傳感器技術在全自動洗車機中的應用

董翠翠

摘 要 新型傳感器的運用使洗車機產品性能進一步優化。文章介紹傳感器在一種往復式全自動洗車機中的運用，相較于傳統的洗車機，增加了傳感器的種類和數量，克服了單一種類的傳感器工作時控制系統必然會出現的一些技術缺陷，大大提高了洗車機的安全性和洗車效率。

關鍵詞 全自動洗車機 傳感器 檢測技術

中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A

0引言

市面上的車型多種多樣，全自動洗車機要想做到高性能洗車，首要的任務就是要識別車型，確定車輛的長度、寬度和高度。采用可靠地檢測方法，不僅可以精確判斷車的尺寸，而且還可以簡化控制中心執行指令的過程，提高運算速度，優化洗車效果。傳感器好比是人的眼睛，負責洗車的首要環節。當前傳感器種類多種多樣，性能差別也很大，選擇一種切實可靠的適合洗車作業的傳感器，既要經濟可靠，又要適應復雜環境，為安全高效洗車提供保證。

1洗車機傳感器技術的發展

全自動洗車機在中國的發展很緩慢，但是每一次發展都離不開傳感器技術的發展，洗車機最早利用的是接近傳感器技術。接近傳感器技術當時還不成熟，檢測精度和靈敏度都不高，使得洗車效果不好。長時間使用毛刷造成毛刷磨損，不能準確感應出車輛外形。洗車設備成本不高，但是后期維修費用巨大。

發展到第二代洗車機時，已經應用到電流傳感器來識別汽車的外形。控制中心根據電動機電流的變化量來控制刷子與車身之間的距離，以保證洗車質量。但是這種洗車機仍然存在一些缺陷，例如：電壓對電流產生影響造成傳感器精度不高。傳感器種類很少，在全自動洗車機中使用的更少，只能對一些簡單信息進行檢測，洗車機的性能還不完善。

第三代第四代洗車機分別使用了超聲波感應器和光電感應識別技術，性能遠遠高于前兩代洗車機。在洗車之前不接觸車輛已經通過傳感器判斷出了車身不同部位的高度，確定了車型之后才制定毛刷行走的路線，洗車程序才開始執行，大大提高了洗車機的安全性和洗車效率。

2傳感器的選型

本設計的全自動洗車機在市場已有洗車機技術的基礎上不僅增加了傳感器的數量和種類，還對一些控制方法做了改進。主要采用了超聲波測距傳感器、光電開關、電容式接近開關、磁性開關。

2.1超聲波測距傳感器

車輛駛入洗車機后首先要判斷車輛是否停在洗車機的中心位置，如果車輛偏向洗車機的某一側，將會造成兩側毛刷和車身的距離大小不一，出現一側毛刷與車身之間的壓力過大，而另一側毛刷與車身距離過遠造成洗車不干凈。

超聲波的振動頻率可以達到20KHZ以上，通過測量聲波從發射出去到接受回來的時間，就可以計算出發射點和被測物體之間的距離，從而判斷車輛是否停在洗車機的中心位置。為避免測量結果產生誤差，必須在洗車機的正確位置上安放超聲波傳感器，同時要保證傳感器安裝的角度，確保車刷與車身的最佳距離。

2.2光電傳感器

光電傳感器是用光電元件作為檢測元件，利用光電原理，將光信號的變化轉化為電信號的變化。這種檢測方法精度高、反應快，不需要和被測物接觸，經久耐用。紅外傳感器可以檢測的物體不僅包括金屬物質，而且還能檢測非金屬物質，對檢測面的顏色、粗糙度等都沒有要求，適合洗車機復雜的洗車環境。為了保護車輛，判斷車輛是否就位，本系統采用光電開關安裝在龍門架上用來檢測車頭和車尾的位置。

洗車機在做前后運動時，車身長度的判斷方法是通過安裝在洗車機大側刷前后的兩只紅外檢測開關來實現的。洗車機移動的過程中，對兩側開關的時序的影響，即可以判斷洗車機的頭尾的位置，依次來確定車身的長度，來控制洗車機前后運行的行程。

2.3電容式接近開關

電容式接近開關是一種比較特殊的開關，即可以控制運動物體的行程，又可以起到限位保護作用，是一種典型的非接觸式開關。電容式接近開關不僅可以檢測金屬材料，還可以檢測非金屬材料，電容式接近開關工作可靠、穩定性高，響應速度快，對環境條件要求不高，本洗車機選用一般電容式接近開關，適應洗車機復雜的工作環境，用于龍門架前后行走、頂刷和風管上下行走等這些驅動電機的行程保護。

2.4磁性開關

磁性開關作用接近開關一樣，可以用來檢測位移。和接近開關不同的是它利用的磁性物體接通電路。磁性物體靠近磁性開關時，由于磁性所產生的壓力接通開關內部的觸點，輸出信號給可編程控制器。本設計中，洗車機的大小側刷垂直于龍門架軌道的方向上左右運動由氣缸推動控制，用磁性開關檢測氣缸的控制狀態，依此判斷刷子位置，達到順序控制目的。

3小結

市面上洗車機種類繁多，性能、價格差異也很大。傳感器作為洗車機主要采集信號的設備，其種類的選擇直接影響到洗車機的性能和投入的成本。本文結合市場已有的洗車機傳感器的選用，闡述了傳感器在洗車機的動作過程中所起的作用，對洗車機毛刷的控制方法做了調整，選取更適合的傳感器，使洗車機的性能大大提高。

參考文獻

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