利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎装置及方法与流程

专利2022-05-09  2


本发明涉及汽车安全试验技术领域,具体为利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎装置,还涉及到利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎方法。



背景技术:

随着汽车在生活中的普及,交通事故率也逐年上升,其中调查显示,高速公路70%以上的交通事故是由爆胎引起,且一旦汽车的时速超过100km/h,发生爆胎后若驾驶员在这极短的时间内不能采取正确操作,很可能会直接导致翻车,目前显示高速翻车的事故死亡率接近100%,由此可见,在汽车爆胎的瞬间驾驶员及时采取正确的对应操作是十分重要的。因此,在操作驾驶培训学习中,对驾驶员进行爆胎模拟演示及体验是十分必要的,以保证在实际驾驶中遇到爆胎事故能及时正确操作。

要实现爆胎的模拟,关键是实现轮胎的快速放气,相关技术中主要有以下四种爆胎试验方法:第一种是在车辆前进道路上布置刺破轮胎的装置,这类爆胎装置较适用于安防;第二种是布置放气导管装置导通轮胎,正常状态下用封盖密封放气导管,爆胎时用机械机构或用电磁阀开启封盖,实现快速放气,造成爆胎,这属于车载爆胎装置且可遥控或者有线控制爆胎,驾驶人可在不知情的情况下进行爆胎演习,而且轮胎均可重复利用,一般放气导管装置布置方式可以为将放气导管系统与轮辋做成整体,或将放气导管装置与轮毂做成整体,或是设计另外的固定装置将放气导管固定于轮辋上并连通放气导管和轮胎;第三种是在轮胎外侧粘贴带有爆破物质的起爆装置,通过遥控装置引爆爆破物质刺穿轮胎,实现快速放气,造成爆胎,第四种是采用不倒钉爆破的无车载模拟汽车爆胎的装置,将不倒钉安装在悬架上,可远程控制不倒钉落在轮胎前进道路上,扎刺轮胎爆胎。

但是,以上四种方式均存在一定的缺陷,第一种在车辆行驶路面上提前布置轮胎刺破的装置,相比较于模拟爆胎驾驶演习,这类爆胎装置更适用于安防,一方面由于轮胎刺破装置在试验前提前布置,驾驶员由于心理恐惧,在接近预定爆胎区域时,很可能会本能地降低车速,因此实际上达不到高速爆胎情况下要求的车速,从而降低了爆胎的突发性和随机性,削弱了爆胎演习的效果;第二种装置结构都比较复杂且针对不同车型所需要的轮辋或轮毂均有差异,而将放气导管固定于轮辋上的装置还会随轮胎一起旋转,危险值较高;第三种方式对轮胎的破坏性很大,而且起爆装置粘贴于轮胎上且随轮胎转动,不够牢固,如果不慎在高速行车时发生掉落,危险性也极高,其次起爆需要用到爆破物质如炸药,其管控严格难以获得批准使用;第四种的不倒钉扎刺陷入轮胎后,轮胎可能无法立即产生效果,具有滞后性,另外不倒钉掉落后不易找回具有安全隐患,若遗落在公路上不符合法律法规。

目前,行业内传统设计的爆胎模拟装置,多采用通过车载设备供电供气或通过加装设置电机、电磁铁等方式进行提供驱动力,这类设计其结构过于繁琐,安装和拆除都存在很大的不便性,且无法在任意试验车辆上进行,其次,现有的扎胎刺刀的控制伸缩带有延迟等问题,导致扎胎刺刀容易损坏的问题。



技术实现要素:

本申请实施例提供利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎装置,以解决相关技术中的模拟汽车爆胎装置的突发性和随机性低且爆胎过程不安全的问题,其创造性的采用轮胎自内压作为动力,实现便于安装使用,适用在任意车型测试车辆上进行,且安全系数高。

本发明提供如下技术方案:利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎装置,其特征在于,包括有与轮胎轮毂螺栓固定的装置基座,所述装置基座上固定设置有刺胎气缸,所述刺胎气缸的活塞杆上连接设置主动连杆,所述主动连杆的一端与活塞杆联动,其另一端延伸铰接设置有铰接板,所述铰接板与装置基座通过转轴铰接设置;

