汽车防碰撞方位传感器、电路与工作方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车防碰撞方位传感器，包括安装在汽车上的碰撞方位传感器本体，所述碰撞方位传感器本体包括水平的圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶；所述圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶构成一个密闭的传感器壳体；本发明专利技术的结构简单，利用接入电阻大小与电流的线性关系顺利的判断出受到剧烈碰撞的具体偏角。

【技术实现步骤摘要】
汽车防碰撞方位传感器、电路与工作方法
本专利技术属于汽车碰撞领域。
技术介绍
现有的汽车碰撞传感器往往只能检测碰撞强度以及大致碰撞方位，不能精确检测碰撞方位，一端碰到剧烈碰撞，车内的所有气囊都会全部一次性打开，这样不能精准的控制高档轿车的各个部位的安全气囊，而且在后续的追责和事故调查使也没有碰撞的具体方位记录。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种能精准确定碰撞方位的汽车防碰撞方位传感器、电路与工作方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的汽车防碰撞方位传感器，包括安装在汽车上的碰撞方位传感器本体，所述碰撞方位传感器本体包括水平的圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶；所述圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶构成一个密闭的传感器壳体；所述传感器壳体内设置有碗状球面回转壁体，所述碗状球面回转壁体的外壁通过若干支撑柱与所述圆形底盘固定连接；所述碗状球面回转壁体的球面内壁的球心与所述半球状壳顶的球心重合；还包括竖向的金属中心回转体和环绕固定包裹在金属中心回转体四周的绝缘环体，所述金属中心回转体与绝缘环体的组合结构刚好构成一个完整的球体；所述金属中心回转体的上端一体化同轴心连接有金属摆杆；所述金属摆杆上端高出所述球体上端所在高度；所述球体的球心与所述半球状壳顶的球心重合；所述球体位于所述碗状球面回转壁体的碗体围合范围内；所述碗状球面回转壁体的内壁呈圆周阵列分布固定有至少三个一号万向牛眼滚珠座，各个一号万向牛眼滚珠座内均转动设置有一个一号万向牛眼滚珠，若干个一号万向牛眼滚珠的呈圆周阵列于所述球体四周，且各一号万向牛眼滚珠的球心所在高度均与所述球体的球心所在高度一致，且各一号万向牛眼滚珠均与所述球体的球面滚动相切；所述金属摆杆的上端固定连接有一个二号万向牛眼滚珠座，所述二号万向牛眼滚珠座内转动设置有二号万向牛眼滚珠，所述二号万向牛眼滚珠与所述半球状壳顶的壳顶球面内壁滚动相切；所述碗状球面回转壁体的上端内壁一体化设置有环状内缘，所述环状内缘的弧面内壁与所述球体的球面间隙配合；所述球体的下表面与碗状球面回转壁体之间形成碗状水银腔，所述碗状水银腔内填充有液体水银；所述绝缘环体的密度记为ρ1、金属中心回转体的密度记为ρ2、液体水银的密度记为ρ3，满足ρ1＜ρ2＜ρ3；所述金属中心回转体从上自下逐渐变粗，从而使球体的重心在所述球体的球心正下方；所述金属中心回转体的下端面为金属导电球面，所述绝缘环体的四周外侧面为绝缘球面碗状水银腔内填充有液体水银对所述球体形成浮力为F，球体自身重量为G，满足F大于G，从而使二号万向牛眼滚珠向上顶压所述半球状壳顶的壳顶球面内壁，进而维持球体的平衡；自由状态下金属摆杆会自发为竖向状态；所述碗状球面回转壁体的内壁贴合有碗状金属薄壁，所述碗状金属薄壁通过所述液体水银与所述金属导电球面电性连接；还包括依次第一电极，所述第一电极依次穿过圆形底盘和碗状球面回转壁体的第一穿过孔和第二穿过孔并与所述碗状金属薄壁电性连接；所述球体上方与半球状壳顶之间形成触发腔，所述触发腔内设置有第二电极组件；第二电极组件整体呈水平环状，所述第二电极组件的环状结构同轴心于所述金属摆杆外侧；所述碰撞方位传感器本体的四周受到碰撞后所述金属摆杆能摆动到接触所述第二电极组件。进一步的，二号万向牛眼滚珠在所述半球状壳顶的壳顶球面内壁滚动时存在阻尼。