一种混凝土搅拌运输车及其防侧翻方法和系统与流程

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种混凝土搅拌运输车的防侧翻方法。本发明还涉及一种混凝土搅拌运输车的防侧翻系统以及一种包括上述防侧翻系统的混凝土搅拌运输车。

背景技术：

随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

汽车产业作为机械工业的支柱，现已日臻成熟。汽车的种类很多，包括乘用车、商用车、工程车辆、特种车辆和施工车辆等。以施工车辆为例，施工车辆一般包括泵车、吊车、混凝土搅拌运输车等。

混凝土搅拌运输车是一种用来运送建筑用预拌混凝土的专用车，底盘上装有圆筒型搅拌筒用以运载混合后的混凝土，在运输过程中会始终保持搅拌筒转动，以保证所运载的混凝土不会凝固。由于底盘上的搅拌筒体积大、重量大，因此混凝土搅拌运输车的吨位较高，重心也较高。在混凝土搅拌车的运输过程中，当需要转弯时，由于离心力的原因容易产生侧翻，造成严重交通事故。

在现有技术中，为尽量防止混凝土搅拌运输车在转弯时侧翻，一般通过缩减搅拌筒体积、降低搅拌筒高度和增加车身悬架宽度等方式来增加车身稳定性。但是，由于道路的宽度限制以及交通法规的规定，此种方式只能在有限的空间尺寸内起作用，对于车身防侧翻的助力很小，无法有效地避免侧翻的发生。

因此，如何有效地避免混凝土搅拌运输车在转弯时侧翻，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种混凝土搅拌运输车的防侧翻方法，能够有效避免混凝土搅拌运输车在转弯时发生侧翻现象。本发明的另一目的是提供一种混凝土搅拌运输车的防侧翻系统，以及一种包括上述防侧翻系统的混凝土搅拌运输车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土搅拌运输车的防侧翻方法，包括：

接收车身转向信号；

检测罐体两侧支撑点的应力值；

根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态，并使所述罐体两侧支撑点的应力值之差处于预设范围内。

优选地，检测罐体两侧支撑点的应力值包括：

检测所述罐体两侧互相对应的多个支撑点的应力值；

根据所述车身转向信号判断车身转向，并取所述罐体转向侧的各个支撑点的应力值中的极小值，以及所述罐体逆转向侧的各个支撑点的应力值中的极大值。

优选地，调整车身运动姿态包括：调整所述罐体的重心位置、所述罐体的转动速度和/或发动机转速。

优选地，调整所述罐体的重心位置具体包括：

根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差通过预设公式计算所述罐体的安全举升高度；

升降所述罐体的重心至安全举升高度以下。

优选地，调整所述罐体的转动速度具体包括：通过控制所述罐体的上装油泵的油管排量及压力值调整所述罐体的转动方向和转动速率。

优选地，调整发动机转速具体包括：通过限制发动机的气门打开时间控制发动机的转速。

本发明还提供一种混凝土搅拌运输车的防侧翻系统，包括：

接收模块，用于接收车身转向信号；

检测模块，用于检测罐体两侧支撑点的应力值；

控制模块，用于根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态，并使所述罐体两侧支撑点的应力值之差处于预设范围内。

优选地，所述检测模块具体包括：

应变片，用于检测所述罐体两侧互相对应的多个支撑点的应力值；

解析模块，用于根据所述车身转向信号判断车身转向；

筛选模块，用于选取所述罐体转向侧的各个支撑点的应力值中的极小值，以及所述罐体逆转向侧的各个支撑点的应力值中的极大值。

优选地，所述控制模块具体包括：

重心调节模块，用于调节所述罐体的重心位置；

第一转速调节模块，用于调节所述罐体的转动速度；

第二转速调节模块，用于调节发动机转速。

本发明还提供一种混凝土搅拌运输车，包括车体和设置于所述车体上的防侧翻系统，其中，所述防侧翻系统为上述三项中任一项所述的防侧翻系统。

本发明所提供的混凝土搅拌运输车的防侧翻方法，主要包括三个步骤，分别为：接收车身转向信号；检测罐体两侧支撑点的应力值；根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态，并使所述罐体两侧支撑点的应力值之差处于预设范围内。

