本发明涉及汽车领域，具体涉及一种四电机钢索式汽车的轮胎自动防刺安全装置。
背景技术：
在汽车行驶过程中，轮胎被刺或者产生爆胎，会危及司机以及乘客的安全，因此如何防止汽车行驶或者停留过程中轮胎被刺则非常重要。
对于专利号为200920025397.4的专利，其
技术实现要素：
是将其所述的发明装置悬挂放置于轮胎前，通过两根绳子系一块磁铁挂在车上，该方法虽然结构简单，操作方便，能让铁钉等小件的钢铁利物被磁铁吸收住，但由于绳子是软的，若车辆在受到颠簸或加减速运动时容易使磁铁及其上的铁钉等撞击到轮胎等车辆部件，容易对车辆部件造成损害，且绳子长期受磁铁的摆动容易割断导致车辆轮胎被掉落的含钉子磁铁块扎破。最重要的，当磁铁吸到的钢铁等物过多时，不能及时发现的话不能及时清理，若积累太多容易在颠簸时由于磁铁吸力不足而重新掉到轮胎前，轮胎碾压过去又造成二次刺破轮胎风险。
专利号201420091299.1是通过支架将其上的防刺型吸铁装置安装在车桥上，其发明装置上的磁铁块是用弹簧安装在支架上的，车辆加减速或受到颠簸作用时，弹簧的弹性使得磁铁块不规律摆动，导致吸在磁铁上的尖刺物碰到轮胎及部件，特别是弹性的颠簸加剧磁铁块的晃动，容易使得吸在其上的尖刺铁物掉落在轮胎前对轮胎造成二次刺破伤害。最重要的，当磁铁吸到的钢铁等物过多时，不能及时发现的话不能及时清理，若积累太多容易在颠簸时由于磁铁吸力不足而重新掉到轮胎前，轮胎碾压过去又造成二次刺破轮胎风险。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种四电机钢索式汽车自动防刺安全装置，其能够解决。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
本发明提供一种四电机钢索式汽车的轮胎自动防刺安全装置，其包括：
支架本体总成、电磁铁机构总成和永久磁铁机构总成；
所述支架本体总成包括：支架；
所述支架包括对称布置的左右侧板，所述侧板一端固定在在轮胎前的车身本体上，并弯曲向下绕开轮胎，整体呈90度；支架的下端设置有连接左右侧板的横板，该横板上安装有永久磁铁机构总成；所述永久磁铁机构总成上固定有永久磁铁块。
所述电磁铁机构总成上固定有电磁铁安装在钢索上，并通过上下布置的电机驱动能够沿所述支架移动，并当靠近所述永久磁铁块时，吸走所述永久磁铁块上的尖刺钢铁物。
更优选地，所述的支架本体总成还包括：下钢索和下牵引部件；
所述支架的左右侧板的中间段部分开有弧形导槽；
所述下牵引部件通过下牵引架安装在支架的左右侧板的下部分，通过下牵引电机卷缩下钢索拉动电磁铁机构总成沿着弧形导槽运动。
更优选地，所述永久磁铁机构总成还包括：第二信号发射器、检测器固定支架、第二信号接收器；
所述第二信号发射器、第二信号接收器安装在检测器固定支架上，用于通过发射与接收红外信号检测所述永久磁铁块是否吸收到钢铁刺物；所述检测器固定支架固定在所述永久磁铁块上，所述永久磁铁块安装在磁铁块固支架上；
所述轮胎自动防刺安全装置还包括：第一控制器；
所述第一控制器检测到所述第二信号发射器的发射信号未被第二信号接收器接收，则确认所述永久磁铁块吸到钢铁刺物后，并触发下牵引电机转动带动下钢索卷缩拉动电磁铁机构总成往下运动，并沿着支架本体总成的弧形导槽运动，同时对所述电磁铁通电使所述电磁铁产生比永久磁铁块更强的磁性；当下牵引电机带动所述电磁铁机构总成运动到下端极限位置时，下牵引电机电流增大，第一控制器检测到增大的电流后对运动的下牵引电机停电，保持电磁铁机构总成的位置不变，并通过电磁铁的强磁性吸走永久磁铁块上的尖刺钢铁物。