进一步的，所述圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶构成一个密闭的传感器壳体为绝缘塑料或绝缘陶瓷材质；所述碗状球面回转壁体也为绝缘塑料或绝缘陶瓷材质。进一步的，所述环状内缘的弧面内壁与所述球体的球面之间的间隙小于10μm，从而使成股涌动水银液体难以通过环状内缘的弧面内壁与所述球体的球面之间的间隙逃逸，即便存在少量逃逸也不会影响传感器的正常工作，由于圆形底盘、竖向筒形壳壁和半球状壳顶构成了一个密闭的传感器壳体，逃逸的水银气体也不会泄露到环境空气中。进一步的，所述第二电极组件包括通过绝缘支架固定的水平的绝缘环，所述绝缘环同轴心于金属摆杆外侧；所述绝缘环上沿逆时针方向依次螺旋卷挠有第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈；第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈沿绝缘环轴心呈圆周阵列分布；第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈分别对应在所述金属摆杆的前方、右方、后方和左方；所述第一段螺旋电阻导线圈的顺时针端电性连接有第一导电头，所述第二段螺旋电阻导线圈的顺时针端电性连接有第二导电头、所述第三段螺旋电阻导线圈的顺时针端电性连接有第三导电头、所述第四段螺旋电阻导线圈的顺时针端电性连接有第四导电头；第一导电头与第二段螺旋电阻导线圈的逆时针端通过第一绝缘材料绝缘；第二导电头与第三段螺旋电阻导线圈的逆时针端通过第二绝缘材料绝缘；第三导电头与第四段螺旋电阻导线圈的逆时针端通过第三绝缘材料绝缘；第四导电头与第一段螺旋电阻导线圈的逆时针端通过第四绝缘材料绝缘；第一导电头电性连接第一导线、第二导电头电性连接第二导线、第三导电头电性连接第三导线、第四导电头电性连接第四导线；还包括直流电源，所述直流电源的正极串接一个电阻R后同时电性连接相互并联的第一导线、第二导线、第三导线和第四导线所述第一导线、第二导线、第三导线和第四导线上还分别串联有第一检流器A1、第二检流器A2、第三检流器A3、第四检流器A4；所述直流电源的负极电性连通所述第一电极。进一步的，第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈均为镍络合金。进一步的，所述绝缘环体为工程塑料材质。进一步的，所述金属中心回转体的材质为铜或铝。进一步的，一号万向牛眼滚珠、二号万向牛眼滚珠均为钢制滚珠。进一步的，汽车防碰撞方位传感器的工作方法：汽车为静止时或匀速状态时，由于球体的重心与球心是不重合的，由于重力，球体的重心会自发维持到球心的正下方，从而实现实时保持金属摆杆的竖向状态；金属摆杆与第二电极组件上的第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈均处于分离断开状态；第一检流器A1、第二检流器A2、第三检流器A3和第四检流器A4均无法检测到电流；当汽车为加速、减速或低强度碰撞时，这时不宜触发安全气囊，由于二号万向牛眼滚珠是向上顶压壳顶球面内壁的，二号万向牛眼滚珠与壳顶球面内壁滚动时存在阻尼，会抑制金属摆杆的低强度摆幅，从而使金属摆杆的摆动幅度不会碰到第一段螺旋电阻导线圈、第二段螺旋电阻导线圈、第三段螺旋电阻导线圈和第四段螺旋电阻导线圈，从而使第一检流器A1、第二检流器A2、第三检流器A3和第四检流器A4无法检测到电流若汽车的正前方受到剧烈碰撞时，由于球体的重心在球心的下方，在本结构中，球体的球心相对于车是始终不变的，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：包括安装在汽车上的碰撞方位传感器本体(50)，所述碰撞方位传感器本体(50)包括水平的圆形底盘(34)、竖向筒形壳壁(33)和半球状壳顶(9)；所述圆形底盘(34)、竖向筒形壳壁(33)和半球状壳顶(9)构成一个密闭的传感器壳体；/n所述传感器壳体内设置有碗状球面回转壁体(16)，所述碗状球面回转壁体(16)的外壁通过若干支撑柱(32)与所述圆形底盘(34)固定连接；所述碗状球面回转壁体(16)的球面内壁的球心与所述半球状壳顶(9)的球心重合；/n还包括竖向的金属中心回转体(23)和环绕固定包裹在金属中心回转体(