口连接位置检测电路的输出口即集成槽型光耦传感器模块的输入端，本发明使用现有的集成槽型光耦传感器，当有遮挡时输出高电平，无遮挡时输出低电平，输出状态可通过指示灯显示，输出低电平时，指示灯点亮，输出高电平时，指示灯熄灭。
[0068]本发明的工作原理如下:
[0069]当车辆行驶在雪地上，突遇紧急状况，需要快速制动时，司机需要按下紧急制动按钮键S3，当电控系统中的单片机接收到这个信号时，单片机P3.0引脚变为低电平，当单片机查询到P3.0为低时，单片机通过Pl 口输出相应的脉冲序列到步进电机驱动芯片ULN2003使拔插销组件中的步进电机11正转一圈，带动I号锥齿轮12开始旋转，从而带动2号锥齿轮13开始转动；由于2号锥齿轮13的中心为螺纹结构，和螺杆14上半部分的螺纹相配合，通过螺纹结构使螺杆14向上运动，将螺杆14从盒体6的孔15中拔出，从而防滑垫3上端的矩形钢片4也脱离了螺杆14 ;在弹簧9的回缩的力的带动下，防滑垫3开始向下运动。防滑垫3下末端从盒体6出来，防滑垫3的前端触地时会自然弯曲，由于防滑垫3的自然形状是有一定的弯曲度的，所以防滑垫3会在比较平整的冰面上很顺利的弯向车轮8的一侧，当防滑垫3全部出来时由于车轮8的运动，车轮会压在防滑垫3上，防滑垫3全部运动出来时上末端的I号卡槽I和盒体6的卡槽相互咬在一起，使防滑垫3停止运动。防滑垫3外侧和路面实现了大阻力摩擦，此时完成应急停车，能在很短的距离内完成刹车。拖行时产生的十分大的力主要由两个卡槽转移到盒体6和大阻力防滑垫3的碳钢层302上。
[0070]在紧急状况解除后，需要回收防滑垫3时，按下回收建S4时，单片机P3.1引脚变为低电平，单片机通过P20 口输出一低电平给继电器，使继电器吸合，通过倒车，使车轮8反转，转速与车轮8的转速相适应，低速运转。通过2号直齿轮18带动I号直齿轮17转动，然后带动转轴16开始旋转，转轴16旋转开始卷柔软钢丝绳，钢丝绳拉动防滑垫3上末端向上运动，在防滑垫3运动到终止位置时，光幕传感器中的挡光片5会进入传感器的挡光槽中，产生一个信号，由单片机接收后传给拔插销组件的步进电机11 一个指令，步进电机11反转，通过2号锥齿轮13，使螺杆14向下运动，进入上末端和盒体6的孔15和矩形钢片4上销孔，固定防滑垫3即可，当防滑垫3转回初始位置时，槽型光电开关TLP521的光被遮挡，输出一高电平到单片机，单片机收到这一信号后，一方面控制P20输出高电平使继电器断开，控制直流电机19停止转动，另一方面通过Pl 口输出相应的脉冲序列到步进电机11驱动芯片使步进电机11反转一圈，此时整个应急装置的应急处理完成。
【主权项】
1.一种车用雪天防滑应急装置，该装置包括执行机构和电控系统，其特征在于，该装置固定安装在车轮上方叶子板内衬处，还包括防滑垫(3);所述的防滑垫(3)固定在执行机构中；所述的电控系统与执行机构电连接；所述的防滑垫(3)依次包括不锈钢上表面层(1)、碳钢层(2)和橡胶下表面层(3)，所述的不锈钢上表面层(I)与碳钢层(2)焊接；所述的碳钢层(2)与橡胶下表面层(3)粘接；所述的不锈钢上表面层(1)、碳钢层(2)和橡胶下表面层(3)的四个角和中心通过铆钉进一步固定；所述的不锈钢上表面层(I)与轮胎接触；所述的橡胶下表面层(3)与地面接触并且镶嵌有钢钉(4);所述的钢钉(4)长度为55mm，排列密度为3颗/dm3，排列方式为前箭头排列，钢钉(4)连线与轮胎中轴线成40°角；所述的钢钉(4)下方呈圆锥形，竖直时锥面与水平面呈35°角。2.根据权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，执行机构包括垫子存放盒、拔插销组件和垫子回收组件；所述的拔插销组件设置在垫子存放盒的正上方与垫子存放盒紧贴采用螺栓固定；所述的垫子回收组件设置在插拔销组件的后方与插拔销组件紧贴采用平板螺栓固定。3.根据权利要求2所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的垫子存放盒包括滑动轴(2)、矩形钢片(4)、弹簧(9)和盒体￠);所述的滑动轴(2)、矩形钢片(4)、弹簧(9)均安放在盒体(6)内；所述的滑动轴(2)贯穿防滑垫(3)的一端；所述的盒体(6)左右前后均有开槽；所述的盒体(6)的上、下两端开有孔(15)，盒体(6)的前端下方为防滑垫(3)下滑的出口(10);所述的弹簧(9)有两根，分别放置在防滑垫(3)下端左、右两侧，弹簧(9)上端连在滑动轴(2)上，弹簧(9)的下端连在盒体(6)上的防滑垫(3)出口(10)处；所述的矩形钢片(4)与防滑垫(3)的上端水平固定连接，其上开有一个能与销相配的孔，前端固连有挡光片(5);所述的滑动轴(2)的下方有一个固连在防滑垫(3)上的I号卡槽(I);所述的盒体(6)的下端靠近防滑垫(3)出口(10) 10mm处有一个2号卡槽；所述的I号卡槽(I)和2号卡槽相对且能相互固定；所述的垫子存放盒中有传感器、挡光槽；挡光槽在防滑垫(3)上末端平时固定时所在的位置，装置不工作时防滑垫(3)上的挡光片(5)位于挡光槽中；所述的I号卡槽(I)由两个长度为15mm互成90°的钢片构成；所述的2号卡槽(2)由两个长度为15mm互成90°的钢片构成。