技术领域
[0001] 本实用新型涉及里程传感器技术领域，具体涉及一种用于出租车计价器防作弊的里程传感器。
相关背景技术
[0002] 出租车计价器，是一种用于对出租车的行驶里程、行驶时间、行驶时段等因素进行统计，并结合对应的计算公式计算得到乘客应付车费的装置，其在计价过程中，往往需要用到多种传感器配合来共同得出车费，比如，通过里程传感器来实现较为准确的里程检测效果。
[0003] 现有技术中，通常会采用霍尔传感器或光电传感器连接变速箱来实现对里程的记录过程。
[0004] 比如，中国专利CN200820020346.8公开了一种磁感应式车速里程表，其特征是：磁阻环与变速箱的转轴轴向固定连接，霍尔传感器与磁阻环形成电磁配合，指示器与霍尔传感器电连接。本方案磁组环连接在汽车变速箱上，汽车行驶时，变速箱转轴带动磁组环转动，对霍尔元件形成一个变化的磁场感应，当车轮开始转动时，霍尔效应传感器开始产生一连串的信号，脉冲的个数将随着车速增加而增加，但位置的占空比在任何速度下保持恒定不变，同时霍尔传感器产生的一系列脉冲信号反映到指示器上，即显示了车辆的运行速度。
[0005] 再比如，中国专利CN201120261642.9公开了一种非接触式车速里程传感器，包括螺杆，在螺杆的端部设置霍尔元件，所述霍尔元件装在汽车变速箱上非接触式正对着变速箱的齿轮，螺杆的另一端部设置与外部汽车仪表及其它车内部件相连的接插件。螺杆呈中空状，其内设置一PCB板，PCB板连接霍尔元件，并且PCB板直连霍尔元件直达螺杆顶端，与螺杆顶端紧密配合。采用霍尔集成电路设计，无接触地捕捉齿轮的转动信号，取消了传统速度传感器软轴和机械转轴设计，从根本上解决了车速里程传感器的故障率。并且，在减少了故障率的同时大大减轻了维修的成本。
[0006] 但是，在实际实施过程中，发明人发现，该类技术方案通常是将通用的里程计接入至计价器中产生对应的里程信号，其对于防作弊层面的设计相对不足。少数考虑到防作弊需求的方案，比如中国专利202121279700.0也主要是侧重于对外加装脉冲信号这类作弊方案的检测，并未涉及到防止里程计的内部结构被篡改的问题。实用新型内容
[0007] 针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种用于出租车计价器防作弊的里程传感器。
[0008] 具体技术方案如下：
[0009] 一种用于出租车计价器防作弊的里程传感器，包括壳体，所述壳体内设置相互耦合的检测装置和线路板，所述检测装置与外部的变速箱传动轴传动连接以使得所述线路板获取并输出所述变速箱传动轴的转速，所述线路板包括第一线路区域、预折断部和第二线路区域；
[0010] 所述第一线路区域与所述检测装置耦合，所述第二线路区域经由所述预折断部上的线路与所述第一线路区域电性连接，所述第二线路区域上设置有输出端口，所述输出端口与外部的功能电路电性连接；
[0011] 所述壳体的第一端设置有端盖，所述端盖上开设有线路板安装槽，所述预折断部卡设在所述线路板安装槽上，以使得所述第一线路区域位于所述壳体的内部并与所述壳体连接固定、所述第二线路区域位于所述壳体的外部，并固定所述第一线路区域；
[0012] 所述壳体的第一端在所述端盖的外侧安装有上盖，所述上盖包裹所述端盖和所述第二线路区域；
[0013] 所述第二线路区域与所述上盖的内表面固定连接；
[0014] 当拧动所述里程传感器时，所述第二线路区域与所述第一线路区域反向转动，以使得所述预折断部折断。
[0015] 另一方面，所述检测装置包括：
[0016] 传动轴，所述传动轴的下端部穿过所述壳体的第二端与外部的变速箱输出轴传动连接；
[0017] 所述传动轴的上端部设置有磁铁装置，所述第一线路板区域上安装有霍尔元件，所述霍尔元件与所述磁铁装置耦合以获取所述变速箱输出轴的转速。
[0018] 另一方面，所述传动轴包括：
[0019] 转轴，所述转轴呈长立方体状，所述转轴的第一端与所述变速箱传动轴通过传动部件传动连接；
[0020] 所述转轴的第二端依次设置有第一圆台和第二圆台，所述第二圆台的直径大于所述第一圆台；
[0021] 所述第一圆台为实心圆台，所述第二圆台呈空心圆筒状，所述第二圆台的底面接触所述第一圆台；