更优选地，所述的支架本体总成还包括：上牵引部件、上钢索；
所述上牵引部件通过上牵引架安装在支架的左右侧板的上部分，通过上牵引电机卷缩上钢索拉动所述电磁铁机构总成沿着弧形导槽运动；
所述第一控制器还用于在所述永久磁铁块上的尖刺钢铁物被吸走后所述第二信号发射器发出的信号被第二信号接收器正常接收时，将下牵引电机断电，并对所述上牵引电机通电，带动上钢索拉动所述电磁铁机构总成沿着所述弧形导槽往上做收回运动；当第一控制器检测到上牵引电机的电流增大时，则对所述上牵引电机停电，使电磁铁机构总成保持位置不变，同时对电磁铁停电，使电磁铁失去磁性并丢掉尖刺钢铁物。
更优选地，所述轮胎自动防刺安全装置还包括：接料机构总成；
所述的支架本体总成还包括：接料斗机构支架；
所述接料斗机构支架固定在支架的左右侧板靠下位置处，所述接料机构总成固定所述接料斗机构支架上面；所述接料机构总成上安装有接料斗；所述接料斗的开口位于运行至弧形导槽上限位置处的电磁铁的下方。
更优选地，所述接料机构总成还包括：第一信号发射器和第一信号接收器；
所述第一信号发射器及第一信号接收器分别固定在所述接料斗相对侧上；
所述轮胎自动防刺安全装置还包括：第二控制器；
所述第二控制器监测到第一信号发射器发射的信号未被所述第一信号接收器正常接收，则确认接料斗内的钢铁刺物积累到设定位置，并发出清理提醒信息。
更优选地，所述电磁铁机构总成还包括：
电磁铁线束、线束固定支架、滚轮、支架结构和钢索轴；
所述电磁铁安装在电磁铁机构总成的支架结构上，所述支架结构上连接的钢索轴上开设有两段圆槽，一段圆槽用于连接上钢索，另一段圆槽用于连接固定下钢索；钢索拉动电磁铁机构总成的滚轮在支架本体总成的弧形导槽内运动。
所述电磁铁线束连接所述电磁铁和电源，并通过所述线束固定支架固定。
由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：
本发明通过刚性的支架本体总成将永久磁铁机构总成安装在轮胎前方的车身上，一旦车辆通电后，则车辆在停止或运行过程的尖小型钢铁刺物在车辆碾压之前就会被永久磁铁块吸住，因此不仅能够有效防止驾驶员肉眼无法看见识别避开的钢铁刺物扎伤或扎破轮胎，还能够避免钢铁刺物掉落在轮胎前对轮胎造成二次刺破伤害，从而有效地保护了轮胎免被刺或者产生爆胎风险，进而保护了车辆及成员的安全。
本发明通过永久磁铁机构总成中的第二信号发射器和第二信号接收器、电磁铁机构总成的电磁铁、第一控制器以及支架本体总成包括的下钢索和下牵引部件，能够及时将永久磁铁块吸住的钢铁刺物吸走。
本发明通过第一控制器、支架本体总成包括的上钢索和上牵引部件，可以将吸走的钢铁刺物的电磁铁移动到其它位置，并使该钢铁刺物脱落。通过设置接料机构总成的接料斗承接该脱落的钢铁刺物，以便收集并及时清理。
本发明通过第二控制器以及接料机构总成的红外检测装置(第一信号发射器和第一信号接收器)，能够当刺物积累到一定量后自动提醒驾驶员清理，使用起来更加高效、便捷、舒适。
本发明结构简单，拆装维护方便，制造使用成本低，具有很好的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的支架本体总成的结构示意图；
图3为本发明中的接料机构总成的结构示意图；
图4为本发明中的电磁铁机构总成的结构示意图；
图5为本发明中的永久磁铁机构总成的结构示意图。
附图中：
支架本体总成1、接料机构总成2、电磁铁机构总成3、永久磁铁机构总成4；支架11、上牵引部件12、第一支撑轴13、下电机线束部件14、第二支撑轴15、下钢索16、下牵引部件17、接料斗机构支架18、上钢索19；信号发射器21，接料斗22，信号接收器23；电磁铁线束31、线束固定支架32、滚轮33、支架结构34、电磁铁35、钢索轴36；第二信号发射器41、检测器固定支架42、螺栓43、磁铁块固支架44、第二信号接收器45、永久磁铁块46。
