一种运煤车测试用的倾斜报警装置及运煤车的制作方法

1.本实用新型涉及一种运煤车，特别是涉及一种运煤车测试用的倾斜报警装置、一种运煤车。


背景技术：

2.运煤车一般分为两种，一种是将煤炭从矿井中运输至矿井外的运煤车，这种运煤车一般体积较小，具有相对稳定的运输路线。如图1所示，运煤车一为无人驾驶型运煤车，在其运输路线上配置有相应的运输轨道。运煤车一在运输轨道上循环移动，将煤炭从矿井中运出。另一种则用于远距离运输煤炭，如将煤矿区域存储的煤炭运送至加工厂。如图2所示，运煤车二为货车类运煤车，运煤车二体积较大。在实际运输中，即便从同一煤炭存储点出发，每辆运煤车二的运输路线也不尽相同。
3.为了提高运输效率，运煤车一般为露天运输，且车厢内尽量装满煤炭。在运煤车初次运输时，以及由于天气原因或运煤车掉落煤炭等原因导致路况变化时，需要对运输路线进行测试，避免道路倾斜度过大，使运煤车在行驶过程中存在侧翻风险。现有技术中，仅存在对运煤车的煤炭泄漏报警，或对道路障碍物的预警，而缺乏对于运煤车行驶倾斜度的预警，这尤其对于无人驾驶的运煤车来说，是存在较大安全风险的。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术中缺乏对运煤车行驶过程中的倾斜预警，导致运煤车作业过程中存在安全风险的问题，提供一种运煤车测试用的倾斜报警装置及运煤车。
5.本实用新型通过以下技术方案实现：一种运煤车测试用的倾斜报警装置包括箱体、空心金属球、两个接近开关一、两个接近开关二、报警电路一、报警电路二、电源和减震垫。
6.箱体内开设有用于收容空心金属球的半球形空腔。空腔中填充有水，将空腔在水平放置时的最高点定义为球顶。空心金属球的整体密度小于水的密度，从而在箱体水平放置时，空心金属球的最高点与球顶抵接。接近开关一为环形金属感应式接近开关，安装在箱体内且与空腔同轴设置，接近开关一刚好环绕在空腔表面。接近开关一串联在报警电路一中。将空腔上球顶至接近开关一的表面定义为球冠。接近开关一用于在空心金属球因运煤车倾斜而沿球冠飘浮至接近开关一的感应范围内时，闭合以驱动报警电路一报警。
7.上述倾斜报警装置可以在运煤车倾斜角度超出预设的角度阈值时，也即空腔的最高点不高于接近开关一时，空心金属球受浮力作用移动至接近开关一的探测范围内，接近开关一闭合以驱动报警电路一发出警报，也即对运煤车的一级报警。通过报警提醒相应的工作人员，当前运煤车存在煤炭掉落风险。上述倾斜报警装置可以对运煤车的运输道路进行检测，判断在相应的运输道路上是否存在运煤车煤炭掉落的风险，以提高煤炭运输的安全性。环形的接近开关一可以随运煤车向任意方向倾斜，从而在运煤车向任意方向倾斜到设置的角度阈值时触发警报，能适用于不同的运煤车及各种道路路面，同时对于安装的要
求比较低，可以降低安装成本。
8.在其中一个实施例中，报警电路一与运煤车的电力系统电连接或报警电路一包括电源。报警电路一采用电源或电力系统供电。
9.在其中一个实施例中，将球顶至球冠底部的弧长相对应空腔的圆心角角度定义为运煤车的倾斜角度一，倾斜角度一不高于12.5
°
。
10.在其中一个实施例中，接近开关二也为环形金属感应式接近开关，接近开关二与接近开关一同轴且平行设置。接近开关二的直径大于接近开关一的直径且小于空腔的直径。接近开关二也刚好环绕在空腔的表面。将空腔上接近开关一至接近开关二的表面定义为环带。接近开关二与接近开关一并联，用于在空心金属球因运煤车倾斜而沿环带飘浮至接近开关二的感应范围内时，闭合以驱动报警电路一报警。
