一种基于CAN总线的三轴加速度传感器及轨道车辆制造技术

本发明专利技术公开一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，包括传感器安装座、传感器本体和连接器插座；传感器本体和连接器插座均设置在传感器安装座上；传感器本体包括电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路；MCU系统电路分别与加速度采集电路和CAN通信电路双向连接，且CAN通信电路与连接器插座连接。本发明专利技术结构简单，便于组装；传感器本体采用CAN总线结构，有效避免了总线冲突且具备可靠的错误处理及检错机制。本发明专利技术还公开一种轨道车辆，包括轨道车辆及基于CAN总线的三轴加速度传感器；基于CAN总线的三轴加速度传感器设置于轨道车辆上，通过加速传感器对轨道车辆的监测，提高轨道车辆的安全性和乘坐舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN总线的三轴加速度传感器及轨道车辆
本专利技术涉及交通设备领域，具体涉及一种于CAN总线的三轴加速度传感器，还涉及一种包含此传感器的轨道车辆。
技术介绍
轨道车辆在运行过程中，考虑到车辆运行时乘客乘坐的舒适性，需要车辆在运行方向上保证在一定的加速度范围内；同时为保证车辆在转弯时的安全性，防止车辆因横向加速度过大导致车辆脱轨，根据车辆自身的重量，需要车辆的横向加速度不能超过一定范围。因此，对轨道车辆进行加速度监测是很有必要的。目前随着轨道车辆各种加速度传感器电子控制单元的数量不断增加，数据传输量迅速增长，而且各电子控制单元之间的连接导线也越来越多，造成了控制单元间通信可靠性降低以及布线难度增加。因此，急需一种监测精度高、可靠性强且结构简单的加速度传感器来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，以解决目前加速度传感器监测精度不高、可靠性差且结构复杂的技术问题，具体技术方案如下：一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，包括传感器安装座、传感器本体和连接器插座；所述传感器本体和连接器插座均设置在传感器安装座上；所述传感器本体包括安装板及设置在安装板上的电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路；所述电源隔离转换电路分别与MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路连接，用于MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路的电源供应；所述加速度采集电路与MCU系统电路双向通信连接，用于采集和传递信息；所述MCU系统电路与CAN通信电路双向通信连接，用于接收和传递信息，且所述CAN通信电路与连接器插座连接。以上技术方案中优选的，所述加速度采集电路包括三轴微机械电容式加速度计，所述CAN通信电路包括隔离式CAN收发器；所述MCU系统电路通过GPIO口向三轴微机械电容式加速度计发送控制指令，所述三轴微机械电容式加速度计通过SPI串行总线与MCU系统电路进行加速度信号传输；所述CAN通信电路与MCU系统电路之间通过CAN_RX与CAN_TX进行信号传输；所述CAN通信电路通过隔离式CAN收发器对外发送信号。以上技术方案中优选的，所述传感器本体还包括屏蔽外壳，所述电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路均设置在屏蔽外壳内。以上技术方案中优选的，所述传感器安装座上设有第一通孔和第二通孔；所述传感器本体通过第一通孔设置在传感器安装座内；所述连接器插座与传感器本体连接且位于第二通孔内。以上技术方案中优选的，所述传感器安装座内设有安装台柱，所述传感器本体的安装板固定设置在安装台柱上。以上技术方案中优选的，包括盖板，所述盖板设置在第一通孔处，通过连接器插座和盖板的配合能实现对传感器安装座的密封。以上技术方案中优选的，所述盖板与第一通孔连接处以及所述连接器插座与第二通孔连接处均设有密封件，用于传感器安装座的密封。应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本专利技术的基于CAN总线的三轴加速度传感器包括传感器安装座、传感器本体和连接器插座；结构简单，便于组装，降低了生产成本；传感器本体采用CAN总线结构，降低了导线成本及布线难度，有效避免了总线冲突且具备可靠的错误处理及检错机制，抗干扰能力强。(2)本专利技术中所述加速度采集电路采用三轴微机械(MEMS)电容式加速度计，检测精度高，能够实现低频加速度的精确测量，还具有自检功能及零位校准功能；通过MCU系统电路连接加速度采集电路从而控制MEMS传感器，将SPI信号转换为CAN总线信号，以数字信号的形式输出，在传感器本体内部实现低通滤波功能。(3)本专利技术中所述盖板与第一通孔连接处以及所述连接器插座与第二通孔连接处均设有密封件，保证了传感器安装座内部环境的稳定，为传感器本体的工作环境提供了保证，大大提升了传感器本体的稳定性和可靠性。本专利技术还公开了一种轨道车辆，包括轨道车辆及上述基于CAN总线的三轴加速度传感器；所述基于CAN总线的三轴加速度传感器设置于轨道车辆上，通过加速传感器对轨道车辆的监测，能大大提高轨道车辆的安全性和乘坐舒适性。