一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车

1.本发明涉及煤矿井下的交通工具技术领域，具体涉及一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车。


背景技术：

2.猴车作为煤矿井下的一种常规的索道交通工具，比较多的应用于斜井、斜巷以及采区的大巷当中，猴车主要是用于工人在进入煤矿井下时上下班的通勤工具使用。猴车节约了工人上下班过程的体力劳动，提高了工人的劳动效率，节省了工人的劳动时间。猴车的动力源是由位于巷道一端位置的驱动轮产生的，驱动轮带动钢丝绳转动，钢丝绳穿过各个固定位置的托绳轮，形成了一个封闭性的运输线路。猴车上自带的抱索器与钢丝绳相连接，由钢丝绳带动猴车循环转动，进而将人员由上车地点，运至指定的下车地点。
3.然而，在乘坐猴车的过程中，由于工人在乘车时不规范乘车导致猴车的晃动、工人乘车过程中身体向一侧倾斜导致猴车重心偏移以及猴车运行中经过巷道转弯位置等特殊情况下，都会导致猴车在运行过程中出现一定幅度的左右摆动。然而，当猴车出现大幅度摆动的情况下，就有可能会出现猴车与钢丝绳托绳轮发生直接碰撞，出现托绳轮阻碍猴车随着钢丝绳向前运行，此时，工人来不及启动猴车的急停保护装置，导致猴车与钢丝绳的托绳轮发生直接碰撞，而托绳轮直接阻碍了猴车的滑动，猴车和人员在钢丝绳的直接拉力作用下，以托绳轮为支撑点，会出现猴车上的人员直接被甩向巷道顶板，进而发生人员伤亡事故。
4.因此，急需要一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，来提高猴车运行中的安全和稳定问题，进而为乘坐猴车的工人生命安全提供坚强的支撑和保证。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术中的问题，提供一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，包括猴车主体，所述猴车主体分为猴车上段和猴车下段，猴车上段设有抱索装置与钢丝绳相连接，猴车下段设有座椅装置；猴车上段和猴车下段之间通过碰撞保护装置连接；碰撞保护装置的位置与托绳轮基本对应；碰撞保护装置包括同时连接猴车上段和猴车下段的柔性连接结构和刚性连接结构，碰撞保护装置具有正常运行状态和碰撞保护状态两种状态，其中：正常运行状态时，刚性连接结构处于连接状态，猴车上段和猴车下段通过刚性连接结构形成刚性连接，刚性连接结构受力，柔性连接结构不受力；碰撞保护状态时，刚性连接结构处于失效状态，猴车上段和猴车下段通过柔性连接结构形成柔性连接，刚性连接结构不受力，柔性连接结构受力。
7.进一步的，所述柔性连接结构的展开长度大于刚性连接结构的竖向长度；正常运行状态时，柔性连接结构处于回缩状态；碰撞保护状态时，柔性连接结构处于展开状态。
8.进一步的，所述猴车主体包括吊杆，吊杆分为吊杆上段和吊杆下段，吊杆上段的上端设有抱索装置与钢丝绳相连接，吊杆下段设有座椅装置；吊杆上段和吊杆下段之间通过所述碰撞保护装置连接。
9.进一步的，所述柔性连接结构位于吊杆的中心位置，刚性连接结构环绕在柔性连接结构的外侧。
10.进一步的，所述柔性连接结构为钢丝绳或钢制吊环链条；吊杆上段和吊杆下段在相对的端部位置设有固定帽，钢丝绳或钢制吊环链条的两端分别连接在对应的固定帽上。
11.进一步的，所述钢丝绳或钢制吊环链条设置两排以上。
12.进一步的，所述刚性连接结构由若干个圆周分布的保护片组成，保护片与吊杆上段和吊杆下段焊接连接。
13.进一步的，所述保护片为竖向延伸的长条片状结构。
14.进一步的，所述吊杆为圆柱形，保护片横截面为与吊杆外圆统一的弧形结构。
