一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车及其爬坡方法
技术领域
本发明涉及游览设备技术领域,更具体地说,涉及一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车及其爬坡方法。
背景技术
在一些游乐园、景区、物料搬运等方向,均出现了爬坡轨道车,爬坡轨道车是一款仿高铁列车的设备。因其动力环保、流动性强、承载量大、运行平稳,投资小等诸多优势逐步进入景区,成为观光人群的代步工具。成为各个年龄段人群的目标。列车配以新颖的造型及精致的装饰,乘坐舒适,悦目可人,豪华大方,是观览大自然的理想游乐设备。
用于景区的爬坡轨道车,有山间弯曲陡峭的路线、四散的植物藤蔓的等,造成爬坡轨道车在山间行驶时,稳定性和安全性存在一定的安全隐患,在行驶时速度过快,藤蔓牵扯或者在路线弯折处转弯时,轨道车的稳定性较低,存在侧翻脱轨的情况,对于车上游客的人身安全存在一定的安全隐患,现有技术中往往通过改进或加强轨道来提高轨道车的爬坡稳定性,但是由于景区轨道车游览距离一般较长,而改装轨道无疑成本十分高昂,其中包括轨道全程的材料成本以及施工成本,尤其是在坡道处的施工改装,难度更大,且往往稳定效果提升有限,仍然存在着轨道车侧翻的危险性。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车及其爬坡方法,它可以实现直接在现有的轨道车上改装配备合适数量的重心转移杆,首先将轨道车的重心进一步压低,提高轨道车全程运行时的整体稳定性,其次重心转移杆可以自动根据轨道车爬坡时的倾斜角度,基于磁力吸附的作用控制内部的磁性配重块进行动态位置调整,且动态响应速度极快、延迟极低,同时可以分段制动磁性配重块,保证轨道车的重心始终处于安全范围内,极大程度上避免轨道车出现爬坡时侧翻的危险情况,改装成本极低,无需对轨道进行改装,有效控制轨道车运行成本的同时,大大提升轨道车爬坡时的稳定性,有效避免侧翻。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车,包括轨道车本体和爬坡轨道,所述轨道车本体的底座处镶嵌贯穿有多个均匀分布的重心转移杆,所述重心转移杆左右两端上侧均开设有攀登槽,所述重心转移杆内开设有转移槽,所述重心转移杆内还安装有控制器,所述转移槽内左右两侧均安装有电磁铁,且电磁铁与控制器之间电性连接,一对所述电磁铁之间设有磁性配重块,所述磁性配重块与电磁铁之间固定连接有弹性伸缩杆,所述磁性配重块内部开设有测量槽,所述测量槽左右两侧均安装有无线压力传感器,所述测量槽内还滑动连接有触发杆,所述转移槽前后侧壁上均开设有多个均匀分布的制动槽,所述制动槽内安装有制动机构,所述制动机构包括固定连接于转移槽侧壁上的半圆形金属管,所述半圆形金属管两端设有相匹配的制动半球,所述制动半球内端固定连接有弧形活塞块,且弧形活塞块与半圆形金属管之间过盈配合,所述半圆形金属管内填充有液态介质,所述制动槽内设置有弹性水囊,所述弹性水囊与半圆形金属管之间固定连通有连接管,所述连接管上安装有电磁阀,且电磁阀与控制器连接。
进一步的,所述半圆形金属管两端还固定连接有防落环,且防落环内径小于制动半球的直径,一方面起到对制动半球的限位作用,避免其从半圆形金属管上脱落,另一方面起到对制动半球的保护作用,防止制动半球在受到冲击时出现变形和磨损现象,用来对冲击力进行承担分散。
进一步的,所述液态介质为水、液压油或者电流变液,技术人员可以实际情况自行选择合适的液态介质,且水、液压油和电流变液的效果逐渐提升,成本也逐渐增大,主要根据轨道车本体的额定载客重量和磁性配重块的重量情况进行选择,针对不同的制动压力。
进一步的,所述磁性配重块上下两端均固定连接有两组对称分布的导向滑块,所述转移槽上下侧壁上均开设有一对与导向滑块相匹配的导向滑槽,且导向滑块与导向滑槽之间滑动连接,通过导向滑块和导向滑槽之间的配合,一方面可以降低磁性配重块在转移槽内滑动时的摩擦力,既减少磁性配重块的磨损,同时也能提高磁性配重块对磁力吸附的响应速度,另一方面也可以提高磁性配重块滑动时的直线稳定性,有利于对弹性伸缩杆进行形变保护,避免出现非工作向形变导致损坏。
