框架车框架进位防撞装置技术领域
本发明涉及一种汽车进位防撞装置，尤其涉及一种框架车框架进位防撞装置。
背景技术
某企业从国外引进的框架车，载重量达80－150T，主要用于企业内钢卷、板材、钢管等的短途运输，是企业钢铁工艺线的重要组成部分。框架车分为二个部分：即主车（又称牵引车）和框架（又称载物框架）。往往一台主车（牵引车）要交叉承运几个框架；所以框架车承运效率非常高。框架车的主牵引车自重＝20～30T，载物框架＝15T左右；如果载物框架车满载时，总重可达30T+15T＋120T＝170T左右。
框架车运输的工艺流程，初始是：框架车的主牵引车要伸进载物框架，然后伸进纵深，直至进位止点。主车的进位止点，原设计是用厚钢板叠成的止点限位桩，该限位桩虽然非常坚固，但还是经不起主车体和载物框架连接时的巨大惯性冲击力，以致连连被撞坏；载物框架和主车进位对接时，犹如卫星站和飞船对接，一不小心限位桩因多次撞击被损坏，危及驾驶室安全。
由于限位桩经常撞坏，工程技术人员曾经尝试过用倒车雷达，由于载物框架反射角复杂，经常误报，使用效果不好；后来又尝试激光测距报警器，也耐不住日晒雨淋和震动，维护成本不堪重负；也有些机械类传感器测距，由于行程太短无法使用。
大吨位框架车虽然设备先进，但也有诸多设计不足，特别是针对现场实际操作应用方面考虑不周，该类框架车主车（牵引车）和载物框架对接的止点限位桩经常被撞坏就是一例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种框架车框架进位防撞装置，该防撞装置能在主车和载物框架进位对接时防止撞击，以保护主车的驾驶室安全。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种框架车框架进位防撞装置，包括缓冲构架、转动臂、转轴、回位拉簧、活动靠轮、感应挡块、位移传感器；
所述转轴两端安装于缓冲构架内，转轴与转动臂靠近回位弹簧端固接，转动臂一端经回位弹簧连接于缓冲构架上，转动臂另一端安装有活动靠轮，活动靠轮能与载物框架相接触；
所述感应挡块连接于转轴上能随转轴转动而移动，感应挡块与若干个位移传感器相配合，若干个位移传感器固定安装于缓冲框架上，并且位于感应挡块移动路径上。
所述感应挡块经螺栓安装于挡块支架的腰形孔上，挡块支架固接于转轴上。
所述活动靠轮包括主轴、垫片、靠轮本体、紧固螺帽，主轴上有一凸台，将主轴分为下部和上部，主轴下部开有螺纹，能将主轴安装于转动臂端部，主轴上部套装有靠轮本体，靠轮本体底部装有垫片，靠轮本体顶部开有凹槽，靠轮本体顶部凹槽经紧固螺帽和垫片旋入主轴顶端后固定，使靠轮本体与主轴之间转动灵活。
所述位移传感器为三个，三个位移传感器依次排列，当感应挡块位于两个位移传感器之间时，两个位移传感器能同时感应到。
所述防撞装置还包括控制电路，所述控制电路包括第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2、第三位移传感器CGQ3、直流电源，熔断器FD、第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第三指示灯LED3、报警器BJ、继电器J、接插件JCJ1-7、开关K；
所述直流电源正极经熔断器FD接入接插件JCJ1～7第二路后接开关K，开关K另一端经插件JCJ1～7第四路并接第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3正极端；并且开关K另一端接继电器常开触点JK后经插件JCJ1～7第一路接主车电控制动器ZD；
所述直流电源接地端GND并接第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3负极端；
所述第一位移传感器CGQ1输出端OUT1经接插件JCJ1～7第七路串接第三电阻R3和第一指示灯LED1后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND；