其中，在第一步中，混凝土搅拌运输车在转弯时，相关部件会产生车身转向信号，在本步骤中即接收该车身转向信号，并且车身转向信号中一般包含了车身的转弯方向等信息。在第二步中，罐体(即安装在混凝土搅拌运输车底盘上的搅拌筒的罐体)的两侧均设置有支撑点，以保持罐体的平衡，在本步骤中即检测这些支撑点的应力值，亦即罐体对支撑点的压力值。由于车身产生转向，在离心力的作用下，罐体会向左侧或右侧倾斜，因此使得两侧的支撑点上的应力值发生变化，其中转向侧的支撑点的应力值必定变小，而逆转向侧的支撑点的应力值必定变大。在第三步中，罐体两侧的支撑点应力值检测出后，即可计算两侧支撑点应力值的差值，根据该差值即可判断出混凝土搅拌运输车的转向运动状态，与安全的转向运动状态对比之后，即可调整车身运动姿态，使得罐体两侧支撑点的应力值之差处在预设范围内。当罐体两侧支撑点的应力值处于预设范围内时，即代表了支撑点对罐体的支撑稳定，罐体保持在稳定安装状态，混凝土搅拌运输车此时的转弯运动状态处于安全范围，罐体和车体均不会发生侧翻。

因此，本发明所提供的混凝土搅拌运输车的防侧翻方法，能够有效避免混凝土搅拌运输车在转弯时发生侧翻现象。

本发明所提供的防侧翻系统及混凝土搅拌运输车，其有益效果均如上所述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的防侧翻方法的流程图；

图2为本发明所提供的一种具体实施方式的防侧翻系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的防侧翻方法的流程图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，混凝土搅拌运输车的防侧翻方法主要包括三个步骤，分别为：接收车身转向信号；检测罐体两侧支撑点的应力值；根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态，并使所述罐体两侧支撑点的应力值之差处于预设范围内。

其中，在第一步中，混凝土搅拌运输车在转弯时，相关部件会产生车身转向信号，在本步骤中即接收该车身转向信号，并且车身转向信号中一般包含了车身的转弯方向等信息。当然，车身转向信号中还可以包括车速等信息。

在第二步中，罐体(即安装在混凝土搅拌运输车底盘上的搅拌筒的罐体)的两侧均设置有支撑点(比如底盘的两侧拖轮等)，以保持罐体的平衡，在本步骤中即检测这些支撑点的应力值，亦即罐体对支撑点的压力值。由于车身产生转向，在离心力的作用下，罐体会向左侧或右侧倾斜，因此使得两侧的支撑点上的应力值发生变化，其中转向侧的支撑点的应力值必定变小，而逆转向侧的支撑点的应力值必定变大。

在第三步中，罐体两侧的支撑点应力值检测出后，即可计算两侧支撑点应力值的差值，根据该差值即可判断出混凝土搅拌运输车的转向运动状态，与安全的转向运动状态对比之后，即可调整车身运动姿态，使得罐体两侧支撑点的应力值之差处在预设范围内。当罐体两侧支撑点的应力值处于预设范围内时，即代表了支撑点对罐体的支撑稳定，罐体保持在稳定安装状态，混凝土搅拌运输车此时的转弯运动状态处于安全范围，罐体和车体均不会发生侧翻。

因此，本发明所提供的混凝土搅拌运输车的防侧翻方法，在车身转弯时，通过调整车身运动姿态，使得罐体两侧支撑点的应力值之差迅速处于预设范围内，从而使得车身转向状态处于安全范围内，有效避免发生侧翻。