11.在其中一个实施例中，报警电路二用于发出报警，且报警时长大于报警电路一的报警时长，报警节奏强于报警电路一的报警节奏。环形金属感应式接近开关二与接近开关一同轴且平行设置，并直径大于接近开关一的直径且小于空腔的直径，接近开关二也环绕在空腔的表面。将空腔上接近开关一至接近开关二的表面定义为环带。接近开关二与报警电路二串联，用于在空心金属球因运煤车倾斜而沿环带飘浮至接近开关二的感应范围内时，闭合以驱动报警电路二报警。
12.在其中一个实施例中，报警电路一与报警电路二均采用声光报警或鸣笛报警。
13.在其中一个实施例中，球顶至环带底部的弧长相对应所述空腔的圆心角角度为运煤车的倾斜角度二，所述倾斜角度二不高于20
°
。
14.在其中一个实施例中，接近开关一和接近开关二均为防水型金属感应式接近开关。
15.在其中一个实施例中，接近开关一和接近开关二的感应距离不超过1cm。
16.本实用新型还提供一种运煤车，包括至少一个上述的运煤车测试用的倾斜报警装置。倾斜报警装置安装在运煤车上，用于在运煤车整体倾斜角度大于一个预设的角度时发出报警。
17.与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：
18.1.本实用新型的倾斜报警装置可以在运煤车倾斜角度处于25
°
～40
°
之间时，空心金属球受浮力作用移动至接近开关一的探测范围内，接近开关一闭合驱动报警电路一报警，形成对运煤车的一级报警。一级报警的目的在于提醒当前运煤车存在煤炭掉落风险。在运煤车倾斜角度大于40
°
时，空心金属球受浮力作用移动至接近开关二的探测范围内，接近开关二闭合驱动报警电路一或报警电路二报警，形成对运煤车的二级报警。二级报警的目的在于提醒当前运煤车存在驾驶安全风险。本实用新型可以对运煤车的运输道路进行检测，判断在相应的运输道路上是否存在因倾斜面角度过大导致的安全风险，以提高煤炭运输的安全性和稳定性。此外，本实用新型采用半球形空腔，使得空心金属球可以随运煤车的倾斜而移动，从而在运煤车向任意方向倾斜到设置的角度阈值时触发接近开关一或接近开关二警报，能适用于不同的运煤车及各种道路路面，同时对于安装的要求比较低，可以降低安装成本。
附图说明
19.图1为本实用新型背景技术中的运煤机一的立体结构示意图；
20.图2为本实用新型背景技术中的运煤机二的立体结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例1的运煤机的立体结构示意图；
22.图4为图3中倾斜报警装置的剖面结构示意图；
23.图5为图4中接近开关一的立体结构示意图；
24.图6为图4的倾斜报警装置的倾斜角度达到阈值一时的剖面结构示意图；
25.图7为图3中倾斜报警装置的电路结构示意图；
26.图8为图4的倾斜报警装置的倾斜角度达到阈值二时的剖面结构示意图；
27.图9为图3中倾斜报警装置的另一电路结构示意图。
28.主要元件符号说明
29.图中标号为：1、箱体；11、连接板；2、空心金属球；3、接近开关一；4、接近开关二；5、报警电路一；6、报警电路二；7、电源；8、减震垫；10、倾斜报警装置；100、运煤车本体；101、车厢。
30.以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.实施例1
35.请参阅图3和图4，图3为本实用新型实施例1的运煤机的立体结构示意图；图4为图3中倾斜报警装置的剖面结构示意图。本实施例提供一种运煤车，运煤车包括运煤车本体100和倾斜报警装置10。其中，运煤车本体100包括车厢101，倾斜报警装置10安装在车厢101的底面。倾斜报警装置10用于在运煤车倾斜角度达到预设的角度阈值时进行报警。本实施例中，分别设置角度阈值一为25
°
、角度阈值二为40
°
，以使倾斜报警装置10分别在运煤车倾斜角度达到25
°
、40
°
时发出报警。当然，在其他实施例中，设置的阈值数量还可以更多，且阈值可以更大或者更小。
