CN107696856B - 一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车，电动车包括：车体1、车桥2、减震系统3、驱动系统4、控制系统5、电源系统6、刹车系统7、轮组8、保温箱9组成。减震系统3采用减震弹簧17和导向柱18，通过载重量及炸药的感度来计算车辆的共振频率，进而确定弹簧所需要的型号；采用了多重保护措施，包括防爆电机，可靠接地、保温箱、防撞轮、导电橡胶等，并对电控部分进行了隔爆处理，使其适用于液体炸药的转运。本发明结构简单，维修简便，振动可控，可以通过调整弹簧的型号来适应不同的载重及不同液体炸药的感度需求。
Description
技术领域
本发明属于电动车制造领域，涉及一种减震电动车，具体涉及一种能够适用于液体炸药工房间短距离转运的减震电动车。
背景技术
液体炸药如硝化甘油、叠氮硝铵等在火炸药行业应用特别广泛，但是由于其敏感度高、爆炸威力大，给转运工作带来很大难度。目前我国常用的液体炸药转运方式包括管道输送式和人工提运式两种，其中管道输送式适用需求量较大的工厂生产，且需要进行钝感等操作，成本较高；人工提运式由于人直接与液体炸药桶直接接触，受到天气、路面等因素的影响，容易发生滑倒或脱手等意外危险。因此需要开发一种可适用小批量生产，且能够消除天气影响、降低路面冲击，有一定隔爆效果的减震电动车。
目前火炸药行业常用的短距离转运车多为手动式，其速度由人工控制，因此不确定因素较多，速度不够稳定，不能够用于敏感度较高的液体炸药。市场上电动车多为载人用途，运行速度快，重心较高，结构复杂，不具备隔爆功能。因此需要对目前民用行业使用的电动转运车进行升级，结合液体炸药的特点，安装速度控制器、安全保护、电气防爆等装置，并设计一套结构简单合理的减震系统，使其能够用于液体炸药的短距离转运。
专利CN105774456A公开了一种电动车减震系统，通过在前后轮支架上增加三角连接板来实现左右轮的独立运行，通过销钉将三角连接板与前后轮支架连接，进而避免因路面不平导致的车身倾斜，并且将液压减震和弹簧减震串联实现多级减震；实用新型专利CN205047723U公开了一种电动车一体式悬架减震器，将减震装置与悬架连接，在悬架中设置双弹性结构，同时增加弹性球，消除车辆跳动；专利CN105822720A公开了一种电动车减震装置，其特点是采用倒U型结构，分别在第一减震器和第二减震器内部安装两级弹簧，两级弹簧中间设置有滑块，连接杆穿过一级弹簧与滑块连接，通过多级弹簧的压力分摊使震动效果逐层递减。以上三种专利中第一项专利与本发明最为接近。
但是专利CN102974252A的装置存在以下缺点：(1)液压与弹簧减震连接在原理上可以减震，但若两者的震动频率一致或达到交叉点时两者的振幅反而会发生叠加，进而加剧震动；(2)减震系统的机械连接复杂，容易发生销钉或螺丝脱落的情况，可靠性不强，并且维修不便；(3)没有其他的保护措施。因此需要开发一种结构简单、可靠性强、易于维护保养的减震电动车。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，可靠性强，能够用于液体炸药运输的减震电动车。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车，其特征在于包括：车体、车桥、减震系统、驱动系统、控制系统、电源系统、刹车系统、轮组、保温箱组成。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车体高度为250mm，此高度为保证所述驱动系统合理安装的最低高度，保证所述电动车的重心尽量低；所述车体宽度为750mm，为保证所述电动车能够顺畅进入入口宽度为800mm的防爆工房。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车桥由前支撑座和后支撑座组成，防止遇到路面不平时，前后支承座互相影响造成所述车体发生倾斜；所述前后支撑座分别有四组连接环，用于与减震系统连接。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车桥与车体之间通过减震系统进行连接。