CN109017713A - 一种辅助汽车脱困的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆救助设备领域，具体涉及一种辅助汽车脱困的装置，解决了现有的装置结构复杂，安全度低的问题，其包括脱困器箱体，所述脱困器箱体内部设有气泵系统，所述气泵系统连接有向下推杆气缸与弹簧系统，所述向下推杆气缸与弹簧系统设置于脱困器机架上，所述脱困器机架上设有花纹橡胶带圈、驱动电动滚筒和改向滚筒，所述驱动电动滚筒与改向滚筒位于花纹橡胶带圈内部并贴合，所述驱动电动滚筒与改向滚筒之间设有横向推杆与弹簧系统。本发明整体结构简单，使用方便，安全可靠。

Description

一种辅助汽车脱困的装置

技术领域

本发明涉及车辆救助设备领域，特别是一种辅助汽车脱困的装置。

背景技术

目前在汽车被陷或者被困需脱困的实践中，其处理方式或脱困机构不外以下几种。

一是对被困汽车使用外力如其它汽车或其它人力，拉离被困地点；二是在被困汽车附近打桩利用自带小型卷扬机，本发明可以让车通过辅助机构自行脱离被陷或者被困环境；三是各种在被陷或者被困汽车轮胎上加助力机构从而增加轮胎着地面积或着地摩擦力，同时利用汽车本身动力，驱动轮胎旋转，从而爬出被陷或者被困环境；四是，在现状的路基上安置脱困板，配合人力推动，当汽车轮胎位移至脱困板上时，由于摩擦力增加脱困。

上述第一方案很有效，但在很多情况下不具备条件，如单车出行被陷或者被困，或在沙漠或淤泥地被困，甚至可能导致施救车被困，或在荒凉无人烟处被陷或者被困则无条件解困。

上述第二方案能适应部分路况和环境，但在无法着桩的环境，如流沙处或淤泥地，则无法实施脱困。

上述第三方案能适应部分被陷或者被困情况，特别是整车个别轮胎凹坑卡住，或个别轮胎处小块地基较松的情况。但是更多的情况下，在被陷或者被困轮胎上或周围，根本无法安装增力或增加接触面的机械结构，导致解陷或者解困费时费力却效果很差。上述第四种方案，由于困车现场安置脱困板难度大，往复使用工作条件差，劳动强度大，同时受限于现场可能由人力产生的推力让汽车产生必要的位移量，不能实现脱困。

上述几种汽车脱困结构，要么存在使用所处的环境恶劣、接触面太窄；要么存在脱困效率太低；要么存在脱困失效等问题。经过大量实践调研、技术分析与实证，汽车被陷或者被困时难以脱困的根本原因不外是以下几种：一是：1个或数个轮胎被陷或者被困时，汽车脱困需像正常行驶一样，靠汽车发动机输出动力驱动轮胎旋转，轮胎着地受力，靠滚动摩擦力的反作用力推动汽车前进。但是此时因轮胎着地点松软不受力，不能提供反作用力，会导致轮胎空转，在轮胎着力反方向上不断溅起泥土或砂石，但汽车不能前行。如在沙漠地特别是沙地或淤泥地就是如此。二是：1个或数个轮胎被陷或者被困，但是被凹坑卡住，尤其是驱动轮胎被凹坑卡住，其余未被卡住轮胎靠汽车发动机的驱动，不足够克服汽车自身重量带来的与路面接触的摩擦反作用力。此时出现的情况是，汽车在加油前进或后退时，时能前进少许，但又退回少许，时而左右能动一点，但终无力脱困。三是汽车底盘被车体下凸点顶起，部分轮胎尤其是驱动轮胎不着地，导致汽车发动机动力失效。四是汽车驱动轮胎着地点刚好松软一些。汽车能靠发动机驱动力推动汽车前行，一是发动机动力足够，二需轮胎着地面硬度达到设计基本要求，才能靠与路面形成的滚动摩擦力反作用力推动汽车前行。但当汽车在松软被陷或者被困时，经常出现的是反作用力就差一点，甚至就差一点到达驱动临界点，也就是常说的就差一口气的问题。

