[实用新型]一种路面摩擦系数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电子控制领域，涉及一种路面摩擦系数测量装置。该装置结构简单，通过简单操作即可实现路面摩擦系数的测量。

背景技术

随着我国公路交通的迅猛发展，交通流量急剧增加，在经济效益明显提高的同时，交通事故日益增加。根据调查，高速行驶是造成交通事故的一个重要原因。车辆的高速行驶对路面抗滑安全性提出了严格的要求。路面摩擦系数是反映路面抗滑能力的重要技术参数，它不仅决定着道路的通行能力，而且还直接影响着交通安全。

现有的路面摩擦系数测量设备中，因为摆式仪和DF仪均为单点固定操作，在高速公路上使用时必须封闭交通，影响车辆正常行驶，增加了危险性且采样频率低。制动力系数测试仪因携带水量少故只适合对高速公路的收费站附近、进出口匝道及其它特殊路段进行短距离抽测。横向力系数测试仪SCRIM系统解决了上述设备存在的不足，是目前世界上使用最广泛的路面摩擦系数测试设备，但是其设备复杂，成本高。因而设计制作一种结构简单、成本低且实用性和通用性好的路面摩擦系数测量装置具有十分重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、成本低且实用性和通用性好的路面摩擦系数测量装置，对路面摩擦系数进行精密测量。摩擦系数的计算公式如下：

μ＝f/N

式中，μ是需测定的摩擦系数，f是摩擦力，N是正压力。

车辆的正压力可以由汽车本身重力求出，因此，只需求出摩擦力f即可计算出摩擦系数μ。匀速直线运动时物体拉力的大小等于摩擦力，因而得到拉力即可计算出摩擦系数。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种路面摩擦系数测量装置，其特征在于，包括供电模块、角度传感器、拉力传感器、数码管和单片机控制模块；其中，角度传感器和拉力传感器安装在汽车上，角度传感器通过角度信号处理模块与单片机控制模块相连接，拉力传感器通过拉力信号处理模块与单片机控制模块相连接，数码管和供电模块连接在单片机控制模块上。

本实用新型的其他一些特点是：

所述的单片机控制模块采用AVR单片机MAGE16。

所述的拉力传感器采用YHLY-FS型高精度拉力传感器。

所述的角度传感器采用HuaXiaMag(HME)-AM34-V05-360E型高精度角度传感器。

所述的数码管的驱动芯片采用MAX7219芯片。

本实用新型设计的路面摩擦系数测量装置，具有以下优点：

（1）低成本。所采用的器件均为常见类型，普通的市场上均能买到，制作成本低。

（2）结构简单，体积小，没有采用复杂机构或者复杂元器件。

（3）本装置由几个简单的构件组成，操作简单方便，实用性强。

（4）可在绝大多数汽车上安装，并可对任意路面进行摩擦系数测量，通用性好，面向对象广泛。

附图说明

图1是本实用新型的路面摩擦系数测量装置的电路结构框图；

图2是信号调理模块电原理图；

图3是七段数码管示意图；

图4是数码管驱动芯片外形结构图；

图5是数码管驱动芯片原理图；

图6是单片机控制系统组成图；

图7是路面摩擦系数测量装置的工作流程框图。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明

具体实施方式

1．总体设计方案

如图1所示，本实施例给出一种路面摩擦系数测量装置的电路框图，包括安装在汽车上的拉力传感器和角度传感器，角度传感器通过角度信号处理模块与单片机控制模块相连接，拉力传感器通过拉力信号处理模块与单片机控制模块相连接，单片机控制模块与数码管相连。单片机控制模块由供电模块提供电源。利用该测量装置可以实现对任意路面进行摩擦系数测量。

利用角度传感器测出的角度α和拉力传感器测出的拉力F，计算出水平方向的力F′，即F′=F·cosα，继而通过该水平方向力与汽车重力之比得到摩擦系数，即μ=F′/N。这一计算过程是通过单片机控制模块实现的。

采用单片机控制模块进行控制，电路结构简单，可靠性高，操作维护方便；采用拉力传感器，精度高、测量范围广、寿命长、结构简单，能广泛应用于自动测试和控制技术中。采用角度传感器，结构简单、可靠性高、能感受被测角度并转换成可用输出信号，可广泛应用于汽车电子控制等方面；采用数码管，价格便宜，使用简单，应用极为广泛。

1.1拉力传感器选型