[實用新型]基于光電器件的自行車測速裝置

有效

• 申請號: 201220480171.5
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN202794214U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 武文昌;楊永才
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68;G01C22/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種測速裝置，特別涉及一種基于光電器件的自行車測速裝置。

背景技術

目前自行車測速的原理基本上分為兩類。一類是通過機械接觸，將車輪的轉動傳遞到小型發電機的轉動，通過發電機的電壓值大小來判斷當前轉速。這種方式精度很低，而且接觸測量的前天缺陷就是損耗嚴重，小發電機在高強度的工作下很容易燒壞，而且不防水。另一類是通過霍爾原理設計的測速裝置，霍爾元件在磁場的切割下會向外輸出一系列脈沖。此技術成本較低，但霍爾元件溫漂現象較嚴重且輸出非線性。

發明內容

本實用新型是針對霍爾元件在高速測速時精度會下降的問題，提出了一種基于光電器件的自行車測速裝置，采用了光電技術和單片機技術，測速穩定，而且精度高。

本實用新型的技術方案為：一種基于光電器件的自行車測速裝置，?PD光敏管和LED發光管通過雙鎖套支架上下固定于自行車前叉的同一側，一個小反射鏡固定在車輪輻條上，LED發光管向斜上方發出的光線經過小反射鏡反射到位于上方的PD光敏管，PD光敏管信號送入單片機，單片機計算時速和里程數數據送液晶顯示屏顯示，電池組給單片機供電。

所述PD光敏管帶有一個遮光罩，遮光罩缺口向下。所述小反射鏡可固定于任意輻條上，與輻條成一定夾角，可使LED發光管光線通過小反射鏡反射后，光線從PD光敏管下方進入PD光敏管。

所述LED發光管選用白光或紅光高亮度、小角度發光的LED芯片。

所述電池組可選光電池組，同時配用干電池組。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置，設計充分利用了LED和PD元件的高響應率和小溫漂特性，且耗電量較低。較使用廣泛的利用霍爾技術實現測速的方式精度更高，克服了霍爾技術在高速情況下會造成精度下降，性能更穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置車輪示意圖；

圖2為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置結構示意簡圖；

圖3為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置中PD光敏管結構示意圖；

圖4為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置工作原理圖；

圖5為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置另一個實施例結構示意簡圖；

圖6為本實用新型基于光電器件的自行車測速裝置工作流程圖。

具體實施方式

如圖1所示在自行車車輪1輻條上裝上一個小反射鏡2，如圖2所示基于光電器件的自行車測速裝置結構示意，LED發光管5和PD光敏管4通過雙鎖套支架固定于自行車前叉3的同一側。兩者離開一定距離，其中LED發光管5靠近車輪1中軸處，向斜上方發射光線。一個小反射鏡2固定在車輪的輻條上，車輪每轉過一圈，LED發光管5發出的光線就被小反射鏡反2射進前叉上方的PD光敏管4中一次。LED發光管5選用白光或紅光高亮度、小角度發光的LED芯片。這三個裝置的安裝的角度要比較精確，使得LED發光管5的光能直射入PD光敏管4的遮光罩9到達PD光敏管4處。其中PD光敏管4帶有一個遮光罩9，缺口向下，如圖3所示PD光敏管結構示意圖，這個設計考慮到白天日光較強烈，環境光可能會使PD光敏管4達到飽和而無法使用。加入遮光罩9機構并使PD光敏管4支架開口向下傾斜，都可以使環境光對PD光敏管4精度的影響降到最低。如圖4所示工作原理圖，通過這個裝置就把車輪1的轉動信息轉化成了一個個光脈沖，光脈沖進一步轉化成了電脈沖輸送到單片機7中，進行處理，單片機7處理后計算的時速和里程數據送液晶顯示屏8顯示，電池組6給單片機7供電，電池組6可選光電池組配用干電池組，晴天時可用光電池組；陰天或夜間則可采用干電池組供電。

如圖5所示另一個實施例結構示意簡圖，小反射鏡2可固定于任意輻條上，角度稍微偏上，圖中標出了偏離角度，與安裝角度關系。用扣環固定于輻條上，這樣設計的目的在于盡可能使LED發光管5光線通過小反射鏡2反射后入射光向上入射到PD光敏管4中，PD光敏管4支架上的開口可朝向下方，使上方強烈的環境光對PD的影響降到最低，提高精度，不宜使PD光敏管4達到飽和。

如圖6所示工作流程圖，我們已知輪子每轉一圈就會產生一個電脈沖，那么轉速越高，相鄰兩個電脈沖之間的時間差越小，通過計數單位時間內的脈沖總數，可得到單位時間輪子轉了幾圈。而自行車輪轂的直徑基本上都有標準，即輪轂的周長可以很輕易地得到。根據V=NC/T（N為圈數，C為輪圈周長）即可得到實時速度。再在單片機系統中設置一個計數器，可計數從開機起的N值，即得到了總行駛里程。