CN113702069B - 一种汽车爬陡坡保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车试验技术领域，特别涉及一种汽车爬陡坡保护装置及方法，所述汽车爬陡坡保护装置包括牵引组件，其包括用于连接车体的牵引绳，供所述牵引绳缠绕的绕绳筒，以及与所述绕绳筒驱动连接的驱动件；锁紧组件，所述驱动件通过所述锁紧组件与所述绕绳筒连接，以限制所述牵引绳带动所述绕绳筒转动；拉力传感器，其设于所述牵引绳上以测量所述牵引绳的拉力，所述驱动件根据所述拉力传感器的测量值调整转速。本申请具有对试验车体进行实时防护，避免车体突然下滑，以提高试验安全性的优点。

Description

一种汽车爬陡坡保护装置及方法

技术领域

本申请涉及汽车试验技术领域，特别涉及一种汽车爬陡坡保护装置及方法。

背景技术

汽车厂商会在越野汽车整车制造出来后对其进行极限爬坡测试，尤其是大于等于60％坡度的爬坡试验，以此检验汽车性能。

在进行爬坡试验时，汽车易出现轮胎打滑或后续动力不足等现象，无法完成爬坡测试时，只能依靠人工驾驶员通过长时间踩住制动踏板使车辆先维持静止，然后再考虑如何退出爬陡坡试验。一方面试验汽车在坡道中间位置向下倒车时容易出现碰撞、侧翻事故，另一方面爬坡时也容易出现传动轴断裂等传动失效的故障或车辆发动机熄火等失去制动助力能源的一些特殊情况。

相关技术中，对停留在坡上的车辆进行救援时，通常在坡顶用其他汽车将事故车辆拖拽至坡顶。

在坡顶设置汽车虽然可以实现对坡上的汽车进行救援，然而难以在不影响汽车爬坡测试的前提下，对试验车进行实时保护，若试验车未及时或者难以在坡上制动，容易发生安全事故。

发明内容

本申请实施例提供一种汽车爬陡坡保护装置及方法，以解决相关技术中汽车爬坡试验过程中，难以受到实时保护，安全性差的技术问题。

第一方面，提供了一种汽车爬陡坡保护装置，其包括：

牵引组件，其包括用于连接车体的牵引绳，供所述牵引绳缠绕的绕绳筒，以及与所述绕绳筒驱动连接的驱动件；

锁紧组件，所述驱动件通过所述锁紧组件与所述绕绳筒连接，以限制所述牵引绳带动所述绕绳筒转动；

拉力传感器，其设于所述牵引绳上以测量所述牵引绳的拉力，所述驱动件根据所述拉力传感器的测量值调整转速。

一些实施例中，该汽车爬陡坡保护装置还包括至少一个动滑轮，所述动滑轮用于连接在所述车体上，所述牵引绳一端与坡顶固定，所述牵引绳另一端缠绕与所述绕绳绕绳筒，且所述牵引绳绕过所述动滑轮，以与所述车体连接。

一些实施例中，该汽车爬陡坡保护装置还包括两个导向轮，两个导向轮均连接在所述坡顶的边沿处，所述牵引绳的两端分别从两个所述导向轮上绕过。

一些实施例中，该汽车爬陡坡保护装置还包括联轴器，所述绕绳筒与所述锁紧组件之间通过联轴器连接。

一些实施例中，该汽车爬陡坡保护装置还包括控制系统，所述驱动件和所述拉力传感器均与所述控制系统电连接，以由所述控制系统控制所述驱动件的转速。

一些实施例中，该汽车爬陡坡保护装置还包括遥控器，所述控制系统包括信号接收模块，所述遥控器通过与所述信号接收模块连接，以控制所述驱动件。

一些实施例中，所述锁紧组件包括蜗轮蜗杆机构，所述驱动件与所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆驱动连接，所述绕绳筒与所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮传动连接。

