一种伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置及系统的制作方法

本发明属于车辆安全技术领域，具体涉及一种伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置及系统。

背景技术：

罐装车内装有大量液体，液体往往不能装满罐装车的罐桶，罐装车在转弯时具有侧翻速度，容易导致液体上表面的倾斜，若转向速度较大则容易引起罐装车倾翻；另外，若罐装车行驶时两侧轮毂高度不一致，也会导致罐桶内液体倾斜引起罐装车的倾翻。

技术实现要素：

针对以上提出的罐装车在转弯或者两侧轮毂高度不一致运行时容易倾翻的问题，而研究设计一种伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置，所述罐装车包括底盘和设置在底盘上的通过支撑柱支撑的罐桶，其特征在于，所述防罐装车倾翻装置包括：运动气囊组件和伸缩轮轴组件，所述运动气囊组件充满在罐桶内的液体上表面和罐桶之间，所述运动气囊组件包括囊体、设置在囊体内部的气体发生器以及固定在所述囊体上部的运动小车，所述罐桶上部的内壁面上具有轨道，所述运动小车沿所述轨道运动，当罐装车具有倾翻速度时，所述运动小车向与倾翻速度相同的方向运动；所述伸缩轮轴组件在罐装车的轮毂外侧与所述轮毂同轴连接，所述伸缩轮轴组件包括：内盘、外盘、夹设在所述内盘和外盘之间的液压伸缩轴以及设置在所述外盘外侧的外轮；通过所述液压伸缩轴的伸缩调节所述外轮与所述轮毂之间的距离。

进一步地，所述气体发生器包括密封箱、存放在所述密封箱内的液态氮气、用来抽气的气筒以及连接在气筒和氮气之间的阀体。

进一步地，所述囊体内部充满氮气，囊体内压强>200kpa。

更进一步地，所述运动小车包括：车体、驱动轮和小车电机；所述车体固定在所述囊体的内部，所述驱动轮沿轨道带动车体移动。

一种伸缩轮轴式防罐装车倾翻系统，包括侧翻控制ecu单元、用来测量方向盘转角的方向盘转角传感器、用来测量罐装车轮速的轮速传感器、气体发生器、液压伸缩轴驱动器、小车驱动器以及制动装置；所述轮速传感器和方向盘转角传感器将汽车行驶中的参数传递给侧翻控制ecu单元，所述侧翻控制ecu单元计算出侧翻速度，若侧翻速度达到侧翻阈值，则侧翻控制ecu单元发送信号给液压伸缩轴驱动器驱动液压伸缩轴伸长以增大轮距降低侧倾角，并且发送命令给小车驱动器，使小车带动囊体沿轨道向与倾翻速度相同的方向移动，同时控制制动装置对罐装车减速。

相对于现有技术，本发明显而易见地具有以下有益效果：

1、罐装车具有倾翻速度时，由于运动小车带动囊体向与倾翻速度相同的方向移动，减小侧倾角，减小倾翻的概率。

2、当倾翻速度达到倾翻阈值时，液压伸缩轴伸长使得两侧外轮之间的间距增大，减小侧倾角，以防止罐装车倾翻。

3、根据罐桶中液体的多少，对囊体内充气，保证囊体内压强>200kpa，适合罐桶内任意多的液体量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置罐装车静止时示意图；

图2是运动气囊组件结构图；

图3是气体发生器结构图；

图4是气体发生器结构图；

图5是伸缩轮轴组件结构图；

图6是现有技术罐装车倾翻时示意图；

图7是本发明实施例罐装车倾翻时示意图；

图8是现有技术和本发明实施例侧翻速度和侧倾角关系图；

图9是本发明实施例侧翻速度与液压伸缩轴的压强关系图；

图10是本发明实施例伸缩轮轴式防罐装车倾翻系统结构图。

图中：1、罐桶，2、底盘，3、运动气囊组件，31、囊体，32、气体发生器，321、密封箱，322、液态氮气，323、气筒，324、阀体，33、运动小车，331、车体，332、驱动轮，333、小车电机，334、小车驱动器，4、伸缩轮轴组件，41、内盘，42、外盘，43、外轮，44、液压伸缩轴，5、侧翻控制ecu单元，6、方向盘转角传感器，7、轮速传感器，8、液压伸缩轴驱动器，9、制动装置，10、支撑柱，11、轮毂，13、轨道。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示的伸缩轮轴式防罐装车倾翻装置的具体实施例，罐装车包括轮毂11、底盘2和通过支撑柱10支撑在底盘2上的罐桶1，罐桶1一般用来盛装运送液体。罐桶1内液体往往并不能盛满，在罐装车转弯或者两侧轮毂11高度不一致时，罐装车具有侧翻速度vx,整个罐装车的中心与轮毂11之间的连线与水平面形成一个侧倾角θ，当侧倾角达到侧翻临界角度90°时，罐装车就会发生侧翻。本发明实施例的防罐装车倾翻装置包括：运动气囊组件3和伸缩轮轴组件4。

