本发明涉及汽车领域，具体涉及一种正时带驱动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，提供一种正时带驱动式汽车自动防刺安全装置，其能够解决被吸住的钢铁刺物容易掉落而导致胎对轮胎造成二次刺破伤害的技术问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
本发明提供一种正时带驱动式汽车的轮胎自动防刺安全装置，其包括：
支架本体机构和永久磁铁机构；
所述支架本体机构固定在轮胎前的车身本体上，其包括：支架；
所述支架整体呈90度弯折，且弯折处曲线过渡；支架的下端通过连接件安装有永久磁铁机构；
所述永久磁铁机构上固定有永久磁铁块；所述永久磁铁块正对着轮胎。
更优选地，所述轮胎自动防刺安全装置还包括：电磁铁机构；所述电磁铁机构上固定有电磁铁；
所述支架的中间段部分开有导槽；
所述的支架本体还包括：导向轮、同步带、电机；
所述导向轮连接在所述支架上；驱动部件带动同步带绕导向轮运行，电磁铁机构固定在同步带上，同步带运动带动电磁铁机构沿着导槽运动。
更优选地，所述永久磁铁机构还包括：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，并触发步进电机正向转动，齿形同步带带动电磁铁机构沿着支架本体机构的导槽往下运动；同时对所述电磁铁通电使所述电磁铁产生比永久磁铁块运动到下端极限位置时，第一控制器检测到增大的电流后对步进电机停电，保持电磁铁机构的位置不变，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，将步进电机通反向电流，齿形同步带反转带动电磁铁机构沿着支架本体机构的导槽往上做收回运动，当运动到导槽的上极限位置时，第一控制器检测到步进电机的电流增大，则控制步进电机停电保持位置不变，同时对电磁铁机构上的电磁铁停电，使电磁铁停电后失去磁性脱落其吸引的钢铁刺物。
更优选地，所述轮胎自动防刺安全装置还包括：
接料机构；
所述接料机构包括接料斗；所述接料斗安装在支架本体机构上；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和第一信号接收器分别对应地固定在接料斗的两侧壁上；
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，所述电磁铁机构还包括：
电磁铁线束、线束固定支架、滚轮和支架结构；
所述电磁铁安装在所述支架结构上；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在所述支架结构上；
所述滚轮安装在支架结构上，滚轮运转带动所述支架结构在支架本体机构的导槽内运动。
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：
本发明通过支架本体机构的刚性支架将永久磁铁机构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机构上的永久磁铁块牢牢吸住，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，而且还使被吸住的钢铁刺物不容易掉落，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中的第二信号发射器和第二信号接收器、电磁铁机构的电磁铁、第一控制器以及支架本体机构的步进电机带动同步带，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控制步进电机反向旋转，可以带动固定在同步带上的带有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机构的结构示意图；
图3为本发明中的接料机构的结构示意图；
图4为本发明中的电磁铁机构的结构示意图；
图5为本发明中的永久磁铁机构的结构示意图。
附图中：
支架本体机构1、接料机构2、电磁铁机构3、永久磁铁机构4；支架11、同步带轮系12、同步带13、电机14、驱动轮系15和连接件16；螺栓孔111、导槽112；第一信号发射器21、接料斗22、第一信号接收器23；电磁铁线束31、线束固定支架32、滚轮33、支架结构34和电磁铁35；第二信号发射器41、检测器固定架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。
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
本发明提供一种正时带驱动式汽车的轮胎自动防刺安全装置，其结构如图1所示，包括四部分：支架本体机构1、接料机构2、电磁铁机构3、永久磁铁机构4。
支架本体机构1的结构如图2所示，其由六部分组成，包括：
支架11、同步带轮系12、同步带13、电机14、驱动轮系15和连接件16。