第二方面，提供了一种汽车爬陡坡保护方法，基于上述所述的汽车爬陡坡保护装置，包括以下步骤：

牵引绳随车体上坡而收卷，并根据牵引绳的拉力而改变牵引绳的收卷速度，以维持牵引绳的拉力在阈值区间内；

锁紧组件限制牵引绳放卷以限制车体下滑。

一些实施例中，若车体上坡失败，牵引绳收卷而拉动车体上坡。

一些实施例中，解除绕绳筒与锁紧组件的连接，拉动牵引绳放卷，以准备下一次爬坡试验。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种汽车爬陡坡保护及方法，车体进行爬坡试验时，牵引绳与车体连接，并随着车体的上坡而收卷，同时，牵引绳上的拉力传感器时刻检测牵引绳上的拉力，以此为根据而调节牵引绳的收卷速度，因而牵引绳不对车体产生拉力，而不对试验结果产生影响；若车体爬坡失败，锁紧组件的设置，限制了牵引绳带动绕绳筒转动，而限制牵引绳的放卷，牵引绳及时拉住车体而限制车体下滑，以此及时对车体进行保护，提高了车体爬坡试验过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的汽车爬陡坡保护装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的遥控器的示意图。

图中：1、牵引组件；101、牵引绳；102、绕绳筒；103、驱动件；2、锁紧组件；3、拉力传感器；4、动滑轮；5、导向轮；6、联轴器；7、遥控器；8、车体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种汽车爬陡坡保护装置，其能解决相关技术中汽车爬坡试验过程中，难以受到实时保护，安全性差的技术问题。

一种汽车爬陡坡保护装置，其包括：

牵引组件1，其包括用于连接车体8的牵引绳101，供所述牵引绳101缠绕的绕绳筒102，以及与所述绕绳筒102驱动连接的驱动件103；

锁紧组件2，所述驱动件103通过所述锁紧组件2与所述绕绳筒102连接，以限制所述绕绳筒102放卷所述牵引绳101；

拉力传感器3，其设于所述牵引绳101上以测量所述牵引绳101的拉力，所述驱动件103根据所述拉力传感器3的测量值调整转速。

参照图1，其中，该汽车爬陡坡保护装置，包括牵引组件1、锁紧组件2和拉力传感器3。

参照图1，牵引组件1包括牵引绳101、绕绳筒102和驱动件103。牵引绳101包括麻绳、尼龙绳或者钢丝绳，本实施例中，优选钢丝绳作为牵引绳101。牵引绳101用于与车体8连接。

参照图1，绕绳筒102转动安装在架体上，且位于坡顶设置。牵引绳101缠绕在绕绳筒102上，随着绕绳筒102的转动，牵引绳101收卷或者放卷。在车体8爬坡试验时，牵引绳101逐渐收卷。

参照图1，驱动件103包括伺服电机，其与绕绳筒102驱动连接，以驱动绕绳筒102收卷。车体8爬坡试验时，随着车体8的移动，驱动件103带动绕绳筒102转动以收卷牵引绳101，且牵引绳101的收卷速度与车体8的运行速度一致，以使得牵引绳101处于收紧状态。本实施例中，车体8的试验速度为4km/h，因而牵引绳101以4km/h的速度收卷。

参照图1，锁紧组件2设于驱动件103和绕绳筒102之间，且驱动件103通过锁紧组件2与绕绳筒102驱动连接，锁紧组件2的设置，使得绕绳筒102仅能通过驱动件103带动转动，无法通过拉动牵引绳101而带动绕绳筒102转动，因而在车体8爬坡失败时，车体8下滑而拉动牵引绳101时，牵引绳101不会带动绕绳筒102转动，以此绕绳筒102不会放卷牵引绳101，便于维持牵引绳101的长度，而拉动车体8使其停留在坡面上。

参照图1，拉力传感器3安装在牵引绳101的上，且靠近牵引绳101的端部设置。拉力传感器3实时测量牵引绳101上的拉力值，以判断牵引绳101是否对车体8具有拉力。而根据拉力传感器3的测量数值，方便控制驱动件103的转速，以调节绕绳筒102的收卷速度，在车体8爬坡试验过程中，始终将牵引绳101维持在不对车体8产生拉力的状态。通过拉力传感器3，便于绕绳筒102收卷牵引绳101时，仅提供收紧牵引绳101的力，而不提供拉动车体8的力，以不对车体8的爬坡试验产生影响。可以理解的是，拉力传感器3的测量数值靠近拉力阈值区间的较小边界时，驱动件103的转速加快收紧牵引绳101；拉力传感器3的测量数值靠近拉力阈值区间的较大边界时，驱动件103的转速减小而放松牵引绳101。这里的拉力阈值区间由车体和牵引绳的重量决定。

