智能型客車超載檢測系統(tǒng)的設(shè)計學士論文(編輯修改稿)
2025-07-23 05:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 動器熱衰退的原理,有關(guān)人員對BJl30汽車試驗資料顯示,當制動蹄片溫度高達436～460℃時,其制動力矩下降為前輪只有正常溫度時(200℃以內(nèi))的23％,后輪只有正常溫度時的27％。由此可知,嚴重超載的車輛(所有機動車)在下大、陡坡時連續(xù)使用制動后,會因制動蹄片受熱衰退的影響導致制動效能變差,制動距離延長,還會造成制動跑偏、側(cè)滑,嚴重的將會導致制動失效。 第二,橫向穩(wěn)定性能變差。汽車的橫向穩(wěn)定是指汽車在行駛轉(zhuǎn)彎時抵抗側(cè)滑和側(cè)翻的能力。這種能力是有限的,如果發(fā)生離心力大于或等于橫向穩(wěn)定力的情況時,就會發(fā)生側(cè)滑或翻車。第三，嚴重破壞公路設(shè)施，增加公路維護費用，縮短公路使用壽命。根據(jù)專家分析，車輛超限重量增加和其對路面的損害是呈幾何數(shù)增長的，超限10%的貨車對道路的損壞回增加40%，一輛超限2倍的車輛行使一次，對公路的損害相當于不超限車輛行使16次；。司機和車主超限運輸每贏利1元錢，就會造成公路破壞100元代價。本系統(tǒng)通過光電傳感器對汽車的下壓程度所轉(zhuǎn)換的電信號，再轉(zhuǎn)換成位移大小，從而通過單片機的邏輯運算來計算出汽車的重量，并通過預先設(shè)置好的汽車載重的最大限度來判斷汽車是否超載。如果汽車超載，則報警系統(tǒng)先啟動，隨后再通過繼電器切斷汽車的打火裝置，使汽車無法啟動，此時檢測系統(tǒng)仍正常運行，當汽車的載重小于或等于汽車載重的最大限度時，報警系統(tǒng)則關(guān)閉，同時繼電器恢復汽車的打火裝置。2系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)簡單的來說由三個部分組成，前端的檢測模塊，單片機模塊，控制模塊。系統(tǒng)的總體設(shè)計框架可由圖1所示。紅外線發(fā)射接收管（1）紅外線發(fā)射接收管（2）雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路單片機系統(tǒng)繼電器控制電路揚聲器報警電路圖1檢測模塊的主要功能是通過安裝在汽車底盤上連接汽車轱轆的彈簧減震器上的4個光學傳感器檢測汽車停止時上車人數(shù)對彈簧減震器的上下浮動程度，在轉(zhuǎn)換成圖像測量汽車的浮動值。而單片機系統(tǒng)則主要通過汽車的浮動值轉(zhuǎn)換成汽車的載重量，同時把分析的結(jié)果輸出給控制模塊以實現(xiàn)對它的控制。當汽車超載時通過揚聲器報警，并通過繼電器對汽車進行鎖定。光學傳感器的安裝位置如圖2。光學傳感器的安裝位置 光源彈簧軸縫隙板光敏元件圖2系統(tǒng)由4組紅外線發(fā)射接收對管來實現(xiàn)對汽車載重的檢測。當客車停止時，4組紅外線發(fā)射接收對管把收集到的上車人數(shù)的信息轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給單片機系統(tǒng)，也就是本系統(tǒng)的中央處理單元，單片機系統(tǒng)實現(xiàn)把接收到的電信號頻率轉(zhuǎn)化成客車下壓位移大小，并判斷汽車是否超載。如果汽車載重量小于或等于單片機預定的汽車載重量時，汽車可以正常啟動行駛；如果汽車的載重量大于預定的數(shù)量時，揚聲器則開始報警，實現(xiàn)對人們的警告，繼電器切斷汽車的打火裝置，直到單片機經(jīng)檢測到汽車的載重量小于或等于預定的載重量時，揚聲器停止報警，繼電器解除對汽車的打火裝置的鎖定。當客車啟動時，則自動停止對客車載重的檢測。3系統(tǒng)硬件的設(shè)計硬件電路的設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。由系統(tǒng)的功能模塊決定了本系統(tǒng)主要包括三個部分的設(shè)計：檢測模塊的設(shè)計，單片機模塊的設(shè)計，以及控制模塊電路的設(shè)計。該部分的設(shè)計是采用4組紅外線發(fā)射接收裝置，安裝在汽車的底盤上的適當位置，根據(jù)停車時上下車人數(shù)對汽車彈簧軸的下壓程度,使得紅外線光源在照射光敏元件時轉(zhuǎn)換成電信號，即電流的大小傳輸?shù)絾纹瑱C中，通過單片機接受的光電流變化的頻率來判斷客車的下壓位移大小，并決定汽車是否超載，并將數(shù)據(jù)進一步傳輸?shù)娇刂齐娐分?。檢測模塊的原理是根據(jù)光敏電阻的原理設(shè)計的。光電傳感器是利用光電效應將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，使用它測量非電量時，需要將這些非電量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化。光電傳感器主要由發(fā)光元件、光學系統(tǒng)、光電接收元件和測量電路組成。光電接受元件主要有光敏電阻、光電池、光敏晶體管、固態(tài)成像器件、光柵、光導纖維等。光電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、非接觸、高可靠性、高精度和反應快等優(yōu)點，故廣泛用于各種自動檢測系統(tǒng)中。外光電效應愛因斯坦光電效應方程：式中第一項是電子逸出物體表面所需的功；第二項是逸出物體表面的電子所具有的動能。1電子能否逸出物體表面取決于光子具有能量hv是否大于A0，而hv只與光的頻率v有關(guān)，否則光強再大也不會產(chǎn)生光電發(fā)射。2如果產(chǎn)生了光電發(fā)射，在入射光頻譜不變的情況下，逸出的電子與光強成正比。光強愈強意味著入射的光子數(shù)目愈多，受轟擊逸出物體表面的電子數(shù)目愈多。光電器件是將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器件, 它是構(gòu)成光電式傳感器最主要的部件。 光電器件響應快、結(jié)構(gòu)簡單、 使用方便, 而且有較高的可靠性, 因此在自動檢測、計算機和控制系統(tǒng)中, 應用非常廣泛。光電器件工作的物理基礎(chǔ)是光電效應。 在光線作用下, 物體的電導性能改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應, 如光敏電阻等就屬于這類光電器件。在光線作用下, 能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應, 如光電管、光電倍增管就屬于這類光電器件。光敏電阻又稱光導管, 它幾乎都是用半導體材料制成的光電器件。 光敏電阻沒有極性, 純粹是一個電阻器件, 使用時既可加直流電壓, 也可以加交流電壓。無光照時, 光敏電阻值（暗電阻）很大, 電路中電流（暗電流）很小。當光敏電阻受到一定波長范圍的光照時, 它的阻值（亮電阻）急劇減少, 電路中電流迅速增大。 一般希望暗電阻越大越好, 亮電阻越小越好,此時光敏電阻的靈敏度高。 實際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級, 亮電阻在幾千歐以下。圖3 為光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)。它是涂于玻璃底板上的一薄層半導體物質(zhì), 半導體的兩端裝有金屬電極, 金屬電極與引出線端相連接, 光敏電阻就通過引出線端接入電路。 為了防止周圍介質(zhì)的影響, 在半導體光敏層上覆蓋了一層漆膜, 漆膜的成分應使它在光敏層最敏感的波長范圍內(nèi)透射率最大。圖3光敏電
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