还包括有一端设置有扎胎刺刀的扎胎连杆,所述主动连杆上固定设置有铰接轴,所述铰接轴与扎胎连杆铰接设置,所述铰接轴贯穿扎胎连杆露出部分设置有复位卷簧,所述复位卷簧一端与铰接轴固定,另一端与扎胎连杆上固定设置的卷簧挡销相抵;

还包括固定设置于主动连杆上的联动气缸,所述的联动气缸还包括联动插销,所述主动连杆与扎胎连杆均设置有用于联动插销的插销孔,所述联动插销可贯穿主动连杆和扎胎连杆的插销孔,用于联动主动连杆和扎胎连杆,使两者受刺胎气缸驱动同时摆动。

作为上述方案的进一步设置,所述主动连杆上还设置有用于主动连杆复位的拉簧,所述主动连杆的一端与活塞杆,在拉簧的作用下保持接触设置。

作为上述方案的进一步设置,所述联动插销上还固定设置有挡块和顶簧,所述顶簧套设于联动插销上,其两端分别抵于挡块和主动连杆设置,用于弹性驱动联动插销向联动气缸方向活动。

作为上述方案的进一步设置,所述刺胎气缸的供气气管连接轮胎的气门设置,所述供气气管上设置有电磁气阀,所述电磁气阀用于控制轮胎内气压以驱动刺胎气缸伸缩活塞杆的供气,用于控制刺胎气缸进行扎胎操作。

作为上述方案的进一步设置,所述联动气缸的供气气管连接在电磁气阀与轮胎气门之间,在气门与供气气管连接时,驱动联动气缸的联动插销插接插销孔,以保持主动连杆和扎胎连杆同时活动。

作为上述方案的进一步设置,所述电磁气阀设置有无线芯片,所述无线芯片用于连接远程设备控制电磁气阀的开关。

一种轮胎气压驱动模拟爆胎破胎方法,其特征在于:包括:

s1:将装置基座上的预留孔对准轮胎侧面的固定孔,再通过螺栓使两者固定连接;

s2:将刺胎气缸和联动气缸的供气气管连接轮胎的气门,此时,电磁气阀处于常闭,对应的刺胎气缸处于失压状态,无动力,此时活塞杆缩回刺胎气缸;

s3:在s2的连接达成的同时,联动气缸的供气气管与轮胎内气联通,受轮胎内气压驱动,其正对着插销孔的联动插销伸出实现对主动连杆和扎胎连杆的同时贯穿插接,使得主动连杆和扎胎连杆受其贯穿,实现两者联动摆动;

s4:此时的装置,在测试人员通过远程设备控制电磁气阀打开后,轮胎内气压通过供气气管,会进入刺胎气缸,以驱动其活塞杆伸出顶起主动连杆,主动连杆基于铰接板相对轮胎摆动;

s5:主动连杆摆动,与其联动且位于其另一端的扎胎连杆随之摆动,扎胎刺刀受其驱动扎向轮胎,实现破胎;

s6:轮胎受扎胎刺刀破胎后,胎内失压联动气缸随之失去驱动力,联动插销受顶簧的弹力,解除对主动连杆和扎胎连杆联动;

s7:扎胎连杆基于复位卷簧的弹力相对轮胎向反摆动,使得扎胎刺刀收起远离轮胎,避免轮胎失压降落后扎胎连杆以及扎胎刺刀触地。

优选的,所述供气气管与气门连接时联动插销要调整与插销孔对准,所述主动连杆和扎胎连杆上设置的插销孔对齐时,复位卷簧形变蓄力。

本发明的有益效果:本发明的装置相对于现有装置,结构简单,设计巧妙,其通过对被测轮胎本身胎内气压的利用,将扎胎驱动单元改为气缸驱动,创造性的引用车胎内压供气作为动力,以单个电磁气阀作为控制,设置远程芯片控制其开关,实现控制,减少了测试设备各种电源、气管的铺设,提升了装置的便携性和适用性,同时方便了其收纳;其次,通过联动连杆、联动气缸、联动插销的设置,以及配合设置的复位卷簧,基于其形变恢复力实现在刺破轮胎的第一时间,轮胎气压减少或失压则通过联动插销立即断开联动连杆、联动气缸的联动,基于弹簧形变恢复力,摆动扎胎连杆以自动回收扎胎刺刀,避免了刺刀受到撞击损坏,无需认为控制或者程序设定延时控制,也避免了人为因素和程序因素导致收回操作过早、过晚导致的问题。