23)四周的绝缘环体(24)，所述金属中心回转体(23)与绝缘环体(24)的组合结构刚好构成一个完整的球体(29)；/n所述金属中心回转体(23)的上端一体化同轴心连接有金属摆杆(30)；所述金属摆杆(30)上端高出所述球体(29)上端所在高度；/n所述球体(29)的球心与所述半球状壳顶(9)的球心重合；所述球体(29)位于所述碗状球面回转壁体(16)的碗体围合范围内；/n所述碗状球面回转壁体(16)的内壁呈圆周阵列分布固定有至少三个一号万向牛眼滚珠座(14)，各个一号万向牛眼滚珠座(14)内均转动设置有一个一号万向牛眼滚珠(15)，若干个一号万向牛眼滚珠(15)的呈圆周阵列于所述球体(29)四周，且各一号万向牛眼滚珠(15)的球心所在高度均与所述球体(29)的球心所在高度一致，且各一号万向牛眼滚珠(15)均与所述球体(29)的球面滚动相切；/n所述金属摆杆(30)的上端固定连接有一个二号万向牛眼滚珠座(8)，所述二号万向牛眼滚珠座(8)内转动设置有二号万向牛眼滚珠(7)，所述二号万向牛眼滚珠(7)与所述半球状壳顶(9)的壳顶球面内壁(11)滚动相切；/n所述碗状球面回转壁体(16)的上端内壁一体化设置有环状内缘(13)，所述环状内缘(13)的弧面内壁(12)与所述球体(29)的球面间隙配合；所述球体(29)的下表面与碗状球面回转壁体(16)之间形成碗状水银腔(21)，所述碗状水银腔(21)内填充有液体水银(22)；所述绝缘环体(24)的密度记为ρ1、金属中心回转体(23)的密度记为ρ2、液体水银的密度记为ρ3，满足ρ1＜ρ2＜ρ3；/n所述金属中心回转体(23)从上自下逐渐变粗，从而使球体(29)的重心在所述球体(29)的球心正下方；所述金属中心回转体(23)的下端面为金属导电球面(20)，所述绝缘环体(24)的四周外侧面为绝缘球面(10)/n碗状水银腔(21)内填充有液体水银(22)对所述球体(29)形成浮力为F，球体(29)自身重量为G，满足F大于G，从而使二号万向牛眼滚珠(7)向上顶压所述半球状壳顶(9)的壳顶球面内壁(11)，进而维持球体(29)的平衡；自由状态下金属摆杆(30)会自发为竖向状态；/n所述碗状球面回转壁体(16)的内壁贴合有碗状金属薄壁(17)，所述碗状金属薄壁(17)通过所述液体水银(22)与所述金属导电球面(20)电性连接；/n还包括依次第一电极(18)，所述第一电极(18)依次穿过圆形底盘(34)和碗状球面回转壁体(16)的第一穿过孔(19)和第二穿过孔(70)并与所述碗状金属薄壁(17)电性连接；所述球体(29)上方与半球状壳顶(9)之间形成触发腔(25)，所述触发腔(25)内设置有第二电极组件(26)；第二电极组件(26)整体呈水平环状，所述第二电极组件(26)的环状结构同轴心于所述金属摆杆(30)外侧；所述碰撞方位传感器本体(50)的四周受到碰撞后所述金属摆杆(30)能摆动到接触所述第二电极组件(26)。/n...

【技术特征摘要】
1.汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：包括安装在汽车上的碰撞方位传感器本体(50)，所述碰撞方位传感器本体(50)包括水平的圆形底盘(34)、竖向筒形壳壁(33)和半球状壳顶(9)；所述圆形底盘(34)、竖向筒形壳壁(33)和半球状壳顶(9)构成一个密闭的传感器壳体；
所述传感器壳体内设置有碗状球面回转壁体(16)，所述碗状球面回转壁体(16)的外壁通过若干支撑柱(32)与所述圆形底盘(34)固定连接；所述碗状球面回转壁体(16)的球面内壁的球心与所述半球状壳顶(9)的球心重合；
还包括竖向的金属中心回转体(23)和环绕固定包裹在金属中心回转体(23)四周的绝缘环体(24)，所述金属中心回转体(23)与绝缘环体(24)的组合结构刚好构成一个完整的球体(29)；
所述金属中心回转体(23)的上端一体化同轴心连接有金属摆杆(30)；所述金属摆杆(30)上端高出所述球体(29)上端所在高度；
所述球体(29)的球心与所述半球状壳顶(9)的球心重合；所述球体(29)位于所述碗状球面回转壁体(16)的碗体围合范围内；