参见图1-图4，运动气囊组件3充满在罐桶1内的液体上表面和罐桶1之间，运动气囊组件3包括囊体31、设置在囊体31内部的气体发生器32以及固定在囊体31上部的运动小车33，罐桶1上部的内壁面上具有轨道13，运动小车33沿轨道13运动，当罐装车具有倾翻速度时，运动小车33向与倾翻速度相同的方向运动；

气体发生器32用来给囊体31内充氮气或者将囊体31内的氮气抽出，气体发生器32包括密封箱321、存放在密封箱321内的液态氮气322、用来抽气的气筒323以及连接在气筒323和液态氮气322之间的阀体324。

运动小车33包括：车体331、驱动轮332和小车电机333；车体331固定在囊体31的内部，驱动轮332沿轨道13带动车体331移动。车体331带动囊体31运动。

如图5所示，伸缩轮轴组件4在罐装车的轮毂11外侧与轮毂11同轴连接，伸缩轮轴组件4包括：内盘41、外盘42、夹设在内盘41和外盘42之间的液压伸缩轴44以及设置在外盘42外侧的外轮43；通过液压伸缩轴44的伸缩调节外轮43与轮毂11之间的距离。

图6是现有技术中罐装车在具有倾翻速度vx时的状态图，可以看出，由于受到倾翻速度的影响，罐桶1内的液体的上表面发生倾斜，相对于水平面具有一定的倾斜角，使得整车的重心偏离车体的中心轴，具有侧倾角θ1。

如图7所示，在罐装车具有侧翻速度vx时，由于囊体31内充满氮气，且囊体31与运动小车33固定，运动小车33带动囊体31向与倾翻速度vx的相同方向运动，使罐桶内的液体的中心发生偏移，使得侧倾角θ2减小。为了保证气囊能够有力的控制液体上表面的倾斜，囊体31内部充满氮气，囊体31内压强应>200kpa。

图7中的本发明实施例与图6对比，图6中的侧倾角为θ2，可以看出，当罐装车具有相同的侧翻速度vx时，θ2＜θ1。结合图8可以看出，对于现有技术的罐装车，当侧翻速度为v1时，罐装车就会倾翻；而对于本发明实施例的罐装车，当侧翻速度为v2时，才会倾翻，其中v1＜v2。

如图9所示，伸缩轮轴组件4有三个工作状态：收缩状态、伸展状态和锁紧状态，当汽车直线行驶时，侧向速度vx＜v2时，处于收缩状态，液压伸缩轴44内压强p＜p1；当vx＞v2时，处于伸展状态，液压伸缩vx＞v2轴内压强p1＜p＜p2；当伸展状态到达极限位置，也就是说内盘41和外盘42距离最大时，液压伸缩轴44被锁死，此时处于锁紧状态，此时液压伸缩轴44内压强p＝p2。伸缩轮轴组件4工作时液压伸缩轴44伸展，带动外盘42和外盘42向外伸展，起到增大轮距作用，减小质心到侧倾中心a点直线与地面夹角θ的作用，防止侧翻。内盘41和外盘42通过液压伸缩轴44连接，外盘42和外轮43通过固定轴连接在一起不发生相对运动，内盘41和轮毂11通过固定轴连接在一起不发生相对运动，轮毂11和外轮43时刻与地面接触，当汽车侧翻时，外轮43着地，轮毂11悬空，起到增大轮距减小侧倾角的作用。伸缩轮轴组件4相对于罐装车左右对称布置，防止罐装车左倾和右倾。

如图10所示的本发明实施例的伸缩轮轴式防罐装车倾翻系统，包括：侧翻控制ecu单元5、用来测量方向盘转角的方向盘转角传感器6、用来测量罐装车轮速的轮速传感器7、气体发生器32、液压伸缩轴驱动器8、小车驱动器334以及制动装置9；所述轮速传感器7和方向盘转角传感器6将汽车行驶中的参数传递给侧翻控制ecu单元5，所述侧翻控制ecu单元5计算出侧翻速度，若侧翻速度达到侧翻阈值，则侧翻控制ecu单元5发送信号给液压伸缩轴驱动器8驱动液压伸缩轴44伸长以增大轮距降低侧倾角，并且发送命令给小车驱动器334，使运动小车33带动囊体沿轨道向与倾翻速度相同的方向移动，同时控制制动装置9对罐装车减速。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。