本装置可以用于人工驾驶和自动驾驶汽车安全试验、模拟爆胎演习和驾驶训练等,通过控制机构即可远程控制实现爆胎,能较好的还原实际爆胎的突发性和随机性,且整个过程安全系数高,可反复利用。

附图说明

图1为本发明实施例模拟爆胎装置使用状态的示意图。

图2为本发明实施例的模拟爆胎装置的结构示意图。

图中:1、固定基座;2、刺胎气缸;3、主动连杆;31、铰接板;32、铰接轴;33、复位卷簧;38、拉簧;5、扎胎刺刀;6、扎胎连杆;61、卷簧挡销;62、插销孔;7、联动气缸;73、联动插销;74、挡块;75、顶簧。

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1-2,本发明的利用轮胎气压驱动的模拟爆胎破胎装置,其特征在于,包括有与轮胎轮毂螺栓固定的装置基座1,所述装置基座1上固定设置有刺胎气缸2,所述刺胎气缸2的活塞杆上连接设置主动连杆3,所述主动连杆3的一端与活塞杆联动,其另一端延伸铰接设置有铰接板31,所述铰接板31与装置基座1通过转轴铰接设置;

还包括有一端设置有扎胎刺刀5的扎胎连杆6,所述主动连杆3上固定设置有铰接轴32,所述铰接轴32与扎胎连杆6铰接设置,所述铰接轴32贯穿扎胎连杆6露出部分设置有复位卷簧33,所述复位卷簧33一端与铰接轴32固定,另一端与扎胎连杆6上固定设置的卷簧挡销61相抵;

还包括固定设置于主动连杆3上的联动气缸7,所述的联动气缸7还包括联动插销73,所述主动连杆3与扎胎连杆6均设置有用于联动插销73的插销孔62,所述联动插销73可贯穿主动连杆3和扎胎连杆6的插销孔62,用于联动主动连杆3和扎胎连杆6,使两者受刺胎气缸2驱动同时摆动。

作为上述方案的进一步设置,所述主动连杆3上还设置有用于主动连杆3复位的拉簧38,所述主动连杆3的一端与活塞杆,在拉簧38的作用下保持接触设置。

作为上述方案的进一步设置,所述联动插销73上还固定设置有挡块74和顶簧75,所述顶簧75套设于联动插销73上,其两端分别抵于挡块74和主动连杆3设置,用于弹性驱动联动插销73向联动气缸7方向活动。

作为上述方案的进一步设置,所述刺胎气缸2的供气气管连接轮胎的气门设置,所述供气气管上设置有电磁气阀,所述电磁气阀用于控制轮胎内气压以驱动刺胎气缸2伸缩活塞杆的供气,用于控制刺胎气缸2进行扎胎操作。

作为上述方案的进一步设置,所述联动气缸2的供气气管连接在电磁气阀与轮胎气门之间,在气门与供气气管连接时,驱动联动气缸2的联动插销73插接插销孔62,以保持主动连杆3和扎胎连杆6同时活动。

作为上述方案的进一步设置,所述电磁气阀设置有无线芯片,所述无线芯片用于连接远程设备控制电磁气阀的开关。

实施例:一种轮胎气压驱动模拟爆胎破胎方法,其特征在于:包括:

s1:将装置基座1上的预留孔对准轮胎侧面的固定孔,再通过螺栓使两者固定连接;

s2:将刺胎气缸2和联动气缸7的供气气管连接轮胎的气门,此时,电磁气阀处于常闭,对应的刺胎气缸2处于失压状态,无动力,此时活塞杆缩回刺胎气缸2;

s3:在s2的连接达成的同时,联动气缸7的供气气管与轮胎内气联通,受轮胎内气压驱动,其正对着插销孔62的联动插销73伸出实现对主动连杆3和扎胎连杆6的同时贯穿插接,使得主动连杆3和扎胎连杆6受其贯穿,实现两者联动摆动;