具体实施方式
以下将结合图1至图5对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例一
本发明提供一种四电机钢索式汽车的轮胎自动防刺安全装置，其结构如图1所示，包括支架本体总成1、接料机构总成2、电磁铁机构总成3、永久磁铁机构总成4。
支架本体总成1固定在轮胎前的车身本体上，该支架本体总成1的结构如图2所示，其包括：支架11，上牵引部件12、第一支撑轴13、下电机线束部件14、第二支撑轴15、下钢索16、下牵引部件17、接料斗机构支架18、上钢索19。
该支架11是整个汽车自动防刺安全装置的固定、支撑、连接重要部件，其固定及连接汽车自动防刺安全装置的各总成部件后，并通过左上角的螺栓孔用螺栓固定在轮胎前的车身本体上，该支架11由钢结构拼焊而成；支架11的左右侧板对称布置，同时在支架11左右侧板的中间段部分开有用于引导定位滚轮的弧形导槽111，该弧形导槽111的设置能够减轻支架本体结构的重量，并且同时保持足够的刚度。支架11的左右侧板上开设有四个电机(两个上牵引电机和两个下牵引电机)的安装通孔及螺纹孔结构，这样电机能够直接安装在该支架11上，无需额外的支架连接，不仅节省材料与空间，而且能够减轻整体重量。支架11的最下端设置有焊接的横板结构，该横板结构能够用于连接支架11的左右侧板，从而能够加强整个支架11的刚性，也为永久磁铁机构总成提供安装点。
上牵引部件12左右各布置一个，每个上牵引部件12包括上牵引电机和上牵引架，该上牵引电机与上牵引架集成一体后通过螺栓安装在支架11上，其输出轴上有一圈沉台凹槽，上钢索19的一端固定在该凹槽上，上牵引电机转动带动输出轴转动，从而将上钢索19实现卷缩放。
第一支撑轴13和第二支撑轴15的两端通过焊接固定连接在支架11的左右侧板上，对支架11的左右侧板起到连接和加强结构的作用。
下电机线束部件14中的线束通过线束固定架固定在支架11上。线束固定在线束固定架内，方便线束走向，以免被干涉或割断。
下牵引部件17左右各布置一个，每一个下牵引部件17包括下牵引电机和下牵引架，该下牵引电机与下牵引架集成一体后通过螺栓安装在支架11上，其输出轴上有一圈沉台凹槽，下钢索16的一端固定在该凹槽上，下牵引电机转动带动输出轴转动，实现下钢索16的卷缩放。
下钢索16，左右各一根，其一端固定在下牵引部件17的下牵引电机输出轴上，另一端固定在电磁铁机构总成3的滚轮上，下牵引电机旋转后通过卷缩钢索后拉动电磁铁机构总成3沿着弧形导槽111运动。通过具有挠性细小的钢索拉动电磁铁机构总成3运动，可以达到利用小钢索减轻重量且易于空间布置的优点。
接料斗机构支架18为l形结构，左右各布置一个，分别焊接在支架11的左右侧板上，用于连接和固定接料机构总成2。
上钢索19，左右各一根，其一端固定在上牵引部件12的电机输出轴上，另一端固定在电磁铁机构总成3的滚轮上，电机旋转后通过卷缩钢索拉动电磁铁机构总成3沿着弧形导槽111运动。通过具有挠性细小的钢索拉动电磁铁机构总成3运动，达到利用小钢索减轻重量且易于空间布置的优点。
接料机构总成2的结构如图3所示，由三部分组成：第一信号发射器21，接料斗22，第一信号接收器23。
第一信号发射器21和第一信号接收器23，分别布置在接料斗22的相对侧，且该第一信号接收器23的接收端与第一信号发射器21的发射端正对，用于实时检测接料斗22内的钢铁物是否达到设定位置。
