一种智能球头、应用方法及车辆与流程

本发明涉及新能源汽车和智能球头，特别涉及一种智能球头、应用方法及车辆。

背景技术：

1、汽车内部布满各类状态传感器，用以监测车辆状态和辅助车辆驾驶等功能。随着技术的进步，具备自我学习的智能化诊断系统也逐渐应用在汽车产品中，例如发动机、变速箱、智能座舱等等产品都实现的高度的自动诊断与自我反馈机制。汽车底盘系统结构复杂，叠加其开放式的工作环境，目前集成度还有待提升。当前基于角位移传感器的底盘高度监测存在集成度低、结构复杂、成本高等缺点，对汽车智能化水平、制造成本以及轻量化都带来不利影响。

2、目前我们新能源汽车越来越得到推广，并且出口到国外的数量大量增加，在新能源汽车领域，我们能够以此机会建立更多的标准。通过对车辆的底盘的球头结构改进、运动数据采集和功能整合，可以用来确定四轮的运动状况，能够用于知晓车辆底盘的状态，进而可以用于高阶的车辆底盘控制，如控制主动悬挂配套的主动减震设备，车辆灯光的控制和调节，雷达的测距调整，同时通过球头运动状态的分析，并通过gps记录位置，可以用于评价路面破损状况的评价，进而为路面工程维护提供基础信息，或者为导航或智能辅助加速提供避让或减速信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能球头、应用方法及车辆，通过对球头运动进行智能监测，为车辆的多种监测和调节功能提供支持。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种智能球头, 包括球头座和球头本体，所述球头座内部设有空腔，其能够容置球头本体，并使球头本体能够以其中心点为中心进行多角度摆动或转动，所述球头座连接有连杆，球头本体上连接有连接柱，所述球头本体嵌入布置有永磁体，所述球头座或连接柱上布置多个磁传感器。

4、进一步的，所述球头座上布置有多个霍尔传感器。

5、进一步的，在所述球头座上布置有至少三个霍尔传感器，其中第一霍尔传感器布置在永磁体的直线对应处，第二霍尔传感器和第三霍尔传感器等高布置在永磁体的上方位置，该高度与球头关节垂直方向的最大转动角度位置对应，三个霍尔传感器均向球头本体中心点方向布置。

6、进一步的，所述连接柱上布置有磁记忆传感器。

7、进一步的，所述磁记忆传感器布置在连接柱的颈部上端位置，并处于永磁体相对的反面位置。

8、进一步的，所述球头座与球头本体之间布置有耐磨部，所述耐磨部的材料为pom（聚甲醛树脂）材料。

9、一种智能球头的应用方法，包括一种路面状况的评价方法，所述一种路面状况的评价方法，包括：

10、s1在车辆底盘上应处布置上述智能球头，通过第二霍尔传感器和第二霍尔传感器获取球头本体的水平方向转动角度信号，并结合第一霍尔传感器获取垂直方向转动角度信号；

11、s2通过垂直方向转动角度信号，并依据连杆长度，获取该车轮的实时高度值；

12、s3将实时高度值置入时间轴，绘制车轮的高度时间轴参考图；

13、s4对高度时间轴参考图进行处理，获取垂直方向的加速度值；

14、s5依据加速度值，当加速度值的变化特征与预设特征相匹配时，判断路面存在缺陷；

15、s6通过定位系统记录路面缺陷的位置点。

16、进一步的，在步骤s5中，依据加速度值的变化特征，当车轮高度存在快速上行特征时，判断路面为隆起缺陷，当车轮高度存在快速下行特征时，判断路面为凹坑缺陷，当车轮高度存在连续快速上行和下行特征时，判断路面为连续破损缺陷。

17、进一步的，在步骤s6中，通过gps定位系统，记录路面缺陷的位置点后，通过车辆的车机系统，将缺陷的位置点和缺陷情况发送至服务器，服务器依据多辆车辆的汇报情况，对指定路面完成缺陷位置点的标注操作。

18、一种车辆，包括上述一种智能球头。

19、本方案一种智能球头，在球头内部布置有永磁体和多个磁传感器，用于监测球头的运动情况和使用情况，其中在霍尔传感器，用来监测球头的转动情况，进入用于判断车轮的高低情况，首先永磁体和霍尔传感器的体型均为微小结构，故不会影响球头原有的结构和使用功能，同时永磁体和霍尔传感器之间通过对磁场的感应而获取转动角度数据，其不存在机械连接结构，故也不影响球头原有的结构和使用功能，并且通过霍尔传感器结构布置，大大提高实时角度值的准确度，提高测量的精准度和采集性能；

