CN110481650A - 厢式货车防倾覆装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于货车运输技术领域，尤其涉及一种厢式货车防倾覆装置及其控制方法，包括扰流板伸缩机构、距离传感器、压力传感器和控制器，所述扰流板伸缩机构包括盒体和扰流板，所述盒体与货车厢体固定连接，所述盒体内设置有驱动机构，所述扰流板位于货车厢体的上部两侧，且两侧的所述扰流板对称设置，所述扰流板的截面形状与机翼的截面形状上下相反，所述驱动机构驱动两侧的所述扰流板沿水平方向相互远离或靠近运动；所述距离传感器设置在货车厢体的两侧，所述压力传感器设置在货车厢体的两侧，所述控制器分别与驱动机构、距离传感器、压力传感器和货车的测速机构信号连接。

Description

厢式货车防倾覆装置及其控制方法

技术领域

本发明属于货车运输技术领域，尤其涉及一种厢式货车防倾覆装置及其控制方法。

背景技术

随着我国综合国力的不断增强，我国高等级公路的里程数在迅速增加，设计的时速也越来越高。目前，许多高速公路都采用高架桥的方式进行铺设，相当多的路段在人烟稀少的空旷野外。这样的结果是，在这些空旷的高等级道路上行驶的汽车很容易受到空旷野外的自然环境的影响，除去人为造成的交通事故，在高速公路上的不可测的横风也是许多交通事故的罪魁祸首。

厢式货车侧面迎风面大，在横风状态下运行时，其气动特性发生显著变化，减弱了车轮与地面间的附着力，影响车辆的操控稳定性。当风速超过临界倾覆风速时，由于车厢左右两侧压差产生的倾覆力矩会导致重大翻车事故的发生。到目前为止，国内外研究大多集中在车辆的气动力矩测量以及不同车厢截面的气动特性上，对车辆防倾覆装置的研究较少。针对横风引起的车辆操控稳定性和侧翻问题，本发明提出一种厢式货车防倾覆装置及其控制方法，一方面利用该装置产生与倾覆力矩方向相反的力矩，削弱横风产生的倾覆力矩，同时利用该装置减小厢式货车左右两侧的压力差，减小因横风引起的倾覆力矩；另一方面可以增加车辆附着力，提高操作稳定性。

发明内容

为解决现有技术存在的厢式货车侧面迎风面大影响车辆的操控稳定性，甚至导致侧翻的问题，本发明提供一种厢式货车防倾覆装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种厢式货车防倾覆装置，包括扰流板伸缩机构、距离传感器、压力传感器和控制器，所述扰流板伸缩机构包括盒体和扰流板，所述盒体与货车厢体固定连接，所述盒体内设置有驱动机构，所述扰流板位于货车厢体的上部两侧，且两侧的所述扰流板对称设置，所述扰流板的截面形状与机翼的截面形状上下相反，所述驱动机构驱动两侧的所述扰流板沿水平方向相互远离或靠近运动；所述距离传感器设置在货车厢体的两侧，所述压力传感器设置在货车厢体的两侧，所述控制器分别与驱动机构、距离传感器、压力传感器和货车的测速机构信号连接。

作为优选，所述驱动机构包括气缸，所述气缸包括缸体和与缸体配合的活塞，所述活塞通过塞杆与扰流板固定连接，所述缸体上开设有进气口和排气口，所述进气口和排气口分别位于活塞的两侧。当从进气口输入压缩空气时，排气口排气，气缸的两腔的压力差推动活塞向右运动，使塞杆伸出，从而推动扰流板伸出；当从排气口输入压缩空气时，进气口排气，推动活塞向左运动，使塞杆缩回，从而拉动扰流板缩回，其中压缩空气可来自货车自带的空气压缩机，结构简单可靠，利用现有空气压缩机，简化结构，降低成本。

作为优选，所述盒体内固定设置有安装板，所述缸体固定设置在安装板上，所述安装板与盒体的下表面留有间隙，且所述扰流板与盒体的下表面也留有间隙。扰流板下表面的空气流动速度较快，压力小，扰流板上表面的空气流动速度较慢，压力大，两者形成压力差，造成一个向下的压力，一方面形成与倾覆力矩方向相反的力矩，另一方面能够增大车轮的附着力，提高车辆稳定性；安装板与盒体的下表面留有间隙，且所述扰流板与盒体的下表面也留有间隙，方便扰流板伸缩机构一侧的扰流板伸出时，气流从盒体内自由穿过，把高速流体从压力大的一侧引入压力小的一侧，形成射流，减小货车厢体两侧的压差阻力，进一步减小倾覆力矩；即使在扰流板收缩的状态下，空气也可以自由穿过，提高扰流板对货车的稳定性作用。