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述减震系统包括减震弹簧及导向柱，减震弹簧的类型为冷卷压缩弹簧，材料为60Si2MnA，C类，经过前期大量试验，冷卷弹簧相对热卷弹簧回弹性较大，减震效果好，其弹簧直径与圈数可根据需要达到的共振频率进行设定。经过前期将液体炸药放在振动台上进行试验，频率低于1HZ的超低频振动往往带来较大的振幅，对于液体炸药的冲击较大，危险性大，频率高于30HZ的中频及高频振动，会对于液体炸药带来迅速增长的能量累积，如果不能及时释放累积的能量也将会引爆液体炸药。因此，用于液体炸药运输的转运车，其共振频率必须在1-30HZ之间。经过对不同液体炸药和不同载重的电动车适用振动频率的试验摸索，减震电动车共振频率与液体炸药的感度及液体炸药重量的函数关系为f(HZ)＝0.57x-32y，其中x取值范围为50-300kg，0.57为重量系数，y为炸药撞击感度，所述炸药撞击感度是将炸药撞击感度百分数转换为小数，y取值范围为0-1，32为感度系数。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述驱动系统由防爆电机、减速器、差速器、驱动轴组成，由于工房间空间有限，因此采用差速器可以使所述电动车的转弯半径降低至2米；所述驱动系统安装在前支撑座上。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述控制系统由控制面板、操纵手把、开关、控制器组成；所述控制器设定电动车运动速度恒定在4Km/h，与操作人员的步行速度一致，且操作人员不能进行调整，防止操作人员误操作造成车速运动过快；所述控制器设定电动车采用恒加速度起停，实现在15s之内的启动和停止，防止起停过快带来车体的震动。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述电源系统由蓄电池、充电电路、供电和控制电路组成；所述蓄电池固定于所述车体上，通过供电电路为所述防爆电机提供电源；所述车体侧面设置有充电口，通过充电电路为所述蓄电池进行充电；蓄电池为全密封结构；所述电源系统的电压为48V，防止引入强电发生漏电等危险。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述轮组为四个充气承载轮，选用充气轮一方面可起到一定的减震作用，另一方面可以延长轮组的使用寿命；所述轮组带有锁死机构。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车体上通过螺钉固定保温箱座；所述保温箱座内部放置保温箱；所述保温箱内部有聚氨酯保温发泡材料进行保温，经过试验验证可使保温箱内部温度维持在20-40℃，防止液态炸药因为温度过低发生结晶；所述保温箱夹层设计有铜丝导电，导电铜丝的密度为3-5个/dm2，铜丝直径为2-5mm，不同液体炸药的粘度与铜丝的密度、直径呈反比，粘度越低的液体炸药，选择铜丝的密度越高，铜丝直径越大，粘度越高的液体炸药，铜丝的密度越低，铜丝越细，确保保温箱内层不会产生静电累积发生液态炸药爆炸；所述保温箱与所述车体及所述保温箱座之间采用导电橡胶减震。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车体前端两侧设置橡胶导向轮，起到缓冲减震效果。
上述用于液态炸药工房间转运的减震电动车，所述车体下端有接地线，接地线为铜质，长度为300mm，保证接地线能够在电动车运行过程中良好接地。
将液体炸药放入保温箱后，维持在一定温度范围。由人工打开开关，控制器自动控制电动车匀加速开始运行，并且最终的运行速度保持在4km/h。操作过程由人工控制电动车的转向。通过减震系统对路面不平带来的振动进行过滤。运输过程中产生的静电通过金属连杆、导电橡胶、接地线等导走。运行过程中遇到障碍物或者操作不当的情况可以由橡胶导向轮进行缓冲。在遇到紧急情况需要刹车时，电动车具备多重刹车机构，包括电机制动、手动制动和轮胎锁死等。当电动车运行到指定位置需要停车时，由人工关闭开关，控制系统自动控制电动车匀减速停车。当控制面板显示电压低于48V，需要对蓄电池进行充电。