第一信号发射器21为两个，上下各布置一个，其通过第二控制器(如电脑、控制装置等)控制发射出信号。
接料斗22用于接收并放置电磁铁吸到的钢铁物。其为五面体结构，上部无盖，左侧板较高，可以挡住前面飞溅的泥水等且漏斗底部开有细小的漏水孔方便排水防止生锈，通过螺栓安装固定在支架本体总成1上，所述接料斗22的开口位于运行至弧形导槽111上限位置处的电磁铁机构总成3所吸附的刺物的下方。接料斗22上固定有第一信号发射器21及第一信号接收器23。
第一信号接收器23为两个，上下各布置一个，且该第一信号接收器23的接收端与第一信号发射器21的发射端正对，以实时接收第一信号发射器21发射过来的信号。通过第二控制器(如电脑、控制装置等)对接收发射器所接受到的信号进行判断，并根据判断结果实现信息控制和指令输出。可以是红外感应信号接收器，也可以是其它信号接收器。
上述第一信号发射器21可以采用红外感应信号发射器，也可以采用其它信号发射器。上述第一信号接收器23可以采用红外感应信号接收器，也可以采用其它信号接收器。当第一信号发射器21和第一信号接收器23采用红外感应信号时，由于该红外感应信号不受电磁等影响，因此消耗的能量少。
电磁铁机构总成3的结构如图4所示，其由六部分组成，包括电磁铁线束31、线束固定支架32、滚轮33、支架结构34、电磁铁35和钢索轴36。
电磁铁35通过螺栓安装在电磁铁机构总成3的支架结构34上，支架结构34的钢索轴36一端连接固定有下钢索16，钢索拉动电磁铁机构总成3的滚轮33在支架本体总成1的弧形导槽内运动，从而带动支架结构34沿着弧形导槽运动。电磁铁机构总成3所包括的部件的功能以及结构具体如下：
电磁铁线束31，用于连接电磁铁和电源，电磁铁两端分别连接着一根正负极线。
线束固定支架32，用于方便固定安装线束。
滚轮33，左右各两个，安装在支架结构34上，滚轮33通过滚珠及螺栓安装固定在支架结构34上，可以实现转动，滚轮33可以在支架本体总成1的导槽内运动，从而带动安装在其上面的支架结构34等沿着固定轨迹运动。
支架结构34，两端对称，支架结构34通过螺栓将电磁铁35固定在其上，支架结构34同样采用焊接结构做成，重量轻，加工制造方便。
电磁铁35，通过螺栓固定在支架结构34上，两侧通过电磁铁线束31供断电，可以控制电磁铁35在通电时产生强电磁，断电时不产生电磁，因此使用电磁铁比永久磁铁更容易控制。电磁铁35通过强电磁能够吸走永久磁铁机构总成4上吸附的刺物，因此该电磁铁35处于导槽的上线位置处时，上面的接料斗22的开口最好设置在电磁铁35的正下方，以便能够稳妥的接住电磁铁35断电后脱落的刺物。
钢索轴36，左右各一个，通过螺纹连接固定在支架结构34上，钢索轴36上开设有两段圆槽，一段圆槽用于连接上钢索19，另一段圆槽用于连接固定下钢索16。
永久磁铁机构总成4的结构如图5所示，其由六部分组成，包括：第二信号发射器41、检测器固定支架42、螺栓43、磁铁块固支架44、第二信号接收器45和永久磁铁块46。
第二信号发射器41，上下各布置一个，通过第一控制器(如电脑、控制装置等)控制发射出信号。
检测器固定支架42，通过螺栓43安装在永久磁铁块46上，检测器固定支架42上固定第二信号发射器41。
磁铁块固支架44，磁铁块固支架44的上端通过螺栓固定在支架本体总成11上，下端通过螺栓固定永久磁铁块46。该磁铁块固支架44为软质韧性橡胶结构，当汽车经过凹凸坑时，韧性的橡胶结构能防止轮胎进凹凸坑后平地面对永久磁铁机构总成4产生磕碰而导致的刚性破坏。
