一种基于盘式制动器的报警系统的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种基于盘式制动器的报警系统。


背景技术：

2.随着国家相关法规的实施，盘式制动器的应用匹配越来越广泛，盘式制动器在重型汽车应用逐渐增加。
3.盘式制动器作为重型汽车制动的重要构成元件，是保证行驶安全以及提升用户体验的重要设备。在进行制动时，盘式制动器通过摩擦元件从两侧夹紧制动盘而产生制动，摩擦元件的磨损不可避免。因此实时监控摩擦元件的磨损情况，可以在磨损严重之前提醒驾驶员更换制动块是十分必要的。


技术实现要素：

4.本技术提供一种基于盘式制动器的报警系统，用以解决制动块磨损情况的实时监控和预警问题。
5.一方面，本技术提供一种基于盘式制动器的报警系统，包括：车辆和显示设备，所述车辆包括处理装置、第一无线通信模块、至少两个盘式制动器以及设置在每个所述盘式制动器上的磨损位移传感器，所述显示设备包括显示屏和第二无线通信模块，其中
6.所述处理装置分别与所述磨损位移传感器和所述第一无线通信模块连接；
7.所述显示屏与所述第二无线通信模块连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块无线通信；
8.所述显示屏用于显示所述处理装置处理得到的所述盘式制动器的剩余磨损量。
9.在一种可能的设计中，所述第一无线通信模块为wifi模块或蓝牙模块，所述第二无线通信模块为wifi模块或蓝牙模块。
10.在一种可能的设计中，所述显示设备为手机终端。
11.在一种可能的设计中，所述磨损位移传感器包括位移电压转换模块和位移杆，所述位移杆的移动量用于表征盘式制动器的磨损量，所述位移电压转换模块用于感知所述位移杆的位置以获知剩余磨损量，并将所述剩余磨损量转换为模拟信号，并发送至所述处理装置。
12.在一种可能的设计中，所述盘式制动器包括主调机构和制动块，所述位移杆与所述主调机构连接，所述位移杆的一端套设在所述位移电压转换模块内部，所述主调机构随着所述制动块的磨损发生转动，以带动所述位移杆直线移动，使得所述位移杆在所述位移电压转换模块内部的位置发送变化。
13.在一种可能的设计中，所述处理装置包括模数转换单元和处理单元，所述模数转换单元和所述处理单元连接；
14.所述模数转换单元用于将所述模拟信号转换为数字信号；
15.所述处理单元用于对至少两个数字信号进行汇总处理，并发送至所述第一无线通
信模块。
16.在一种可能的设计中，所述处理装置为微处理器。
17.在一种可能的设计中，所述盘式制动器的数量为4个。
18.在一种可能的设计中，所述盘式制动器为气压盘式制动器。
19.在一种可能的设计中，所述处理装置分别与所述磨损位移传感器和所述第一无线通信模块通过can总线连接。
20.本实施例提供的基于盘式制动器的报警系统，该系统包括：车辆和显示设备，车辆包括处理装置、第一无线通信模块、至少两个盘式制动器以及设置在每个盘式制动器上的磨损位移传感器，显示设备包括显示屏和第二无线通信模块，其中处理装置分别与磨损位移传感器和第一无线通信模块连接；显示屏与第二无线通信模块连接，第一无线通信模块与第二无线通信模块无线通信；显示屏用于显示处理装置处理得到的盘式制动器的剩余磨损量。本实施例通过在安装有盘式制动器的车辆中，设置基于盘式制动器的报警系统，使盘式制动器的剩余磨损量实时显示出来，起到对制动块的磨损情况实时监控和实时预警的功能，可以在磨损严重之前对驾驶员起到提醒作用。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的基于盘式制动器的报警系统的结构示意图一；
22.图2为本实用新型提供的基于盘式制动器的报警系统的结构示意图二；
23.图3是位移电压转换模块105和位移杆106的位置示意图一。
24.附图标记说明：
25.100-车辆；
26.200-显示设备；
27.101-处理装置；
28.102-第一无线通信模块；
29.103盘式制动器；
30.104-磨损位移传感器；
31.105-电压转换模块；
32.106-位移相；
33.107-主调机构；
34.108-制动块；
35.109-模数转换单元；
36.110-处理单元；
37.201-显示屏；
38.202-第二无线通信模块；
39.1-a-位移杆106；
40.1-b-位移电压转换模块105。
