Устройство для предотвращения опрокидывания мобильной машины Советский патент 1985 года по МПК B60K17/00 

Изобретение относится к устройствам, повышающим безопасность эксплуатации мобильных средств механизации, имеющих привод от двигателя внутреннего сгорания и развитые пневмосистемы (торможения или технологические).

Цель изобретения - повышение надежности устройства при работе в условиях низких температур и обеспечение его работоспособности в соответствии с границами предельной устойчивости в любой плоскости.

На фиг. 1 показана общая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - датчик крена, разрез; на фиг. 3 - то же, общий вид.

Устройство содержит датчик 1 крена, подключенный через выключатели 2 и 3 к источнику 4 тока, звуковому сигналу 5 и разноцветным сигнальным лампам 6-8. Датчик крена подключен к пневмолинии 9, которая включает в себя предохранительный клапан 10 и силовые цилиндры 11. Устройство также включает в себя педаль 12 муфты сцепления, связанную с муфтой 13 сцепления, педаль 14 тормоза, соединенную с тормозом 15, ресивер 16,соединенный пневмолиниями через регулятор 17 давления с компрессором 18 и с электромагнитным клапаном 19 с управляемым элементом через пневмоклапан 20.

Датчик крена (фиг. 2 и 3) имеет корпус 21, внешнюю и внутреннюю 22 усеченные сферы, соединительное кольцо 23, центральный электрод 24, верхний круговой (периферийный) комбинированный (цилиндрокольцесинусоидальный) электрод 25, верхний цилиндрический гаситель 26 колебаний жидкости, нижний круговой (периферийный) комбинированный (цилиндрокольцесинусоидальный) электрод 27 и нижний цилиндрический гаситель 28 колебаний жидкости.

Датчик крена (положения) выполнен из нетокопроводного материала (например, текстолита, фторопласта и т.п.) и состоит из усеченных (чашеобразных) тонкостенных сфер различного радиуса, вставленных одна в другую с обеспечением кругового зазора между ними в центре (зоне центрального электрода) до 15 мм, а кольцевого зазора по краям (в верхней части сфер) до 7 мм. Указанные сферы соединяются между собой соединительным кольцом при помощи резьбы, нарезанной по внутреннему и внешнему диаметрам соединительного кольца и соответственно на внешнем диаметре внутренней усеченной сферы и внутреннем диаметре внешней усеченной формы. На указанных диаметрах усеченных сфер имеются по два паза, расположенных на различной высоте, в которых устанавливаются верхний и нижний тонкостенные (до 1 мм) гасители колебаний жидкости из нетокопроводного материала (например,эбонита). На внутренней поверхности внешней сферы на различной высоте вмонтированы (например, впрессованы) на расстоянии не менее 10 мм друг от друга верхний и нижний (круговые)

периферийные комбинированные электроды, соединенные электропроводом каждый со своей линией. Верхний кольцевой паз под наружный цилиндрический гаситель колебаний расположен между верхним и нижним кольцевыми электродами. Оба гасителя колебаний имеют в нижней половине своей высоты ряд отверстий диаметром до 3 мм, насверленных по всему их периметру. Центральный электрод своим стержнем крепится в центре внутренней усеченной сферы (например, на резьбе или за счет плотной посадки) так, чтобы его часть (в виде перевернутой буквы Т) находилась во второй (нижней) половине зазора (на расстоянии не более 1/3 указанного зазора от центра внутренней новерхности внешней сферы),

0 образованного указанными усеченными сферами (после их сборки) и заполненного от 1/3 до 1/2 высоты зазора ртутью. Центральный электрод соединен с источником электропитания через выключатель с нормально

5 замкнутыми контактами. Нижний периферийный комбинированный (цилиндрокольцесинусоидальный) круговой электрод датчика крена служит для включения и выключения звукового сигнала 5 и лампы 7 (загорается лампа желтого цвета), предупреждающих оператора об опасной ситуации, при движении агрегата без опасных продольного и поперечного кренов горит сигнальная лампа 6 зеленого цвета (фиг. 1). Верхний периферийный комбинированный (цилиндрокольцесинусоидальный) круговой электрод

5 датчика крена служит для включения и выключения при нормально замкнутых контактах выключателя 2 электромагнитного клапана 19 и включения красной сигнальной лампы 8 (лампы аварийного положения).

Q В качестве звукового сигнала и сигнальных ламп используется стандартное оборудование, установленное на транспортном средстве. Электромагнитный клапан 19 при подаче на него напряжения открывает пневмолинию 9. Воздух при этом из ресивера 16

5 или компрессора 18 (через пневмоклапан) поступает в цилиндры 11, перемещая их штоки (сжимая цружины) и связанные с ними двуплечие рычаги в положение выключения муфты 13 сцепления и включения торQ мозов 15. При превышении давления в цилиндрах сверх установленного (обеспечивающего воздействие на органы управления муфты сцепления и тормозов, аналогичное прилагаемому со стороны оператора усилению до 120 Н) воздух через предохранитель5 ный клапан 10 выходит в атмосферу.