所述第二位移传感器CGQ2输出端OUT2经接插件JCJ1～7第六路串接第二电阻R2和第二指示灯LED2后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND；
所述第三位移传感器CGQ3输出端OUT3经接插件JCJ1～7第五路串接第一电阻R1和第三指示灯LED3后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND，并且第一电阻R1和第三指示灯LED3串联电路的两端并接报警器BJ、继电器J和二极管D，二极管D的阴极接第一电阻R1端，二极管D的阳极接第三指示灯LED3端；
第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3对应于感应挡块DB的位置，并且当感应挡块DB位于两个位移传感器中间位置时，两个位移传感器能同时感应到。
本发明通过采用缓冲构架和转动臂结构来代替现有的止点限位桩结构，从而在主车与载物框架间设置了一个安全缓冲区；通过设置位移传感器来传递主车止点和载物框架之间的距离信号，并由三个位置传感器产生五个距离信号，终点极限位置由报警器鸣响，从而让操作司机心中有数，同时可以连接主车自带的电控制动器进行自动刹车，平稳对接到位。本发明能在主车和载物框架进位对接时防止撞击，以保护主车的驾驶室安全，避免主车因经常需修理止点限位桩而影响生产。
本发明弥补了现有先进载重框架车的设计不足，本发明结构相对简单，维护成本低，抗击打、抗震动，能在雨淋粉尘等恶劣环境都能使用。
附图说明
图1为本发明框架车框架进位防撞装置结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为本发明的进位防撞装置转动臂放开结构示意图；
图4为活动靠轮结构示意图；
图5为主车与载物框架对接时本发明的进位防撞装置动态示意图（图5中a至e所示由下往上）；
图6为本发明的进位防撞装置安装位置示意图；
图7为本发明的进位防撞装置控制电路图；
图8为安装于主车驾驶室的包含本发明控制电路的控制盒面板示意图；
图9为本发明的操作流程示意图。
图中：1回位拉簧，2拉簧固定柱，3转轴，4感应挡块，5位移传感器，6转动臂，7缓冲构架，8缓冲构架凹框，9活动靠轮，10挡块支架，11螺栓，12平板；21主车（又称牵引车），22载物框架（又称框架）；31主轴，32垫片上，33靠轮本体，34垫片，35螺帽，36主轴顶端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1至图4、图6，一种框架车框架进位防撞装置，安装于主车21驾驶室背面平台上，包括缓冲构架7、转动臂6、转轴3、回位拉簧1、活动靠轮9、感应挡块4、位移传感器5；
所述转轴3两端安装于缓冲构架7内，转轴3与转动臂6靠近回位弹簧1端固接，转动臂6一端经回位弹簧1连接于缓冲构架7上，转动臂6另一端安装有活动靠轮9，活动靠轮9能与载物框架22相接触。回位弹簧1经拉簧固定柱2固定于缓冲构架7上。在回位弹簧1的作用下，将转动臂6首端的活动靠轮9转出至最前端，该位置使活动靠轮9能直接与载物框架22接触。
所述感应挡块4连接于转轴3上能随转轴3转动而移动，其中，感应挡块4经螺栓11安装于挡块支架10的腰形长孔上，挡块支架10固接于转轴3上，这样便于调节感应挡块4的角度，并且感应挡块4经螺栓11固定于挡块支架10后，感应挡块4与转动臂6和转轴3一起移动。感应挡块4与若干个位移传感器5相配合，若干个位移传感器5固定安装于平板12上，平板12固定安装于缓冲框架7上，并且若干个位移传感器5位于感应挡块4移动路径上，该移动路径圆心角小于90度；所述感应挡块4为金属板块。本案中，所述位移传感器5为三个，三个位移传感器依次排列，当感应挡块4位于任意两个位移传感器5之间时，两个位移传感器5能同时感应到，即两个位移传感器5的工作面能同时感应；当感应挡块4位于任意一个位移传感器5工作面上时，只有该位移传感器5能感应。
