一种用于采集轮式移动设备的速度及里程的信号采集装置及轮式移动设备

摘要

本发明实施例公开了一种用于轮式移动设备的速度和里程信息采集装置，涉及传感器技术领域，能够在不改变原系统结构的基础上，间接地、精确地加以实现轮式移动设备速度和里程信息采集。本发明的方法包括：支架将花键轴套与移动设备壳体连接在一起，成为一体，花键轴在弹簧的作用下，通过法兰轴承和被动轮轴，将被动轮牢牢地压在驱动轮上，带动被动轮轴转动，通过软轴的连接，使编码器获得运动信号。本发明适用于轮式移动设备的速度及里程信息采集。

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种用于采集轮式移动设备的速度及里程的信号采集装置及轮式移动设备。

背景技术

轮式移动设备包括很多种，涉及方方面面。比如轮椅，是肢体伤残和行动不便的老年人必不可少的代步工具，目前电动轮椅也已普及，从而进一步方便特殊人群的使用。而在对电动轮椅的运行进行精确控制时，就需要对电动轮椅的运行速度和行驶里程进行信号采集。

但是，在这些众多的轮式移动设备中，多数产品并不具备直接采集运行速度和行驶里程的条件，因而需要用间接的方法进行采集、获取这些信息。

对于那些空间充裕、且重量限制宽裕，往往可以通过增设额外的系统结构和传感器组来解决上述问题。然而有些产品需要追求重量轻量化和结构简单化，以便于特殊人员能够轻松使用，因此这些现有的解决方案很难夸越产品类型应用到这些产品上。

目前，获取这些信号的方法是增加被动轮，靠其与驱动轮的轮毂接触获取，但由于轮毂并非是一个平面，因此较难实现理想的信号采集；也由于两轮接触面积较小，造成不完全同步，信号采集失真；同时，由于电器元件与接触地面的驱动轮为一整体结构，电器元件距离地面太近，容易受到雨水飞溅的影响，这些都会造成安全隐患。

因此，目前缺乏在不改变原有产品结构的基础上，更加高效得获取这些轮式移动设备的速度与里程信息的方案。

发明内容

本发明的实施例提供一种轮式移动设备速度及里程的信号采集装置，目的在于克服现有技术的不足，并设计了一种轮式移动设备速度和里程信号采集装置，由信号采集装置采集到的信号供其它后续计算所用，而所有这些都是在不改变原轮式移动系统结构的基础上，间接地、精确地加以实现。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种轮式移动设备速度和里程信号采集装置，其包括轮式移动设备驱动轮、被动轮、被动轮轴、法兰轴承、花键轴、花键轴套、压盖、弹簧、支架、轮式移动设备壳体、螺母、软轴和编码器，支架将花键轴套与轮式移动设备壳体连接在一起，成为一体，花键轴在弹簧的作用下，通过法兰轴承和被动轮轴，将被动轮牢牢地压在驱动轮上，带动被动轮轴转动，通过软轴的连接，使编码器获得运动信号。

优选地，编码器通过软轴，远离地面，以免雨水飞溅侵蚀，造成短路。花键轴采用半空芯结构，花键轴套具有外螺纹，压盖具有内螺纹，旋转压盖，用于调整弹簧对花键轴的压力大小。被动轮压在驱动轮的圆周切线位置，且为曲线轮，其目的是增大其与驱动轮的接触面积，曲率半径同驱动轮。法兰轴承为封闭式，便于防尘。螺母采用双螺母。

本实施例中，信号采集装置的安装方式，是通过支架将花键轴套与轮式移动设备壳体连接在一起，成为一体，花键轴在弹簧的作用下，通过法兰轴承和被动轮轴，将被动轮牢牢地压在驱动轮上，带动被动轮轴转动，通过软轴的连接，使编码器获得运动信号。被动轮与驱动轮直接接触，从而可以在不改变原有轮式移动设备结构的基础上，间接地、不失真地获得轮式移动设备的速度与里程信息；该装置结构简单、方便、实用；同时，电器元件编码器远离雨水飞溅的地方，减少故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的总体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的被动轮轴示意图。

图3为本发明实施例提供的花键轴示意图。

图中，1为轮式移动设备的驱动轮、2为被动轮、3为被动轮轴、4为法兰轴承、5为花键轴、6为花键轴套、7为压盖、8为弹簧、9为支架、10为轮式移动设备壳体、11为螺母、12为软轴、13为编码器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

本发明实施例提供一种用于轮式移动设备速度及里程的信号采集装置，如图1-3所示，所述信号采集装置安装在轮式移动设备上，所述信号采集装置包括：被动轮(2)、被动轮轴(3)、法兰轴承(4)、花键轴(5)、花键轴套(6)、压盖(7)、弹簧(8)、支架(9)、螺母(11)、软轴(12)和编码器(13)。