与现有技术相比，本发明的优点是：结构简单、振幅可控，具有多重保护措施，有一定隔爆效果。该优点的实现是依靠以下三方面的技术：(1)采用减震弹簧和导向柱，通过载重量的多少来计算弹簧所需要的型号，进而控制其车辆的振幅和共振频率；(2)车桥与车体连接简单，且必须的螺栓或螺钉连接均在外侧，方便检查维修；(3)采用了多重保护措施，使其适用于液体炸药的转运，包括选用防爆电机，电控部分进行了隔爆处理，并进行了可靠接地；增加了保温箱，维持液体炸药的温度；设置了防撞轮，采用了导电橡胶进行减震。
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说明：
图1：本发明的一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车的结构示意图。
图2：图1所示本发明一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车的剖视图。
图3：图1所示本发明一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车的前轮局部细节图。
图4：图1所示本发明一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车的后轮局部细节图。
图5：图1所示本发明一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车的保温箱内部结构图。
1、车体，2、车桥，3、减震系统，4、驱动系统，5、控制系统，6、电源系统，7、刹车系统，8、轮组，9、保温箱，10、保温箱座，11、导电橡胶，12、橡胶导向轮，13、接地线，14、前支撑座，15、后支撑座，16、连接环，17、减震弹簧，18、导向柱，19、防爆电机，20、减速器，21、差速器，22、驱动轴，23、控制面板，24、操纵手把，25、刹车手柄，26、开关，27、控制器，28、蓄电池，29、充电口，30、驱动轮，31、转向轮，32、保温发泡材料，33、金属连杆，34、液体炸药转运桶。
具体实施方式
实施例1
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
请参阅图1、2，本发明的一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车，从图中可以看出：该设备由车体1、车桥2、减震系统3、驱动系统4、控制系统5、电源系统6、刹车系统7、轮组8、保温箱9组成，本实施例电动车的额定载重为60kg，用于叠氮硝铵的工房间转运。
请参阅图3，所述车桥2与车体1之间通过减震系统3进行连接；所述减震系统3包括减震弹簧17及导向柱18，所述减震系统减震弹簧的类型为冷卷压缩弹簧，材料为60Si2MnA，C类；叠氮硝铵液体炸药的撞击感度为0.75，额定载重60kg根据减震电动车共振频率与液体炸药的感度及液体炸药重量的函数关系f(HZ)＝0.57x-32y进行计算并圆整，其共振频率为10HZ，根据弹簧的选型公式进行计算得到弹簧钢丝直径d＝25mm，弹簧中径D＝150mm，圈数为6圈；所述减震系统3通过连接环16与所述车桥2与所述车体1进行连接。
请参阅图2、图3，所述驱动系统4由防爆电机19、减速器20、差速器21、驱动轴22组成，防爆电机19的功率为0.5Kw；所述驱动系统4安装在前支撑座14上。
请参阅图1、图2，所述电源系统6由蓄电池28、充电电路、供电和控制电路组成；所述蓄电池28固定于所述车体1上，蓄电池28容量为20AH；所述车体1侧面设置有充电口29，通过充电电路为所述蓄电池28进行充电。
请参阅图3、图4，所述轮组8为四个充气承载轮，直径φ250mm，轮距为675mm；所述转向轮31带有锁死机构。
请参阅图5，所述保温箱9采用高分子保温材料32发泡成型；所述保温箱9夹层设计有金属连杆33，由于叠氮硝铵的粘度约为0.7Pa·s，导电铜丝的密度为5个/dm2，铜丝直径为4mm；本实施例中保温箱容积为30L，在液体炸药转运桶34与保温箱9中间有导电橡胶11进行缓冲减震。
请参阅图2，所述车体1前端两侧设置橡胶导向轮12；所述车体1下端有接地线13。
实施例2
本实施例电动车的额定载重为60kg，用于硝化甘油的工房间转运。
