CN109987014B - 拖挂车防倾覆安全系统、控制方法及其后倾式拖挂车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拖挂车防倾覆安全系统，包括用于检测拖挂车车厢的侧倾角度的角度检测探头、用于控制拖挂车车厢的液压顶杆启停的安全阀以及控制器，角度检测探头设于拖挂车牵引头上并与拖挂车车厢相对应，角度检测探头的输出端与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与安全阀电连接，角度检测探头获取拖挂车车厢的侧倾角度信息，生成侧倾角度信号并将该侧倾角度信号传送给控制器，控制器根据接收的侧倾角度信号通过安全阀控制液压顶杆的启停。该防倾覆安全系统结构简单、实用性强、安全性好，本发明还提供了上述拖挂车防倾覆安全系统的控制方法以及具有该防倾覆安全系统的后倾式拖挂车。

Description

拖挂车防倾覆安全系统、控制方法及其后倾式拖挂车
技术领域
本发明涉及车辆安全装置技术领域，具体涉及一种拖挂车防倾覆安全系统、控制方法以及具有该安全系统的后倾式拖挂车。
背景技术
工程施工常需要用拖挂车运输货物，拖挂车的牵引头(牵引车)拖着拖挂车厢，当需要卸货的时候，通过液压杆将拖挂车厢顶起。现有的拖挂车的卸货方式通常分为侧卸式和后卸式两种。对于后卸式拖挂车，在路况比较复杂，尤其是地面不平的情况，加上操作不当，有约10～20％的几率会翻车，非常危险，并且会造成经济上的损失。
其原因是，后卸式拖挂车卸货时，从车厢底部通过液压杆顶起车厢的前端，货物从后端卸下，在路况不平的情况下，车厢内的货物被顶起后会向车厢低的一侧侧向移动，货物的重力施加在车厢的侧面容易造成翻车。侧卸式拖挂车的侧面往往设有支撑腿，翻车的几率很小。
导致拖挂车翻车的影响因素与拖车车厢中货物的重量(不包括车厢自重，其测得的重量应减去车厢自重)、拖车车厢与牵引头之间的扭转角度(车厢侧倾的角度)及车厢地板的摩擦系数等有关(如果角度小，货物能够迅速滑下，也能降低该翻车风险)。
发明内容
本发明的目的在于，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单、实用性强、安全性好的拖挂车防倾覆安全系统，并且还提供了该防倾覆安全系统的控制方法以及具有该防倾覆安全系统的后倾式拖挂车。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种拖挂车防倾覆安全系统，包括用于检测拖挂车车厢的侧倾角度的角度检测探头、用于控制拖挂车车厢的液压顶杆启停的安全阀以及控制器，所述角度检测探头设于拖挂车牵引头上并与拖挂车车厢相对应，角度检测探头的输出端与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与安全阀电连接，角度检测探头获取拖挂车车厢的侧倾角度信息，生成侧倾角度信号并将该侧倾角度信号传送给控制器，控制器根据接收的侧倾角度信号通过安全阀控制液压顶杆的启停。
上述的拖挂车防倾覆安全系统，优选的，所述防倾覆安全系统还包括一用于检测拖挂车车厢内的货物重量的车桥电子秤，所述车桥电子秤设置在拖挂车的车桥上，车桥电子秤的输出端与所述控制器的输入端电连接。
上述的拖挂车防倾覆安全系统，优选的，所述角度检测探头为红外探头。
作为一个总的技术构思，本发明另一方面提供了一种上述拖挂车防倾覆安全系统的控制方法，在拖挂车倾卸货物时，由控制器根据判断因子A的值及拖挂车车厢的侧倾角度控制液压顶杆的启停，其具体步骤如下：
当判断因子A的值大于500，且拖挂车车厢的侧倾角度大于5°时，液压顶杆停止动作，卸货停止；
当判断因子A的值小于或等于500，且拖挂车车厢的侧倾角度小于或等于5°时，液压顶杆动作，进行卸货；
判断因子A的计算公式如下：
A＝(2/3)θ3+5ζ2μ1/3/2
其中，θ为拖挂车车厢的侧倾角度，单位为度；ζ为拖挂车车厢内装载货物的重量，单位为吨；μ为拖挂车车厢的摩擦系数。
作为一个总的技术构思，本发明另一方面还提供了一种后倾式拖挂车，包括拖挂车车厢和拖挂车牵引头，所述后倾式拖挂车上安装有上述的拖挂车防倾覆安全系统。