目前在国际上，在复杂路况下，如何在被陷或者被困时高效脱困，也还没有较好的简易方法或辅助结构来解决此问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单、安全可靠的辅助汽车脱困的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种辅助汽车脱困的装置，包括脱困器箱体，所述脱困器箱体内部设有气泵系统，所述气泵系统连接有向下推杆气缸与弹簧系统，所述向下推杆气缸与弹簧系统设置于脱困器机架上，所述脱困器机架上设有花纹橡胶带圈、驱动电动滚筒和改向滚筒，所述驱动电动滚筒与改向滚筒位于花纹橡胶带圈内部并贴合，所述驱动电动滚筒与改向滚筒之间设有横向推杆与弹簧系统和改变长度推杆与弹簧系统。气泵系统为电动控制的空压机，其输出压力通过各输气管输送到气压推杆系统中作为输出动力。驱动电动滚筒，改向滚筒两端轴伸装在脱困器机架上的，机架在不工作时呈锐角三角形，工作时向下移动时，机架三角形的各边可伸长、缩短，且机架各边设有推杆弹簧系统控制边长的机构。这样在花纹橡胶带圈总周长不变的情况下，锐角三角形水平边在横向推杆与弹簧系统的作用下伸长，其他两条边在改变长度推杆与弹簧系统的作用下缩短，从而变成钝角三角形，这样在保证与地面接触的边变得最长，主要作用是增加接触面积与摩擦力；汽车脱困器中的推杆弹簧系统，在一封闭的气压缸中，两端设有可以往复做活塞运动的活塞杆，活塞杆中间联接有拉力弹簧。汽车正常运行脱困器不工作时拉力弹簧置于初始状态，外形尺寸最小；当充气压时，随着气压加大，克服弹簧拉力推动两端活塞杆向外扩张，从而推动与活塞杆组装(焊接)在一起的机构向下或者左右移动，当需要缩回行程时，卸载气压即可，活塞杆皮与其组装在一起的机构在弹簧拉力作用下回缩。

工作原理：本发明在汽车正常运行时不工作，其所有零部件除电气系统外全部装在脱困器箱体中，箱体用螺栓联接机构固定在汽车保险杆与汽车底指定位置。此时整个汽车脱困器外形尺寸最小，缩小置放于初始位置。当汽车被陷或被困无法前进时，在汽车驾驶室按下脱困器电动开关，脱困器箱体打开，气泵系统工作，推动向下推杆气缸与弹簧系统克服弹簧拉力并带着脱困器机架一起向下运动。脱困器机架上装有花纹橡胶带圈，其是一围成的封闭圈，圈内装有驱动电动滚筒1只、改向滚筒2只和横向推杆与弹簧系统。随着气压增大，向下推杆气缸与弹簧系统克服的弹簧拉力反作用力也增大，花纹橡胶带圈下移接触底盘下路面后路面反作用力也增大，直至达到设定压力后，因花纹橡胶带圈总周长是限定的，只能向下挤压改向滚筒，并通过感应器作用，起动横向推杆与弹簧系统，使驱动电动滚筒、改向滚筒在水平方向朝外张开，直到各个方向受力平衡。然后驱动电动滚筒开始旋转，带动花纹橡胶带圈旋转并驱动汽车向前运动，并在原汽车动力系统驱动轮胎的共同作用下，爬出陷井脱困。

作为优选，所述改向滚筒的数量为两个，所述驱动电动滚筒与其中一个改向滚筒位于水平面，另一个改向滚筒位于驱动电动滚筒和其中一个改向滚筒之间的中心线上，所述驱动电动滚筒与两个改向滚筒呈等边三角形布局。所述改变长度推杆与弹簧系统与横向推杆与弹簧系统共同作用，从而达到着地边增长，从而增大着地面积。