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机构后，并通过螺栓固定在轮胎前面的车身本体上。该支架11由钢结构拼焊而成。该支架11包括对称布置在左右两侧的侧板和设置在最下端的横板。其中对称布置在左右两侧的侧板整体呈90度弯折，且弯折处曲线过渡，这样当支架本体机构1安装在轮胎前面的车身本体上后，弯折后的侧板能够避开运转的轮胎。上端部设置有多个螺栓孔111，用于通过用螺栓固定在车身本体上。侧板的中间段开有用于引导定位滚轮的导槽112，该导槽112的设置能够减轻支架本体结构的重量。横板固定连接支架11的左右侧板的最下端，其上面安装有连接件16用于连接永久磁铁机构4。该横板不仅能够加强整个支架11的刚性，也为永久磁铁机构4提供安装点。
同步带轮系12可以为齿形同步带轮系，为两组，分别固定在两个侧板之间的不同位置。每组同步带轮系12均包括导向轮和用于安装导向轮的支撑轴，其中的支撑轴两端通过螺纹固定连接在支架11上，可以对支架11增强整体刚度，支撑轴中间通过螺纹及螺母将导向轮定位在支撑轴的中间轴段上，导向轮则通过滚珠轴承安装在支撑轴上，导向轮可以绕支撑轴转动，同时用来支撑定位同步带。同步带轮系12的设置能保证步进电机的精确控制实现。
同步带13可以为齿形同步带，同步带13通过同步带轮系12上的导向轮定位固定，同步带将电磁铁机构3通过定位块及螺栓固定在其上，齿形同步带运动则带动电磁铁机构3运动，使用同步带在电机14的作用下能准确控制位置。
电机14可以为步进电机，步进电机能精确控制带动的皮带，实现精准定位。电机14为两个，分别通过螺栓固定在支架11上，两个电机14的驱动轴与驱动轮系15连接，电机14可以通过在其支架之间增减垫片实现电机中心轴的移动，实现同步带的张紧调节。
驱动轮系15包括主动轮和传动轴，该传动轴的两端通过电机的两端固定连接，并通过螺纹及螺母将主动轮定位在传动轴的中间轴段，主动轮则通过花键固定在传动轴上，主动轮与传动轴实现固定连接，电机14可以直接带动传动轴及其上的主动轮运动，传递效率更高。
接料机构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和第一信号接收器23。
接料斗22用于接收并放置电磁铁吸到的钢铁刺物。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，该接料斗22通过螺栓安装固定在支架本体机构1上。
第一信号发射器21有两个、第一信号接收器23有两个；分别对应地固定在接料斗22的两侧壁上，也就是说第一信号接收器23的接收端与第一信号发射器21的发射端正对，通过第一信号接收器23是否能够正常接收到第一信号发射器21发射的信号来检测接料斗22内的钢铁刺物是否达到设定位置处。
第一信号发射器21通过控制器控制发射出信号。该第一信号发射器21为红外感应信号发射器，该红外感应信号发射器通过控制器控制发射出红外线信号，红外感应传感器不受电磁等影响，消耗的能量少。
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。第一信号接收器23可以采用红外感应信号接收器。通过控制器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。由于红外感应信号不受电磁等影响，因此消耗的能量少。
红外信号通过第二控制器监测，第二控制器监测到第一信号发射器21发射的信号未被所述第一信号接收器23正常接收，则确认接料斗22内的钢铁刺物积累到设定位置，并发出清理提醒信息。
电磁铁机构3的结构如图4所示，其由五部分组成，包括电磁铁线束31、线束固定支架32、滚轮33、支架结构34和电磁铁35。
电磁铁线束31，用于连接电磁铁和电源，并通过线束固定支架32固定，电磁铁两端分别连接着正负极线。
滚轮33，左右各两个，通过滚珠及螺栓安装固定在支架结构34上，可以实现转动，同时滚轮外径可以在支架本体机构1的导槽112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，进而使得运动的电磁铁35沿着导槽112内轨道有轨迹的运动。
支架结构34，两端对称，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。
永久磁铁机构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。
检测器固定架42，通过螺栓43安装在永久磁铁块46上，检测器固定架42上固定第二信号发射器41和第二信号接收器45。
第二信号发射器41，在检测器固定架42的上下各布置一个，通过控制器控制发射出信号。第二信号发射器41为红外感应信号发射器。由于红外感应传感器不受电磁等影响，所以消耗的能量少。
第二信号接收器45，在检测器固定架42的上下各布置一个，且该第二信号接收器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。第二信号接收器45为红外感应信号接收器，通过控制器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。由于红外感应传感器不受电磁等影响，所以消耗的能量少。