这样设置，车体8进行爬坡试验时，牵引绳101与车体8连接，并随着车体8的上坡而收卷，同时，牵引绳101上的拉力传感器3时刻检测牵引绳101上的拉力，以此为根据而调节牵引绳101的收卷速度，因而牵引绳101不对车体8产生拉力，而不对试验结果产生影响；若车体8爬坡失败，锁紧组件2的设置，限制了牵引绳101带动绕绳筒102转动，而限制牵引绳101的放卷，牵引绳101及时拉住车体8而限制车体8下滑，以此及时对车体8进行保护，提高了车体8爬坡试验过程中的安全性。车体8在牵引绳101的作用下停留在坡面上后，牵引绳101开始收卷，而拉动车体8上升，以便于将车体8拉动至坡顶，解除车体8的危险状态。

可选地，该汽车爬陡坡保护装置还包括至少一个动滑轮4，所述动滑轮4用于连接在所述车体8上，所述牵引绳101一端与坡顶固定，所述牵引绳101另一端缠绕与所述绕绳绕绳筒102，且所述牵引绳101绕过所述动滑轮4，以与所述车体8连接。

参照图1，其中，本实施例中，动滑轮4的数量包括两个。动滑轮4与车体8前侧面的拖车挂钩连接，且两个动滑轮4分别位于靠近车体8前侧面的相对两边沿设置。牵引绳101的一端固定锚固在坡顶，牵引绳101的另一端缠绕在坡顶上的绕绳筒102上，牵引绳101的两端间隔设置。牵引绳101绕设与两个动滑轮4。以此通过动滑轮4与车体8连接，在需要拉动车体8上升时，减小了所需拉力。由于动滑轮4设有两个，因而车体8在被拉动时，不易偏斜，稳定性更好。

可选地，该汽车爬陡坡保护装置还包括两个导向轮5，两个导向轮5均连接在所述坡顶的边沿处，所述牵引绳101的两端分别从两个所述导向轮5上绕过。

参照图1，其中，导向轮5安装在坡顶的边缘处。由于牵引绳101的两端均需从坡面伸至坡顶，牵引绳101的两端分别从两个导向轮5上绕过，而由导向轮5弯折牵引绳101，以便于牵引绳101的端部延伸至坡顶。导向轮5的设置，避免了牵引绳101直接与坡顶边缘接触，而减小了牵引绳101的磨损，牵引绳101不易断裂，提高了安全性。

可选地，所述锁紧组件2包括蜗轮蜗杆机构，所述驱动件103与所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆驱动连接，所述绕绳筒102与所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮传动连接。

可选地，该汽车爬陡坡保护装置还包括联轴器6，所述绕绳筒102与所述锁紧组件2之间通过联轴器6连接。

参照图1，其中，锁紧组件2包括蜗轮蜗杆机构，而利用蜗轮蜗杆机构的自锁性能。驱动件103的输出端通过联轴器6与蜗轮蜗杆结构的蜗杆传动连接，以将动力传递至蜗轮蜗杆机构。绕绳筒102通过联轴器6与蜗轮蜗杆机构的蜗轮传动连接，以将动力传输至绕绳筒102处。

车体8爬坡过程中，驱动件103通过蜗轮蜗杆机构带动绕绳筒102转动，以收卷牵引绳101。车体8具有下滑趋势时，牵引绳101拉住车体8，此时牵引绳101施加给绕绳筒102的力，反向传递至蜗轮蜗杆机构，蜗轮蜗杆机构限制绕绳筒102转动，而限制了放卷牵引绳101，便于牵引绳101及时拉住车体8，限制车体8下滑。