41.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
43.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
44.图1为本实用新型提供的基于盘式制动器的报警系统的结构示意图一。
45.如图1所示，该基于盘式制动器的报警系统包括：
46.车辆100和显示设备200，车辆包括处理装置101、第一无线通信模块102、至少两个盘式制动器103以及设置在每个盘式制动器上的磨损位移传感器104，显示设备200包括显示屏201和第二无线通信模块202，其中
47.处理装置101分别与磨损位移传感器104和第一无线通信模块102连接；
48.显示屏201与第二无线通信模块202连接，第一无线通信102模块与第二无线通信模块无线202通信；
49.显示屏201用于显示处理装置处理得到的盘式制动器的剩余磨损量。
50.本实施例提供的基于盘式制动器的报警系统可以应用到车辆中的盘式制动器中，对盘式制动器中的制动件进行监控。
51.盘式制动器是汽车的制动装置。盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘，其中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。同时盘式制动器沿制动盘向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小。盘式制动器已广泛应用于轿车，现在大部分轿车用于全部车轮，少数轿车只用作前轮制动器，与后轮的鼓式制动器配合，以使汽车有较高的制动时的方向稳定性。在商用车中，目前盘式制动器在新车型及高端车型中逐渐被采用。
52.盘式制动器按照制动面积大小可分为钳盘式制动器和全盘式制动器。在钳盘式制动器中，由工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成制动块。每个制动器中一般有2～4块。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，称为制动钳。钳盘式制动器散热能力强，热稳定性好。
53.可选地，盘式制动器为气压盘式制动器。
54.盘式制动器按照驱动类型分类有液压型盘式制动器和气压型盘式制动器。与鼓式制动器相比，传统的液压盘式制动器具有很多优点：制动效能稳定，无增势作用，不会产生自锁现象；具有良好的抗热衰退和水衰退性能：制动间隙稳定，制动反应时间短；输出制动力矩相同的情况下，盘式制动器的尺寸可以做得更小：制动间隙自动调节更容易实现。其缺点是：效能较低，致使其要求的促动压力高，而且难以满足较大的制动力矩要求；当过热时液压管路中的制动液可能气化而形成气阻现象；驻车制动装置较为复杂。气压盘式制动器的出现既保留了传统的液压盘式制动器的各种优点，又克服了其原有的缺点，其性能和可靠性相对于鼓式制动器来说具有较大的优势。气压盘式制动器的制动动力源为气压泵提供
的压缩空气，基本工作原理是由空气驱动活塞将与活塞同一侧的摩擦片压向制动盘，同时，活塞的反向力推动滑钳将另一侧的摩擦片拉向制动盘，实现制动。
55.本实施例中的车辆类型为安装有盘式制动器的类型车辆。在有些车辆中安装有包括盘式制动器在内的多种制动器，其他种类的制动器对本实施例提供的基于盘式制动器的报警系统不造成影响。
56.本实施例中的显示设备包括但不限于移动智能手机、车载智能终端、智能电视、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等智能终端设备。本实施例中的显示设备用于显示处理装置处理得到的盘式制动器的剩余磨损量。
57.可选地，显示设备为手机终端。
58.在基于盘式制动器的报警系统工作时，盘式制动器103中的磨损位移传感器104对剩余磨损量进行测量，将剩余磨损量从长度转化为电信号，传送给处理装置101。处理装置101对磨损位移传感器104传输的信号进行处理，将信号传输给第一无线通信模块102，第一无线通信模块102将来自盘式制动器103的信号传输给位于显示设备200中的第二无线通信模块201，第二无线通信模块201又将该信号传送给显示屏201，显示屏201将信号显示给车辆的驾驶员，使得驾驶员可以实时确认盘式制动器的磨损情况。