36.倾斜报警装置10包括箱体1、空心金属球2、接近开关一3、接近开关二4、报警电路
一5、报警电路二6，还可以包括电源7和减震垫8。
37.箱体1内开设有用于收容空心金属球2的半球形空腔。空腔中填充有水。将空腔在水平放置时的最高点定义为球顶。箱体1可以采用金属、塑料、玻璃等材料，自身具有密封性能，防止空腔中的水渗出。需要注意的是，箱体1采用金属材料时，应避开接近开关一3、接近开关二4的探测范围，防止误报警。
38.空心金属球2的整体密度小于水的密度，具体可以设置空心金属球2的密度不超过0.1g/cm3，从而在箱体1水平放置时，空心金属球2的最高点与球顶抵接。空腔内的水应接近充满状态，如仅存在体积不超过1/10空心金属球体积的空气，以使空心金属球2保持自如移动的同时，可以始终与空腔的边缘贴合。在箱体1随运煤车发生倾斜时，空腔的最高点也随之改变，空心金属球2在浮力作用下始终处于水面的最高点，也即空心金属球2的最高点始终与空腔的最高点重合。空心金属球2可以采用不锈钢、氧化铝等材料制成。
39.请结合图5、图6和图7，图5为图4中接近开关一的立体结构示意图；图6为图4的倾斜报警装置的倾斜角度达到阈值一时的剖面结构示意图；图7为图3中倾斜报警装置的电路结构示意图。接近开关一3为环形金属感应式接近开关，安装在箱体1内且与空腔同轴设置，接近开关一3刚好环绕在空腔表面。接近开关一3的探测方向朝向空腔内。接近开关一3串联在报警电路一5中。将空腔上球顶至接近开关一的表面定义为球冠。接近开关一3用于在空心金属球2因运煤车倾斜而沿球冠飘浮至接近开关一的感应范围内时，闭合以驱动报警电路一5报警。
40.将球顶至球冠底部的弧长相对应空腔的圆心角角度定义为运煤车的倾斜角度一，倾斜角度一不高于12.5
°
。当运煤车倾斜至25
°
时，空腔的最高点刚好与接近开关一3贴合。空心金属球2在浮力作用下同样移动至与接近开关一3贴合。由于接近开关一3存在探测范围，并非需要与空心金属球2接触后闭合，因此，实际用于报警的倾斜角度一并非刚好为12.5
°
。为了使报警的倾斜角度一更加精准，可以根据空心金属球2的半径以及接近开关一3的探测范围计算出满足精度要求的倾斜角度一，或通过实验获取最佳的倾斜角度一，以使运煤车倾斜至25
°
时，刚好触发报警电路一5，进而根据计算的倾斜角度一设置对应的接近开关一3。
41.请结合图8，其为图4的倾斜报警装置的倾斜角度达到阈值二时的剖面结构示意图。接近开关二4也为环形金属感应式接近开关，接近开关二4与接近开关一3同轴且平行设置。接近开关二4的直径大于接近开关一3的直径且小于空腔的直径。接近开关二4也刚好环绕在空腔的表面。将空腔上接近开关一3至接近开关二4的表面定义为环带。接近开关二4与接近开关一3并联，用于在空心金属球2因运煤车倾斜而沿环带飘浮至接近开关二4的感应范围内时，闭合以驱动报警电路一5报警。
42.请结合图9，其为图3中倾斜报警装置的另一电路结构示意图。在其他实施例中，还可以将接近开关二4与报警电路二6串联，以使运煤车的倾斜角度达到角度阈值二时，驱动报警电路二6报警。具体的，报警电路二6用于发出报警，且报警时长大于报警电路一5的报警时长，报警节奏强于报警电路一5的报警节奏。接近开关二4与接近开关一3同轴且平行设置，并直径大于接近开关一3的直径且小于空腔的直径，接近开关二4也环绕在空腔的表面。将空腔上接近开关一3至接近开关二4的表面定义为环带。接近开关二4与报警电路二6串联，用于在空心金属球因运煤车倾斜而沿环带飘浮至接近开关二4的感应范围内时，闭合以
驱动报警电路二6报警。
43.报警电路一5、报警电路二6并联后，串接在运煤车的电力系统中，或报警电路一5、报警电路二6中包含电源7。报警电路一5、报警电路二6采用电源7或电力系统供电。电源7可以采用蓄电池、锂电池、干电池等。报警电路一5与报警电路二6均可以采用声光报警或鸣笛报警。
