车辆，装置和用于车辆的驾驶室的制作方法

本申请涉及具有开口的车辆驾驶室，以及防止粉尘、碎屑等穿过该开口的装置。

背景技术：

地下采矿车包括驾驶室，以防止驾驶员受到恶劣的地下采矿环境的影响。例如，在地下矿井内的、由空气传播的可吸入粉尘对驾驶员是有害的。除了防止环境影响之外，驾驶室还必须为驾驶员提供充分的可见性，以使驾驶员能够看到车辆和周围环境。

技术实现要素：

在某一实施例中，本申请提供一种包括驾驶室的车辆。所述驾驶室具有：限定开口的框架；可透材料薄层，所述可透材料薄层安装在所述框架附近，以至少部分地覆盖所述开口，所述可透材料薄层具有多个小孔。所述驾驶室还包括：靠近所述开口的空气喷嘴，所述空气喷嘴被定位成使得所述空气喷嘴引导气流接触所述可透材料薄层的至少一部分，从而形成邻近所述多个小孔中的至少一个的旋涡气流。

在另一实施例中，本申请提供一种装置，所述装置限定开口并且产生覆盖所述开口的屏障。所述装置包括：限定所述开口的框架；以及可透材料薄层，所述可透材料薄层安装在所述框架上并且至少部分覆盖所述开口。所述可透材料薄层具有多个小孔。所述装置还包括：邻近所述框架安装的至少一个喷嘴。所述喷嘴与压缩空气源流体连通，以产生沿所述可透材料薄层定向的空气帘，从而使所述空气帘接触所述可透材料薄层的至少一部分，以形成邻近所述可透材料薄层的边界层以及在所述多个小孔内的多个旋涡气流，以防止碎屑穿过所述开口。

在另一实施例中，本申请提供一种用于车辆的驾驶室。所述驾驶室包括：限定开口的框架；以及可透材料薄层，所述可透材料薄层安装在所述框架附近，以至少部分地覆盖所述开口。所述可透材料薄层具有多个小孔。所述驾驶室还包括邻近所述开口的多个空气喷嘴，所述空气喷嘴被定位成使所述空气喷嘴能够引导气流接触所述可透材料薄层的至少一部分，从而形成多个旋涡气流。所述多个旋涡气流形成在所述多个小孔内。所述多个空气喷嘴被定位成使得接触所述可透材料薄层的至少一部分的气流还形成邻近所述可透材料薄层的边界层。所述边界层包括湍流部分和层流部分。所述湍流部分比所述层流部分更靠近所述可透材料薄层。所述气流以及所述可透材料薄层的与所述气流接触的部分是透明的，从而使光线在穿过所述气流和所述可透材料薄层的与所述气流接触的部分时不会被反射成炫光。

通过考虑具体说明和附图，本申请的其它方面将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本申请的实施例的穿梭车的透视图，其中该穿梭车包括驾驶室。

图2是图1的驾驶室的放大透视图。

图3是图1的驾驶室沿着图2中线3-3的剖视图。

图4是图1的驾驶室的前视图，其图示性地示出了气流。

图5是图1的驾驶室的侧视图，其图示性地示出了图4的气流。

图6是图5的驾驶室的放大局部侧视图，其图示性地示出了气流的细节。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于以下说明中所阐述的和在以下附图中所示出的结构细节和部件布局。本发明可具有其它实施例，并且能够以各种不同的方式来实现或实施本发明。

具体实施方式

图1展示了地下采矿车10(例如，穿梭车)，采矿车10包括驾驶室14，驾驶员可以坐在驾驶室14内并控制车辆10。驾驶室14包括框架16和顶棚22(即，车顶)，框架16具有侧部18，在每个侧部18的第一端26，顶棚22安装至侧部18。框架16部分限定了驾驶室14的驾驶室内部30(图6)。框架16在每个侧部18内限定开口34，以允许驾驶员看到驾驶室14的外部。在一些实施例中，在所有侧部18的一部分侧部18内设置开口。驾驶室14还包括屏障38，以覆盖开口34并防止外部污染物(例如，碎屑、可吸入粉尘等)穿过开口34而进入驾驶室14的驾驶室内部30，如下文更详细描述的。