进一步的，所述拖挂车牵引头上安装有GPS定位模块。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置角度检测探头、安全阀和控制器，通过角度检测探头来检测拖挂车车厢的倾斜角度，由控制器根据拖挂车车厢倾斜角度、所装载货物的重量以及车厢的摩擦系数判断拖挂车卸货是否安全，再通过安全阀控制液压顶杆的启停，该拖挂车防倾覆安全系统结构简单、实用性强，可有效确保拖挂车在不平路面卸货时的安全性。本发明防倾覆安全系统的控制方法综合考虑了车厢的倾斜角度、车厢中货物的重量以及车厢地板的摩擦系数，确保了拖车卸货的安全性。
附图说明
图1为本发明后倾式拖挂车的结构示意图。
图2为本发明拖挂车防倾覆安全系统的电路连接框图。
图例说明：
1、拖挂车车厢；2、拖挂车牵引头；3、角度检测探头；4、安全阀；5、控制器；6、车桥电子秤。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例：
如图1和图2所示，一种本发明的拖挂车防倾覆安全系统，包括角度检测探头3、安全阀4以及控制器5。其中，角度检测探头3设置在拖挂车牵引头2上并与拖挂车车厢1相对应，用于检测拖挂车车厢1的侧倾角度。角度检测探头3优选为红外探头。安全阀4与拖挂车车厢1的液压顶杆连接，用于控制液压顶杆的启停。角度检测探头3的输出端与控制器5的输入端电连接，控制器5的输出端与安全阀4电连接，角度检测探头3获取拖挂车车厢1的侧倾角度信息，生成侧倾角度信号并将该侧倾角度信号传送给控制器5，控制器5根据接收的侧倾角度信号通过安全阀4控制液压顶杆的启停。该拖挂车防倾覆安全系统结构简单、实用性强、安全性好。
本实施例中，该防倾覆安全系统还包括一个用于检测拖挂车车厢1内的货物重量的车桥电子秤6，该车桥电子秤6设置在拖挂车的车桥上。车桥电子秤6的输出端与控制器5的输入端电连接。拖挂车卸货时，通过车桥电子秤6获取拖挂车装载货物的重量信息，综合拖挂车车厢1的侧倾角度、拖挂车装载货物的重量以及拖挂车车厢的摩擦系数对拖挂车卸货的安全性进行判断，判断结果更为准确，安全性更好。
在拖挂车倾卸货物时，由控制器根据判断因子A的值及拖挂车车厢1的侧倾角度控制液压顶杆的启停，其具体步骤如下：
当判断因子A的值大于500，且拖挂车车厢1的侧倾角度大于5°时，液压顶杆停止动作，卸货停止；
当判断因子A的值小于或等于500，且拖挂车车厢1的侧倾角度小于或等于5°时，液压顶杆动作，进行卸货；
判断因子A的计算公式如下：
A＝(2/3)θ3+5ζ2μ1/3/2
其中，θ为拖挂车车厢1的侧倾角度，单位为°，采用度的单位，侧倾角度的定义为车头轴线与拖挂车轴线在水平面上投影的锐角夹角，进一步，当该侧倾角度具有水平夹角，还具有垂直夹角时，该侧倾角度为车头轴线与拖挂车轴线在水平面上投影的锐角夹角，加上车头轴线与拖挂车轴线在垂直面上投影的锐角夹角，该垂直面的定义为沿车厢长度方向延伸的中线垂直于车厢底盘面的面；ζ为拖挂车车厢1内装载货物的重量，单位为t；μ为拖挂车车厢1的摩擦系数，与车厢的材质相关。
综合考虑了拖挂车车厢1的侧倾角度、拖挂车装载货物的重量以及拖挂车车厢的摩擦系数，判断结果准确性好，安全性好。
一种本发明的后倾式拖挂车，包括拖挂车车厢1和拖挂车牵引头2，该后倾式拖挂车上安装有上述的拖挂车防倾覆安全系统。通过在后倾式拖挂车上安装上述拖挂车防倾覆安全系统，大大提高了拖挂车卸货时的安全性。进一步优选在拖挂车牵引头2上安装GPS定位模块，通过GPS定位模块对拖挂车进行定位，避免拖挂车未到达指定地点乱卸货物，如渣土车乱倒城市垃圾。
该后倾式拖挂车停放在不平路面上倾卸货物时，首先通过角度检测探头3检测拖挂车车厢1的侧倾角度，通过车桥电子秤6获取拖挂车装载货物的重量，并结合拖挂车车厢1的摩擦系数，根据公式A＝(2/3)θ3+5ζ2μ1/3/2判断卸货是否安全，当判断因子A的值大于500，且拖挂车车厢1的侧倾角度大于5°时，表明此时卸货存在倾覆风险，通过安全阀4关闭液压顶杆；当判断因子A的值大于500，且拖挂车车厢1的侧倾角度大于5°时，表明此时卸货不会发生车身倾覆，通过安全阀4开启液压顶杆进行卸货。在特定车型上，其车厢的摩擦因数往往是恒定的，通过该逻辑公式的计算，通过对侧倾角度和货物质量的权衡计算，有效的保证了车厢的安全。该公式基本上能满足市面上大部分类型的拖挂车厢的应用场景。
