CN110217151B - 基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统及其控制过程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及侧翻防护装置技术领域，尤其是一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统及其控制过程，包括车架、箱体、安全气囊、液压水平偏移系统、碰撞检测传感器和控制器，所述的车架与集装箱车的底盘连接,所述箱体设置在车架上,所述的安全气囊设置有两个,且两个安全气囊分别呈对称设置在箱体的两侧,所述的液压水平偏移系统设置在箱体与车架之间，所述的碰撞检测传感器和控制器均设置在箱体上，通过碰撞检测传感器检测箱体的侧翻情况，通过控制器接收侧翻检测信号，并对安全气囊和液压水平偏移系统进行控制，本发明能够降低侧翻事故的发生概率，以及侧翻后最大限度降低事故造成的次生损害。
Description
技术领域
本发明涉及侧翻防护装置技术领域，具体领域为一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统。
背景技术
在我国，近年来，集装箱车的交通事故量仍呈上升趋势。集装箱汽车在行驶过程中，随着速度和行驶方向的改变以及路况的变化，以及侧向风的作用，汽车会左右和前后晃动，侧翻事故时有发生，如果侧翻一侧有乘用车，往往会导致很多恶性伤亡事故，同时会对环境和人们的生命财产产生严重的破坏。本发明针对集装箱车侧翻事故的机理，研究侧翻防护系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统，以解决现有技术中出现集装箱车侧翻对社会影响危害的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统，其特征在于：包括车架、箱体、安全气囊、液压水平偏移系统、碰撞检测传感器和控制器，所述的车架与集装箱车的底盘连接,所述箱体设置在车架上,所述的安全气囊设置有两个,且两个安全气囊分别呈对称设置在箱体的两侧,所述的液压水平偏移系统设置在箱体与车架之间，所述的碰撞检测传感器和控制器均设置在箱体上，通过碰撞检测传感器检测箱体的侧翻情况，通过控制器接收侧翻检测信号，并对安全气囊和液压水平偏移系统进行控制。
优选的，所述的安全气囊包括囊盖、帆布囊体、底座、灭火发生器和气体发生器,所述底座为一侧开口箱体状底座，所述囊盖的一侧与底座的开口处一侧铰接，通过囊盖对底座的开口进行密闭，所述灭火发生器和气体发生器均设置在底座内，所述帆布囊体设置在底座内，且帆布囊体包设整个灭火发生器和气体发生器，帆布囊体折叠状态，通过囊盖的封闭能够整个置于底座内，所述控制器的输出端分别与灭火发生器和气体发生器的控制端连接。
优选的，所述的液压水平偏移系统包括滑片、滑轨和液压缸，所述滑轨设置在车架上，所述滑片滑动设置在滑轨上，所述的箱体安装在滑片上，所述液压缸设置有两个，两个液压缸分别对称设置在滑片的两端，滑片在液压缸的推力作用下能够左右水平移动。
优选的，所述的液压水平偏移系统在车架上设置有两个，且两个液压水平偏移系统位于箱体的前后两侧。
为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统的控制过程，其步骤为：
(1)设定车辆向左急转弯时，整车重心处于向右侧倾状态；
(2)此时系统控制右侧液压缸工作产生推力、左侧液压缸产生拉力，将箱体向左侧平移，从而将整车重心向左侧偏移，来抵抗整车左转向时向右的离心力，防止侧翻事故发生；
(3)反之车辆向右转弯时，整车重心处于向左侧倾状态；
(4)此时系统控制左侧液压缸工作产生推力、右侧液压缸产生拉力，将箱体向右侧平移，从而将整车重心向右侧偏移，来抵抗整车右转向时向左的离心力，防止侧翻事故发生；
(5)当集装箱车发生侧翻事故时，碰撞传感器检测到侧翻信号并传递给控制器；
(6)控制器控制气体发生器，瞬间产生大量氮气，同时灭火发生器喷射出大量的粉状灭火剂；
(7)帆布囊体在氮气的膨胀作用下迅速鼓起，在箱体与被压物体之间产生一层缓冲气囊，灭火器的存在可以大大降低侧翻引起火灾的概率。
优选的，步骤(1)至(4)，根据传感器测试的数据进行分析处理获得汽车整体侧向能，包括动能与势能，然后液压水平偏移系统自动进行反向平移纠正，防止侧翻事故发生。