44.球顶至环带底部的弧长相对应所述空腔的圆心角角度为运煤车的倾斜角度二，倾斜角度二不高于20
°
。与倾斜角度一类似的是，倾斜角度二设置为角度阈值二的一半。当运煤车倾斜至40
°
时，空腔的最高点刚好与接近开关二4贴合，空心金属球2刚好移动至与接近开关二4贴合，进而使得接近开关4闭合以驱动报警电路一5或报警电路二6发出报警。
45.为了最大化倾斜报警装置10的报警功能，可以对接近开关一3和接近开关二4的探测范围做调整，以使倾斜报警装置10的倾斜角度小于25
°
时，空心金属球不在接近开关一3、接近开关二4的探测范围内。倾斜报警装置10的倾斜角度处于25
°
～40
°
时，空心金属球2始终处于接近开关一3的探测范围内，且倾斜报警装置10的倾斜角度大于40
°
或处于40
°
～60
°
时，空心金属球2始终处于接近开关二4的探测范围内。当倾斜报警装置10的倾斜角度大于60
°
时，可以认为运煤车已经发生侧翻，无需继续报警。
46.接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触、无压力、无火花地迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程。即使用于一般的行程控制，接近开关的定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，也是一般机械式行程开关所不能相比的。在本实施例中，接近开关一3和接近开关二4均为防水型金属感应式接近开关，可以在水下进行精密探测。接近开关一3和接近开关二4的感应距离不超过1cm。当然，在其他实施例中，接近开关一3和接近开关二4的感应距离还可以更大或者更小。
47.本实施例的倾斜报警装置10可以在运煤车倾斜角度处于25
°
～40
°
之间时，空心金属球2受浮力作用移动至接近开关一3的探测范围内，接近开关一3闭合驱动报警电路一5报警，形成对运煤车的一级报警。一级报警的目的在于提醒当前运煤车存在煤炭掉落风险。在运煤车倾斜角度大于40
°
时，空心金属球2受浮力作用移动至接近开关二4的探测范围内，接近开关二4闭合驱动报警电路一5或报警电路二6报警，形成对运煤车的二级报警。二级报警的目的在于提醒当前运煤车存在驾驶安全风险。本实施例的倾斜报警装置10可以对运煤车的运输道路进行检测，判断在相应的运输道路上是否存在因倾斜面角度过大导致的安全风险，以提高煤炭运输的安全性和稳定性。此外，本实施例的倾斜报警装置10采用半球形空腔，使得空心金属球2可以随运煤车的倾斜而移动，从而在运煤车向任意方向倾斜到设置的角度阈值时触发接近开关一3或接近开关二4，进而发出报警，能适用于不同的运煤车及各种道路路面，同时对于安装的要求比较低，可以降低安装成本。
48.箱体1的外壁上设置有连接板13，连接板13通过螺接、卡接等方式与运煤车的车厢101底面连接，从而将倾斜报警装置10安装在运煤车上，并使箱体1与运煤车的车厢101的底面平行。在运煤车行驶的过程中，倾斜报警装置10与运煤车整体保持相同的倾斜角度。
49.减震垫8设置在箱体1与运煤车之间，用于对倾斜报警装置10进行减震，防止运煤车行驶中产生的震动对空心金属球2的位置造成干扰。在本实施例中，当运煤车经过坑洼路段时，自身颠簸幅度较大，设置减震垫8可以减小空心金属球2的震动幅度，防止空心金属球
2在相对平坦的路段触发接近开关一3，提高报警的精度。
50.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