作为优选，所述缸体上固定设置有导向套，所述塞杆滑动穿过导向套。塞杆沿导向套伸缩，从而推动扰流板水平方向伸缩，导向套对塞杆起导向作用，提高塞杆伸缩的方向精度和稳定性，提高扰流板伸缩的方向精度和稳定性，提高扰流板对货车的稳定性作用。

作为优选，每个所述扰流板由两个所述气缸驱动；所述塞杆靠近扰流板的一端固定设置有长方形薄板，所述长方形薄板通过第一螺栓与扰流板固定连接。保证塞杆与扰流板可靠地固定连接，提高气缸驱动扰流板的稳定性。

进一步地，所述扰流板的宽度不小于货车厢体宽度的1/3，所述扰流板的长度不小于货车厢体长度的2/3。扰流板的尺寸合理，便于该防倾覆装置安装在货车厢体上，且保证扰流板工作稳定可靠。

进一步地，所述扰流板的宽度等于货车厢体宽度的1/3，所述扰流板的长度等于货车厢体长度的3/4。

进一步地，所述距离传感器选用红外测距传感器。红外测距传感器测距精度高，提高该防倾覆装置工作的可靠性。

进一步地，所述盒体上固定设置有盖板，所述扰流板伸缩机构位于盖板下方。盖板的设置有效保证该防倾覆装置的洁净，保护该该防倾覆装置不受损坏。

上述任一种所述的厢式货车防倾覆装置的控制方法，包括如下步骤：货车行驶时，所述控制器接收距离传感器、压力传感器和货车的测速机构的信号，其中货车厢体两侧的距离传感器测得货车厢体两侧与障碍物的距离，货车厢体两侧的压力传感器测得货车厢体两侧的压力值，货车的测速机构测得货车车速，且控制器对接收的距离信号、压力信号和车速信号进行判断；当货车厢体两侧与障碍物的距离大于扰流板的宽度A、货车厢体两侧的压力差大于P和车速大于V时，控制器控制驱动机构工作，驱动机构推动货车厢体压力高的一侧的扰流板伸出；否则，控制器控制驱动机构工作，驱动机构拉动扰流板收缩。

有益效果：本发明的厢式货车防倾覆装置，扰流板的截面形状与机翼的截面形状上下相反，即扰流板下表面的空气流动速度较快，压力小，扰流板上表面的空气流动速度较慢，压力大，两者形成压力差，造成一个向下的压力，可以在横风作用下产生下压力，一方面形成与倾覆力矩方向相反的力矩，另一方面能够增大车轮的附着力，提高车辆稳定性；本发明的厢式货车防倾覆装置，可利用扰流板同盒体间的间隙，把高速流体从压力大的一侧引入压力小的一侧，形成射流，减小货车两侧的压差阻力，进一步减小倾覆力矩；本发明的厢式货车防倾覆装置，结构简单可靠，设计巧妙，安装便捷，成本低；且该厢式货车防倾覆装置的控制方法简便，便于操作。

附图说明

图1是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板收缩状态时的立体结构示意图；

图2是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板伸出状态时的立体结构示意图；

图3是本发明厢式货车防倾覆装置的局部剖视示意图；

图4是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板伸缩机构的立体结构示意图；

图5是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板伸缩机构的局部剖视示意图；

图6是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板的立体结构示意图；

图7是本发明厢式货车防倾覆装置的扰流板利用橫风产生与倾覆力矩相反的力矩效果示意图；

图8是本发明厢式货车防倾覆装置的减小货车两侧的压力差效果示意图；

图9是本发明厢式货车防倾覆装置的工作流程示意图；

图中：1、扰流板伸缩机构，11、盒体，111、安装板，112、盖板，12、扰流板，13、气缸，131、缸体，132、进气口，133、排气口，134、活塞，135、塞杆，136、导向套，137、长方形薄板，2、距离传感器，3、压力传感器，4、控制器，5、货车，51、测速机构。

