本申请涉及半挂车辆技术领域，具体涉及一种半挂车转向角度检测装置。
背景技术：
随着商用车智能化技术的不断发展，业界的一个目标在于能够实现对车辆行驶的智能控制。为了保证车辆行驶安全，需要获取半挂车与牵引车之间的相对角度，以便于实现更好地控制车辆的行驶，尤其是无人驾驶集装箱拖车在控制车辆行驶姿态时，实时检测半挂车与牵引车之间的相对角度显得尤为重要。现有设计中，大多数无人驾驶集装箱拖车没有半挂车转向角度的检测装置，不能满足行驶安全的要求。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了一种半挂车转向角度检测装置，解决了检测半挂车和牵引车的相对转动角度的问题。
本申请提供的一种半挂车转向角度检测，包括：检测机构，构造为与半挂车相抵触以随着半挂车的转动而转动，以输出半挂车和牵引车的相对转动角度；以及信号转换器，构造为将所述检测机构输出的相对转动角度转化为电信号。
在一种可能的实现方式中，还包括：鞍座，所述鞍座固定安装在牵引车上，用于安装所述半挂车；底座，所述底座固定安装在所述鞍座上，用于安装伸缩机构；所述伸缩机构，固定安装在所述底座上，用于弹性支撑活动支架；以及所述活动支架，固定连接所述伸缩机构，用于支撑所述检测机构。
在一种可能的实现方式中，所述伸缩机构包括弹簧，所述弹簧的底端固定连接所述底座。
在一种可能的实现方式中，所述检测机构包括感应轮，所述感应轮构造为与所述半挂车相抵触以随着所述半挂车的转动而转动；其中，所述信号转换器包括转轴，所述转轴与所述感应轮同轴转动，所述信号转换器进一步构造为检测所述转轴的转动角度。
在一种可能的实现方式中，所述感应轮通过限位销固定安装在所述转轴表面。
在一种可能的实现方式中，所述活动支架包括：第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的底部固定连接所述伸缩机构；其中，所述转轴设置在所述第一支撑臂和所述第二支撑臂之间，并相对于所述第一支撑臂和所述第二支撑臂转动，所述信号转换器进一步构造为检测所述转轴相对于所述第一支撑臂的转动角度。
在一种可能的实现方式中，所述信号转换器固定安装在所述第一支撑臂上，且低于所述检测机构与所述半挂车相抵触的平面。
在一种可能的实现方式中，还包括连接机构，固定在所述半挂车的底板上，所述半挂车通过所述连接机构与所述牵引车转动连接。
在一种可能的实现方式中，所述鞍座中部开设有一圆形通孔，所述连接机构为一圆销，所述圆销的一端固定安装在所述半挂车的底板的下表面，所述圆销的另一端插入所述通孔与所述鞍座转动连接。
在一种可能的实现方式中，所述圆销的销轴与所述检测机构同轴设置。
在一种可能的实现方式中，所述底座包括安装部，所述安装部固定安装在所述鞍座的侧面，所述安装部为v型结构。
本申请提供的一种半挂车转向角度检测装置，通过设置检测机构与半挂车相抵触，当半挂车相对牵引车转动时，半挂车与检测机构之间相对运动产生摩擦力，使检测机构跟随半挂车的转动而转动，从而检测机构能够检测半挂车与牵引车的相对转向角度，与检测机构电连接的信号转换器，将检测机构输出的相对转动角度转化为电信号输出，该检测装置实时检测半挂车转向角度并输出，保证无人驾驶集装箱拖车的行驶安全。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的半挂车转向角度检测装置的结构示意图。
图2所示为本申请一实施例提供的角度检测装置的结构示意图。
图3所示为本申请一实施例提供的活动支架的结构示意图。
图4所示为本申请一实施例提供的角度检测装置安装位置的结构示意图。
图5所示为本申请一实施例提供的半挂车转向角度检测装置的结构示意图。
图6所示为本申请一实施例提供的鞍座的结构示意图。
图7所示为本申请一实施例提供的半挂车转向角度检测装置的原理图。
图8所示为本申请一实施例提供鞍座的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1所示为本申请一实施例提供的半挂车转向角度检测装置的结构示意图，图2所示为本申请一实施例提供的角度检测装置的结构示意图。如图1和图2所示，该角度检测装置包括：检测机构12和信号转换器1。检测机构12构造为与半挂车4相抵触以随着半挂车4的转动而转动，以输出半挂车4和牵引车5的相对转动角度；信号转换器1构造为将检测机构12输出的相对转动角度转化为电信号。