永久磁铁块固支架44，永久磁铁块固支架44的上端通过螺栓固定在支架本体机构1上，下端通过螺栓固定永久磁铁块46。该永久磁铁块固支架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4产生磕碰而导致的刚性破坏。
永久磁铁块46，用于吸住地面上的尖小钢铁刺物，该永久磁铁块(46)正对着轮胎，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。
第一控制器实时监测第二信号接收器45是否正常接收到第二信号发射器41发射的信号，当第一控制器发现第二信号发射器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，并触发步进电机14正向转动，齿形同步带13带动电磁铁机构3沿着支架本体机构1的导槽112往下运动；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；电磁铁机构3运动到下端极限位置时，第一控制器检测到增大的电流后对步进电机14停电，保持电磁铁机构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。
在永久磁铁块46上的尖刺钢铁物被吸走后，第一控制器监测到第二信号发射器41发出的信号被第二信号接收器45正常接收时，将步进电机14通反向电流，齿形同步带13反转带动电磁铁机构3沿着支架本体机构1的导槽112往上做收回运动，当运动到导槽112的上极限位置时，第一控制器检测到步进电机14的电流增大，则控制步进电机14停电保持位置不变，同时对电磁铁机构3上的电磁铁35停电，使电磁铁35停电后失去磁性脱落其吸引的钢铁刺物。
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：
装配支架本体机构1时，将电机驱动轴15安装在步进电机14后，将齿形同步带13套过步进电机14和电机驱动轴15后，将步进电机14用螺栓安装固定在支架11上，齿形同步带轮系12的同步带轮套上皮带配合后将部件2通过螺母固定在支架上，对于皮带的松紧可以在电机部件4的安装面加减垫片调整，这样支架本体机构1装配完成。
装配接料机构2时，将信号发射器21、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机构1的结构上，这样接料机构2装配完成。
装配电磁铁机构3时，滚轮安装固定在支架结构34上，将电磁铁35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，这样电磁铁机构3装配完成。
装配永久磁铁机构4时，将第二信号发射器41、第二信号接收器45安装在检测器固定架42上，在将支架用螺栓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4装配完成。
上面各个机构装配好后，将接料机构2、电磁铁机构3、永久磁铁机构4用螺栓安装固定在支架本体机构1上即完成整个装置的装配。
本发明的工作原理如下：
本发明的电动式轮胎防刺安全装置通过支架本体机构1的刚性支架的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4可以在整个车行驶及停放过程中将轮胎前的钢铁刺物吸住。
通过其两侧长通电的红外检测器检测是否吸收到钢铁刺物，若检测到刺物后系统的控制器接收到信号，发出信号到运动电机，电机转动带动齿形同步带13转动，同时对可运动的电磁铁机构3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，该电磁铁35两端通过滚轮安装固定在支架的导槽112中，电磁铁35通过螺栓安装在齿形皮带上，齿形皮带运动则带动电磁铁35沿着支架本体机构1的支架的弧形导槽112运动。当电机带动电磁铁35运动到导槽112的下端极限位置时，电机电流增大，控制器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磁性吸走永久磁铁块46上的钢铁刺物。
永久磁铁块46上的钢铁刺物被电磁铁35吸走后，永久磁铁块46上无物体挡住，两端的红外装置信号正常发出和接收，第一控制器将电机通反向电流，皮带反转带动通电带有钢铁刺物的电磁铁35往上收回运动，当运动到导槽112的上极限位置时，电机电流增大，控制器检测到增大的电流后，第一控制器控制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，其吸引的钢铁刺物垂直掉落到下方的接料机构2处。接料机构2的接料斗22两侧的红外检测装置常通电，若接料斗22内的钢铁刺物积累到一定程度挡住红外信号时，红外检测装置发出信号给第二控制器，第二控制器触发报警灯闪亮，提醒驾驶员及时清理，避免积累过多尖刺钢铁物。
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。