如图2和图3所示，多个空气喷嘴42被安装至顶棚22，以喷射和引导压缩空气源50(例如，空气压缩机、气泵、风扇、叶轮等)产生的空气供应46。压缩空气源50被安装至具有安装支架54的一个侧部18。空气喷嘴42的位置靠近开口34，并且被定向成远离顶棚22(即，空气喷嘴42指向下)。此外，空气喷嘴42以一定角度朝向驾驶室14的侧部18，如下文更详细描述的。在可选的实施例中，可以使用任何数量的空气喷嘴42，包括单个空气喷嘴。

具体参考图3，导管58位于压缩空气源50和在顶棚22内的空气室(air plenum)62之间。导管58和空气室62使多个空气喷嘴42与压缩空气源50流体连通。换句话说，空气室62与压缩空气源50和多个空气喷嘴42流体连通。在一些实施例中，空气可以在压缩空气源50和多个空气喷嘴42之间被过滤和净化(例如，通过穿过高效空气过滤器(HEPA过滤器))。

屏障38包括具有多个小孔70(例如，孔、孔眼、开口、通道等)的可透材料薄层(permeable material sheet)66(例如，网状物、筛网、可透屏障、可透塑料材料层、多孔材料层、可穿透材料层等)。为了更清楚，在图3-5的可透材料薄层66上只展示了多个小孔70的一部分，并且没有在图1和2中显示小孔70。可以理解，可透材料薄层66完全由小孔70形成。在一些实施例中，可透材料薄层是由金属、塑料或其它合成材料制成的编织筛网。可透材料薄层66被安装在框架16附近，以至少部分覆盖开口34，在展示的实施例中，可透材料薄层66覆盖整个开口34。

参考图4和5，屏障38还包括空气帘(air curtain)74，空气帘74从多个空气喷嘴42投射出来，接触可透材料薄层66的至少一部分并且覆盖开口34的至少一部分。多个空气喷嘴42中的每一个均向下沿着开口34投射空气射流(air jets)78。空气射流78共同形成沿着可透材料薄层66的空气帘74。如图5所示，空气喷嘴42被定向成以一定角度朝向可透材料薄层66，使得空气射流78在空气喷嘴72紧下方与可透材料薄层66接触。换句话说，喷嘴42被定向成不与顶棚22正交(图5)。在展示的实施例中，空气帘74接触超过一半的可透材料薄层66。参考图4，空气射流78跨越开口34扩散成锥形，覆盖开口34。在替代性的实施例中，空气喷嘴78跨越开口34扩散成覆盖开口34的交替形状(例如，细的矩形线状气流)。空气射流78共同形成空气帘74，空气帘74与可透材料薄层66共同作用，从而形成屏障38而防止碎屑穿过开口34侵入。通过这种方法，能够控制驾驶室14内的空气质量。

如图6所示，空气帘74接触可透材料薄层66并且形成边界层82，边界层82靠近可透材料薄层66并沿着可透材料薄层66，多个旋涡气流86(即，涡流气流)位于多个小孔70附近。在展示的实施例中，旋涡气流86的位置在多个小孔70内。空气帘74的边界层82(位置邻近可透材料薄层66)包括湍流部分(turbulent airflow portion)90和层流部分(laminar airflow portion)94。湍流部分90的位置比层流部分94更靠近可透材料薄层66。离可透材料薄层66越远，边界层82的气流速度会增加，直到到达边界层82的边缘为止。图6中描绘的箭头长度指示了空气帘74的相对气流速度。换句话说，层流部分94包括离可透材料薄层66越远、移动越快的空气。

在小孔70内形成旋涡气流86，并且旋涡气流86协助边界层82的形成和完整性，从而防止污染物穿过小孔70。换句话说，在可透材料薄层66的小孔70内的、旋转的涡流气流86帮助维持空气帘74的边界层82。具体而言，旋涡气流86帮助维持湍流部分90。边界层82的湍流部分90增加了阻力，这帮助将空气保持在空气帘74内。因此形成更大的边界层82，并且减小所需气流的需求总量。据此，在空气帘74之外使用可透材料薄层66能够降低总气流以及用于产成气流的相应的功率消耗。除了协助湍流部分90之外，可透材料薄层66提供的好处还有：阻挡大的碎屑。更具体地说，可透材料薄层66阻挡了比小孔70大的碎屑进入驾驶室内部30。此外，当采矿车没有在运行时，如果可透材料薄层66上有任何碎屑，空气帘74能够协助清理可透材料薄层66。