牵引车5用来牵引半挂车4，牵引车5与半挂车4之间转动连接，半挂车4用来承载集装箱，牵引车5与半挂车4共同组成集装箱拖车。半挂车4的底板3与检测机构12相抵触，当半挂车4在转向时，半挂车4的底板3与检测机构12相对运动产生摩擦力，检测机构12跟随半挂车4转动一起转动，以检测半挂车4和牵引车5的相对转动角度。信号转换器1用于接收检测机构12检测的相对转动角度，并将检测机构12输出的相对转动角度转化为电信号输出。检测机构12通过检测半挂车4的转向角度，为控制集卡车辆行驶姿态提供角度参考，相比其他的测试方式，该方式可靠性高，准确度高。
图3所示为本申请一实施例提供的活动支架的结构示意图。如图2和图3所示，该角度检测装置还包括：鞍座2、底座6、伸缩机构8以及活动支架7，鞍座2固定安装在牵引车5上，鞍座2用于安装半挂车4；底座6固定安装在鞍座2上，用于安装伸缩机构8；伸缩机构8固定安装在底座6上，用于弹性支撑活动支架7；以及活动支架7固定连接伸缩机构8，用于支撑检测机构12。
具体的，牵引车5上固定有鞍座2，鞍座2是固定在车架11上的，车架11安装在车轮10上，半挂车4运输时来自各个方面的作用力都加压在鞍座2上，集装箱拖车向前行驶过程中，鞍座2提供向前的牵引力，使得半挂车4在牵引车5的牵引下向前行驶。鞍座2上固定安装有底座6，底座6安装在鞍座2的前侧面，也可以是鞍座2两边的侧面。具体地，底座6可以通过螺栓与鞍座2固定连接，也可以将底座6与鞍座2焊接在一起，只要能够实现底座6与鞍座2固定连接即可，本申请对底座6与鞍座2固定连接的连接方式不做具体限定。底座6上固定安装有伸缩机构8，伸缩机构8通过伸缩来调节检测机构12的高度，伸缩机构8固定连接活动支架7，检测机构12通过活动支架7支撑在底座6上。当半挂车4和牵引车5分离时，伸缩机构8因为没有压力作用处于伸长状态，伸缩机构8带动活动支架7将检测机构12顶出鞍座2平面，此时检测机构12是稍高于鞍座2上表面。当半挂车4与牵引车5组装在一起时，半挂车4的底板3转动安装在鞍座2，同时半挂车4的底板3也压在检测机构12上，检测机构12将来自底板3的压力传递给伸缩机构8，伸缩机构8在压力的作用下处于收缩状态，使检测机构12跟底板3相抵触，当半挂车4在转向时，半挂车4的底板3与检测机构12相对运动产生摩擦力，使检测机构12跟随半挂车4转动一起转动，以检测半挂车4和牵引车5的相对转动角度。因为检测机构12是通过底座6安装在鞍座2上的，鞍座2是固定在牵引车5上的，所以半挂车4需要进行更换时，检测机构12不需要进行更换，避免了检测机构12频繁拆装的问题，使半挂车4的转向角度检测更加方便，该角度检测装置适应性好，可以适用于所有的半挂车4。
在本申请一实施例中，伸缩机构8包括弹簧，弹簧的底端固定连接底座6。弹簧通过自身的弹性性能在外力的作用下发生形变，除去外力后又能恢复原状。在转向角度检测装置中，通过弹簧伸缩来调节活动支架7和检测机构12的位置。在没有半挂车4的压力时，弹簧将检测机构12顶出鞍座2平面，使检测机构12的位置高于鞍座2的上表面，当半挂车4压在检测机构12上时，弹簧收缩使检测机构12保持与半挂车4相抵触。通过弹簧伸缩来调节检测机构12的位置，使检测机构12能够与半挂车4相抵触，检测半挂车4的转向角度，同时当半挂车运动幅度过大时，弹簧的伸缩性能提供缓冲作用，防止检测机构12受到撞击。
在本申请一实施例中，检测机构12包括感应轮，感应轮构造为与半挂车4相抵触以随着半挂车4的转动而转动；其中，信号转换器1包括转轴101，转轴101与感应轮同轴转动，信号转换器1进一步构造为检测转轴101的转动角度。在半挂车4压在感应轮上时，感应轮与半挂车4相抵触，半挂车4在转动方向时，半挂车4的底板3与感应轮之间相对运动产生摩擦力，感应轮与转轴101同轴转动，信号转换器1用于测量转轴101的转动角度。在半挂车4压在感应轮上时，感应轮与半挂车4相抵触，半挂车4在转动方向时，半挂车4的底板3与感应轮之间相对运动产生摩擦力，感应轮与转轴101同轴转动，信号转换器1检测转轴101的转动角度。
在本申请一实施例中，感应轮通过限位销固定安装在转轴表面。在半挂车4压在感应轮上时，感应轮与半挂车4相抵触，半挂车4在转动方向时，半挂车4的底板3与感应轮之间相对运动产生摩擦力，感应轮通过限位销固定安装在转轴表面，感应轮带动转轴101转动。