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本实施例中基于CAN总线的三轴加速度传感器的爆炸图；图2是图1中传感器本体的结构原理示意图；其中，1、传感器安装座；2、传感器本体；3、连接座插座；4、第一通孔；5、第二通孔；6、盖板；7、密封件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例：一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，如图1所示，包括传感器安装座1、传感器本体2和连接器插座3，具体结构如下：所述传感器本体和连接器插座均设置在传感器安装座上；所述传感器本体包括安装板及设置在安装板上的电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路，如图2所示，具体连接关系是：所述电源隔离转换电路分别与MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路连接，用于MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路的电源供应；所述加速度采集电路与MCU系统电路双向通信连接，用于采集和传递信息；所述MCU系统电路与CAN通信电路双向通信连接，用于接收和传递信息，且所述CAN通信电路与连接器插座3连接。本实施例中各电路结构(电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路)可参见现有技术。所述传感器安装座1上设有第一通孔4和第二通孔5；所述传感器本体2通过第一通孔4设置在传感器安装座内，具体是，传感器安装座内部设有四个安装台柱(安装台柱高度误差小于0.1mm)，安装台柱上设有螺纹孔，安装板上设有与所述螺纹孔对应的螺钉安装孔，通过螺钉贯穿螺钉安装孔拧入螺纹孔内，实现安装板在安装台柱上的固定。所述连接器插座3(优选永贵QS13系列5芯连接器)与传感器本体2连接且位于第二通孔5内，具体是连接器插座中间部位固定设置在法兰盘的通孔中上，法兰盘上设有螺钉安装孔，传感器安装座1设有与其匹配的螺纹孔，通过螺钉贯穿螺钉安装孔拧入螺纹孔内实现连接器插座固定在传感器安装座1上的第二通孔中。本实施例中，还包括盖板6，所述盖板设置在第一通孔处，具体是盖板上设有螺钉安装孔，传感器安装座第一通孔4处对应设有螺纹孔，通过螺钉贯穿螺钉安装孔拧入螺纹孔内进而将盖板固定在第一通孔4上端；所述盖板与第一通孔4连接处以及所述连接器插座和第二通孔5连接处均设有密封件，具体是，盖板6设有容纳密封件7的凹槽，密封件7嵌入所述凹槽内；通过盖板、密封件及连接器插座的配合实现对传感器安装座1内部的密封。本实施例中：所述电源隔离转换电路连接外围电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，其特征在于，包括传感器安装座(1)、传感器本体(2)和连接器插座(3)；/n所述传感器本体和连接器插座均设置在传感器安装座上；/n所述传感器本体包括安装板及设置在安装板上的电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路；所述电源隔离转换电路分别与MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路连接，用于MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路的电源供应；所述加速度采集电路与MCU系统电路双向通信连接，用于采集和传递信息；所述MCU系统电路与CAN通信电路双向通信连接，用于接收和传递信息，且所述CAN通信电路与连接器插座(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线的三轴加速度传感器，其特征在于，包括传感器安装座(1)、传感器本体(2)和连接器插座(3)；
所述传感器本体和连接器插座均设置在传感器安装座上；
所述传感器本体包括安装板及设置在安装板上的电源隔离转换电路、MCU系统电路、加速度采集电路、CAN通信电路及外围电路；所述电源隔离转换电路分别与MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路连接，用于MCU系统电路、加速度采集电路和CAN通信电路的电源供应；所述加速度采集电路与MCU系统电路双向通信连接，用于采集和传递信息；所述MCU系统电路与CAN通信电路双向通信连接，用于接收和传递信息，且所述CAN通信电路与连接器插座(3)连接。


2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的三轴加速度传感器，其特征在于，所述加速度采集电路包括三轴微机械电容式加速度计，所述CAN通信电路包括隔离式CAN收发器；
所述MCU系统电路通过GPIO口向三轴微机械电容式加速度计发送控制指令，所述三轴微机械电容式加速度计通过SPI串行总线与MCU系统电路进行加速度信号传输；
所述CAN通信电路与MCU系统电路之间通过CAN_RX与CAN_TX进行信号传输；
所述CAN通信电路通过隔离式CAN收发器对外发送信号。


3.根据权利要求2所述的基于CAN总线的三轴加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴琦，肖海鸥，易经亚，肖荣，
申请(专利权)人：湖南联诚轨道装备有限公司，株洲电力机车电机修造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43