[0022] 所述第二圆台的内壁设置有对向设置的两个磁铁安装座，所述磁铁安装座中分别设置有第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁的磁性方向相反。
[0023] 另一方面，所述上盖呈空心圆筒状，所述上盖的外壁依次设置有六角棱台、圆柱状手柄和固定区域，所述圆柱状手柄的外侧设置有防滑纹路；
[0024] 所述线路板的第二线路区域在靠近所述上盖的一侧加工有一对让位切口以形成凸出部，所述凸出部伸入所述上盖的空心区域；
[0025] 当所述上盖安装至所述壳体后，所述空心区域中注入密封胶以固定所述第二线路区域和所述上盖。
[0026] 另一方面，所述端盖呈圆盘状，所述端盖的边缘设置有端盖凸起，所述端盖凸起的外缘与所述壳体的内壁相抵并固定；
[0027] 所述端盖靠近所述壳体内侧面，沿所述线路板安装槽的两侧分布有线路板夹持块，所述线路板夹持块分别与所述第一线路区域的两面相抵，以限制所述第一线路区域的旋转。
[0028] 另一方面，所述壳体内还设置有变速箱固定套，所述变速箱固定套固定在变速箱壳体上，并使得所述检测装置穿过；
[0029] 所述壳体的第一端的内壁和所述变速箱固定套的上端外壁分别设置有匹配的螺纹，以使得所述壳体通过螺纹安装在所述变速箱固定套上；
[0030] 所述变速箱固定套的上端部还设置有线路板挡板，所述线路板挡板卡设在所述线路板的所述第一线路区域上下两面；
[0031] 当所述壳体被拧动时，所述线路板挡板阻止所述第一线路区域转动。
[0032] 另一方面，所述壳体的第一端的下端面和所述变速箱固定套的上端面设置有一对相互匹配的啮合齿，以使得所述壳体被限制为单向旋入。
[0033] 另一方面，所述变速箱固定套的下端面设置有变速箱螺丝，所述变速箱固定套通过所述变速箱螺丝固定在所述变速箱壳体上。
[0034] 上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0035] 针对现有技术中对出租车的里程计的防拆卸设计不足，难以避免里程计被拆解的问题，本方案中引入了上述的结构，针对线路板的区域设计了预折断部，并将其卡设在端盖的线路板安装槽上，使得线路板的第一线路区域和第二线路区域分别设置在端盖的两面并进行固定。当需要对里程计进行拆卸时，拧动壳体试图拆卸里程计的动作会导致第一线路区域或第二线路区域被带动从而产生相对旋转，预折断部被拧断，使得里程计后续无法输出对应的数据，避免了里程计被拆卸后篡改的风险。
具体实施方式
[0046] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0047] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0049] 附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
[0050] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0051] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
[0052] 本实用新型包括：
[0053] 一种用于出租车计价器防作弊的里程传感器，如图1和图2所示，包括壳体1，壳体内设置相互耦合的检测装置2和线路板3，检测装置2与外部的变速箱传动轴传动连接以使得线路板3获取并输出变速箱传动轴的转速；
[0054] 如图3所示，线路板3包括第一线路区域31、预折断部32和第二线路区域33；
[0055] 第一线路区域31与检测装置2耦合，第二线路区域33经由预折断部32上的线路与第一线路区域31电性连接，第二线路区域33上设置有输出端口，输出端口与外部的计价器电性连接；
[0056] 壳体1的第一端设置有端盖4，端盖4上开设有线路板安装槽41，预折断部32卡设在线路板安装槽41上，以使得第一线路区域31位于壳体1的内部并与壳体1连接固定、第二线路区域33位于壳体1的外部，并固定第一线路区域31；
[0057] 壳体1的第一端在端盖4的外侧安装有上盖5，上盖5包裹端盖4和第二线路区域33；
[0058] 第二线路区域33与上盖5的内表面固定连接；
[0059] 当拧动里程传感器时，第二线路区域33与第一线路区域31反向转动，以使得预折断部32折断。