作为优选，还包括脱困器电动开关，所述脱困器电动开关设于汽车驾驶室内。装置启动时的工作原理：当汽车被陷或者被困，无法前进时，在汽车驾驶室按下脱困器电动开关，脱困器箱体打开，气泵系统工作，推动向下推杆气缸与弹簧系统克服弹簧拉力并带着脱困器机架一起向下运动。当汽车脱困后，卸掉气压，各机构会在弹簧系统拉力作用下，自动缩回脱困器箱体，动作简单、安全可靠。

作为优选，所述脱困器机架上装有的花纹橡胶带圈是一围成的封闭圈。相比较于仅靠在轮胎上加力(或机构)，扩大了受力面，增加了摩擦力，使汽车更易脱困。

作为优选，所述驱动电动滚筒一只、改向滚筒为两只和横向推杆与弹簧系统7位于花纹橡胶带圈内。随着气泵系统工作气压增大，向下推杆气缸与弹簧系统克服的弹簧拉力反作用力也增大，花纹橡胶带圈下移接触底盘下路面后路面反作用力也增大，直至达到设定压力后，因花纹橡胶带圈总周长是限定的，只能向下挤压改向滚筒，并通过感应器作用，起动横向推杆与弹簧系统，使驱动电动滚筒、改向滚筒在水平方向朝外张开，直到各个方向受力平衡。这是一套柔性系统，充分利用了橡胶带的柔性、气压的柔性、弹簧力的柔性，各处与各方向力易达到平衡，既能完成脱困功能，保证了机械结构不易损坏。

作为优选，所述驱动电动滚筒为细长的圆柱形电动滚筒体，滚筒体内安装有电动机、主动轴、从动轴、小支座，以及连接滚筒体与主从动轴的端盖、压盖、轴承、密封圈。利用成熟的现有电动滚筒技术，其本身就是一个细长的圆柱形电动滚筒体。滚筒体内安装有电动机、主动轴、从动轴、小支座，以及连接滚筒体与主从动轴的端盖、压盖、轴承、密封圈等零器件。驱动电动滚筒只需接入电力，即可完成减速增力并旋转，结构简单、使用可靠。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、对行车路面适用范围广，当沙漠类松软地基或淤泥地被困时，花纹橡胶带圈在汽车底盘下形成了比原轮胎与路基面大几十甚至几百倍的接触面。因此，当驱动电动滚筒工作时，能容易地推动汽车前行。

2、当汽车底盘被车体下凸点顶起或因其他重载车辆碾压形成深轮辙沟时，汽车产生托底或部分轮胎尤其是驱动轮胎不着地或着地差时，导致汽车发动机动力在推动汽车前行完全失效时。脱困器机架上装有的花纹橡胶带圈下移接触底盘下路面，不仅起到抬升汽车实着地面的作用，同时真正提供汽车驱动力，推动汽车前行。可能只需推动汽车前进少许，待汽车驱动轮胎着实地状态改良后，就能很快脱困。

3、汽车在松软路面被陷或被困时，汽车发动机动力足够，但轮胎着地面的硬度达不到摩擦力与反作用力要求，实际情况一般反作用力不足，需要外界提供一定的动力才能到达驱动临界点，本发明的作用就是能够提此时所需要的动力让其超过驱动临界点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为汽车正常行驶时本发明在汽车底部的安装示意图。