15.进一步的，所述保护片采用中锰钢材料或者铝合金材料制作本发明的有益效果：1、本发明将猴车主体分为猴车上段和猴车下段，猴车上段和猴车下段之间通过碰撞保护装置连接，增加了猴车与钢丝绳托绳轮发生碰撞时候的安全系数，进而增加了猴车的安全性、可靠性和保险性。
16.猴车正常使用的过程中，处于正常运行状态，此时碰撞保护装置起到正常连接吊杆的作用。
17.当猴车由于大幅度晃动与钢丝绳的托绳轮发生碰撞，此时受到钢丝绳的牵引作用，托绳轮会作为固定的支点使得猴车以及人员不断抬高，而碰撞保护装置上的刚性连接结构在猴车和人员的整体质量作用下，刚性连接结构会发生折断而失效，碰撞保护装置起作用；在刚性连接结构发生折断以后，碰撞保护装置中的柔性连接结构受到猴车和人员的重力作用下会自动伸开，起到对猴车的整体连接作用。由于柔性连接结构将猴车的整体结构进行了有效连接，并且柔性连接结构本身是柔性式结构，可以在托绳轮位置处发生柔性弯曲，进而避免了原来的猴车吊杆在受到托绳轮的阻碍作用后，在钢丝绳的拉力作用下猴车和人员被瞬时抬高，进而发生人员被瞬间甩至巷道顶板的事故发生。
18.2、本发明可以避免猴车在运行过程中出现的大幅度摆动与钢丝绳的托绳轮发生直接碰撞而导致的人员伤害事故，起到对猴车运行的安全保护作用和效果，并且本发明的整体结构可实现的科学性比较高，不需要对原有的猴车运行索道做任何形式的改动，极大的节约了成本。
19.3、本发明中柔性连接结构伸展开之后的长度大于刚性连接结构本身的长度，因此，柔性连接结构的伸展作用直接降低了猴车的高度，便于人员从猴车上离开，进行紧急避险。
附图说明
20.图1为本发明的安全猴车结构示意图；图2为本发明中碰撞保护装置的示意图；图3为本发明的安全猴车在钢丝绳布置示意图；
图4为本发明的安全猴车与托绳轮初次直接碰撞示意图；图5为本发明的安全猴车与托绳轮碰撞后保护片断裂示意图；图6为本发明的安全猴车钢制吊环链条完全展开的示意图。
21.图中标号说明：1、碰撞保护装置；2、吊杆；3、椅座；4、脚踏杆；5、抱索装置；6、pvc胶管；7、保护片；8、钢制吊环链条；9、固定帽； 10、钢丝绳；11、托绳轮。
22.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
23.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。
24.如图1至图6所示，本实施例提供一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，包括猴车主体，猴车主体分为猴车上段和猴车下段，猴车上段设有抱索装置5与钢丝绳11相连接，猴车下段设有座椅装置。猴车上段和猴车下段之间通过碰撞保护装置1连接，增加了猴车与钢丝绳托绳轮发生碰撞时候的安全系数，进而增加了猴车的安全性、可靠性和保险性。
25.具体到本实施例，猴车主体包括吊杆2，吊杆分为吊杆上段和吊杆下段，吊杆上段的上端设有抱索装置5与钢丝绳相连接，吊杆下段设有座椅装置，座椅装置包括椅座3和脚踏杆4。
26.吊杆下段还套设有pvc胶管6，pvc胶管具有阻燃和防止静电效果，在工人正常乘坐猴车的时候，可以紧握具有阻燃和防止静电的pvc胶管6，防止直接接触吊杆2的金属部分。
27.吊杆上段和吊杆下段之间通过碰撞保护装置1连接。碰撞保护装置1的位置与托绳轮11基本对应。
28.碰撞保护装置包括同时连接吊杆上段和吊杆下段的柔性连接结构和刚性连接结构，碰撞保护装置具有正常运行状态和碰撞保护状态两种状态，其中：正常运行状态时，刚性连接结构处于连接状态，吊杆上段和吊杆下段通过刚性连接结构形成刚性连接，刚性连接结构受力，柔性连接结构不受力；碰撞保护状态时，刚性连接结构处于失效状态，吊杆上段和吊杆下段通过柔性连接结构形成柔性连接，刚性连接结构不受力，柔性连接结构受力。