[0060] 具体地，针对现有技术中对出租车的里程计的防拆卸设计不足，难以避免里程计被拆解的问题，本方案中引入了上述的结构，针对线路板的区域设计了预折断部32，并将其卡设在端盖的线路板安装槽41上，使得线路板的第一线路区域31和第二线路区域33分别设置在端盖3的两面并进行固定，其中，第一线路区域31可通过粘胶、内壁卡扣、挡板等方式在壳体1中被限位，第二线路区域33被上盖5包裹，并通过粘胶、内壁卡扣、挡板等方式在上盖5的内侧被固定。
[0061] 当需要对里程计进行拆卸时，拧动壳体试图拆卸里程计的动作会导致第一线路区域31或第二线路区域33被带动从而产生相对旋转，预折断部32变形被拧断，从而使得线路板3上的线路断裂，里程计后续无法正常工作并输出对应的数据，避免了里程计被拆卸后篡改的风险。
[0062] 在实施过程中，上述的里程传感器主要是固定在变速箱上，以使得检测装置2可以与变速箱的输出轴传动连接。检测装置2和线路板3之间是耦合关系，检测装置2随着变速箱的输出轴的转动而转动，从而输出对应的信号被线路板3上的元件感测到。根据实施例的不同，检测装置2输出的信号可以是光信号、磁信号或其他类似原理的信号。
[0063] 比如，检测装置2上沿圆周粘贴了至少一个反光标识或发光二极管，其能够随着转动周期性产生光信号，线路板3上特定位置设置了一个光敏器件，能够检测光信号并处理成对应的电信号并进行输出。
[0064] 再比如，在另一个实施例上，检测装置2的上沿设置了磁铁，线路板3上特定位置设置了一个霍尔元件，随着周期性的转动霍尔元件能够检测到磁铁产生的磁场，从而产生对应的电信号并输出。
[0065] 在一个实施例中，如图1所示，检测装置2包括：
[0066] 传动轴21，传动轴21的下端部穿过壳体的第二端与外部的变速箱输出轴传动连接；
[0067] 传动轴21的上端部设置有磁铁装置22，第一线路板区域31上安装有霍尔元件，霍尔元件与磁铁装置22耦合以获取变速箱输出轴的转速。
[0068] 具体地，为实现较好的检测效果，本实施例中，选择了将壳体1设置成一个空心圆筒状，传动轴21自壳体1的底部伸出与变速箱输出轴传动连接，并随着变速箱输出轴的转动而转动。传动轴21的上端部设置有磁铁装置22，磁铁装置22随着传动轴21的转动而转动，从而使得第一线路板区域31上的霍尔元件感测到磁铁装置22产生的磁场并转化得到周期性的电信号。通过对电信号的占空比、周期等信息进行提取，容易计算得到变速箱输出轴的转速，并进一步结合轮胎参数计算得到行驶里程。该过程属于较为常见的现有技术，在此不加以赘述。
[0069] 作为可选的实施方式，霍尔元件与磁铁装置22之间被配置了特定的间隙，还通过调整霍尔元件的触发灵敏度来避免被外部干扰信号触发。
[0070] 在一个实施例中，如图4所示，传动轴21包括：
[0071] 转轴211，转轴211呈长立方体状，转轴211的第一端与变速箱传动轴通过传动部件传动连接；
[0072] 转轴211的第二端依次设置有第一圆台212和第二圆台213，第二圆台213的直径大于第一圆台212；
[0073] 第一圆台212为实心圆台，第二圆台213呈空心圆筒状，第二圆台213的底面接触第一圆台211；
[0074] 第二圆台213的内壁设置有对向设置的两个磁铁安装座214，磁铁安装座214中分别设置有第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁的磁性方向相反。
[0075] 具体地，为实现较好的检测效果，本实施例中，对传动轴21的结构进行了调整，设置了一个呈长立方体状的转轴211，该转轴211呈四角形，插入至对应的传动部件中以随着变速箱输出轴转动。转轴211的第二端依次设置有直径依次增大的第一圆台212和第二圆台213，第一圆台212作为过渡段和第二圆台213的内底面使用，第二圆台为空心圆筒状，内壁设置有对向设置的两个磁铁安装座214，第一磁铁和第二磁铁的磁力线方向与转轴211平行插入至磁铁安装座214中，但第一磁铁和第二磁铁的磁性方向相反，比如第一磁铁的N极靠外、第二磁铁的S极靠外。通过该设置使得霍尔元件在一个周期中可依次检测到相反的两个磁场方向，提高检测的准确度。