由于通过空气帘74和可透材料薄层66形成屏障38，使得能进入驾驶室内部30的碎屑的量最小化。在一些实施例中，相对于驾驶室14外部的大气，驾驶室内部30可能被加压，以便进一步提高屏障38防止碎屑进入驾驶室14的能力。具体而言，相对于开口34的第二相对侧(即，驾驶室14外部)，开口34的第一侧(即，驾驶室内部30)被加压，以协助防止碎屑穿过小孔70。可以通过压缩空气源50给驾驶室内部30加压。具体而言，驾驶室内部30与顶棚22内形成的空气室62流体连通，这使驾驶室内部30与压缩空气源50流体连通。

在典型的驾驶室中，玻璃或塑料(例如，聚碳酸酯)板会覆盖驾驶室的开口，以便在驾驶员通过开口看到外部的同时，保护驾驶员免受外部粉尘和碎屑的影响。然而，覆盖驾驶室开口的玻璃或塑料板常常会在车辆的正常运行过程中被划损、碎裂或者损毁。在地下采矿应用中，采矿车驾驶员通常佩戴头灯，以作为其人身安全装备的一部分。来自驾驶员头灯的光线会照射到玻璃或塑料板上，而刮损、碎裂等产生的炫光将阻碍或降低驾驶员透过玻璃或塑料板的可见度。与之相对，在展示的实施例中，空气帘74和可透材料薄层66都是透明的。可透材料薄层66内的小孔70的形成及其尺寸使得驾驶员能够穿过可透材料薄层66看到外边。据此，来自驾驶员头灯的光线，例如能够穿过空气帘74和可透材料薄层66，而不会被反射成炫光，同时这也防止驾驶员受到外部碎屑和粉尘的影响。换句话说，可透材料薄层未实质性地模糊驾驶员对于驾驶室外部的视线。或者薄片的材料是透明的，或者驾驶员可以穿过材料内形成的小孔看到外面。未实质性地模糊驾驶员的视线的意思是，驾驶员能够足够清晰地进行观察，从而安全地操作采矿车。

在操作过程中，压缩空气源50产生气流46，气流46流过导管到达驾驶室14顶棚22内形成的空气室62。来自空气室62的气流46被分配到多个空气喷嘴46，多个空气喷嘴46引导气流46变成空气射流78，空气射流78方向向下并且朝向覆盖开口34的可透材料薄层66。空气射流78共同在可透材料薄层66前方形成空气帘74，空气帘74与可透材料薄层66之间的相互作用在可透材料薄层66的小孔70内形成旋涡气流86。旋涡气流86支持并维持边界层82的湍流部分90，这提高了空气帘74抵御浮尘和碎屑的能力。可透材料薄层66防止较大的碎屑进入驾驶室内部30。据此，空气帘74和可透材料薄层66共同形成了屏障38。屏障38能够防止灰尘或碎屑进入驾驶室，同时还能够使驾驶员即使戴着头灯，也能够清楚地看到驾驶室14的外部。

在可选的实施例中，多个空气喷嘴42和对应的空气帘74可以位于驾驶室内部30内。换句话说，可透材料薄层66和空气帘74的相对位置可以互换。在进一步的可选实施例中，可透材料薄层的每一侧都包括空气帘(即，一个空气帘在可透材料薄层的外部，一个空气帘在内部)。在进一步的可选实施例中，驾驶室14可以用于任何类型的车辆(例如，地下装载机、露天矿山破碎机、工程车辆等)，其均可以受益于增强的可见性和增强的抵御碎屑的能力。此外，上述包括空气帘74和可透材料薄层66的屏障38可以用在包括开口的任何装置上，并且不限于在驾驶室上形成的开口。

在权利要求中将阐述本发明的各种特征和优点。