第二信号接收器45，上下各布置一个，该第二信号接收器45的接收端与第二信号发射器41的发射端正对，以实时接收第二信号发射器41发射过来的信号。通过控制器(如电脑、控制装置等)对红外感应信号发射器41接收的信号实现控制的判断和指令的输出。
永久磁铁块46，用于吸住地面上的小尖刺钢铁物。其通过螺栓安装在磁铁块固支架44上，同时也用来固定检测器固定支架42。永久磁铁能时时刻刻产生电磁吸力，无需连接线束及耗电。
所述第二信号发射器41、第二信号接收器45安装在检测器固定支架42上，用于通过发射与接收红外信号检测所述永久磁铁块46是否吸收到钢铁刺物；所述检测器固定支架42固定在所述永久磁铁块46上，所述永久磁铁块46安装在磁铁块固支架44上；
第一控制器检测到所述第二信号发射器41的发射信号未被第二信号接收器45接收，则确认所述永久磁铁块46吸到钢铁刺物后，并触发下牵引电机转动带动下钢索16卷缩拉动电磁铁机构总成3往下运动，并沿着支架本体总成1的弧形导槽111运动，同时对所述电磁铁35通电使所述电磁铁35产生比永久磁铁块46更强的磁性；当下牵引电机带动所述电磁铁机构总成3运动到下端极限位置时，下牵引电机电流增大，第一控制器检测到增大的电流后对运动的下牵引电机停电，保持电磁铁机构总成3的位置不变，并通过电磁铁35的强磁性吸走永久磁铁块46上的尖刺钢铁物。
本发明中的各个部件，除磁铁及橡胶材料的部件外，其余的部件需要做防锈喷漆处理，提供安全装置的防锈能力，同时滚轮需进行润滑，以增加本装置的使用寿命。
本发明的安装情况如下：
支架本体总成1由焊接的刚性结构支架做成，支架11左右侧共两块，通过下端的横板焊接为一体，之后焊接第一支撑轴13、第二支撑轴15、接料斗机构支架18部件，最后安装上牵引部件12、下电机线束及线束固定架总成14、下钢索16、下牵引部件17、上钢索19等部件，从而形成支架本体总成1。
装配接料机构总成2时，将第一信号发射器21、第一信号接收器23安装在接料斗22上，接料斗22通过螺栓安装固定在支架本体总成1的结构上，这样接料机构总成2装配完成。
装配电磁铁机构总成3时，滚轮33安装固定在钢索轴36上，钢索轴36用螺栓安装固定在支架结构34上，电磁铁35也用螺栓安装固定在支架结构34上，电磁铁线束31连接上电磁铁35，线束一端固定在线束固定支架32上，将钢索轴36通过滚轮33的另一端分别固定安装在轴的两个槽上，这样电磁铁机构总成3装配完成。
装配永久磁铁机构总成4时，将第二信号发射器41、第二信号接收器45安装在检测器固定支架42上，再将检测器固定支架42用螺栓43固定在永久磁铁块46上，永久磁铁块46通过螺栓安装固定在磁铁块固支架44上，这样永久磁铁机构总成4装配完成。
上面各个总成装配好后，将接料机构总成2、电磁铁机构总成3、永久磁铁机构总成4用螺栓安装固定在支架本体总成1上即完成整个装置的装配。
本发明的工作原理如下：
本发明通过刚性结构支架安装固定于轮胎前的车身本体上，车辆钥匙开关通电时，防刺安全装置通电，其下端的永久磁铁机构总成4中的永久磁铁块46可以在整个车行驶及停放过程中将轮胎前的小钢铁刺物吸住。
通过永久磁铁机构总成4两侧长通电的红外检测器(第二信号发射器41和第二信号接收器45)检测是否吸收到钢铁刺物，若检测到刺物后系统的第一控制器(如电脑、控制装置等)接收到信号，发出信号到两个下牵引电机，下牵引电机转动带动下钢索16，下钢索16另一端拉动电磁铁机构总成3的支架结构34，带动电磁铁机构总成3往下运动，从而使得电磁铁机构总成3通过滚轮33沿着支架本体总成1的导槽运动，同时对可运动的电磁铁35通电，使得原没有磁性的电磁铁35产生比永久磁铁块46磁性更强的效果。当下牵引电机带动电磁铁35运动到下端极限位置时，下牵引电机电流增大，第一控制器(如电脑、控制装置等)检测到增大的电流后对运动电机停电保持位置不变，而通电的电磁铁35强磁性吸走永久磁铁块46上的尖刺钢铁物。