[0076] 在一个实施例中，如图5所示，上盖5呈空心圆筒状，上盖5的外壁依次设置有固定区域51、圆柱状手柄52和六角棱台53，所述固定区域51套入所述壳体1的第一端并固定，圆柱状手柄52的外侧设置有防滑纹路，所述六角棱台53与外部的接插件固定连接；
[0077] 线路板3的第二线路区域33在靠近上盖5的一侧加工有一对让位切口34以形成凸出部，凸出部伸入上盖5的空心区域中；
[0078] 六角棱台53的内部位于空心区域的上方设置有空心挡板54，线束经由空心挡板54中的孔洞引出；
[0079] 当上盖5安装至壳体后，空心区域中通过空心挡板54上的孔洞注入密封胶以固定第二线路区域33和上盖5。
[0080] 具体地，为实现较好的固定效果，本实施例中，在壳体1的第一端外围设置了用于包裹第二线路区域33的上盖5结构，该上盖5呈空心圆筒状，其中一端设置了固定区域51，固定区域51的外壁设置有对应的卡扣，可以套接在壳体1的第一端的内壁并卡住，同时，第二线路区域33的凸出部伸入空心区域中。此时，上盖5包裹了端盖4和线路板3，线路板3的第二线路区域33的凸出部伸入空心区域中，同时其输出端子和线束经由空心挡板54中的孔洞引出，与外部的连接器连接。连接器的接头可套接在六角棱台53外。在套接接头之间，通过对空心挡板54中的孔洞注胶来实现对空心区域的封闭，提高拆解难度的同时，将线路板3和上盖5胶合固定，使得传感器被拧动时，扭矩会传到至线路板3上造成预折断部32折断。
[0081] 在一个实施例中，如图6所示，端盖4呈圆盘状，端盖4的边缘设置有端盖凸起42，端盖凸起42的外缘与壳体1的内壁相抵并固定；
[0082] 端盖4靠近壳体内侧面，沿线路板安装槽41的两侧分布有线路板夹持块43，线路板夹持块43分别与第一线路区域31的两面相抵，以限制第一线路区域31的旋转。
[0083] 具体地，为实现对第一线路区域31较好的固定，以便于在拆卸传感器的过程中折断预折断部32，本实施例中，还对端盖4的结构进行了调整。其中，端盖4呈圆盘状，边缘设置有端盖凸起42，端盖凸起42的外缘与壳体1的内壁相抵并固定，此处可通过卡扣或粘胶的方式进行固定。同时，线路板安装槽41的两侧分布有线路板夹持块43，该线路板夹持块43体现为与端盖4的平面凸出的一个长立方体结构，其相对的内壁分别夹持线路板3的上下两面，以实现对第一线路区域31的固定。当传感器被拆卸时，端盖3通过线路板夹持块43分别与第一线路区域31的两面相抵，以限制第一线路区域31的旋转，以使得扭矩能够被正确施加在预折断部32上。
[0084] 在一个实施例中，如图7所示，壳体1内还设置有变速箱固定套6，变速箱固定套6固定在变速箱壳体上，并使得检测装置2穿过；
[0085] 壳体1的第一端的内壁和变速箱固定套6的上端外壁分别设置有匹配的螺纹，以使得壳体1通过螺纹安装在变速箱固定套6上；
[0086] 变速箱固定套6的上端部还设置有线路板挡板61，线路板挡板61卡设在线路板的第一线路区域31上下两面；
[0087] 当壳体1被拧动时，线路板挡板61阻止第一线路区域31转动。
[0088] 具体地，为实现较好的防拆卸效果，本实施例中，在壳体1的第二端内还套接了一个变速箱固定套6。
[0089] 该变速箱固定套6呈空心圆筒状，其底部设置有变速箱螺丝，大致呈六角形，其与变速箱上设置的安装孔相互匹配以使得变速箱固定套6能够被安装在上面，同时不会发生旋转。其内部容纳有检测装置2和对应的传动结构，能够实现对其的包裹、保护，避免被拆解。
[0090] 在此基础之上，通过将壳体1依照螺纹拧入变速箱固定套6，使得壳体1能够被固定在变速箱外壳上。然后，依照变速箱固定套6上的线路板挡板61的开口方向，放入线路板3和卡设在线路板3上的端盖4。其中，线路板挡板61为依照变速箱固定套6的圆周方向向上设置的突出部位，包括两块挡板，中间设置有可容纳第一线路区域31的开口。然后，将端盖4与壳体1固定连接。
[0091] 此时，端盖4、线路板3和壳体1连成一体，当拧动壳体1时，第一线路区域31在转过特定的角度后会与线路板挡板61相抵。此时若进一步施加扭矩，则线路板3会受到线路板挡板61上产生的反扭矩，在端盖4的作用下使得预折断部32发生断裂，避免了拆卸篡改后恢复的可能性。
[0092] 在一个实施例中，壳体1的第一端的下端面和变速箱固定套6的上端面设置有一对相互匹配的啮合齿，以使得壳体1被限制为单向旋入。
