[發明專利]一種適用于四驅無人礦車的爆胎安全輔助裝置

有效

• 申請號: 201710133529.4
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106828440B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 鄭宏宇;王建濤;劉琛;張友朋;趙明新;張佳旭;程成
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60S9/215
• 分類號: B60S9/215
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發明設計了一種適用于四驅無人礦車的爆胎安全輔助裝置，旨在提高無人礦車車輪爆胎后的安全性和保證礦車的工作效率。該輔助裝置由驅動機構、傳動機構、連接結構和輔助車輪組成。驅動機構采用輔助電機，作為安全輔助裝置的動力源；傳動機構采用桿系，包括多根傳動桿共同工作；連接結構采用鉸接結構形式，用于安全輔助裝置的固定和各機構之間的連接；輔助車輪裝配有輪轂驅動電機，安裝叉形機構上，為爆胎的無人礦車提供部分制動力。該爆胎安全輔助裝置具有拆裝方便、便于維修、適合于惡劣工作環境下工作等特點，工作時該裝置具有自鎖功能以提高該裝置工作的可靠性。

技術領域：

本發明屬于汽車主動安全的領域，具體設計了一種適用于四驅無人礦車的爆胎安全輔助裝置，用于無人礦車爆胎后的安全輔助控制，旨在提高無人礦車爆胎后的穩定性和安全性和工作效率。

技術背景：

據相關數據調查統計，高速公路上的交通事故70％以上是由于高速行駛的汽車爆胎引起的，而且駕駛員由于缺乏爆胎應急處理的經驗進行錯誤操作會導致車毀人亡，跟隨汽車常常會發生追尾現象，爆胎汽車與周圍行駛車輛也會發生碰撞而造成更嚴重的交通事故，因此爆胎的控制技術至關重要。現有技術主要是通過輪胎氣壓監測單元把采集的胎壓信號發送給汽車的中央控制單元，中央控制單元決策并發送緊急制動指令以建立爆胎安全控制系統，汽車爆胎時縱向執行單元接收控制指令后關閉節氣門，橫向執行單元接收控制指令后控制轉向輔助電機以維持理想的行駛方向。傳統汽車一般是前輪轉向，在汽車爆胎時,通過主動前輪轉向系統(Active front steering,AFS)或車身穩定電子系統(Electronic Stability Program,ESP)在一定程度上可以控制爆胎后車輛的穩定性，但是ESP系統并不是汽車的標準配置系統，而且這兩種控制系統也不是針對汽車爆胎而設計的。針對礦車爆胎的控制一般是設計礦用車的備胎架橫梁裝置和對礦用車的輪胎進行胎壓和溫度的監測控制，應用備胎架的裝置需要在礦車上配置備胎，而限于礦車應用環境的影響，礦車的輪胎直徑及寬度都較大，所以備胎攜帶不方便，備胎架的應用會影響整車的布置；對礦車輪胎運用胎壓和溫度的監測控制，此方法需要的監測系統需要有控制算法，并且要在整車控制器中編寫復雜的程序，需要應用較多的傳感器，在礦車惡劣的工作環境下不易保證監測系統的正常工作狀態。無人駕駛技術是近年來高校和企業研究的熱點，也受到了國家的高度重視，而且在航天業和交通運輸中已有無人車工作的案例且取得較好的應用效果，因此無人車不久會應用到采礦等工業領域，因此，本專利設計的適用于無人礦車的爆胎安全輔助裝置具有較好的應用價值。現有技術中存在一些缺點：一是傳統的爆胎控制多是提供一種控制方法，需要在整車控制器內編寫復雜的控制程序，而基于設計一種安全輔助裝置的方案極少；二是設計的爆胎控制裝置多是基于液壓系統，液壓元件制造和加工精度要求較高，裝配比較困難，閥系和油路較多、油液受溫度和有無空氣混入的影響較大、油液污染后影響系統可靠性，布置不方便，故障不易檢查和排除；三是汽車爆胎后沒有充分考慮輪胎脫輞進一步帶來的危險；四是沒有考慮到爆胎后載荷的分配不均問題。

本專利設計了一種適用于四驅無人礦車的爆胎安全輔助裝置，通過驅動機構中的電機為桿系傳動機構提供動力，桿系傳動機構通過鉸接的結構實現連接鉸接結構連接以實現桿系相對位置的變化，結構簡單可靠、便于加工制造；運動副為面接觸，工作時壓強小、承載能力大、耐沖擊；在原動件運動規律不變的情況下，通過改變各個構件的相對長度使從動件得到不同的運動規律，使機構的運動規律容易控制；安全輔助裝置運動到終態時，傳動桿4垂直于地面,輔助車輪能夠與路面接觸并滾動，輔助車輪與地面之間的垂向作用力使爆胎車輪所在車軸高度升高以使車軸上的兩車輪離地，四輪汽車轉為三輪行駛模式，避免四輪汽車爆胎車輪同軸的未爆胎車輪發生輪輞脫落的危險，避免無人礦車在較高車速行駛時爆胎后因緊急制動而發生后輪先抱死的隱患；輔助車輪裝有輪轂驅動電機，通過輪轂驅動電機反轉為爆胎汽車提供部分制動力，彌補爆胎車輪所在車軸的兩車輪因離地引起的汽車制動力的減少量，使爆胎的無人礦車在逐漸減速之后能夠安全的停車或者繼續工作，避免出現側滑、甩尾或翻車等事故的發生；連接輔助車輪的叉形結構與設計有減震器結構的傳動桿4連接，可以緩和輔助車輪觸地時產生的沖擊，并使無人礦車在爆胎后的行駛過程中緩沖、減震，提高汽車行駛的平順性。