具体实施方式

实施例

如图1～8所示，一种厢式货车防倾覆装置，包括扰流板伸缩机构1、距离传感器2、压力传感器3和控制器4，所述扰流板伸缩机构1包括盒体11和扰流板12，所述盒体11上固定设置有盖板112，所述扰流板伸缩机构1位于盖板112下方，所述盒体11与货车5厢体固定连接，所述盒体11内设置有驱动机构，所述扰流板12位于货车5厢体的上部两侧，且两侧的所述扰流板12对称设置，所述扰流板12的截面形状与机翼的截面形状上下相反，即扰流板12下表面的空气流动速度较快，压力小，扰流板12上表面的空气流动速度较慢，压力大，两者形成压力差，造成一个向下的压力，所述驱动机构驱动两侧的所述扰流板12沿水平方向相互远离或靠近运动；所述距离传感器2设置在货车5厢体的两侧，本实施例的所述距离传感器2选用红外测距传感器，所述压力传感器3设置在货车5厢体的两侧，所述控制器4分别与驱动机构、距离传感器2、压力传感器3和货车5的测速机构51信号连接。

如图3～5所示，所述驱动机构包括气缸13，所述气缸13包括缸体131和与缸体131配合的活塞134，所述活塞134通过塞杆135与扰流板12固定连接，为了提高扰流板12伸缩的方向精度和稳定性，所述缸体131上固定设置有导向套136，所述塞杆135滑动穿过导向套136，所述缸体131上开设有进气口132和排气口133，所述进气口132和排气口133分别位于活塞134的两侧，当从进气口132输入压缩空气时，排气口133排气，气缸13的两腔的压力差推动活塞134向右运动，使塞杆135沿导向套136伸出，从而推动扰流板12伸出；当从排气口133输入压缩空气时，进气口132排气，推动活塞134向左运动，使塞杆135沿导向套136缩回，从而拉动扰流板12缩回，其中压缩空气可来自货车5自带的空气压缩机；为了提高驱动稳定性，每个所述扰流板12由两个所述气缸13驱动，所述塞杆135靠近扰流板12的一端固定设置有长方形薄板137，所述长方形薄板137通过第一螺栓与扰流板12固定连接；所述盒体11内固定设置有安装板111，所述安装板111通过第二螺栓与盒体11固定连接，盒体11通过第三螺栓与货车5厢体的顶端固定连接，所述缸体131固定设置在安装板111上，所述安装板111与盒体11的下表面留有间隙，且所述扰流板12与盒体11的下表面也留有间隙，方便扰流板伸缩机构1一侧的扰流板12伸出时，气流从盒体11内自由穿过，把高速流体引入压力小的一侧，形成射流，减小货车5厢体两侧的压差阻力，进一步减小倾覆力矩；即使在扰流板12收缩的状态下，空气也可以自由穿过，提高扰流板12对货车5的稳定性作用。

扰流板12的尺寸要合理可靠，所述扰流板12的宽度不小于货车5厢体宽度的1/3，所述扰流板12的长度不小于货车5厢体长度的2/3，本实施例的所述扰流板12的宽度等于货车5厢体宽度的1/3，所述扰流板12的长度等于货车5厢体长度的3/4。

如图7所示，当横风流经扰流板12时，扰流板12下表面的空气流动速度较快，压力小，扰流板12上表面的空气流动速度较慢，压力大，两者形成压力差，造成一个向下的压力，这就产生了与倾覆力矩相反的力矩，同时也增大了厢式货车行驶过程中的车轮附着力，增加了行驶稳定性；如图8所示，以气流从左侧流过为例，扰流板12伸出工作时，盒体11内部就形成了空隙，来自货车5厢体侧面的气流就可以通过空隙来到厢体的背风面，产生射流，减小厢体背风面的负压，降低了左右两侧的压力差，从而进一步降低车辆的倾覆力矩。