图3为汽车被困时本发明在汽车底部的工作示意图。

图4为汽车被陷时汽车轮胎与花纹橡胶带圈在着地基面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种辅助汽车脱困的装置，包括脱困器箱体1，所述脱困器箱体1内部设有气泵系统2，所述气泵系统2连接有向下推杆气缸与弹簧系统3，所述向下推杆气缸与弹簧系统3设置于脱困器机架8上，所述脱困器机架8上设有花纹橡胶带圈5、驱动电动滚筒4和改向滚筒6，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6位于花纹橡胶带圈5内部并贴合，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6之间设有横向推杆与弹簧系统7和改变长度推杆与弹簧系统10。所述支撑系统脱困器机架8上非着地的三角形两边上设有改变长度的推杆及弹簧系统10。气泵系统为电动控制的空压机，其输出压力通过各输气管输送到气压推杆系统中作为输出动力。驱动电动滚筒，改向滚筒两端轴伸装在脱困器机架上的，机架在不工作时呈锐角三角形，工作时向下移动时，机架三角形的各边可伸长、缩短，且机架各边设有推杆弹簧系统控制边长的机构。这样在花纹橡胶带圈总周长不变的情况下，锐角三角形水平边在横向推杆与弹簧系统的作用下伸长，其他两条边在改变长度推杆与弹簧系统的作用下缩短，从而变成钝角三角形，这样在保证与地面接触的边变得最长，主要作用是增加接触面积与摩擦力；汽车脱困器中的推杆弹簧系统，在一封闭的气压缸中，两端设有可以往复做活塞运动的活塞杆，活塞杆中间联接有拉力弹簧。汽车正常运行脱困器不工作时拉力弹簧置于初始状态，外形尺寸最小；当充气压时，随着气压加大，克服弹簧拉力推动两端活塞杆向外扩张，从而推动与活塞杆组装(焊接)在一起的机构向下或者左右移动，当需要缩回行程时，卸载气压即可，活塞杆皮与其组装在一起的机构在弹簧拉力作用下回缩。

实施例2

一种辅助汽车脱困的装置，包括脱困器箱体1，所述脱困器箱体1内部设有气泵系统2，所述气泵系统2连接有向下推杆气缸与弹簧系统3，所述向下推杆气缸与弹簧系统3设置于脱困器机架8上，所述脱困器机架8上设有花纹橡胶带圈5、驱动电动滚筒4和改向滚筒6，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6位于花纹橡胶带圈5内部并贴合，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6之间设有横向推杆与弹簧系统7和改变长度推杆与弹簧系统10。所述支撑系统脱困器机架8上非着地的三角形两边上设有改变长度的推杆及弹簧系统10。气泵系统为电动控制的空压机，其输出压力通过各输气管输送到气压推杆系统中作为输出动力。驱动电动滚筒，改向滚筒两端轴伸装在脱困器机架上的，机架在不工作时呈锐角三角形，工作时向下移动时，机架三角形的各边可伸长、缩短，且机架各边设有推杆弹簧系统控制边长的机构。这样在花纹橡胶带圈总周长不变的情况下，锐角三角形水平边在横向推杆与弹簧系统的作用下伸长，其他两条边在改变长度推杆与弹簧系统的作用下缩短，从而变成钝角三角形，这样在保证与地面接触的边变得最长，主要作用是增加接触面积与摩擦力；汽车脱困器中的推杆弹簧系统，在一封闭的气压缸中，两端设有可以往复做活塞运动的活塞杆，活塞杆中间联接有拉力弹簧。汽车正常运行脱困器不工作时拉力弹簧置于初始状态，外形尺寸最小；当充气压时，随着气压加大，克服弹簧拉力推动两端活塞杆向外扩张，从而推动与活塞杆组装(焊接)在一起的机构向下或者左右移动，当需要缩回行程时，卸载气压即可，活塞杆皮与其组装在一起的机构在弹簧拉力作用下回缩。

所述改向滚筒6的数量为两个，所述驱动电动滚筒4与其中一个改向滚筒6位于水平面，另一个改向滚筒6位于驱动电动滚筒4和其中一个改向滚筒6之间的中心线上，所述驱动电动滚筒4与两个改向滚筒6呈等边三角形布局。所述改变长度推杆与弹簧系统10与横向推杆与弹簧系统7共同作用，从而达到着地边增长，从而增大着地面面积。