进一步的,所述触发杆包括测量杆,所述测量杆左右两端均固定连接有硅胶垫,所述触发杆与左右两侧的无线压力传感器之间保留有间隙,所述无线压力传感器与控制器之间无线连接,由于轨道车本体的爬坡的过程中不可避免的会频繁出现震动,因此与无线压力传感器也会频繁的进行接触,硅胶垫则起到保护无线压力传感器的作用,保留孔隙的目的也是尽量避免触发杆与无线压力传感器之间的频繁接触。
进一步的,所述磁性配重块侧面四角处均开设有避让槽,所述避让槽内固定连接有竖直分布的固定轴,所述固定轴上转动连接有减损转筒,通过减损转筒的可转动性,降低在与制动半球接触时的冲击力,通过旋转作用化解巨大的冲击力,从而起到保护双方的作用。
进一步的,所述控制器电性连接有外部电源,所述控制器还连接有数据处理器和滤波器,用来根据压力值信号进行相关的数据计算,判断磁性配重块的位置调整和电磁铁,滤波器则起到过滤异常信号的作用。
进一步的,所述重心转移杆的数量不少于三个,且按照轨道车本体的车头、车身中央和车尾均匀分布,其分布特点不仅可以提高轨道车本体的运行稳定性,同时可以更好的控制重心的转移,提高防侧翻的效果。
一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车的爬坡方法,包括以下步骤:
S1、根据轨道车本体的额定载客重量选择合适重量的磁性配重块进行装配,检查并确认运行良好后启动轨道车本体开始爬坡;
S2、当轨道车本体在爬坡过程中遇到倾斜的现象时,根据无线压力传感器测得触发杆的压力大小,若出现压力值信号大于预设值后,数据处理器根据压力值大小计算出轨道车本体的倾斜角度;
S3、控制器根据计算结果控制倾斜上方的电磁铁通入电流启动,并控制磁性配重块上升过程中的一对制动机构启动;
S4、磁性配重块在电磁铁的磁力吸附作用下快速上升并在遇到制动机构处停止,此时由于磁性配重块的位置转移带动重心转移杆整体的重心上移,用来平衡轨道车本体的倾斜;
S5、当无线压力传感器测得触发杆的压力值信号小于预设值后,控制器关闭相应部件,磁性配重块在弹性伸缩杆的弹力作用下复位重新保持平衡;
S6、重复上述过程直至轨道车本体爬坡结束。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案可以实现直接在现有的轨道车上改装配备合适数量的重心转移杆,首先将轨道车的重心进一步压低,提高轨道车全程运行时的整体稳定性,其次重心转移杆可以自动根据轨道车爬坡时的倾斜角度,基于磁力吸附的作用控制内部的磁性配重块进行动态位置调整,且动态响应速度极快、延迟极低,同时可以分段制动磁性配重块,保证轨道车的重心始终处于安全范围内,极大程度上避免轨道车出现爬坡时侧翻的危险情况,改装成本极低,无需对轨道进行改装,有效控制轨道车运行成本的同时,大大提升轨道车爬坡时的稳定性,有效避免侧翻。
(2)制动机构包括固定连接于转移槽侧壁上的半圆形金属管,半圆形金属管两端设有相匹配的制动半球,制动半球内端固定连接有弧形活塞块,且弧形活塞块与半圆形金属管之间过盈配合,半圆形金属管内填充有液态介质,制动槽内设置有弹性水囊,弹性水囊与半圆形金属管之间固定连通有连接管,连接管上安装有电磁阀,且电磁阀与控制器连接,利用液压的作用,迫使制动半球对磁性配重块起到制动作用,同时在电磁阀打开的状态下破坏液压平衡,使得制动半球可以在磁性配重块的挤压作用下完成避让,实现制动机构对磁性配重块的制动和放行。
(3)半圆形金属管两端还固定连接有防落环,且防落环内径小于制动半球的直径,一方面起到对制动半球的限位作用,避免其从半圆形金属管上脱落,另一方面起到对制动半球的保护作用,防止制动半球在受到冲击时出现变形和磨损现象,用来对冲击力进行承担分散。
(4)液态介质为水、液压油或者电流变液,技术人员可以实际情况自行选择合适的液态介质,且水、液压油和电流变液的效果逐渐提升,成本也逐渐增大,主要根据轨道车本体的额定载客重量和磁性配重块的重量情况进行选择,针对不同的制动压力。