如图9所示，上述的厢式货车防倾覆装置的控制方法，包括如下步骤：

货车5行驶时，所述控制器4接收红外测距传感器、压力传感器3和货车5的测速机构51的信号，其中货车5厢体两侧的红外测距传感器测得货车5厢体两侧与障碍物的距离，货车5厢体两侧的压力传感器3测得货车5厢体两侧的压力值，货车5的测速机构51测得货车5车速，且控制器4对接收的距离信号、压力信号和车速信号进行判断；当货车5厢体两侧与障碍物的距离大于扰流板12的宽度A、货车5厢体两侧的压力差大于P和车速大于V时，控制器4控制气缸13工作，气缸13推动货车5厢体压力高的一侧的扰流板12伸出，伸出的扰流板12下表面的空气流动速度较快，压力小，扰流板12上表面的空气流动速度较慢，压力大，两者形成压力差，造成一个向下的压力，即产生了与倾覆力矩相反的力矩，同时也增大了货车5行驶过程中的车轮附着力；否则，控制器4控制气缸13工作，气缸13拉动扰流板12收缩。

Claims (10)

1.一种厢式货车防倾覆装置，其特征在于：包括扰流板伸缩机构(1)、距离传感器(2)、压力传感器(3)和控制器(4)，所述扰流板伸缩机构(1)包括盒体(11)和扰流板(12)，所述盒体(11)与货车(5)厢体固定连接，所述盒体(11)内设置有驱动机构，所述扰流板(12)位于货车(5)厢体的上部两侧，且两侧的所述扰流板(12)对称设置，所述扰流板(12)的截面形状与机翼的截面形状上下相反，所述驱动机构驱动两侧的所述扰流板(12)沿水平方向相互远离或靠近运动；所述距离传感器(2)设置在货车(5)厢体的两侧，所述压力传感器(3)设置在货车(5)厢体的两侧，所述控制器(4)分别与驱动机构、距离传感器(2)、压力传感器(3)和货车(5)的测速机构(51)信号连接。

2.根据权利要求1所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述驱动机构包括气缸(13)，所述气缸(13)包括缸体(131)和与缸体(131)配合的活塞(134)，所述活塞(134)通过塞杆(135)与扰流板(12)固定连接，所述缸体(131)上开设有进气口(132)和排气口(133)，所述进气口(132)和排气口(133)分别位于活塞(134)的两侧。

3.根据权利要求2所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述盒体(11)内固定设置有安装板(111)，所述缸体(131)固定设置在安装板(111)上，所述安装板(111)与盒体(11)的下表面留有间隙，且所述扰流板(12)与盒体(11)的下表面也留有间隙。

4.根据权利要求2所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述缸体(131)上固定设置有导向套(136)，所述塞杆(135)滑动穿过导向套(136)。

5.根据权利要求2、3或4所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：每个所述扰流板(12)由两个所述气缸(13)驱动；所述塞杆(135)靠近扰流板(12)的一端固定设置有长方形薄板(137)，所述长方形薄板(137)通过第一螺栓与扰流板(12)固定连接。

6.根据权利要求1所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述扰流板(12)的宽度不小于货车(5)厢体宽度的1/3，所述扰流板(12)的长度不小于货车(5)厢体长度的2/3。

7.根据权利要求6所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述扰流板(12)的宽度等于货车(5)厢体宽度的1/3，所述扰流板(12)的长度等于货车(5)厢体长度的3/4。

8.根据权利要求1所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述距离传感器(2)选用红外测距传感器。

9.根据权利要求1所述的厢式货车防倾覆装置，其特征在于：所述盒体(11)上固定设置有盖板(112)，所述扰流板伸缩机构(1)位于盖板(112)下方。

10.根据权利要求1～9任一项所述的厢式货车防倾覆装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

货车(5)行驶时，所述控制器(4)接收距离传感器(2)、压力传感器(3)和货车(5)的测速机构(51)的信号，其中货车(5)厢体两侧的距离传感器(2)测得货车(5)厢体两侧与障碍物的距离，货车(5)厢体两侧的压力传感器(3)测得货车(5)厢体两侧的压力值，货车(5)的测速机构(51)测得货车(5)车速，且控制器(4)对接收的距离信号、压力信号和车速信号进行判断；当货车(5)厢体两侧与障碍物的距离大于扰流板(12)的宽度A、货车(5)厢体两侧的压力差大于P和车速大于V时，控制器(4)控制驱动机构工作，驱动机构推动货车(5)厢体压力高的一侧的扰流板(12)伸出；否则，控制器(4)控制驱动机构工作，驱动机构拉动扰流板(12)收缩。