还包括脱困器电动开关，所述脱困器电动开关设于汽车驾驶室内。装置启动时的工作原理：当汽车被陷或者被困，无法前进时，在汽车驾驶室按下脱困器电动开关，脱困器箱体1打开，气泵系统2工作，推动向下推杆气缸与弹簧系统3克服弹簧拉力并带着脱困器机架8一起向下运动。当汽车脱困后，卸掉气压，各机构会在弹簧系统拉力作用下，自动缩回脱困器箱体1，动作简单、安全可靠。

所述脱困器机架8上装有的花纹橡胶带圈5是一围成的封闭圈。相比较于仅靠在轮胎上加力(或机构)，扩大了受力面，增加了摩擦力，使汽车更易脱困。

所述驱动电动滚筒4一只、改向滚筒6为两只和横向推杆与弹簧系统7位于花纹橡胶带圈5内。随着气泵系统2工作气压增大，向下推杆气缸与弹簧系统3克服的弹簧拉力反作用力也增大，花纹橡胶带圈5下移接触底盘下路面后路面反作用力也增大，直至达到设定压力后，因花纹橡胶带圈5总周长是限定的，只能向下挤压改向滚筒6，并通过感应器作用，起动横向推杆与弹簧系统7和改变长度推杆与弹簧系统10，启动收缩推杆与弹簧系统10使驱动电动滚筒4、改向滚筒6在水平方向朝外张开，直到各个方向受力平衡。这是一套柔性系统，充分利用了橡胶带的柔性、气压的柔性、弹簧力的柔性，各处与各方向力易达到平衡，既能完成脱困功能，保证了机械结构不易损坏。

实施例3

一种辅助汽车脱困的装置，包括脱困器箱体1，所述脱困器箱体1内部设有气泵系统2，所述气泵系统2连接有向下推杆气缸与弹簧系统3，所述向下推杆气缸与弹簧系统3设置于脱困器机架8上，所述脱困器机架8上设有花纹橡胶带圈5、驱动电动滚筒4和改向滚筒6，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6位于花纹橡胶带圈5内部并贴合，所述驱动电动滚筒4与改向滚筒6之间设有横向推杆与弹簧系统7和改变长度推杆与弹簧系统10。所述支撑系统脱困器机架8上非着地的三角形两边上设有改变长度的推杆及弹簧系统10。气泵系统为电动控制的空压机，其输出压力通过各输气管输送到气压推杆系统中作为输出动力。驱动电动滚筒，改向滚筒两端轴伸装在脱困器机架上的，机架在不工作时呈锐角三角形，工作时向下移动时，机架三角形的各边可伸长、缩短，且机架各边设有推杆弹簧系统控制边长的机构。这样在花纹橡胶带圈总周长不变的情况下，锐角三角形水平边在横向推杆与弹簧系统的作用下伸长，其他两条边在改变长度推杆与弹簧系统的作用下缩短，从而变成钝角三角形，这样在保证与地面接触的边变得最长，主要作用是增加接触面积与摩擦力；汽车脱困器中的推杆弹簧系统，在一封闭的气压缸中，两端设有可以往复做活塞运动的活塞杆，活塞杆中间联接有拉力弹簧。汽车正常运行脱困器不工作时拉力弹簧置于初始状态，外形尺寸最小；当充气压时，随着气压加大，克服弹簧拉力推动两端活塞杆向外扩张，从而推动与活塞杆组装(焊接)在一起的机构向下或者左右移动，当需要缩回行程时，卸载气压即可，活塞杆皮与其组装在一起的机构在弹簧拉力作用下回缩。

所述改向滚筒6的数量为两个，所述驱动电动滚筒4与其中一个改向滚筒6位于水平面，另一个改向滚筒6位于驱动电动滚筒4和其中一个改向滚筒6之间的中心线上，所述驱动电动滚筒4与两个改向滚筒6呈三角形布局。所述改变长度推杆与弹簧系统10与横向推杆与弹簧系统7共同作用，从而达到着地边增长，从而增大着地面面积。