[0093] 具体地，为实现较好的防拆卸效果，本实施例中，还在壳体1的第一端的下端面和变速箱固定套6的上端面设置有一对相互匹配的啮合齿，该啮合齿在截面大致呈梯形，一面为斜面另一面为直面。当壳体1拧入变速箱固定套6时，通过斜面相抵来使得啮合齿正向通过。
[0094] 当试图对传感器进行拆卸时，啮合齿反向转动，直至直面相抵，从而阻碍了壳体1反向拧出，增加了拆解的难度。
[0095] 为实现对信号层面较好的处理效果，以避免外加干扰作弊，本实施例中，还采用了以下技术手段来避免篡改。
[0096] 在一个实施例中，如图8所示，线路板3上还设置有防作弊霍尔传感器3A，防作弊霍尔传感器3A在检测装置的端面上的投影位置与霍尔元件3B在检测装置2的端面上的投影位置不同；
[0097] 线路板上设置有处理电路3C，处理电路3C分别连接防作弊霍尔传感器3A和霍尔元件3B；
[0098] 当防作弊霍尔传感器3A被外部磁场触发时，防作弊霍尔传感器3A输出作弊检测脉冲；
[0099] 当霍尔元件3B被外部磁场触发时，霍尔元件3B输出里程检测脉冲；
[0100] 处理电路3C仅在未接收到作弊检测脉冲时，对里程检测脉冲进行计数以确定里程。
[0101] 具体地，为实现防作弊过程，本实施例中，在线路板3上还设置有防作弊霍尔传感器3A，该防作弊霍尔传感器3A在检测装置的端面上的投影位置与霍尔元件3B在检测装置2的端面上的投影位置不同。
[0102] 随着检测装置2的转动，磁铁装置22在检测装置2的端面上转动，其产生的磁场周期性通过防作弊霍尔传感器3A和霍尔元件3B，以使得防作弊霍尔传感器3A和霍尔元件3B依次产生对应的脉冲信号。通常情况下，由于安装位置不同，防作弊霍尔传感器3A和霍尔元件3B产生的脉冲信号在时序上会错开，处理电路3C可对霍尔元件3B输出的里程检测脉冲的占空比等信息进行处理，从而得到对应的里程计数结果。
[0103] 但是，当对传感器施加外部磁场干扰进行里程篡改时，外加磁场通常具有较大的覆盖范围，会使得防作弊霍尔传感器3A持续产生作弊检测脉冲，从而对处理电路2中的里程计算程序进行去使能。此时，处理电路2不再依照里程检测脉冲进行里程计算，避免了作弊的可能性。
[0104] 在一个实施例中，防作弊霍尔传感器3A的灵敏度高于霍尔元件3B的灵敏度。
[0105] 具体地，为实现较好的防作弊效果，本实施例中，对防作弊霍尔传感器3A和霍尔元件3B的灵敏度进行了配置，通过设置防作弊霍尔传感器3A的灵敏度高于霍尔元件3B的灵敏度来实现对外加磁场较好的检测效果。同时，由于防作弊霍尔传感器3A在检测装置的端面上的投影位置与霍尔元件3B在检测装置2的端面上的投影位置不同，因此其灵敏度较高不会影响正常的脉冲计数。
[0106] 在一个实施例中，磁铁装置22包括对向相反设置的第一磁铁和第二磁铁，霍尔元件3B为双极霍尔开关。此时当传动轴21转动时，S极磁铁靠近双极霍尔开关时开关工作输出低电平并锁存，转动到当N极磁铁靠近双极霍尔开关时开关释放输出高电平并锁存，当处理器检测到这个完整过程为一个脉冲。双极霍尔传感器工作点73GS，释放点‑73GS配合传动轴上的磁铁使工作距离控制在2‑5毫米之间。而防作弊检测霍尔工作点正负60GS灵敏度高于双极霍尔传感器
[0107] 在一个实施例中，如图9所示，线路板3上设置有安全芯片3D，安全芯片3D生成密钥对，并基于密钥对向计价器7发送加密证书文件；
[0108] 计价器7依照密钥对中的公钥对加密证书文件进行解密以获得证书文件；
[0109] 处理电路3C依照证书文件对新生成的里程信号进行签名并发送至计价器，计价器7依照证书文件对签名进行验证。
[0110] 具体地，为实现数据传输过程中较好的加密效果，本实施例中，在线路板3上设置有安全芯片3D。在开始计价前，安全芯片3D生成密钥对，包括公钥和私钥。随后，安全芯片3D将公钥传递至母卡，母卡用私钥对公钥进行签名作为第一证书并返回至安全芯片3D。基于该第一证书，安全芯片3D生成加密证书文件，并由母卡将公钥传递至计价器7中。基于上述设置，可对里程信号进行签名验证后发送至计价器中，避免了篡改作弊的问题。
[0111] 以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