59.本实施例提供的基于盘式制动器的报警系统，该系统包括：车辆和显示设备，车辆包括处理装置、第一无线通信模块、至少两个盘式制动器以及设置在每个盘式制动器上的磨损位移传感器，显示设备包括显示屏和第二无线通信模块，其中处理装置分别与磨损位移传感器和第一无线通信模块连接；显示屏与第二无线通信模块连接，第一无线通信模块与第二无线通信模块无线通信；显示屏用于显示处理装置处理得到的盘式制动器的剩余磨损量。本实施例通过在安装有盘式制动器的车辆中，设置基于盘式制动器的报警系统，使盘式制动器的剩余磨损量实时显示出来，起到对制动块的磨损情况实时监控和实时预警的功能，可以在磨损严重之前对驾驶员起到提醒作用。
60.下面采用详细的实施例对本实用新型提供的基于盘式制动器的报警系统进行详细说明。
61.图2为本实用新型提供的基于盘式制动器的报警系统的结构示意图二。如图2所示，本实施例在上述实施例的基础上，该车辆100还包括：处理装置101、第一无线通信模块102、盘式制动器103以及设置在每个盘式制动器上的磨损位移传感器104。
62.磨损位移传感器104包括位移电压转换模块105和位移杆106，位移杆106的移动量用于表征盘式制动器103的磨损量，位移电压转换模块105用于感知位移杆106的位置以获知剩余磨损量，并将剩余磨损量转换为模拟信号，并发送至处理装置101。
63.盘式制动器103包括主调机构107和制动块108，位移杆106与主调机构107连接，位移杆106的一端套设在位移电压转换模块105内部，主调机构107随着制动块108的磨损发生转动，以带动位移杆106直线移动，使得位移杆106在位移电压转换模块105内部的位置发送变化。
64.处理装置101包括模数转换单元109和处理单元110，模数转换单元109和处理单元110连接；
65.模数转换单元109用于将模拟信号转换为数字信号；
66.处理单元110用于对至少两个数字信号进行汇总处理，并发送至第一无线通信模
块102。
67.盘式制动器103的数量为4个。
68.处理装置101分别与磨损位移传感器104和第一无线通信模块102通过can总线连接。
69.位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。
70.本实施例中磨损位移传感器104采用模拟式位移传感器。本实施例中磨损位移传感器可使用包括但不限于电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器以及霍尔式位移传感器。
71.模数转换器，即analog-to-digital converter，简称adc，是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。adc处理一般要经过采样，保持，量化和编码四个步骤。采样是将时间上连续变化的信号，转换为时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。采样脉冲宽度一般是很短暂的，在下一个采样脉冲到来之前，应暂时保持所取得的样值脉冲幅度，在采样电路之后须加保持电路，即为保持。输入的模拟信号电压经过采样保持后，得到的是阶梯波。量化是将采样后的样值脉冲电平归化到与之接近的离散电平之上。编码是将量化过后的电压转换为二进制数据。
72.本实施例中的模数转换单元109采用模数转换器。本实施例中，处理装置101中的模数转换单元109在获得模拟电压信号之后，将模拟电压信号转换为如下式的制动块磨损量剩余百分比c的数字信号，
[0073][0074]
其中：u0为位移杆在106初始位置时，磨损位移传感器104输出初始电压；u为磨损位移传感器104采集的位移位置电压，u
max
对应磨损位移传感器104输出最大电压。模数转换单元109获得制动块磨损量剩余百分比c的数字信号之后，将其发给处理单元110。
[0075]
图3是位移电压转换模块105和位移杆106的位置示意图一，其中1-a是位移杆106，1-b是位移电压转换模块105，主调机构107未示出。如图3所示，位移杆106的一端套设在位移电压转换模块105内部，当制动块108因为磨损发生转动时，带动位移杆106直线移动。
[0076]