所述轮式移动设备上涉及到与所述信号采集装置接触的部分，至少包括：轮式移动设备驱动轮(1)和轮式移动设备壳体(10)。

所述信号采集装置与支架(9)的一端固定连接，支架(9)的另一端则与轮式移动设备壳体(10)固定连接。

在所述信号采集装置中，压盖(7)套在花键轴套(6)外面，花键轴(5)插入花键轴套(6)内，花键轴(5)内放入弹簧(8)，弹簧(8)的另一侧抵压在压盖(7)的内壁。

花键轴(5)的下端凸起部分衔接法兰轴承(4)，被动轮轴(3)装配在法兰轴承(4)上，被动轮(2)安装在被动轮轴(3)上。

在弹簧(8)的作用下，花键轴(5)的下端凸起部分，通过法兰轴承(4)和被动轮轴(3)，将被动轮(2)压在轮式移动设备的驱动轮(1)上，以便于轮式移动设备的驱动轮(1)转动时带动被动轮轴(3)转动。

设备的行驶速度和里程可以通过所述轮式移动设备的驱动轮(1)的转动量得出，驱动轮(1)的转动量与被动轮(2)的转动量成线性比例关系，被动轮(2)与被动轮轴(3)同步转动，被动轮轴(3)通过软轴(12)与编码器(13)转轴连接，通过软轴(12)实现被动轮轴(3)与编码器(13)转轴的转动同步，编码器(13)获取自身转轴的转动量，进而得到被动轮轴(3)的转动量信号和驱动轮(1)的转动量。

本实施例中所述的软轴是一根整体，靠近螺丝一端与被动轮轴连接，另一端与编码器轴连接，长短任意选择，这种软轴是市场上常见的产品，本实施例中不限定。编码器通过软轴，远离地面，以免雨水飞溅侵蚀，造成短路。花键轴采用半空芯结构，花键轴套具有外螺纹，压盖具有内螺纹，旋转压盖，用于调整弹簧对花键轴的压力大小。被动轮压在驱动轮的圆周切线位置，且为曲线轮，其目的是增大其与驱动轮的接触面积，曲率半径同驱动轮。法兰轴承为封闭式，便于防尘。螺母采用双螺母。

编码器(13)通过软轴(12)的连接，获取被动轮轴(3)的转速信号。编码器(13)远离驱动轮。所述编码器(13)，采用软轴(12)与其连接，并远离驱动轮(1)，放置于其它安全、方便的地方，以免雨水侵蚀，造成短路。

如图3所示的，本实施例中的花键轴(5)采用半空芯结构，并在半空芯结构内放入弹簧(8)。花键轴套(6)具有外螺纹，压盖(7)具有与花键轴套(6)的外螺纹匹配的内螺纹。旋转压盖(7)，用于调整弹簧(8)对花键轴(5)的压力。所述花键轴(5)，采用其目的是为防止被动轮轴(3)扭动；也为了缩短其长度，减小体积而采用半空芯结构，半空芯内放入弹簧(8)。

如图1所示的，本实施例中的被动轮(2)为曲线轮，且与轮式移动设备驱动轮(1)的圆周切线位置接触并挤压，被动轮(2)的曲率半径与驱动轮(1)相同。所述被动轮(2)压在驱动轮(1)的圆周切线位置，且为曲线轮，以便于增大其与轮式移动设备驱动轮(1)的接触面积。

法兰轴承(4)为封闭式，便于防尘。螺母(11)为双螺母(11)并联，便于锁紧，以防松动。

进一步的，支架(9)的两端，分别与花键轴套(6)和轮式移动设备壳体(10)固定连接。使花键轴套(6)和轮式移动设备壳体(10)成为一体。花键轴套(6)用于固定连接支架(9)的一侧，开设有凹槽。支架(9)为L型，包括形成所述L型的第一段和第二段，其中所述第一段与轮式移动设备的车轴平行，所述第二段镶嵌在花键轴套(6)的凹槽内。

本实施例中，所述轮式移动设备上安装有上述信号采集装置。

本实施例中，信号采集装置的安装方式，是通过支架(9)将花键轴套(6)与轮式移动设备壳体(10)连接在一起，成为一体，花键轴(5)在弹簧(8)的作用下，通过法兰轴承(4)和被动轮轴(3)，将被动轮(2)牢牢地压在驱动轮(1)上，带动被动轮轴(3)转动，通过软轴(12)的连接，使编码器(13)获得运动信号。被动轮(2)与驱动轮(1)直接接触，从而可以在不改变原有轮式移动设备结构的基础上，间接地、不失真地获得轮式移动设备的速度与里程信息；该装置结构简单、方便、实用；同时，电器元件编码器远离雨水飞溅的地方，减少故障率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。