所述活动靠轮9包括主轴31、垫片32、34、靠轮本体33、紧固螺帽35，主轴31上有一凸台，将主轴31分为下部和上部，主轴31下部开有螺纹，能将主轴31安装于转动臂6端部孔内，主轴31上部套装有靠轮本体33，靠轮本体33底部装有垫片32，靠轮本体33顶部开有凹槽，靠轮本体33顶部凹槽经紧固螺帽35和垫片34旋入主轴顶端36后固定，使靠轮本体33与主轴31之间转动灵活，参见图4。靠轮本体33采用高强度尼龙棒制成，主轴顶端36开有螺纹与紧固螺帽35相配。
所述缓冲构架7的端部有缓冲构架凹框8，该缓冲构架凹框8是用于缓冲主车21和载物框架22对接时，转动臂6首端的活动靠轮9的置放位置，其目的在于：当活动靠轮9在被载物框架22顶到极限时，活动靠轮9可收置在缓冲构架凹框8内，并使得活动靠轮9外圆和整体的缓冲构架7边成一条直线，参见图2。
本发明框架车框架进位防撞装置的工作过程：图5为主车21与载物框架22对接时本发明的进位防撞装置动态示意图。图5中的a至e展示的是主车（牵引车）21和载物框架22进位对接的整个过程。可以看到：刚开始（如图5中a）载物框架22接触到本发明的进位防撞装置伸出来的转动臂上活动靠轮9，此时与之联动的与转动臂6、转轴3连为一体的感应挡块4所处的位置在第一个位移传感器5位置上；当载物框架22不断地向前推进的时候，使得与转动臂转轴联动的感应挡块4所处的位置在第一个位移传感器 和第二个位移传感器之间（如图5中b）；载物框架22继续向前推进，此时转动臂转轴联动的感应挡块4所处的位置在第二个位移传感器位置上（如图5中c）；由此载物框架22继续向前推进，此时转动臂转轴联动的感应挡块4所处的位置在第二和第三个位移传感器位置之间（如图5中d），这个位置是主车进位的极限位置，此时本发明的控制电路会直接驱动主车（牵引车）上的电控制动器，令其刹车停止；由于主车的惯性，主车21还会继续向载物框架22移动，直至真正的停止，此时转动臂转轴联动的感应挡块4所处的位置，正好在第三个位移传感器位置上（如图5中e），此时为本发明的主车21和载物框架22正确进位对接的位置确认信号。
本发明的进位防撞装置还包括控制电路，参见图7，所述控制电路包括第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2、第三位移传感器CGQ3、直流电源，熔断器FD、第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第三指示灯LED3、报警器BJ、继电器J、接插件JCJ1-7、开关K；
所述直流电源（直流24V）正极经熔断器FD接入接插件JCJ1～7第二路后接开关K，开关K另一端经插件JCJ1～7第四路并接第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3正极端；并且开关K另一端接继电器常开触点JK后经插件JCJ1～7第一路接主车电控制动器ZD；
所述直流电源接地端GND并接第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3负极端；
所述第一位移传感器CGQ1输出端OUT1经接插件JCJ1～7第七路串接第三电阻R3和第一指示灯LED1后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND；
所述第二位移传感器CGQ2输出端OUT2经接插件JCJ1～7第六路串接第二电阻R2和第二指示灯LED2后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND；
所述第三位移传感器CGQ3输出端OUT3经接插件JCJ1～7第五路串接第一电阻R1和第三指示灯LED3后经接插件JCJ1～7第三路接接地端GND，并且第一电阻R1和第三指示灯LED3串联电路的两端并接报警器BJ、继电器J和二极管D，二极管D的阴极接第一电阻R1端，二极管D的阳极接第三指示灯LED3端；