优选的，水平偏移距离y与集装箱车整体侧向能Wall之间的关系:
其中，d为测量误差，WT和Wd分别为整车侧向势能与侧向动能，m1为非簧载质量，m2为簧载质量，h1为m1的高度，h2为m2的高度，vy为整车侧向速度，vtire，为车轮行驶速度，
为方向盘转角，θ1为轮胎侧偏角，θ2为轮胎侧倾角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一方面通过抗侧倾液压水平偏移系统的研发实现集装箱车侧翻主动保护，另一方面通过侧翻安全气囊的研发实现集装箱车侧翻被动保护。主动保护系统与被动保护系统分别用来降低侧翻事故的发生概率，以及侧翻后最大限度降低事故造成的次生损害。
附图说明
图1为本发明的系统整体结构示意图；
图2为本发明的液压水平偏移系统结构图；
图3为本发明的液压水平偏移系统液压回路；
图4为本发明的液压水平偏移系统控制过程；
图5为本发明的安全气囊结构；
图6为本发明的安全气囊碰撞后的结构；
图7为本发明的箱体横向移动距离与箱体侧向能之间的关系。
图中：1、箱体；2、安全气囊；21、囊盖；22、帆布囊体；23、底座；24、灭火发生器；25、气体发生器；3、液压水平偏移系统；31、滑片；32、滑轨；33、液压缸；4、车架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至6，本发明提供一种技术方案：一种基于安全气囊2的集装箱车侧翻复合防护系统，其特征在于：包括车架4、箱体1、安全气囊2、液压水平偏移系统3、碰撞检测传感器和控制器，所述的车架4与集装箱车的底盘连接,所述箱体1设置在车架4上,所述的安全气囊2设置有两个,且两个安全气囊2分别呈对称设置在箱体1的两侧,所述的液压水平偏移系统3设置在箱体1与车架4之间，所述的碰撞检测传感器和控制器均设置在箱体1上，通过碰撞检测传感器检测箱体1的侧翻情况，通过控制器接收侧翻检测信号，并对安全气囊2和液压水平偏移系统3进行控制。
如图5至6所示，所述的安全气囊2包括囊盖21、帆布囊体22、底座23、灭火发生器24和气体发生器25,所述底座23为一侧开口箱体1状底座23，所述囊盖21的一侧与底座23的开口处一侧铰接，通过囊盖21对底座23的开口进行密闭，所述灭火发生器24和气体发生器25均设置在底座23内，所述帆布囊体22设置在底座23内，且帆布囊体22包设整个灭火发生器24和气体发生器25，帆布囊体22折叠状态，通过囊盖21的封闭能够整个置于底座23内，所述控制器的输出端分别与灭火发生器24和气体发生器25的控制端连接。
如图2所示，所述的液压水平偏移系统3包括滑片31、滑轨32和液压缸33，所述滑轨32设置在车架4上，所述滑片31滑动设置在滑轨32上，所述的箱体1安装在滑片31上，所述液压缸33设置有两个，两个液压缸33分别对称设置在滑片31的两端，滑片31在液压缸33的推力作用下能够左右水平移动，液压缸33两端分别固定在滑片31与滑轨32上。
如图3所示，所述的液压水平偏移系统3在车架4上设置有两个，且两个液压水平偏移系统3位于箱体1的前后两侧，4个液压缸33分别连通两个油泵，以左右两侧区分安装在滑轨32上的液压缸33，4个液压缸33的左侧液压口端连接油泵一，4个液压缸33的右侧液压口端连接油泵二，两个油泵均与控制器连接，通过控制器控制油泵使得对液压缸33进行伸缩量的控制，油泵与每个液压缸33的液压口之间均连接有阻尼阀。
箱体1上还设置有偏移距检测传感器，在车辆转弯过程中，通过偏移距检测传感器对箱体1的偏移量进行检测，并将检测信号输入到控制器，通过控制器对4个液压缸33进行相应的伸缩量控制，使得抵消箱体1侧翻产生的动势能，以避免箱体1的侧翻情况。
一种基于安全气囊2的集装箱车侧翻复合防护系统的控制过程，其步骤为：
(1)设定车辆向左急转弯时，整车重心处于向右侧倾状态；
(2)此时系统控制右侧液压缸33工作产生推力、左侧液压缸33产生拉力，将箱体1向左侧平移，从而将整车重心向左侧偏移，来抵抗整车左转向时向右的离心力，防止侧翻事故发生；
(3)反之车辆向右转弯时，整车重心处于向左侧倾状态；
(4)此时系统控制左侧液压缸33工作产生推力、右侧液压缸33产生拉力，将箱体1向右侧平移，从而将整车重心向右侧偏移，来抵抗整车右转向时向左的离心力，防止侧翻事故发生；
(5)当集装箱车发生侧翻事故时，碰撞传感器检测到侧翻信号并传递给控制器；
(6)控制器控制气体发生器25，瞬间产生大量氮气，同时灭火发生器24喷射出大量的粉状灭火剂；