4.根据权利要求2所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的拔插销组件包括I号锥齿轮(12)、2号锥齿轮(13)和步进电机(11);所述的I号锥齿轮(12)、2号锥齿轮(13)垂直啮合；所述的步进电机(11)设置在I号锥齿轮(12)的一端与I号锥齿轮(12)轴连接；所述的2号锥齿轮(13)中间为螺纹结构并且与蜗杆(14)螺纹连接；所述的螺杆(14)下端无螺纹，螺杆(14)的下端正对的就是盒体￠)的底层的孔和矩形钢片(4)上的孔。5.根据权利要求2所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的垫子回收组件包括I号直齿轮(17)、2号直齿轮(18)、转轴(16)和直进电机(19);所述的I号直齿轮(17)、2号直齿轮(18)水平啮合；所述的直流电机(19)设置2号直齿轮(18)上端与直齿轮(18)采用花键连接；所述的转轴(16)位于轮胎正上方、处于盒体(6)的中心，在滑动轴⑵的稍微靠后一点的位置；转轴(16)与I号直齿轮(17)轴连接；其上有两个深7_的环形凹槽，该凹槽缠绕着钢丝绳，两根钢丝绳分别和防滑垫(3)的左右末端相连，固定时钢丝绳拉紧防滑垫(3)，使防滑垫(3)固定于垫子存放盒中。6.根据权利要求1所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的电控系统包括单片机最小系统、驱动电路及位置检测电路；其中所述的驱动电路包括步进电机驱动电路和直流电机驱动电路；所述的单片机最小系统中的单片机与步进电机驱动电路中的步进电机引脚、直流电机驱动电路的直流电机引脚和位置检测电路的输出端电连接。7.根据权利要求6所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的单片机最小系统还包括晶振电路，复位电路；所述的晶振电路两个输出端与单片机的X1、X2引脚连接；所述的复位电路与单片机RESET引脚相连接。8.根据权利要求6所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的步进电机驱动电路包括四相步进电机、型号为ULN2003的驱动芯片；所述的四相步进电机的引脚分别连接ULN2003的输出引脚Cl?C4，ULN2003的输入引脚IB?4B分别连到单片机的Pl.0?Pl.3引脚。9.根据权利要求6所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的直流电机驱动电路包括三极管、电阻、电源、二极管和直流电机；所述的三极管的基极通过一个电阻R3连接到单片机P2.0引脚，三极管的发射级连接电源，三极管的集电极通过一个二极管接地；所述的继电器与二极管并联，继电器的输出串联直流电机。10.根据权利要求6所述的一种车用雪天防滑应急装置，其特征在于，所述的位置检测电路包括放大器、可变电阻、电源、光电传感器、发光二极管；所述的放大器的输出连接单片机的P2.1引脚，放大器的同相输入端连接光电传感器中三极管的集电极，放大器的反相输入端通过一可变电阻连接电源；所述的光电传感器中三极管的发射级接地，光电传感器中发光二极管的正极接电源，发光二极管负极接地；所述的另外两个发光二极管，一个串联在电源和放大器输出之间，一个串联在电源和地之间。
【专利摘要】本发明涉及应急辅助刹车的防滑装置，具体的说是一种车用雪天防滑应急装置。该装置固定安装在车轮上方叶子板内衬处，包括执行机构和电控系统和防滑垫；所述的防滑垫固定在执行机构中；所述的电控系统与执行机构电连接。防滑垫包括不锈钢上表面层、碳钢层和橡胶下表面层，不锈钢上表面层与碳钢层焊接；碳钢层与橡胶下表面层粘接；不锈钢上表面层、碳钢层和橡胶下表面层的四个角和中心通过铆钉进一步固定；不锈钢上表面层与轮胎接触；橡胶下表面层与地面接触并且镶嵌有钢钉。本发明是一种结构简单、利用防滑垫产生阻力，使车辆在应急刹车时能产生比原来大得多的阻力，不妨碍车辆在行驶时要求小阻力，极大解决了雪天事故发生的车用雪天防滑应急装置。
【IPC分类】B60C27/20
【公开号】CN104999870
【申请号】CN201510373041
【发明人】王忠恕, 李祁, 王亚斌, 赵竑宇, 许哲, 龚威雄
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月30日