在本申请一实施例中，活动支架7包括：第一支撑臂700和第二支撑臂701，第一支撑臂700和第二支撑臂701的底部固定连接伸缩机构8；其中，转轴101设置在第一支撑臂700和第二支撑臂701之间，并相对于第一支撑臂700和第二支撑臂701转动，信号转换器1进一步构造为检测转轴101相对于第一支撑臂700的转动角度。
如图3所示，活动支架7包括：第一支撑臂700和第二支撑臂701。第一支撑臂700底部固定连接伸缩机构8；第二支撑臂701的底部固定连接伸缩机构8。具体地，第一支撑臂700和第二支撑臂701底部都固定安装有伸缩机构8，伸缩机构8带动第一支撑臂700和第二支撑臂701伸缩，在半挂车4的底板3与牵引车5分开不接触时，伸缩机构8因为没有压力作用而处于伸长状态，伸缩机构8带动第一支撑臂700和第二支撑臂701将感应轮顶出鞍座2平面。当半挂车4与牵引车5组装一起时，半挂车4的底板3压在鞍座2上，同时半挂车4的底板3也压在感应轮上，感应轮是跟底板3相抵触的状态，底板3施加压力给感应轮，感应轮将接收到的压力传递给第一支撑臂700和第二支撑臂701，第一支撑臂700和第二支撑臂701使伸缩机构8在压力的作用下处于收缩状态。转轴101设置在第一支撑臂700和第二支撑臂701之间，转轴101与第一支撑臂700和第二支撑臂701转动连接，转轴101相对于第一支撑臂700和第二支撑臂701转动，当半挂车4在转向时，半挂车4的底板3与感应轮相对运动产生摩擦力，感应轮跟随半挂车4转动而转动，实现感应轮带动转轴101在第一支撑臂700和第二支撑臂701之间转动，信号转换器1检测转轴101相对于第一支撑臂700的转动角度。
应当理解，转轴101和第一支撑臂700、第二支撑臂701之间的转动连接可以通过孔轴配合方式连接，也可以通过其他方式转动连接，只要实现转动连接即可，本申请对转动连接的方式不做具体限定。
图4所示为本申请一实施例提供的角度检测装置安装位置的结构示意图。如图4所示，信号转换器1固定安装在第一支撑臂700上，且低于检测机构12与半挂车4相抵触的平面。当半挂车4与鞍座2分离时，检测机构12是稍高于鞍座2的上表面的。当半挂车4安装在鞍座2上时，检测机构12会在半挂车4的作用力下与半挂车4相抵触。在半挂车4颠簸、大幅度运动时，鞍座2与半挂车4的连接部位会因为撞击而造成损坏，因此将信号转换器1安装在第一支撑臂700上，且低于检测机构12与半挂车4相抵触的平面，可以减少底板3对信号转换器1的摩擦，在半挂车4运动幅度过大时，避免了底板3下表面对信号转换器1的撞击而造成损坏，从而延长了角度检测装置的使用周期。
在本申请一实施例中，还包括连接机构9，固定在半挂车4的底板3上，半挂车4通过连接机构9与牵引车5转动连接。半挂车4通过连接机构9转动连接牵引车5，实现了半挂车4在牵引车5的牵引下行驶，当牵引车5转弯时，半挂车4以连接机构9为圆心转动。
图5所示为本申请一实施例提供的鞍座的结构示意图。如图5所示，鞍座2中部开设有一圆形通孔，连接机构9为一圆销，圆销的一端固定安装在半挂车4的底板3的下表面，圆销的另一端插入通孔与鞍座2转动连接。
图6所示为本申请一实施例提供的鞍座的结构示意图。如图6所示，鞍座2是个可以摆动的马蹄形的耐磨钢板，并设置有u形板开口，半挂车4压力作用在鞍座2上，鞍座2中部开设有圆形通孔202，圆形通孔202周围固定安装有喇叭口牵引槽，圆形通孔202与连接机构9相配合设置，连接机构9在插入圆形通孔202时，u形板开口通过旋转到侧面，使圆销准确定位在圆形通孔202中，连接机构9在圆形通孔202内转动，从而实现半挂车4与鞍座2转动连接。在牵引车5行驶中，半挂车4以连接机构9为中心转轴实现转向。连接机构9可以为圆销，圆销的一端固定在半挂车4的底板3的下表面，只需要将圆销插入圆形通孔202内，圆形通孔202与圆销是相配合设置，圆销可在圆形通孔202内转动，即可实现半挂车4与牵引车5的转动连接，在牵引车5的牵引下，半挂车4可以实现转向。
在一实施例中，鞍座2包括一钩紧部201，钩紧部201勾住圆销。在半挂车4与牵引车5安装时，将半挂车4底板3上的圆销插入圆形通孔202内，即可实现半挂车4与牵引车5的转动连接，通过钩紧部201勾住圆销，即对圆销起到钩紧固定作用。
图7所示为本申请一实施例提供的半挂车转向角度检测装置的原理。如图7所示，圆销的销轴与检测机构12同轴设置。