试验完成后，通过解除绕绳筒102和蜗轮蜗杆机构之间的联轴器6的闭合状态，以使绕绳筒102脱离与蜗轮蜗杆机构的传动连接。即可带动牵引绳101，而带动绕绳筒102转动，方便将牵引绳101拉长至坡底，而便于准备下一次试验。

可选地，该汽车爬陡坡保护装置还包括控制系统，所述驱动件103和所述拉力传感器3均与所述控制系统电连接，以由所述控制系统控制所述驱动件103的转速。

其中，该汽车爬陡坡保护装置还包括控制系统，控制系统包括主控制器，驱动件103和拉力传感器3均与主控制器电连接，主控制器接收拉力传感器3的测量数值，并根据测量数值来控制驱动件103的转速。

本实施例中，车体的重量为8吨，且牵引绳为钢丝绳，当拉力值在10N-190N内时，该拉力值均由牵引绳101的重力产生。牵引绳101不对车体8的试验产生影响，当拉力测量值较小且快超出该范围时，则证明牵引绳101处于松弛状态，此时控制器控制驱动件103加快转速，以加快牵引绳101的收卷速度；当拉力测量值较大且快超出该范围时，则证明牵引绳101对即将对车体8产生拉力，牵引绳101处于紧绷状态，此时控制器控制驱动件103减慢转速，以减慢牵引绳101的收卷。由此，对牵引绳101的收卷速度进行自动控制，而便于自动收紧牵引绳101，且不对车体8产生拉力。

可选地，该汽车爬陡坡保护装置还包括遥控器7，所述控制系统包括信号接收模块，所述遥控器7通过与所述信号接收模块连接，以控制所述驱动件103。

参照图1和图2，其中，控制系统还包括信号接收模块，其与主控制器电连接。遥控器7与信号接收模块连接，本实施例中，遥控器7通过红外装置与信号接收模块连接，遥控器7给主控制器发送指令，而控制驱动件103的运行。

参照图2，遥控器7上设有启动、暂停、停止和救援四个按钮。

其中，启动按钮按下后车体8爬坡试验开始，驱动件103运行而带动绕绳筒102转动而带动牵引绳101收卷，随后驱动件103的转速变化根据拉力传感器3的测试值而调节。

暂停和停止按钮按下后，驱动件103停止运行，而停止牵引绳101的收卷。

救援按钮按下后，驱动件103匀速转动，而拉动车体8匀速上坡。此时拉力传感器3的测量值不再控制驱动件103的转速。

这样设置，通过遥控器7，便于远程控制驱动件103的状态。若车体8爬坡失败后，处于车体8内的试验人员可通过控制遥控器7，按下救援按钮，即可实现自救。

本申请的另一实施例提供了一种汽车爬陡坡保护方法，基于上述所述的汽车爬陡坡保护装置，包括以下步骤：

牵引绳101随车体8上坡而收卷，并根据牵引绳101的拉力而改变牵引绳101的收卷速度，以维持牵引绳101的拉力在阈值区间内；

锁紧组件2限制牵引绳101放卷以限位车体8下滑。

其中，汽车爬陡坡保护方法，基于上述所述的汽车爬陡坡保护装置，包括以下步骤：

牵引绳101随车体8上坡而收卷，并根据牵引绳101的拉力而改变牵引绳101的收卷速度，以维持牵引绳101的拉力在阈值区间内。

本实施例中，车体8的重量为8吨，牵引绳101为钢丝绳。车体8爬坡试验时，牵引绳101随车体8上坡而收卷，且根据牵引绳101的拉力而改变牵引绳101的收卷速度。牵引绳101的拉力由于牵引绳101的收卷速度而改变，以维持牵引绳101的拉力在阈值区间内。这里的阈值区间为10N-190N，此时牵引绳101处于收紧状态，且不对车体8产生拉力。

锁紧组件2限制牵引绳101放卷以限位车体8下滑。

车体8爬坡失败时，车体8下滑而拉紧牵引绳101，此时拉力传感器3所测得的拉力值超过处阈值区间。此时驱动件103减缓转速直至停止转动，牵引绳101不再收卷，且在锁紧组件2的作用下，牵引绳101不会带动绕绳筒102转动而放卷牵引绳101，以通过牵引绳101及时将车体8拉住，且使车体8停留在坡面。车体8不会突然下滑而发生安全事故。