s4:此时的装置,在测试人员通过远程设备控制电磁气阀打开后,轮胎内气压通过供气气管,会进入刺胎气缸2,以驱动其活塞杆伸出顶起主动连杆3,主动连杆3基于铰接板31相对轮胎摆动;

s5:主动连杆3摆动,与其联动且位于其另一端的扎胎连杆6随之摆动,扎胎刺刀5受其驱动扎向轮胎,实现破胎;

s6:轮胎受扎胎刺刀5破胎后,胎内失压联动气缸7随之失去驱动力,联动插销73受顶簧75的弹力,解除对主动连杆3和扎胎连杆6联动;

s7:扎胎连杆6基于复位卷簧33的弹力相对轮胎向反摆动,使得扎胎刺刀5收起远离轮胎,避免轮胎失压降落后扎胎连杆6以及扎胎刺刀触地。

优选的,所述供气气管与气门连接时联动插销73要调整与插销孔62对准,所述主动连杆3和扎胎连杆6上设置的插销孔62对齐时,复位卷簧33形变蓄力。

工作原理:本发明的装置主要针对模拟爆胎试验的装置进行改进,相对于现有的装置,其通过设计由轮胎内压供气驱动气缸动作,在爆胎发生后即无需额外的感应设备,便可即时反馈破胎成功的信号至气缸,自动解除对装置气缸的驱动力,以完美实现收回易损部件的问题:

本发明的装置包括可固定于轮胎轮毂上的装置基座1,装置基座1上铰接有主动连杆3,主动连杆3的一端设置有驱动其沿着铰接处相对装置基座1单侧摆动的扎胎气缸2,扎胎气缸2的供气由轮胎内气压供气,当打开供气气管上设置的电磁气阀时,扎胎气缸2动作,会驱动主动连杆3联动的扎胎连杆6摆动,让扎胎连杆6一端固定的扎胎刺刀5破胎,模拟爆胎状态;

进一步的,本发明主动连杆3上固定的联动气缸7的供气同样由胎内气压供气,且其进气位于电磁气阀前端,即当供气气管连接气门则联动气缸7生效,扎胎连杆6和主动连杆3联动;

当模拟破胎成功时,胎内失压联动气缸7瞬间失去动力,其与活塞固定的联动插销73基于顶簧75的弹力快速与插销孔62分离,解除对扎胎连杆6和主动连杆3的贯穿联动,扎胎连杆6基于扎胎刺刀5工作状态,此时,处于形变蓄力状态的复位卷簧33形变恢复,同时将扎胎连杆6以及扎胎刺刀5快速抬升,远离轮胎,可避免了现有技术中扎胎刺刀5过于深入或收回不及时被继续旋转的轮胎撞击损坏的问题发生;

联动气缸7失压的同时,扎胎气缸2也失去轮胎内压供应,即活塞杆失去动力,主动连杆3在拉簧38的作用下复位成原始状态,完成整套的扎胎模拟。

本发明的装置相对于现有装置,结构简单,设计巧妙,其通过对被测轮胎本身胎内气压的利用,将扎胎驱动单元改为气缸驱动,创造性的引用车胎内压供气作为动力,以单个电磁气阀作为控制,设置远程芯片控制其开关,实现控制,减少了测试设备各种电源、气管的铺设,提升了装置的便携性和适用性,同时方便了其收纳;其次,通过联动连杆、联动气缸、联动插销的设置,以及配合设置的复位卷簧,基于其形变恢复力实现在刺破轮胎的第一时间,轮胎气压减少或失压则通过联动插销立即断开联动连杆、联动气缸的联动,基于弹簧形变恢复力,摆动扎胎连杆以自动回收扎胎刺刀,避免了刺刀受到撞击损坏,无需认为控制或者程序设定延时控制,也避免了人为因素和程序因素导致收回操作过早、过晚导致的问题。

本装置可以用于人工驾驶和自动驾驶汽车安全试验、模拟爆胎演习和驾驶训练等,通过控制机构即可远程控制实现爆胎,能较好的还原实际爆胎的突发性和随机性,且整个过程安全系数高,可反复利用。

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。

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