一种水平运输车防撞保护系统的制作方法

1.本技术涉及水平运输车防撞保护技术领域，尤其涉及一种水平运输车防撞保护系统。


背景技术：

2.盾构施工过程中，水平运输车作为隧道所需物资的专门运输设备，一般情况下，运输车从井口位置带有管片、砂浆材料及渣土斗运输至盾构机位置，将材料卸载后开始盾构掘进，随后将开挖的渣土从作业面携带至井口位置。但是运输过程中，常会出现因运输轨道系统打滑、电机车故障等情况导致电机车失速，进而引发脱轨、碰撞等安全事故，对此专门在电机车车头位置的前端设计了缓冲系统，当出现异常情况时可以进行多级缓冲，减少二次伤害。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于既可以在水平运输车失速失控状态下起到平稳缓冲作用又可以保护隧道内其它设备。
4.为达到以上目的，本技术提供了一种水平运输车防撞保护系统，水平运输车，其特征在于：所述防撞保护系统包括防冲击系统、设置在防冲击系统上的空气弹簧装置和设置在水平运输车前后的“爪”型气囊缓冲装置和检测装置，所述水平运输车运行在隧道内，所述防冲击系统设有两个，且分别停靠在水平运输车运输路径两端，所述“爪”型气囊缓冲装置固定连接在水平运输车前后两端，并在“爪”型气囊缓冲装置内设有磁悬浮系统，所述防冲击系统上对应安装有与磁悬浮系统配套的平衡底座，所述平衡底座通过空气弹簧装置安装在防冲击系统上，所述空气弹簧装置为环形阵列均匀分布的一组具有双曲气囊的囊式空气弹簧；
5.所述磁悬浮系统包括伸缩圆柱体、平衡电磁铁、线圈和霍尔传感器，所述平衡底座由永磁体和外壳组成，所述永磁体设置于外壳内部，所述平衡电磁铁和平衡底座均为环形，所述伸缩圆柱体的顶端固定连接平衡电磁铁，所述线圈设有若干且呈环形阵列均匀分布在平衡电磁铁顶端，所述线圈阵列与囊式空气弹簧的阵列相吻合，所述霍尔传感器设置在平衡电磁铁的中心位置；
6.所述“爪”型气囊缓冲装置包括“爪”型气囊、压电式传感器、充气装置，所述“爪”型气囊设置底座周围，所述压电式传感器固定连接在伸缩圆柱体的底端，所述伸缩圆柱体内部底端固定连接有充气装置，所述充气装置与“爪”型气囊的充气口固定连接；
7.所述检测装置包括设置在水平运输车车头顶端的测距仪、速度传感器和微处理器，所述速度传感器和测距仪与微处理器通过信号连接，所述微处理器与霍尔传感器通过信号连接。
8.作为一种优选，所述防冲击系统行走轮对间距与水平运输车行走轮对间距相等，防冲击系统可与电机车通过连接装置牵引并沿着轨道行走，连接装置长度满足磁悬浮系统
受力的安全距离(斥力使得连接装置拉近并受力即可)，行走至设定位置断开电机车牵引装置，并通过防冲击系统轮对刹车制动停靠。
9.作为一种优选，所述防冲击系统内部装有高密度材料，自身重量较大，制动系统除轮对刹车外可以与外界既有结构进行连接，保证可以抵消防撞系统的反作用力，并具有一定的安全系数。
10.作为一种优选，所述空气弹簧装置的外部设有保护壳。
11.作为另一种优选，所述伸缩圆柱体由三层可伸缩圆管构成且三层可伸缩圆管内置有弹簧，所述弹簧的刚度由上至下依次增加。
12.进一步优选，所述磁悬浮系统分别在安装端面设计有配套的安装底座，并且对安装底座进行结构补强，保证满足斥力要求，且多次冲击后不变形。
13.进一步优选，所述伸缩圆柱体的顶层圆管的边缘为“喇叭”形的弧面。
14.进一步优选，所述“爪”型气囊的表面均匀分布有弹性颗粒体，所述弹性颗粒体与“爪”型气囊的接触面设有“t”型微出气孔。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
16.本实用新型通过速度传感器对水平运输车行驶速度进行监测，当速度异常时，微处理器将检测到的速度信号转化为控制信号传输给霍尔传感器感知水平运输车的距离，由微处理器计算后，控制线圈电流产生适应性变化，与平衡底座的永磁体产生排斥力进行缓冲；当水平运输车冲撞到防冲击系统时，通过空气弹簧装置让水平运输车不会引发层叠振动冲击，压电式传感器控制充气装置使“爪”型气囊瞬间充气，对水平运输车的车头或车尾进行包裹，实现最后的保护；本实用新型的防撞保护系统既可以在水平运输车失速失控状态下起到平稳缓冲作用又可以保护设备。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2为图1中a部分放大示意图；