请参阅图3，所述车桥2与车体1之间通过减震系统3进行连接；所述减震系统3包括减震弹簧17及导向柱18，所述减震系统减震弹簧的类型为冷卷压缩弹簧，材料为60Si2MnA，C类；硝化甘油液体炸药的撞击感度为1，额定载重60kg根据减震电动车共振频率与液体炸药的感度及液体炸药重量的函数关系f(HZ)＝0.57x-32y进行计算其共振频率为2HZ，根据弹簧的选型公式进行计算得到弹簧钢丝直径d＝25mm，弹簧中径D＝140mm，圈数为8圈。
请参阅图2、图3，所述驱动系统4由防爆电机19、减速器20、差速器21、驱动轴22组成，防爆电机19的功率为0.5Kw；所述驱动系统4安装在前支撑座14上。
请参阅图1、图2，所述电源系统6由蓄电池28、充电电路、供电和控制电路组成；所述蓄电池28固定于所述车体1上，蓄电池28容量为20AH；所述车体1侧面设置有充电口29，通过充电电路为所述蓄电池28进行充电。
请参阅图3、图4，所述轮组8为四个充气承载轮，直径φ250mm，轮距为675mm。
请参阅图5，所述保温箱9采用高分子保温材料32发泡成型；所述保温箱9夹层设计有金属连杆33，由于硝化甘油的粘度无法测试，因此对比相近的甘油粘度为0.95Pa·s，导电铜丝的密度为4个/dm2，铜丝直径为4mm；本实施例中保温箱容积为30L，在液体炸药转运桶34与保温箱9中间有导电橡胶11进行缓冲减震。
在其他一些实施例中，所述防爆电机的功率、减震弹簧的直径及圈数、保温箱的容积、导电铜丝的密度与直径等可以根据电动车的额定载重及承载的液体炸药的种类进行变化，电动车额定载重的范围为50kg-300kg。
Claims (1)
1.一种用于液态炸药工房间转运的减震电动车，其特征在于包括：车体(1)、车桥(2)、减震系统(3)、驱动系统(4)、控制系统(5)、电源系统(6)、刹车系统(7)、轮组(8)、保温箱(9)组成；
所述车体(1)高度为250mm；所述车体(1)宽度为750mm；
所述车桥(2)由前支撑座(14)和后支撑座(15)组成；所述前支撑座(14)及后支撑座(15)分别有四组连接环(16)，用于与减震系统(3)连接；
所述车桥(2)与车体(1)之间通过减震系统(3)进行连接；
所述减震系统(3)包括减震弹簧(17)及导向柱(18)，减震弹簧(17)的类型为冷卷压缩弹簧，材料为60Si2MnA，C类，其弹簧直径与圈数可根据需要达到的共振频率进行设定，共振频率与液体炸药的感度及液体炸药重量的函数关系为f(HZ)＝0.57x-32y，其中x为炸药重量，x取值范围为50-300kg，0.57为重量系数，y为炸药撞击感度，所述炸药撞击感度是将炸药撞击感度百分数转换为小数，y取值范围为0-1，32为感度系数；
所述驱动系统(4)由防爆电机(19)、减速器(20)、差速器(21)、驱动轴(22)组成；所述驱动系统(4)安装在前支撑座(14)上；
所述控制系统(5)由控制面板(23)、操纵手把(24)、开关(26)、控制器(27)组成；所述控制器(27)设定电动车运动速度恒定在4Km/h；所述控制器(27)设定电动车采用恒加速度起停，实现在15s之内的启动和停止；
所述电源系统(6)由蓄电池(28)、充电电路、供电和控制电路组成；所述蓄电池(28)固定于所述车体(1)上，通过供电电路为所述防爆电机(19)提供电源；所述车体(1)侧面设置有充电口(29)，通过充电电路为所述蓄电池(28)进行充电；蓄电池(28)为全密封结构；所述电源系统(6)的电压为48V；
所述轮组(8)为四个充气轮；所述轮组(8)带有锁死机构；
所述车体(1)上通过螺钉固定保温箱座(10)；所述保温箱座(10)内部放置保温箱(9)；所述保温箱(9)内部有聚氨酯保温发泡材料(32)进行保温，使保温箱(9)内部温度维持在20-40℃；所述保温箱(9)夹层设计有铜丝导电(33)，所述导电铜丝(33)的密度为3-5个/dm2，铜丝直径为2-5mm，所述铜丝的密度和直径与液体炸药的粘度呈反比；所述保温箱(9)与所述车体(1)及所述保温箱座(10)之间采用导电橡胶(11)减震；
所述车体(1)前端两侧设置橡胶导向轮(12)；
所述车体(1)下端有接地线(13)，接地线为铜质，长度为300mm。
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