具体的，在检测罐体两侧支撑点的应力值时，由于罐体两侧一般可设置多个支撑点，因此可首先检测罐体两侧各个支撑点的应力值。然后，根据所接收到的车身转向信号，解析之后判断出车身的转弯方向，比如向左转或向右转。同时，选取朝向当前车身转弯方向一侧(即转向侧)的各个支撑点的应力值中的极小值，以及背离当前车身转弯方向一侧(即逆转向侧)的各个支撑点的应力值中的极大值。如此，当混凝土搅拌运输车转弯时，其转向运动状态的安全判断标准非常严格，可靠度较高。当然，还可以通过检测罐体各个支撑点的平均值，再通过两个平均值求应力值之差的方式。

另外，在根据罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态时，具体可通过调整罐体的重心位置、罐体的转动速度和发动机转速等措施完成。其中，调整罐体的重心位置一般为将罐体的重心降低，使得底盘的抓地力更大，稳定性更强。当然，也存在少部分需要将罐体的重心升高的情况。而调整罐体的转动速度主要为调整搅拌筒的转动方向和转动速度，以使罐体的运动状态的变化让整车运动更稳定。至于发动机转速的调节，主要用于降低底盘或车身速度，使得混凝土搅拌运输车在转弯时，速度放慢，离心力减小。

需要说明的是，上述三种具体的车身运动姿态调整措施，三者任意实施其一即可达到调整目的，当然也可以任意两者或三者同时采用，如此调整效果更佳，防侧翻的效果更稳定可靠。

具体的，在调整罐体的重心位置时，可首先计算罐体两侧支撑点的应力值之差，然后再将该应力值之差代入到预设公式(比如考虑支撑点的形变等因素的材料力学公式)中进行计算，进而得到罐体的安全举升高度。之后即可按照该安全举升高度对罐体的重心位置进行调整，比如可通过变幅油缸等迅速升降罐体，使其重心高度位置在安全举升高度以下。当然，同时也可对罐体的重心水平位置进行调整，使其尽量处于底盘的中心位置。

接上述，在调整罐体的转动速度时，可通过控制罐体上的上装油泵的油管排量和压力值完成。如此，通过对上装油泵的油管排量的大小变化和压力值的调节，即可控制流经罐体的液压油的液压方向和液压力，从而改变罐体的转动方向和转动速率，使其正转或反转，转动速率增大或减小。当然，其余控制罐体转动速度的方式同样可以采用。

然后，在调整发动机转速时，具体可通过限制发动机的气门打开时间来控制发动机转速大小。由于发动机的功率跟气门正时息息相关，因此控制气门打开时间即可控制发动机的有效做功行程，从而控制发动机的转速。比如，当减小发动机的气门打开时间后，即可迅速使发动机的转速下降。当然，控制发动机转速的方式很多，比如降低喷油量、进气量等，此处不再列举。

如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式的防侧翻系统的结构图。

本发明还提供一种混凝土搅拌运输车的防侧翻系统，主要包括接收模块、检测模块和控制模块。其中，接收模块主要用于接收车身转向信号，而检测模块主要检测罐体两侧支撑点的应力值，控制模块主要用于根据所述罐体两侧支撑点的应力值之差调整车身运动姿态，并使所述罐体两侧支撑点的应力值之差处于预设范围内。

具体的，该检测模块可包括应变片、解析模块和筛选模块。其中，应变片主要通过材料应变检测所述罐体两侧互相对应的多个支撑点的应力值；而解析模块主要用于解析车身转向信号，并判断车身转向方向；筛选模块主要用于对应变片所检测到的各个支撑点的应力值进行筛选，比如可选取罐体转向侧的各个支撑点的应力值中的极小值，以及罐体逆转向侧的各个支撑点的应力值中的极大值，如此能够更加严格地判断车身转向状态。

另外，控制模块一般可为ECU等，主要包括重心调节模块、第一转速调节模块和第二转速调节模块。其中，重心调节模块主要用于调节罐体的重心位置，比如重心高度、重心水平位置等。而第一转速调节模块主要用于调节罐体的转动速度，比如罐体的转动方向和转动速率等。第二转速调节模块主要用于调节发动机的转速，其具体调节方式前述内容已有，此处不再赘述。

本发明还提供一种混凝土搅拌运输车，包括车体和设置在车体上的防侧翻系统，其中，防侧翻系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。