20、通过在连接柱上布置有磁记忆传感器，充分利用了球头金属内部的磁记忆效应，以铁磁性金属构件内部的应力集中区，对微观缺陷和早期失效和损伤等进行诊断，防止突发性的疲劳损伤，用于监测和评估球头的使用状况，并防止发生意外断裂的等情况；

21、本方案一种路面状况的评价方法，其中一种路面状况的评价方法，通过在球头关节中布置磁传感器，用来监测球头的转动情况，从而可以分析车辆车轮的运动情况，由于车轮运行至隆起路面或者凹坑路面时，车轮在减震器的作用下，均会发生快速的上行或下行运动，故本方案通过对球头的运动进行数据采集，进入反推路面状况，具有结构合理、运算简单和反馈精准的特点，并在大量的数据记录下，实现多种道路的路况缺陷的标注操作，并可为路政等部门提供维护提醒操作，或者为导航或智能辅助加速提供避让或减速信息，以对其他路经车辆提供警示或规避操作，从而实现更大的社会价值。

技术特征：

1.一种智能球头, 包括球头座和球头本体，所述球头座内部设有空腔，其能够容置球头本体，并使球头本体能够以其中心点为中心进行多角度摆动或转动，所述球头座连接有连杆，球头本体上连接有连接柱，其特征在于：所述球头本体嵌入布置有永磁体，所述球头座或连接柱上布置多个磁传感器。

2.根据权利要求1所述的一种智能球头,其特征在于：所述球头座上布置有多个霍尔传感器。

3.根据权利要求2所述的一种智能球头,其特征在于：在所述球头座上布置有至少三个霍尔传感器，其中第一霍尔传感器布置在永磁体的直线对应处，第二霍尔传感器和第三霍尔传感器等高布置在永磁体的上方位置，该高度与球头关节垂直方向的最大转动角度位置对应，三个霍尔传感器均向球头本体中心点方向布置。

4.根据权利要求1所述的一种智能球头,其特征在于：所述连接柱上布置有磁记忆传感器。

5.根据权利要求4所述的一种智能球头,其特征在于：所述磁记忆传感器布置在连接柱的颈部上端位置，并处于永磁体相对的反面位置。

6.根据权利要求1所述的一种智能球头,其特征在于：所述球头座与球头本体之间布置有耐磨部，所述耐磨部的材料为pom材料。

7.一种智能球头的应用方法，其特征在于：包括一种路面状况的评价方法，所述一种路面状况的评价方法，包括：

8.根据权利要求6所述的一种智能球头的应用方法，其特征在于：在步骤s5中，依据加速度值的变化特征，当车轮高度存在快速上行特征时，判断路面为隆起缺陷，当车轮高度存在快速下行特征时，判断路面为凹坑缺陷，当车轮高度存在连续快速上行和下行特征时，判断路面为连续破损缺陷。

9.根据权利要求6所述的一种智能球头的应用方法，其特征在于：在步骤s6中，通过gps定位系统，记录路面缺陷的位置点后，通过车辆的车机系统，将缺陷的位置点和缺陷情况发送至服务器，服务器依据多辆车辆的汇报情况，对指定路面完成缺陷位置点的标注操作。

10.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1至6任意一项所述的一种智能球头。

技术总结
本发明公开了本方案一种智能球头、应用方法及车辆，其中一种路面状况的评价方法，通过在球头关节中布置磁传感器，用来监测球头的转动情况，从而可以分析车辆车轮的运动情况，由于车轮运行至隆起路面或者凹坑路面时，车轮在减震器的作用下，均会发生快速的上行或下行运动，故本方案通过对球头的运动进行数据采集，进入反推路面状况，具有结构合理、运算简单和反馈精准的特点，并在大量的数据记录下，实现多种道路的路况缺陷的标注操作，并可为路政等部门提供维护提醒操作，或者可以为导航地图提供标注点，以对其他路经车辆提供警示或规避操作。

技术研发人员：朱惠全,祁建良,沈永祥,沈仙强,陈龙,朱军峰
受保护的技术使用者：索密克汽车配件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27