В цепи управления электромагнитным клапаном 19 установлен выключатель 2, нормальное положение которого - постоянно

замкнутые контакты. Цепь электропитания имеет выключатель 3 с нормально замкнутыми контактами.

Датчик 1, выключатели 2 и 3, сигнал 5 и лампы 6-8, а также обмотки электромагнитного клапана подключены к источнику электрической энергии трактора (генератору или аккумуляторной батарее) так, как это показано на фиг. 1.

При движении агрегата (трактора) работает его двигатель, системой электрооборудования обеспечивается подача напряжения на центральный электрод датчика 1 и сигнальную лампу 6 зеленого цвета, а пневмокомпрессором обеспечивается подача воздуха под давлением в пневмосистему. Поскольку электромагнитный клапан 19 закрывает пневмоканал, то воздух скапливается в ресивере. При движении агрегата (трактора) по горизонтальному рельефу ртуть или другая высокоэлектропроводная жидкость не соединяет центральный и круговые комбинированные электроды. Это приводит к тому, что не подается питание на звуковую и световую сигнализацию, а также электромагнитный клапан 19. Предлагаемое устройство в такой ситуации не работает. При наклоне тактора более заданного в любую сторону (в любой плоскости) через электропроводную жидкость соединяется центральный электрод с комбинированным периферийным. Затем обеспечивается включение звуковой и световой (загорается желтая лампа 6) сигнализаций, указывающих оператору на возникновение опасной с точки зрения опрокидывания ситуации. При дальнейшем наклоне машины, приближающемся к предельно допустимому, происходит электрическое соединение центрального электрода с верхним круговым комбинированным периферийным., что приводит к подаче напряжения в электромагнитный клапан 19. Последний при протекании тока в нем ерабатывает, открывая путь воздуху из компрессора в пневмолинию цилиндров. Штоки цилиндров, перемещаясь, воздействуют на двуплечие рычаги и обеспечивают перемещение педалей муфты сцепления и тормозов соответственно в сторону выключения и включения. В результате этого происходит

автоматическое отсоединение (муфта выключена) источника энергии (двигателя) от трансмиссии (колес) и автоматически гасится кинетическая энергия агрегата (включены тормоза) без воздействия водителя, что предотвращает опрокидывание и возникновение аварий, а если такие и происходят, то при меньшей кинетической энергии агрегата, что уменьшает опасность тяжелого травмирования и больших повреждений. Если агрегат находится в положении, когда его крен обеспечивает контакт центрального и верхнего периферийного электродов, то дальнейшее движение трактора для ликвидации аварийной ситуации возможно только при нажатии и удержании кнопки выключателя 2 в выключенном положении. При этом прекращается подача напряжения на электромагнитный клапан 19, в результате чего он перекрывает подвод воздуха под давлением в цилиндры 11. Этим обеспечивается возможность уже осознанных (после предаварийных ситуаций и часто сопутствующих им шоковых состояний операторов) управлений педалями муфты сцепления и тормозов со стороны оператора. Кнопку выключателя 2 надо держать нажатой до того момента, пока машина не займет неопасное с точки зрения опрокидывания положение, т.е. пока не разъединится центральный и верхний кольцевой периферийные электроды.

Гасители 26 и 28 колебаний не дают возможности разбрызгиваться токопроводной жидкости в результате колебаний и вибраций, имеющих место при работе на дорогах с обычным рельефом, и исключают возможность ложного срабатывания устройства. Наличие в нижних половинах гасителей колебаний большого числа отверстий по кругу не препятствует перетоку жидкости в сторону опасного наклона машины и оттоку ее при движении по горизонтальной поверхности.

При оснашении предлагаемым устройством тракторных агрегатов практически исключается в большинстве случае опрокидывание их или снижается кинетическая энергия (за счет автоматического торможения) до момента столкновения с препятствием.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОПРОКИДЫВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включающей в себя пневмосистему, содержащее электрический датчик крена, частично заполненный ртутью и выполненный в виде двух вставленных одна в другую усеченных чащеобразных сфер различного радиуса с гасителями колебаний, центральным электродом и расположенными на двух уровнях боковыми электродами, нижний из которых электрически соединен с источником звукового и светового сигналов,а верхний электрически соединен с исполнительным механизмом, который кинематически соединен с педалями муфты сцепления и тормоза, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности устройства при работе в условиях низких температур и обеспечения работоспособности в соответствии с границами предельной устойчивости в любой плоскости, верхний и нижний боковые электроды выполнены в виде комбинации двух цилиндрических полуколец и двух синусоидальнообразных полуколец, а связь верхнего электрода с исполнительным механизмом содержит электромагнитный клапан, управляемый пневмоклапан, предохранительный клапан и силовые цилиндры, при этом управляемый пневмоклапан вмонтирован в подсоединенную входом к пневмосистеме (/) мащины пневмолинию, на выходе которой установлены силовые цилиндры, штоки которых механически связаны с педалями муфты сцепления и тормоза. СО со 00

25

21

Фиг.З