19.图3为本实用新型的防冲击系统结构示意图；
20.图4为磁悬浮系统与平衡底座对接示意图；
21.图5为磁悬浮系统与平衡底座对接的平面视图；
22.图6为本实用新型的主结构的俯视图；
23.图7为本实用新型的囊氏空气弹簧结构示意图；
24.图8为本实用新型的“爪”型气囊三维图；
25.图9为本实用新型的“爪”型气囊缓冲装置俯视图；
26.图10为防撞保护系统运行状态图；
27.图11为系统反应原理图。
28.图中：1、水平运输车；2、防冲击系统；3、速度传感器；4、微处理器；5、磁悬浮系统；51、线圈；52、霍尔传感器；53、平衡电磁铁；54、伸缩圆柱体；55、平衡底座；551、外壳；552、永磁体；6、“爪”型气囊缓冲装置；61、“爪”型气囊；62、弹性颗粒体；63、压电式传感器；64、充气装置；65、保护壳；7、空气弹簧装置；71、囊式空气弹簧；8、隧道，9、测距仪。
具体实施方式
29.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。本
31.申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.实施例提供的一种水平运输车防撞保护系统，如图1-8所示的，包括水平运输车1，所述防撞保护系统包括防冲击系统2、设置在防冲击系统上的空气弹簧装置7和设置在水平运输车前后的“爪”型气囊缓冲装置6和检测装置，所述水平运输车1运行在隧道8内，所述防冲击系统设2有两个，且分别停靠在水平运输车1运输路径两端，所述“爪”型气囊缓冲装置6固定连接在水平运输车1前后两端，并在“爪”型气囊缓冲装置6内设有磁悬浮系统5，所述防冲击系统上对应安装有与磁悬浮系统5配套的平衡底座55，所述平衡底座55通过空气弹簧装置7安装在防冲击系统上，所述空气弹簧装置为环形阵列均匀分布的一组具有双曲气囊的囊式空气弹簧71，所述空气弹簧装置7的外部设有保护壳，用于对囊式空气弹簧71的保护和固定，提高囊式空气弹簧71的使用寿命。所述防冲击系统2可以移动，水平运输车1在运输时过程中发生意外时，使水平运输车1受到的冲击力降低；安装在水平运输车1前后两端的磁悬浮系统5与安装在防冲击系统2上的空气弹簧装置7位置对应，从而起到良好的配合效果。所述磁悬浮系统5分别在安装端面设计有配套的安装底座，并且对安装底座进行结构补强，保证满足斥力要求，且多次冲击后不变形。
33.实施例提供的一种水平运输车防撞保护系统，如图2和图4所示，所述磁悬浮系统5包括伸缩圆柱体54、平衡电磁铁53、线圈51和霍尔传感器52，所述平衡底座55固定连接在空气弹簧装置7的底端，平衡底座55由永磁体552和外壳551组成，永磁体552设置于外壳551内部，平衡电磁铁53和平衡底座55均为环形，伸缩圆柱体54的顶端固定连接平衡电磁铁53，线圈51设有若干且呈环形阵列均匀分布在平衡电磁铁53顶端，线圈51阵列与囊式空气弹簧56的阵列相吻合，霍尔传感器52设置在平衡电磁铁53的中心位置；当线圈51通电后，平衡电磁铁53产生磁场，与平衡底座55内的永磁体552产生排斥力，从而实现缓冲的目的，具有双曲气囊的囊式空气弹簧56、线圈51、平衡底座55的永磁体522维持环形阵列排布，使冲击力平稳的、均匀的减少；该系统斥力通过磁铁装置发出，无需额外动力，碰撞后不存在火灾等其他二次伤害，并且每次压缩后可立即赋能，不需要单独蓄能。
[0034]“爪”型气囊缓冲装置6包括保护壳65、“爪”型气囊61、压电式传感器63、充气装置64，“爪”型气囊61设置在保护壳65和伸缩圆柱体54的内部，压电式传感器63固定连接在伸