29.同时，柔性连接结构的展开长度大于刚性连接结构的竖向长度；正常运行状态时，柔性连接结构处于回缩状态；碰撞保护状态时，柔性连接结构处于展开状态，即刚性连接结构发生折断后，柔性连接结构会立即由收缩状态快速展开全长发挥自身的承载作用。
30.本实施例中，柔性连接结构位于吊杆的中心位置，刚性连接结构环绕在柔性连接结构的外侧。
31.柔性连接结构可以为钢丝绳或钢制吊环链条。本实施例中，柔性连接结构优选钢制吊环链条8，设置两排，由q235型号钢材制作。钢制吊环链条伸展开之后的长度可以达到400 mm。
32.吊杆上段和吊杆下段在相对的端部位置设有固定帽，钢制吊环链条8的两端分别连接在对应固定帽9上。固定帽9将钢制吊环链条8牢固的连接在吊杆上段和吊杆下段，对吊
环8形成积极有效的支撑作用。
33.两排钢制吊环链条的承载力大于1000 n，该承载力可以满足对猴车和人员的整体连接和支撑作用效果。
34.刚性连接结构由两个保护片7组成，保护片为竖向延伸的长条片状结构。保护片采用焊接工艺与吊杆上段和吊杆下段进行连接。本实施例中，吊杆2为圆柱形，保护片7横截面为与吊杆2外圆统一的弧形结构。
35.保护片7采用中锰钢材料或者铝合金材料制作。保护片的厚度为2.5 mm，长度为250 mm，保护片的内部直径为70 mm，保护片7上端与抱索装置5之间的距离为200 mm。
36.保护片7在猴车正常运行时在垂直方向最大可以承受1000 n的力，满足猴车正常载人的运行需要。保护片7在受力角度为5
°
时，只有以托绳轮为支点的情况下，并且当外界施加的折断力大于500 n时候就会发生折断。保护片发生折断时，是由与碰撞点位置首先发生折断后，进而整体发生的全断面断裂。
37.本发明的工作原理如下：猴车正常使用的过程中，处于正常运行状态，此时碰撞保护装置起到正常连接吊杆的作用。
38.当猴车运行过程中出现大幅度的摆动，进而出现与托绳轮12发生碰撞的情况时，碰撞保护状态起作用，此时受到钢丝绳11的牵引作用，托绳轮12会作为固定的支点使得猴车以及人员的位置不断抬高。而碰撞保护装置1上的保护片7，在猴车和人员的整体质量作用下，当保护片7弯曲的角度为5
°
的时候，并且当受到的折断力大于500 n的时候，保护片7会以托绳轮12为支点发生折断。在保护片7发生折断以后，碰撞保护装置内部的钢制吊环链条8受到猴车和人员的重力作用下会自动伸开，起到对猴车的整体连接作用。此时，猴车与托绳轮12碰撞点的接触方式，由最初与吊杆2的硬接触，转变为柔性接触。由于吊环8将猴车的整体结构进行了有效连接，并且钢制吊环链条8本身是链式结构，可以在托绳轮12的位置处发生弯曲，进而避免了原来的猴车吊杆2在受到托绳轮12的阻碍作用后，发生人员被瞬间甩至顶板的伤亡事故发生。
39.并且，由于预设的两排钢制吊环伸展开之后的长度可以达到400 mm，该距离大于保护片本身的长度，因此钢制吊环的伸展作用直接降低了猴车距离巷道底板的垂直高度，便于人员从猴车上离开，进行紧急避险。并且，人员从猴车上离开后也可以及时操作猴车的紧急停车系统，进而对事故进行及时有效的处理。
40.本发明可以避免猴车在运行过程中出现的大幅度摆动与钢丝绳的托绳轮发生直接碰撞而导致的人员伤害事故，起到对猴车运行的安全保护作用和效果，并且本发明的整体结构可实现的科学性比较高，不需要对原有的猴车运行索道做任何形式的改动，极大的节约了成本。
41.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
42.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，
上述词语并没有特殊的含义。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

技术特征：