所述碗状球面回转壁体(16)的内壁呈圆周阵列分布固定有至少三个一号万向牛眼滚珠座(14)，各个一号万向牛眼滚珠座(14)内均转动设置有一个一号万向牛眼滚珠(15)，若干个一号万向牛眼滚珠(15)的呈圆周阵列于所述球体(29)四周，且各一号万向牛眼滚珠(15)的球心所在高度均与所述球体(29)的球心所在高度一致，且各一号万向牛眼滚珠(15)均与所述球体(29)的球面滚动相切；
所述金属摆杆(30)的上端固定连接有一个二号万向牛眼滚珠座(8)，所述二号万向牛眼滚珠座(8)内转动设置有二号万向牛眼滚珠(7)，所述二号万向牛眼滚珠(7)与所述半球状壳顶(9)的壳顶球面内壁(11)滚动相切；
所述碗状球面回转壁体(16)的上端内壁一体化设置有环状内缘(13)，所述环状内缘(13)的弧面内壁(12)与所述球体(29)的球面间隙配合；所述球体(29)的下表面与碗状球面回转壁体(16)之间形成碗状水银腔(21)，所述碗状水银腔(21)内填充有液体水银(22)；所述绝缘环体(24)的密度记为ρ1、金属中心回转体(23)的密度记为ρ2、液体水银的密度记为ρ3，满足ρ1＜ρ2＜ρ3；
所述金属中心回转体(23)从上自下逐渐变粗，从而使球体(29)的重心在所述球体(29)的球心正下方；所述金属中心回转体(23)的下端面为金属导电球面(20)，所述绝缘环体(24)的四周外侧面为绝缘球面(10)
碗状水银腔(21)内填充有液体水银(22)对所述球体(29)形成浮力为F，球体(29)自身重量为G，满足F大于G，从而使二号万向牛眼滚珠(7)向上顶压所述半球状壳顶(9)的壳顶球面内壁(11)，进而维持球体(29)的平衡；自由状态下金属摆杆(30)会自发为竖向状态；
所述碗状球面回转壁体(16)的内壁贴合有碗状金属薄壁(17)，所述碗状金属薄壁(17)通过所述液体水银(22)与所述金属导电球面(20)电性连接；
还包括依次第一电极(18)，所述第一电极(18)依次穿过圆形底盘(34)和碗状球面回转壁体(16)的第一穿过孔(19)和第二穿过孔(70)并与所述碗状金属薄壁(17)电性连接；所述球体(29)上方与半球状壳顶(9)之间形成触发腔(25)，所述触发腔(25)内设置有第二电极组件(26)；第二电极组件(26)整体呈水平环状，所述第二电极组件(26)的环状结构同轴心于所述金属摆杆(30)外侧；所述碰撞方位传感器本体(50)的四周受到碰撞后所述金属摆杆(30)能摆动到接触所述第二电极组件(26)。


2.根据权利要求1所述的汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：二号万向牛眼滚珠(7)在所述半球状壳顶(9)的壳顶球面内壁(11)滚动时存在阻尼。


3.根据权利要求2所述的汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：所述圆形底盘(34)、竖向筒形壳壁(33)和半球状壳顶(9)构成一个密闭的传感器壳体为绝缘塑料或绝缘陶瓷材质；所述碗状球面回转壁体(16)也为绝缘塑料或绝缘陶瓷材质。


4.根据权利要求2所述的汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：所述环状内缘(13)的弧面内壁(12)与所述球体(29)的球面之间的间隙小于10μm。


5.根据权利要求2所述的汽车防碰撞方位传感器，其特征在于：所述第二电极组件(26)包括通过绝缘支架固定的水平的绝缘环(1)，所述绝缘环(1)同轴心于金属摆杆(30)外侧；
所述绝缘环(1)上沿逆时针方向依次螺旋卷挠有第一段螺旋电阻导线圈(2.1)、第二段螺旋电阻导线圈(2.2)、第三段螺旋电阻导线圈(2.3)和第四段螺旋电阻导线圈(2.4)；第一段螺旋电阻导线圈(2.1)、第二段螺旋电阻导线圈(2.2)、第三段螺旋电阻导线圈(2.3)和第四段螺旋电阻导线圈(2.4)沿绝缘环(1)轴心呈圆周阵列分布；第一段螺旋电阻导线圈(2.1)、第二段螺旋电阻导线圈(2.2)、第三段螺旋电阻导线圈(2.3)和第四段螺旋电阻导线圈(2.4)分别对应在所述金属摆杆(30)的前方、右方、后方和左方；
所述第一段螺旋电阻导线圈(2.1)的顺时针端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丹丹，郭爱国，许志鹏，
申请(专利权)人：盐城工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32