缩圆柱体54的底端，伸缩圆柱体54内部底端固定连接有充气装置64，充气装置64与“爪”型气囊61的充气口固定连接；当水平运输车1冲撞到防冲击系统2时，其加速度达到一定阈值，伸缩圆柱体54底端的压电式传感器63通过信号控制充气装置64，充气装置64可以使“爪”型气囊61瞬间呈充气状态，从而对水平运输车1的车头或车尾以及两侧进行包裹，减少撞击的冲击力。
[0035]
实施例提供的一种水平运输车防撞保护系统，如图1所述检测装置包括安装在水平运输车1车头顶部的速度传感器3、测距仪9和微处理器4，所述速度传感器3和测距仪9的距离传感器与微处理器4通过信号连接，微处理器4与霍尔传感器52通过信号连接；通过速度传感器3对水平运输车1的速度进行监控，当检测到速度异常时，微处理器4将检测到的信号转化为控制信号传输给霍尔传感器52，霍尔传感器52感知水平运输车1的速度异常，再有微处理器4处理后，控制线圈1电流产生适应性变化，从而使平衡电磁铁53与永磁体552产生排斥力，起到缓冲的效果。可以进一步通过测距仪9监测水平运输车1与防冲击系统2之间的距离，通过距离监测进一步保证整个防冲击系统能够正常使用。
[0036]
本实用新型中防冲击系统2的行走轮对间距与水平运输车1行走轮对间距相等，防冲击系统2可与电机车通过连接装置牵引并沿着轨道行走，连接装置长度满足磁悬浮系统受力的安全距离(斥力使得连接装置拉近并受力即可)，行走至设定位置断开电机车牵引装置，并通过防冲击系统轮对刹车制动停靠。所述防冲击系统2内部装有高密度材料，自身重量较大，制动系统除轮对刹车外可以与外界既有结构进行连接，保证可以抵消防撞系统的反作用力，并具有一定的安全系数。
[0037]
如图5所示，本实用新型的伸缩圆柱体54由三层可伸缩圆管构成且三层可伸缩圆管内置有弹簧，弹簧的刚度由上至下依次增加；利用刚度由上至下依次增加的弹簧，可以进一步起到缓冲的作用，如果顶端弹簧刚度过硬，在撞击时瞬时冲击力可能会导致弹簧崩坏，不仅起不到降低冲击力的效果，更换也比较麻烦。伸缩圆柱体54的顶层圆管的边缘为“喇叭”形的弧面；有利于“爪”型气囊61的瞬间弹出，从而在撞击的第一时间最大程度的减缓冲击力，更好的保护工人和设备。
[0038]
如图9所示，所述“爪”型气囊61的表面均匀分布有弹性颗粒体62，弹性颗粒体62与“爪”型气囊61的接触面设有“t”型微出气孔；当“爪”型气囊61完全充气后，水平运输车1在“爪”型气囊61的缓冲下停止，“t”型微出气孔可以避免“爪”型气囊61进行挤压，造成二次伤害，也方便后续救援工作的进行；为了避免“爪”型气囊61在充气瞬间由于冲击而使“t”型微出气孔破裂，导致“爪”型气囊61无法正常使用，选择用弹性和韧性均良好的材料制作，进一步保护设备完好。
[0039]
本实用新型的工作过程如下：本实用新型通过速度传感器3监测水平运输车1的运行速度，当水平运输车1的速度异常时，微处理器4将接受到的速度信号转化为控制信号并且传输给霍尔传感器52感知水平运输车1的距离，由微处理器4经过处理后，控制线圈51电流产生适应性变化，使平衡电磁铁53产生磁场并与平衡底座55内的永磁体552产生排斥力，起到缓冲的效果；在速度监测过程中，同时通过测距仪9监测运输车距离防撞系统的距离，进一步保证整个保护系能够正常开启。图10为防撞保护系统运行状态图，从上至下，逐级压缩，最后气囊保护，具体过程是当磁悬浮系统5的伸缩圆柱体54接触到平衡底座55时，在伸缩圆柱体54内弹簧的作用下，水平运输车1平稳的进行缓冲，让车厢不会引发层叠振动冲
击；当水平运输车1冲撞到防冲击系统2时，伸缩圆柱体54底部的压电式传感器63控制充气装置64对“爪”型气囊61进行充气，充气装置64可使“爪”型气囊61瞬间呈充气状态，从伸缩圆柱体54的顶层圆管的边缘为“喇叭”形弧面弹出，从而对水平运输车1前端或后端以及两侧进行包围进行保护；当水平运输车1缓冲完毕后，空气弹簧装置7会回弹，“爪”型气囊表面的“t”型微出气孔进行排气，使水平运输车1处于合理位置，避免气囊进行挤压造成二次伤害，方便救援的进行。
[0040]
以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。