(5)磁性配重块上下两端均固定连接有两组对称分布的导向滑块,转移槽上下侧壁上均开设有一对与导向滑块相匹配的导向滑槽,且导向滑块与导向滑槽之间滑动连接,通过导向滑块和导向滑槽之间的配合,一方面可以降低磁性配重块在转移槽内滑动时的摩擦力,既减少磁性配重块的磨损,同时也能提高磁性配重块对磁力吸附的响应速度,另一方面也可以提高磁性配重块滑动时的直线稳定性,有利于对弹性伸缩杆进行形变保护,避免出现非工作向形变导致损坏。
(6)触发杆包括测量杆,测量杆左右两端均固定连接有硅胶垫,触发杆与左右两侧的无线压力传感器之间保留有间隙,无线压力传感器与控制器之间无线连接,由于轨道车本体的爬坡的过程中不可避免的会频繁出现震动,因此与无线压力传感器也会频繁的进行接触,硅胶垫则起到保护无线压力传感器的作用,保留孔隙的目的也是尽量避免触发杆与无线压力传感器之间的频繁接触。
(7)磁性配重块侧面四角处均开设有避让槽,避让槽内固定连接有竖直分布的固定轴,固定轴上转动连接有减损转筒,通过减损转筒的可转动性,降低在与制动半球接触时的冲击力,通过旋转作用化解巨大的冲击力,从而起到保护双方的作用。
(8)控制器电性连接有外部电源,控制器还连接有数据处理器和滤波器,用来根据压力值信号进行相关的数据计算,判断磁性配重块的位置调整和电磁铁,滤波器则起到过滤异常信号的作用。
(9)重心转移杆的数量不少于三个,且按照轨道车本体的车头、车身中央和车尾均匀分布,其分布特点不仅可以提高轨道车本体的运行稳定性,同时可以更好的控制重心的转移,提高防侧翻的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明重心转移杆的侧视剖视图;
图3为图2中A处的结构示意图;
图4为本发明重心转移杆的俯视剖视图;
图5为本发明制动机构部分的结构示意图;
图6为本发明重心转移杆倾斜状态下的结构示意图;
图7为本发明磁性配重块的结构示意图。
图中标号说明:
1轨道车本体、2爬坡轨道、3重心转移杆、4攀登槽、5转移槽、6电磁铁、7磁性配重块、8弹性伸缩杆、9导向滑块、10导向滑槽、11半圆形金属管、12测量槽、13无线压力传感器、14测量杆、15硅胶垫、16制动半球、17防落环、18弧形活塞块、19连接管、20电磁阀、21弹性水囊、22固定轴、23减损转筒。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1-2和图4,一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车,包括轨道车本体1和爬坡轨道2,轨道车本体1的底座处镶嵌贯穿有多个均匀分布的重心转移杆3,重心转移杆3左右两端上侧均开设有攀登槽4,重心转移杆3内开设有转移槽5,重心转移杆3内还安装有控制器,采用STM32F103C6单片机芯片为控制核心,转移槽5内左右两侧均安装有电磁铁6,且电磁铁6与控制器之间电性连接,一对电磁铁6之间设有磁性配重块7,磁性配重块7与电磁铁6之间固定连接有弹性伸缩杆8,弹性伸缩杆8用来辅助磁性配重块7复位回到转移槽5的中央,继续保持平衡,磁性配重块7内部开设有测量槽12,请参阅图3,测量槽12左右两侧均安装有无线压力传感器13,测量槽12内还滑动连接有触发杆,不同的倾斜角度对无线压力传感器13的压力不同,因此可以根据压力大小计算出轨道车本体1的倾斜角度,触发杆包括测量杆14,测量杆14左右两端均固定连接有硅胶垫15,触发杆与左右两侧的无线压力传感器13之间保留有间隙,无线压力传感器13与控制器之间无线连接,由于轨道车本体1的爬坡的过程中不可避免的会频繁出现震动,因此与无线压力传感器13也会频繁的进行接触,硅胶垫15则起到保护无线压力传感器13的作用,保留孔隙的目的也是尽量避免触发杆与无线压力传感器13之间的频繁接触,转移槽5前后侧壁上均开设有多个均匀分布的制动槽,制动槽内安装有制动机构。