可选地，若车体8上坡失败，牵引绳101收卷而拉动车体8上坡。

其中，车体8上坡失效，且由牵引绳101拉动车体8使车体8停留在坡面。此时驱动件103再次牵引绳101收卷，以拉动车体8上升至坡顶，以救援坡面上的车体8。此时牵引绳101的收卷速度优选为4km/h。

可选地，解除绕绳筒102与锁紧组件2的连接，拉动牵引绳101放卷，以准备下一次爬坡试验。

其中，车体8爬坡试验完成后，解除绕绳筒102与锁紧组件2的连接，锁紧组件2不再限制牵引绳101带动绕绳筒102转动，便于拉动牵引绳101而带动绕绳筒102转动，以放卷牵引绳101，将牵引绳101拉动至坡底，以方便下一次爬坡试验。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，包括：

牵引组件(1)，其包括用于连接车体(8)的牵引绳(101)，供所述牵引绳(101)缠绕的绕绳筒(102)，以及与所述绕绳筒(102)驱动连接的驱动件(103)；

锁紧组件(2)，所述驱动件(103)通过所述锁紧组件(2)与所述绕绳筒(102)连接，以限制所述牵引绳(101)带动所述绕绳筒(102)转动；

拉力传感器(3)，其设于所述牵引绳(101)上以测量所述牵引绳(101)的拉力，所述驱动件(103)根据所述拉力传感器(3)的测量值调整转速；

所述包括以下步骤：

牵引绳(101)随车体(8)上坡而收卷，并根据牵引绳(101)的拉力而改变牵引绳(101)的收卷速度，以维持牵引绳(101)的拉力在阈值区间内；

拉力传感器(3)实时测量牵引绳(101)上的拉力值，以判断牵引绳(101)是否对车体(8)具有拉力；通过拉力传感器(3)，便于绕绳筒(102)收卷牵引绳(101)时，仅提供收紧牵引绳(101)的力，而不提供拉动车体(8)的力，以不对车体(8)的爬坡试验产生影响；

拉力传感器(3)的测量数值靠近拉力阈值区间的较小边界时，驱动件(103)的转速加快收紧牵引绳(101)；拉力传感器(3)的测量数值靠近拉力阈值区间的较大边界时，驱动件(103)的转速减小而放松牵引绳(101)；这里的拉力阈值区间由车体(8)和牵引绳(101)的重量决定；

锁紧组件(2)限制牵引绳(101)放卷以限制车体(8)下滑。

2.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，若车体(8)上坡失败，牵引绳(101)收卷而拉动车体(8)上坡。

3.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，解除绕绳筒(102)与锁紧组件(2)的连接，拉动牵引绳(101)放卷，以准备下一次爬坡试验。

4.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，还包括至少一个动滑轮(4)，所述动滑轮(4)用于连接在所述车体(8)上，所述牵引绳(101)一端与坡顶固定，所述牵引绳(101)另一端缠绕与所述绕绳绕绳筒(102)，且所述牵引绳(101)绕过所述动滑轮(4)，以与所述车体(8)连接。

5.根据权利要求4所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，还包括两个导向轮(5)，两个导向轮(5)均连接在所述坡顶的边沿处，所述牵引绳(101)的两端分别从两个所述导向轮(5)上绕过。

6.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，还包括联轴器(6)，所述绕绳筒(102)与所述锁紧组件(2)之间通过联轴器(6)连接。

7.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，还包括控制系统，所述驱动件(103)和所述拉力传感器(3)均与所述控制系统电连接，以由所述控制系统控制所述驱动件(103)的转速。

8.根据权利要求7所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，还包括遥控器(7)，所述控制系统包括信号接收模块，所述遥控器(7)通过与所述信号接收模块连接，以控制所述驱动件(103)。

9.根据权利要求1所述的汽车爬陡坡保护方法，其特征在于，所述锁紧组件(2)包括蜗轮蜗杆机构，所述驱动件(103)与所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆驱动连接，所述绕绳筒(102)与所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮传动连接。