1.一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，包括猴车主体，其特征在于：所述猴车主体分为猴车上段和猴车下段，猴车上段设有抱索装置与钢丝绳相连接，猴车下段设有座椅装置；猴车上段和猴车下段之间通过碰撞保护装置连接；碰撞保护装置的位置与托绳轮基本对应；碰撞保护装置包括同时连接猴车上段和猴车下段的柔性连接结构和刚性连接结构，碰撞保护装置具有正常运行状态和碰撞保护状态两种状态，其中：正常运行状态时，刚性连接结构处于连接状态，猴车上段和猴车下段通过刚性连接结构形成刚性连接，刚性连接结构受力，柔性连接结构不受力；碰撞保护状态时，刚性连接结构处于失效状态，猴车上段和猴车下段通过柔性连接结构形成柔性连接，刚性连接结构不受力，柔性连接结构受力。2.根据权利要求1所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述柔性连接结构的展开长度大于刚性连接结构的竖向长度；正常运行状态时，柔性连接结构处于回缩状态；碰撞保护状态时，柔性连接结构处于展开状态。3.根据权利要求1或2所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述猴车主体包括吊杆，吊杆分为吊杆上段和吊杆下段，吊杆上段的上端设有抱索装置与钢丝绳相连接，吊杆下段设有座椅装置；吊杆上段和吊杆下段之间通过所述碰撞保护装置连接。4.根据权利要求3所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述柔性连接结构位于吊杆的中心位置，刚性连接结构环绕在柔性连接结构的外侧。5.根据权利要求3所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述柔性连接结构为钢丝绳或钢制吊环链条；吊杆上段和吊杆下段在相对的端部位置设有固定帽，钢丝绳或钢制吊环链条的两端分别连接在对应的固定帽上。6.根据权利要求5所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述钢丝绳或钢制吊环链条设置两排以上。7.根据权利要求3所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述刚性连接结构由若干个圆周分布的保护片组成，保护片与吊杆上段和吊杆下段焊接连接。8.根据权利要求7所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述保护片为竖向延伸的长条片状结构。9.根据权利要求8所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述吊杆为圆柱形，保护片横截面为与吊杆外圆统一的弧形结构。10.根据权利要求9所述的带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，其特征在于：所述保护片采用中锰钢材料或者铝合金材料制作。

技术总结
本发明公开了一种带有托绳轮碰撞保护的安全猴车，包括猴车主体，猴车主体分为猴车上段和猴车下段，猴车上段设有抱索装置与钢丝绳相连接，猴车上段和猴车下段之间通过碰撞保护装置连接；碰撞保护装置包括同时连接猴车上段和猴车下段的柔性连接结构和刚性连接结构，碰撞保护装置具有正常运行状态和碰撞保护状态两种状态，正常运行状态时，刚性连接结构处于连接状态，刚性连接结构受力，柔性连接结构不受力；碰撞保护状态时，刚性连接结构处于失效状态，刚性连接结构不受力，柔性连接结构受力。本发明可以避免猴车在运行过程中出现的大幅度摆动与钢丝绳的托绳轮发生直接碰撞而导致的人员伤害事故，起到对猴车运行的安全保护作用和效果。用和效果。用和效果。


技术研发人员：孟晗 赵亚旭 杨玉中 侯玮 李新旺 陈立 段硕 丁慧哲 杨达明 王辰霖 程坦
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/3/3