can总线是控制器局域网络(controller area network,can)的简称，是iso国际标准化的串行通信协议。can总线满足了汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低功耗、低成本的要求。can总线以广播的方式从一个节点向另一个节点发送数据，当一个节点发送数据时，该节点的cpu把将要发送的数据和标识符发送给本节点的can芯片，并使其进入准备状态；一旦该can芯片收到总线分配，就变为发送报文状态，该can芯片将要发送的数据组成规定的报文格式发出。此时，网络中其他的节点都处于接收状态，所有节点都要先对
其进行接收，通过检测来判断该报文是否是发给自己的。由于can总线是面向内容的编址方案，因此容易构建控制系统对其灵活地进行配置，使其可以在不修改软硬件的情况下向can总线中加入新节点。
[0077]
本实施例中采用can总线完成处理装置101与磨损位移传感器104和第一无线通信模块102之间的通信。
[0078]
可选地，第一无线通信模块为wifi模块或蓝牙模块，第二无线通信模块为wifi模块或蓝牙模块。
[0079]
无线通信模块的原理是将电磁波信号发送或者接收且转换成用户能理解的信息。无线通信模块的作用是将物于物之间联系起来，让各类物联网终端设备实现信息传输能力，也让各种智能设备有一个物联网的信息接口。常用的无线通信模块包括蓝牙、wifi、zigbee以及传统数传电台。其中蓝牙无线技术的复杂性较高；设备联网速度快；集成度和可靠性非常高；传输速率一般为较快；安装较为简单，是一款适合短距离无线通信技术。wifi技术覆盖范围一般较广，技术较为复杂，传输速率快，相较于蓝牙无线通信，数据安全性能较差。zigbee无线通信技术和蓝牙无线通信技术相类似，都是短距离无线通信技术。zigbee技术的开发是为了满足工业自动化的需求，布局简单，抗干扰，传输可靠，使用方便，通信距离比蓝牙长，比wifi短。数传电台的传输距离非常的远，适用与各种复杂的环境，传输速率较低，终端设备技术含量高，安装起来较为复杂。
[0080]
本实施例中的第一无线通信模块102和第二无线通信模块201位无线通信模块，可以采取包括但不限于蓝牙、wifi、zigbee以及传统数传电台技术实现。考虑到应用场景为汽车，选取蓝牙模块或者wifi模块较为合理。
[0081]
在基于盘式制动器的报警系统工作时，制动块108因为制动产生磨损，与制动块108相连的主调机构107随之发生转动，位移杆106又与主调机构107相连，因此主调机构107的转动导致位移杆106发生直线运动。因为位移杆的一段在位移电压转换模块105的内部，所以位移杆106的运动位移会被位移电压转换模块105检测到并将位移转换为电压信号，发送至can总线。can总线将电压信号转化成报文，发送至处理装置101中的模数转换单元109。模数转换单元109对连续的电压信号依次进行采样、保持、量化以及编码，转换为离散的数字信号，并发送至处理单元110。处理单元110将四路信号进行汇总处理，并发送至can总线，can总线将数字信号转化成报文发送至第一无线通信模块102。
[0082]
可选地，处理装置为微处理器。
[0083]
本实施例提供的基于盘式制动器的报警系统，该系统包括：处理装置、第一无线通信模块、盘式制动器以及设置在每个盘式制动器上的磨损位移传感器。其中磨损位移传感器包括位移电压转换模块和位移杆，盘式制动器包括主调机构和制动块，处理装置包括模数转换单元和处理单元。在上述实施例的基础上通过在盘式制动器内设置主调机构和制动块、在磨损位移传感器上增加位移电压转换模块和位移杆、在处理装置内增加模数转换单元和处理单元，实现了使制动块的磨损量转化数字信号，达到了实时监控和预警实时监控制动块的磨损情况的目的，使得驾驶员及时更换制动块，保证行车安全。
[0084]
在本技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一
定不同。
[0085]
需要说明的是，本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0086]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0087]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
[0088]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。