(7)帆布囊体22在氮气的膨胀作用下迅速鼓起，在箱体1与被压物体之间产生一层缓冲气囊2，灭火器的存在可以大大降低侧翻引起火灾的概率。
步骤(1)至(4)，根据传感器测试的数据进行分析处理获得汽车整体侧向能，包括动能与势能，然后液压水平偏移系统3自动进行反向平移纠正，防止侧翻事故发生。
如图7所示，水平偏移距离y与集装箱车整体侧向能Wall之间的关系:
其中，d为测量误差，WT和Wd分别为整车侧向势能与侧向动能，m1为非簧载质量，m2为簧载质量，h1为m1的高度，h2为m2的高度，vy为整车侧向速度，vtire，为车轮行驶速度，
为方向盘转角，θ1为轮胎侧偏角，θ2为轮胎侧倾角。
通过本技术方案，如图4所示，传感器检测的数据包括有纵向车速、方向盘转角、轮胎垂向负荷、整车侧向速度、液压充液比，上述车辆传感器的传感检测数据均导入控制器内，使得控制器对液压缸33进行对应伸缩控制，使得响应滑片31与滑轨32之间的滑动量，以避免箱体1侧翻。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种基于安全气囊的集装箱车侧翻复合防护系统，其特征在于：包括车架、箱体、安全气囊、液压水平偏移系统、碰撞检测传感器和控制器，所述的车架与集装箱车的底盘连接,所述箱体设置在车架上,所述的安全气囊设置有两个,且两个安全气囊分别呈对称设置在箱体的两侧,所述的液压水平偏移系统设置在箱体与车架之间，所述的碰撞检测传感器和控制器均设置在箱体上，通过碰撞检测传感器检测箱体的侧翻情况，通过控制器接收侧翻检测信号，并对安全气囊和液压水平偏移系统进行控制，通过传感器测试的数据进行分析处理获得汽车整体侧向能，包括动能与势能，液压水平偏移系统根据所述汽车整体侧向能自动进行反向平移纠正，其中，
所述的液压水平偏移系统包括滑片、滑轨和液压缸，所述滑轨设置在车架上，所述滑片滑动设置在滑轨上，所述的箱体安装在滑片上，所述液压缸设置有两个，两个液压缸分别对称设置在滑片的两端，滑片在液压缸的推力作用下能够左右水平移动，所述的液压水平偏移系统在车架上设置有两个，且两个液压水平偏移系统位于箱体的前后两侧；
所述的安全气囊包括囊盖、帆布囊体、底座、灭火发生器和气体发生器,所述底座为一侧开口箱体状底座，所述囊盖的一侧与底座的开口处一侧铰接，通过囊盖对底座的开口进行密闭，所述灭火发生器和气体发生器均设置在底座内，所述帆布囊体设置在底座内，且帆布囊体包设整个灭火发生器和气体发生器，帆布囊体折叠状态，通过囊盖的封闭能够整个置于底座内，所述控制器的输出端分别与灭火发生器和气体发生器的控制端连接；
所述控制器具体用于：
(1)设定车辆向左急转弯时，整车重心处于向右侧倾状态；
(2)此时控制器控制右侧液压缸工作产生推力、左侧液压缸产生拉力，将箱体向左侧平移，从而将整车重心向左侧偏移，来抵抗整车左转向时向右的离心力，防止侧翻事故发生；
(3)反之车辆向右转弯时，整车重心处于向左侧倾状态；
(4)此时系统控制左侧液压缸工作产生推力、右侧液压缸产生拉力，将箱体向右侧平移，从而将整车重心向右侧偏移，来抵抗整车右转向时向左的离心力，防止侧翻事故发生；
(5)当集装箱车发生侧翻事故时，碰撞传感器检测到侧翻信号并传递给控制器；
(6)控制器控制气体发生器，瞬间产生大量氮气，同时灭火发生器喷射出大量的粉状灭火剂；
(7)帆布囊体在氮气的膨胀作用下迅速鼓起，在箱体与被压物体之间产生一层缓冲气囊；
步骤(1)至(4)，根据传感器测试的数据进行分析处理获得汽车整体侧向能，包括动能与势能，然后液压水平偏移系统自动进行反向平移纠正，
其中，水平偏移距离y与集装箱车整体侧向能Wall之间的关系:
其中，d为测量误差，WT和Wd分别为整车侧向势能与侧向动能，m1为非簧载质量，m2为簧载质量，h1为m1的高度，h2为m2的高度，vy为整车侧向速度，vtire，为车轮行驶速度，
为方向盘转角，θ1为轮胎侧偏角，θ2为轮胎侧倾角；
碰撞检测传感器检测的数据具体包括有纵向车速、方向盘转角、轮胎垂向负荷、整车侧向速度、液压充液比，所述碰撞传感器的传感检测数据均导入控制器内，使得控制器对液压缸进行对应伸缩控制，响应滑片与滑轨之间的滑动量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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