具体地，半挂车4的底板3压在鞍座2上，同时半挂车4的底板3也压在检测机构12上，检测机构12是跟底板3相抵触的状态，底板3施加压力给检测机构12，检测机构12将接收到的压力传递给伸缩机构8，使伸缩机构8在压力的作用下处于收缩状态，检测机构12在伸缩机构8的带动下，始终保持与半挂车4的底板3相抵触的状态。当半挂车4在转向时，半挂车4的底板3与检测机构12相对运动产生摩擦力，使感应轮跟随半挂车4的转动而转动，进而将检测半挂车4相对牵引车5的相对转动角度，转化为测量感应轮相对转轴101的自转角度a，感应轮的半径r是已知的，感应轮的周长可得为2πr，根据公式a＝s/(2πr)，可以计算出半挂车4运动轨迹曲线的长度为s。因为圆销的销轴与检测机构12同轴设置，因此检测机构12距离半挂车4的圆销的销轴间距r为已知的固定值，当半挂车4转向时，半挂车4运动轨迹曲线的长度s已知，即可根据公式s＝πrθ/180，获得半挂车4与牵引车5的相对运动角度θ，即半挂车4的转向角度。
在本申请一实施例中，底座6包括安装部，安装部固定安装在鞍座2的侧面，安装部为v型结构。图8所示为本申请一实施例提供的鞍座的结构示意图。如图8所示，鞍座2的侧面没有固定安装部。如图4所示，v型结构的安装部固定安装在鞍座2的侧面。因为鞍座2的侧面厚度不够，检测机构12无法直接固定安装在鞍座2的侧面，所以在鞍座2的侧面固定连接安装部，在安装部上安装检测机构12。因为检测机构12下方设置有伸缩机构8，所以安装部设置为v型结构便于安装伸缩机构8。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种半挂车转向角度检测装置，其特征在于，包括：
检测机构，构造为与半挂车相抵触以随着半挂车的转动而转动，用于检测半挂车和牵引车的相对转动角度；以及
信号转换器，构造为将所述检测机构输出的相对转动角度转化为电信号。
2.根据权利要求1所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，还包括：
鞍座，所述鞍座固定安装在牵引车上，用于安装所述半挂车；
底座，所述底座固定安装在所述鞍座上，用于安装伸缩机构；
所述伸缩机构，固定安装在所述底座上，用于弹性支撑活动支架；以及
所述活动支架，固定连接所述伸缩机构，用于支撑所述检测机构。
3.根据权利要求2所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述伸缩机构包括弹簧，所述弹簧的底端固定连接所述底座。
4.根据权利要求2所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述检测机构包括感应轮，所述感应轮构造为与所述半挂车相抵触以随着所述半挂车的转动而转动；
其中，所述信号转换器包括转轴，所述转轴与所述感应轮同轴转动，所述信号转换器进一步构造为检测所述转轴的转动角度。
5.根据权利要求4所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述感应轮通过限位销固定安装在所述转轴表面。
6.根据权利要求4所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述活动支架包括：
第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的底部固定连接所述伸缩机构；
其中，所述转轴设置在所述第一支撑臂和所述第二支撑臂之间，并相对于所述第一支撑臂和所述第二支撑臂转动，所述信号转换器进一步构造为检测所述转轴相对于所述第一支撑臂的转动角度。
7.根据权利要求6所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述信号转换器固定安装在所述第一支撑臂上，且低于所述检测机构与所述半挂车相抵触的平面。
8.根据权利要求2所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，还包括连接机构，固定在所述半挂车的底板上，所述半挂车通过所述连接机构与所述牵引车转动连接。
9.根据权利要求8所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述鞍座中部开设有一圆形通孔，所述连接机构为一圆销，所述圆销的一端固定安装在所述半挂车的底板的下表面，所述圆销的另一端插入所述通孔与所述鞍座转动连接。
10.根据权利要求9所述的半挂车转向角度检测装置，其特征在于，所述圆销的销轴与所述检测机构同轴设置。
技术总结