请参阅图5,制动机构包括固定连接于转移槽5侧壁上的半圆形金属管11,半圆形金属管11两端设有相匹配的制动半球16,制动半球16内端固定连接有弧形活塞块18,且弧形活塞块18与半圆形金属管11之间过盈配合,半圆形金属管11内填充有液态介质,制动槽内设置有弹性水囊21,弹性水囊21与半圆形金属管11之间固定连通有连接管19,连接管19上安装有电磁阀20,且电磁阀20与控制器连接,利用液压的作用,迫使制动半球16对磁性配重块7起到制动作用,同时在电磁阀20打开的状态下破坏液压平衡,使得制动半球16可以在磁性配重块7的挤压作用下完成避让,实现制动机构对磁性配重块7的制动和放行,半圆形金属管11两端还固定连接有防落环17,且防落环17内径小于制动半球16的直径,一方面起到对制动半球16的限位作用,避免其从半圆形金属管11上脱落,另一方面起到对制动半球16的保护作用,防止制动半球16在受到冲击时出现变形和磨损现象,用来对冲击力进行承担分散。
液态介质为水、液压油或者电流变液,技术人员可以实际情况自行选择合适的液态介质,且水、液压油和电流变液的效果逐渐提升,成本也逐渐增大,主要根据轨道车本体1的额定载客重量和磁性配重块7的重量情况进行选择,针对不同的制动压力,值得注意的是,采用电流变液的情况下需要另行施加电场,当电场大于一定强度时,电流变液会发生有液体向固体的转变,显著提高对制动半球16的压迫性。
请继续参阅图2和图4,磁性配重块7上下两端均固定连接有两组对称分布的导向滑块9,转移槽5上下侧壁上均开设有一对与导向滑块9相匹配的导向滑槽10,且导向滑块9与导向滑槽10之间滑动连接,通过导向滑块9和导向滑槽10之间的配合,一方面可以降低磁性配重块7在转移槽5内滑动时的摩擦力,既减少磁性配重块7的磨损,同时也能提高磁性配重块7对磁力吸附的响应速度,另一方面也可以提高磁性配重块7滑动时的直线稳定性,有利于对弹性伸缩杆8进行形变保护,避免出现非工作向形变导致损坏。
请参阅图7,磁性配重块7侧面四角处均开设有避让槽,避让槽内固定连接有竖直分布的固定轴22,固定轴22上转动连接有减损转筒23,通过减损转筒23的可转动性,降低在与制动半球16接触时的冲击力,通过旋转作用化解巨大的冲击力,从而起到保护双方的作用。
控制器电性连接有外部电源,控制器还连接有数据处理器和滤波器,用来根据压力值信号进行相关的数据计算,判断磁性配重块7的位置调整和电磁铁6,滤波器则起到过滤异常信号的作用。
重心转移杆3的数量不少于三个,且按照轨道车本体1的车头、车身中央和车尾均匀分布,其分布特点不仅可以提高轨道车本体1的运行稳定性,同时可以更好的控制重心的转移,提高防侧翻的效果。
请参阅图6,一种高稳定性防侧翻爬坡轨道车的爬坡方法,包括以下步骤:
S1、根据轨道车本体1的额定载客重量选择合适重量的磁性配重块7进行装配,检查并确认运行良好后启动轨道车本体1开始爬坡;
S2、当轨道车本体1在爬坡过程中遇到倾斜的现象时,根据无线压力传感器13测得触发杆的压力大小,若出现压力值信号大于预设值后,数据处理器根据压力值大小计算出轨道车本体1的倾斜角度;
S3、控制器根据计算结果控制倾斜上方的电磁铁6通入电流启动,并控制磁性配重块7上升过程中的一对制动机构启动;
S4、磁性配重块7在电磁铁6的磁力吸附作用下快速上升并在遇到制动机构处停止,此时由于磁性配重块7的位置转移带动重心转移杆3整体的重心上移,用来平衡轨道车本体1的倾斜;
S5、当无线压力传感器13测得触发杆的压力值信号小于预设值后,控制器关闭相应部件,磁性配重块7在弹性伸缩杆8的弹力作用下复位重新保持平衡;
S6、重复上述过程直至轨道车本体1爬坡结束。
本发明可以实现直接在现有的轨道车上改装配备合适数量的重心转移杆,首先将轨道车的重心进一步压低,提高轨道车全程运行时的整体稳定性,其次重心转移杆可以自动根据轨道车爬坡时的倾斜角度,基于磁力吸附的作用控制内部的磁性配重块进行动态位置调整,且动态响应速度极快、延迟极低,同时可以分段制动磁性配重块,保证轨道车的重心始终处于安全范围内,极大程度上避免轨道车出现爬坡时侧翻的危险情况,改装成本极低,无需对轨道进行改装,有效控制轨道车运行成本的同时,大大提升轨道车爬坡时的稳定性,有效避免侧翻。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。