第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3对应于感应挡块DB的位置，并且当感应挡块DB位于两个位移传感器中间位置时，两个位移传感器能同时感应到。
图7中的DB是和转动臂转轴联动的感应挡块，当感应挡块DB位置在第一位移传感器CGQ1时：第一位移传感器CGQ1被触发，其输出端OUT1输出＋信号（电源），此时＋电源通过接插件JCJ1～7第七路经过第三电阻R3限流后点亮第一指示灯LED1。当感应挡块DB继续移动至第一位移传感器CGQ1和第二位移传感器CGQ2之间时：第一位移传感器CGQ1、第二位移传感器CGQ2同时被触发，第二位移传感器CGQ2输出端OUT2也输出＋电源，并通过接插件JCJ1～7第六路经过第二电阻R2限流后点亮第二指示灯LED2，此时第一指示灯LED1、第二指示灯LED2都亮。当感应挡块DB再继续移动至第二位移传感器CGQ2正中位置时：第二位移传感器CGQ2继续被触发，第二位移传感器CGQ2输出端OUT2继续输出＋电源，第二指示灯LED2继续点亮。当感应挡块DB再继续移动至第二位移传感器CGQ2和第三位移传感器CGQ3之间的位置时：第二位移传感器CGQ2输出端OUT2、第三位移传感器CGQ3输出端OUT3都输出＋电源，第二指示灯LED2继续点亮，第三指示灯LED3也被点亮；此时报警器BJ会发出报警声，来提示司机松开油门，同时继电器J也开始工作，二极管D作用是抗反压保护，继电器J工作后，使继电器常开触点JK吸合接通，开关K输出端正（＋）电源立即通过接插件JCJ1～7第一路提供给主车（牵引车）自带的电控制动器ZD,使主车（牵引车）立即停车；紧急刹车后，主车还有惯性移动，此时感应挡块DB还会继续移动，直至到第三位移传感器CGQ3的正中位置上，此时仅只有一个第三位移传感器CGQ3输出端OUT3端输出＋电源，就只点亮第三指示灯LED3，以提示为主车和载物框架的正确进位对接位置确认信号。接下来就是关闭（即断开）本发明的控制电路的开关K，操作司机提升主车平台，顶起载物框架后拉走载物框架。
图8为安装于主车驾驶室的包含本发明控制电路的控制盒面板示意图。控制盒面板安装于主车驾驶室内，驾驶员可以一目了然看到主车进入载物框架的连续状态；三个指示灯的工作状态，可以让操作司机感知到主车进位的五个距离，起到防止以往根本无法控制的防撞效果。
图9为本发明的操作流程示意图。开始→打开（即合上）开关K，此时需观察第一指示灯LED1亮，如果不亮需检查电源，继续打开（即合上）开关K，如果第一指示灯LED1亮→移动主车→此时第一指示灯LED1、第二指示灯LED2全亮说明进位正常→进行进位→第二指示灯LED2单亮→此时司机应该减速慢行→当第二指示灯LED2、第三指示灯LED3全亮时主车的电控制动器会被驱动，主车会紧急被刹车→由于巨大惯性主车还会移动一点点距离→此时就会看到第三指示灯LED3独亮，意味着主车（牵引车）进入载物框架顺利成功，防撞自动完成→此时必须关闭（即断开）开关→进入下一个工作循环。
本发明框架车框架进位防撞装置与现有技术相比，其有益效果是：
1、主车进入载物框架最后阶段，也就是最难控制的一段距离，由于本发明采用了三个指示灯，五个状态来显示主车和载物框架之间的接近距离，使之变得容易操作了。
2、当第二指示灯LED2和第三指示灯LED3同时亮起来的时候报警器大响，让操作司机及时醒悟松开汽车发动机油门，这在以往是没法控制的。
3、汽车驾驶室的控制面板上一目了然，集声响、刹车所有动作一气呵成，新司机只需短期培训就能完成，培训成本、操作成本都很低。
4、主车和载物框架的撞击避免了，维护成本下降、修理时间不要了，安全生产有保证了，车辆完好率提升了。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。