路流量将指示信号传送至电压输出数/模转换器；
[0046]E.所述电压输出数/模转换器依照收到的指示信号控制所述比例电磁阀的阀门开合度，进而控制比例电磁阀充气或放气，并根据实际检测的气压值和预设的气压值之间的差值控制所述比例电磁阀的气流量；
[0047]F.当单片机对比预设的气压值和检测的气压值相等时，单片机将停止充气或放气的指示信号发送给所述电压输出数/模转换器，该电压输出数/模转换器控制比例电磁阀停止工作；
[0048]G.间隔约定时间后，气压传感器再次检测汽车轮胎内的气压值，并重复A步骤、B步骤和C步骤，当预定的气压值和检测的气压值相等时，停止一体机运行，当预定值和检测的气压值不相同时，重复进行A-F步骤，直至间隔预定时间后预设气压值与实际检测气压值相同。
[0049]本发明的按照上述步骤实施的利用上述轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法相对于现有技术而言具有的优点是提供自动检测、消除维修人员等待时间、采集数据准确、气压变化一目了然、提高充放气控制精度并消除充放气过程中的冲击干扰，有效提高检测精度。
[0050]本发明的利用上述轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法优选地是:所述E步骤为当实际检测的气压值和预设的气压值之间的差值为10%时，所述电压输出数/模转换器依照收到的指示信号控制所述比例电磁阀的阀门开度降低，进而控制所述比例电磁阀的气流量。这样，单片机通过电压输出数/模转换器控制比例电磁阀减小通路面积减缓气流量提高气压调节的精度。
[0051]上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:包括单片机、气压传感器、模/数转换芯片、触发式移位寄存器、第一数码管、第二数码管、电压输出数/模转换器和比例电磁阀，所述单片机与所述模/数转换芯片分别与单片机、触发式移位寄存器和所述气压传感器连接，所述触发式移位寄存器分别与第一数码管和第二数码管连接，所述数/模转换器分别与单片机和所述比例电磁阀连接，所述气压传感器与轮胎连接测定轮胎内气压实际值。
2.根据权利要求1所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述单片机为AT89S52。
3.根据权利要求1所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述模/数转换芯片为8位分辨率、双通道模/数转换芯片。
4.根据权利要求3所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述模/数转换芯片为 ADC0832。
5.根据权利要求1所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述触发式移位寄存器为8位串入、并出移位寄存器。
6.根据权利要求5所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述触发式移位寄存器为74HC164。
7.根据权利要求1所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述电压输出数/模转换器为12位电压输出数/模转换器。
8.根据权利要求7所述的轮胎自动充气检测一体机，其特征在于:所述电压输出数/模转换器为TLV5616。
9.利用权利要求1至8任意一权利要求所述的轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法，其特征在于:包括以下步骤:` A.将气压传感器与汽车轮胎连接，启动一体机，对轮胎内气压值进行电流采样； B.模/数转换芯片将A步骤中采集到的气压数值进行模数转换，并将转换后的数据传送给单片机； C.单片机将转换后的电压值与内部预设的气压值对比，单片机将数据信号发送显示信号给触发式移位寄存器，所述触发式移位寄存器驱动第一数码管和第二数码管分别显示预设的气压值和检测到的轮胎内部气压值； D.同时单片机根据对比结果和管路流量将指示信号传送至电压输出数/模转换器； E.所述电压输出数/模转换器依照收到的指示信号控制所述比例电磁阀的阀门开合度，进而控制比例电磁阀充气或放气，并根据实际检测的气压值和预设的气压值之间的差值控制所述比例电磁阀的气流量； F.当单片机对比预设的气压值和检测的气压值相等时，单片机将停止充气或放气的指示信号发送给所述电压输出数/模转换器，该电压输出数/模转换器控制比例电磁阀停止工作； G.间隔约定时间后，气压传感器再次检测汽车轮胎内的气压值，并重复A步骤、B步骤和C步骤，当预定的气压值和检测的气压值相等时，停止一体机运行，当预定值和检测的气压值不相同时，重复进行A-F步骤，直至间隔预定时间后预设气压值与实际检测气压值相同。
10.根据权利要求9所述的利用轮胎自动充气检测一体机自动检测轮胎的方法，其特征在于:所述E步骤为当实际检测的气压值和预设的气压值之间的差值为10%时，所述电压输出数/模转换器依照收到的指示信号控制所述比例电磁阀的阀门开度降低，进而控制所述比例电磁阀的气 流量。
【文档编号】B60C23/04GK103770584SQ201410064060
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】杨科 申请人:上汽通用五菱汽车股份有限公司