永久磁铁块46上的尖刺钢铁物被吸走后，永久磁铁块46上无物体挡住后，两端的第二信号发射器41和第二信号接收器45的红外信号互相发出和接收，控制器(如电脑、控制装置等)将两个下牵引电机断电，之后对两个上牵引电机通电流，上牵引电机运转带动钢索拉动通电带刺物的电磁铁35往上收回运动，当运动到上极限位置时，上牵引电机电流增大，第一控制器(如电脑、控制装置等)检测到增大的电流后对运动电机停电保持位置不变，同时对电磁铁35停电，电磁铁35停电后失去磁性，其吸引的尖刺钢铁物垂直掉落到下方的接料斗22处。
接料斗22两侧的红外检测装置(第一信号发射器21和第一信号接收器23)常通电，若接料斗22内的钢铁刺物积累到设定位置挡住红外信号时，红外检测装置发出信号给第二控制器(如电脑、控制装置等)，控制器(如电脑、控制装置等)触发报警灯闪亮，提醒驾驶员及时清理，避免积累过多尖刺钢铁物。
由上述本发明的具体实施方案可以看出，本发明可以通过不同的部件组合实现如下效果：
本发明通过支架本体总成1固定在轮胎前的车身本体上，永久磁铁机构总成4安装在支架本体总成1的横板上；永久磁铁机构总成4通过磁铁块固支架44固定有永久磁铁块46的结构，一旦车辆通电后，则车辆在停止或运行过程的尖小型钢铁刺物在车辆碾压之前就会被吸住，因此能够有效防止驾驶员肉眼无法看见识别避开的小尖刺钢铁物扎伤或扎破轮胎，从而有效地保护了轮胎免被刺或者产生爆胎风险，进而保护了车辆及成员的安全。
本发明通过支架本体总成1的支架11的左右侧板的中间段部分开有弧形导槽111；下牵引部件17通过下牵引架安装在支架11的左右侧板的下部分，通过下牵引电机卷缩下钢索16拉动电磁铁机构总成3沿着弧形导槽111运动；所述电磁铁机构总成3上固定有电磁铁35。可以在司机观察到永久磁铁块46上有刺物时，按动按钮，接通下牵引电机电源，并使电磁铁35通电。下牵引电机卷缩下钢索16拉动电磁铁机构总成3沿着弧形导槽111向下运动至弧形导槽111的下极限位置，直至电磁铁35吸走永久磁铁块46上的刺物。
本发明通过第一控制器以及在永久磁铁机构总成4布置第二信号发射器41、检测器固定支架42和第二信号接收器45，可以自动检测永久磁铁块46上是否有刺物时，并自动接通下牵引电机电源卷缩下钢索16拉动电磁铁机构总成3沿着弧形导槽111向下运动至弧形导槽111的下极限位置，并使电磁铁35通电吸走永久磁铁块46上的刺物。
本发明通过第一控制器，在永久磁铁机构总成4布置第二信号发射器41、检测器固定支架42和第二信号接收器45，以及在支架本体总成1设置上牵引部件12、上钢索19；可以通过第一控制器在所述永久磁铁块46上的尖刺钢铁物被吸走后所述第二信号发射器41发出的信号被第二信号接收器45正常接收时，将下牵引电机断电，并对所述上牵引电机通电，带动上钢索19拉动所述电磁铁机构总成3沿着所述弧形导槽111往上做收回运动；当第一控制器检测到上牵引电机的电流增大后，对所述上牵引电机停电，使电磁铁机构总成3保持位置不变，同时对电磁铁35停电，使电磁铁35失去磁性并丢掉尖刺钢铁物，如此能够实现电磁铁35上的尖刺钢铁刺物自动脱落。
本发明还通过设置接料机构总成2和第二控制器，可以将脱落的尖刺钢铁刺物自动收集，并当收集到一定位置处，提醒清理。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。