进一步，为了进一步降低所述拖挂车倾覆的风险，所述拖挂车的车厢1厢体包括底板、侧板和后板，所述后板为可开合的车厢门结构，所述车厢门为上翻门或者下翻门，所述侧板包括固定部和滑动开合部，所述滑动开合部包括固定在底板和固定部上的带轨道的支架，以及可滑动固定在支架上的滑动门，所述滑动门或支架上设置有压力传感器，所述轨道沿车厢的长度方向设置，其后端开口，所述轨道的后端设置有弹性锁，所述弹性锁的信号输入端与所述控制器5的信号输出端连接，所述压力传感器的信号输出端与所述控制器5的信号输入端连接，当所述拖挂车在卸货前未检测到倾覆风险，但是在卸货过程中，由于车厢内货物的滑动，造成重心急速变化，压力传感器检测到压力变化，当压力超过预设临界值时，所述控制器5控制弹性锁打开，所述滑动门往后滑动弹出，货物对车厢侧面的压力瞬间释放，避免压翻拖挂车，双保险，进一步保证了防倾覆效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种拖挂车防倾覆安全系统的控制方法，所述拖挂车防倾覆安全系统包括用于检测拖挂车车厢(1)的侧倾角度的角度检测探头(3)、用于控制拖挂车车厢(1)的液压顶杆启停的安全阀(4)以及控制器(5)，所述角度检测探头(3)设于拖挂车牵引头(2)上并与拖挂车车厢(1)相对应，角度检测探头(3)的输出端与控制器(5)的输入端电连接，控制器(5)的输出端与安全阀(4)电连接，角度检测探头(3)获取拖挂车车厢(1)的侧倾角度信息，生成侧倾角度信号并将该侧倾角度信号传送给控制器(5)，控制器(5)根据接收的侧倾角度信号通过安全阀(4)控制液压顶杆的启停，其特征在于，在拖挂车倾卸货物时，由控制器根据判断因子A的值及拖挂车车厢(1)的侧倾角度控制液压顶杆的启停，其具体步骤如下：
当判断因子A的值大于500，且拖挂车车厢(1)的侧倾角度大于5°时，液压顶杆停止动作，卸货停止；
当判断因子A的值小于或等于500，且拖挂车车厢(1)的侧倾角度小于或等于5°时，液压顶杆动作，进行卸货；
判断因子A的计算公式如下：
A＝(2/3)θ3+5ζ2μ1/3/2
其中，θ为拖挂车车厢(1)的侧倾角度，单位为度；ζ为拖挂车车厢(1)内装载货物的重量，单位为吨；μ为拖挂车车厢(1)的摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的拖挂车防倾覆安全系统的控制方法，其特征在于，所述防倾覆安全系统还包括一用于检测拖挂车车厢(1)内的货物重量的车桥电子秤(6)，所述车桥电子秤(6)设置在拖挂车的车桥上，车桥电子秤(6)的输出端与所述控制器(5)的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的拖挂车防倾覆安全系统的控制方法，其特征在于，所述角度检测探头(3)为红外探头。
4.一种后倾式拖挂车，包括拖挂车车厢(1)和拖挂车牵引头(2)，其特征在于，所述后倾式拖挂车上安装有拖挂车防倾覆安全系统，所述拖挂车防倾覆安全系统包括用于检测拖挂车车厢(1)的侧倾角度的角度检测探头(3)、用于控制拖挂车车厢(1)的液压顶杆启停的安全阀(4)以及控制器(5)，所述角度检测探头(3)设于拖挂车牵引头(2)上并与拖挂车车厢(1)相对应，角度检测探头(3)的输出端与控制器(5)的输入端电连接，控制器(5)的输出端与安全阀(4)电连接，角度检测探头(3)获取拖挂车车厢(1)的侧倾角度信息，生成侧倾角度信号并将该侧倾角度信号传送给控制器(5)，控制器(5)根据接收的侧倾角度信号通过安全阀(4)控制液压顶杆的启停，所述拖挂车防倾覆安全系统用于实施如权利要求1-3中任一项所述的拖挂车防倾覆安全系统的控制方法。
5.根据权利要求4所述的后倾式拖挂车，其特征在于，所述拖挂车牵引头(2)上安装有GPS定位模块。
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