还包括脱困器电动开关，所述脱困器电动开关设于汽车驾驶室内。装置启动时的工作原理：当汽车被陷或者被困，无法前进时，在汽车驾驶室按下脱困器电动开关，脱困器箱体1打开，气泵系统2工作，推动向下推杆气缸与弹簧系统3克服弹簧拉力并带着脱困器机架8一起向下运动。当汽车脱困后，卸掉气压，各机构会在弹簧系统拉力作用下，自动缩回脱困器箱体1，动作简单、安全可靠。

所述脱困器机架8上装有的花纹橡胶带圈5是一围成的封闭圈。相比较于仅靠在轮胎上加力(或机构)，扩大了受力面，增加了摩擦力，使汽车更易脱困。

所述驱动电动滚筒4一只、改向滚筒6为两只和横向推杆与弹簧系统7位于花纹橡胶带圈5内。随着气泵系统2工作气压增大，向下推杆气缸与弹簧系统3克服的弹簧拉力反作用力也增大，花纹橡胶带圈5下移接触底盘下路面后路面反作用力也增大，直至达到设定压力后，因花纹橡胶带圈5总周长是限定的，只能向下挤压改向滚筒6，并通过感应器作用，起动横向推杆与弹簧系统7，使驱动电动滚筒4、改向滚筒6在水平方向朝外张开，直到各个方向受力平衡。这是一套柔性系统，充分利用了橡胶带的柔性、气压的柔性、弹簧力的柔性，各处与各方向力易达到平衡，既能完成脱困功能，保证了机械结构不易损坏。

所述驱动电动滚筒4为细长的圆柱形电动滚筒体，滚筒体内安装有电动机、主动轴、从动轴、小支座，以及连接滚筒体与主从动轴的端盖、压盖、轴承、密封圈。利用成熟的现有电动滚筒技术，其本身就是一个细长的圆柱形电动滚筒体。滚筒体内安装有电动机、主动轴、从动轴、小支座，以及连接滚筒体与主从动轴的端盖、压盖、轴承、密封圈等零器件。驱动电动滚筒4只需接入电力，即可完成减速增力并旋转，结构简单、使用可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：包括脱困器箱体(1)，所述脱困器箱体(1)内部设有气泵系统(2)，所述气泵系统(2)连接有向下推杆气缸与弹簧系统(3)，所述向下推杆气缸与弹簧系统(3)设置于脱困器机架(8)上，所述脱困器机架(8)上设有花纹橡胶带圈(5)、驱动电动滚筒(4)和改向滚筒(6)，所述驱动电动滚筒(4)与改向滚筒(6)位于花纹橡胶带圈(5)内部并贴合，所述驱动电动滚筒(4)与改向滚筒(6)之间设有横向推杆与弹簧系统(7)和改变长度推杆与弹簧系统(10)。

2.根据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：所述改向滚筒(6)数量为两个，所述驱动电动滚筒(4)与其中一个改向滚筒(6)位于水平面，另一个改向滚筒(6)位于驱动电动滚筒(4)和其中一个改向滚筒(6)之间的中心线上，所述驱动电动滚筒(4)与两个改向滚筒(6)呈三角形布局。

3.根据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：还包括脱困器电动开关，所述脱困器电动开关设于汽车驾驶室内。

4.据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：所述脱困器机架(8)上装有的花纹橡胶带圈(5)是一围成的封闭圈。

5.据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：所述驱动电动滚筒(4)一只、改向滚筒(6)两只和横向推杆与弹簧系统(7)位于花纹橡胶带圈(5)内。

6.据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：所述驱动电动滚筒(4)为细长的圆柱形电动滚筒体，该滚筒体内安装有电动机、主动轴、从动轴、小支座，以及连接滚筒体与主从动轴的端盖、压盖、轴承、密封圈。

7.据权利要求1所述的一种辅助汽车脱困的装置，其特征在于：所述横向推杆与弹簧系统(7)和改变长度推杆与弹簧系统(10)可以伸长和缩短。