51.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种运煤车测试用的倾斜报警装置，其安装在运煤车上，用于在所述运煤车整体倾斜角度大于一个预设的角度时发出报警；其特征在于，所述倾斜报警装置包括：报警电路一，其用于发出报警；箱体，其内部开设有半球形空腔，所述空腔内填充有水，定义所述箱体水平放置时所述空腔的最高点为球顶；空心金属球，其收容在所述空腔内，所述空心金属球的整体密度小于水；环形金属感应式接近开关一，其安装在所述箱体内且与所述空腔同轴设置，所述空腔由所述接近开关一环绕，定义所述空腔上所述球顶位至所述接近开关一的表面为球冠；所述接近开关一串联在所述报警电路一中；所述接近开关一用于在所述空心金属球因所述运煤车倾斜而沿所述球冠飘浮至所述接近开关一的感应范围内时，闭合以驱动所述报警电路一报警。2.根据权利要求1所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述报警电路一与所述运煤车的电力系统电连接，或所述报警电路一包括电源；所述报警电路一采用所述电源或所述电力系统供电。3.根据权利要求1所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述球顶至所述球冠底部的弧长相对应所述空腔的圆心角角度为所述运煤车的倾斜角度一，所述倾斜角度一不高于12.5
°
。4.根据权利要求1所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述倾斜报警装置还包括：环形金属感应式接近开关二，其与所述接近开关一同轴且平行设置，并直径大于所述接近开关一的直径且小于所述空腔的直径，所述空腔也由所述接近开关二环绕；定义所述空腔上所述接近开关一至所述接近开关二的表面为环带；所述接近开关二与所述接近开关一并联；所述接近开关二用于在所述空心金属球因所述运煤车倾斜而沿所述环带飘浮至所述接近开关二的感应范围内时，闭合以驱动所述报警电路一报警。5.根据权利要求1所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述倾斜报警装置还包括：报警电路二，其用于发出报警，且报警时长大于所述报警电路一的报警时长，报警节奏强于所述报警电路一的报警节奏；环形金属感应式接近开关二，其与所述接近开关一同轴且平行设置，并直径大于所述接近开关一的直径且小于所述空腔的直径，所述空腔也由所述接近开关二环绕；定义所述空腔上所述接近开关一至所述接近开关二的表面为环带；所述接近开关二与所述报警电路二串联；所述接近开关二用于在所述空心金属球因所述运煤车倾斜而沿所述环带飘浮至所述接近开关二的感应范围内时，闭合以驱动所述报警电路二报警。6.根据权利要求5所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述报警电路一与所述报警电路二均采用声光报警或鸣笛报警。7.根据权利要求4或5所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述球顶至所述环带底部的弧长相对应所述空腔的圆心角角度为所述运煤车的倾斜角度二，所述倾斜角度二不高于20
°
。8.根据权利要求4或5所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述接近开
关一和所述接近开关二均为防水型金属感应式接近开关。9.根据权利要求8所述的运煤车测试用的倾斜报警装置，其特征在于，所述接近开关一和所述接近开关二的感应距离不超过1cm。10.一种运煤车，其特征在于，其包括至少一个如权利要求1至9中任意一项所述的运煤车测试用的倾斜报警装置。

技术总结
本实用新型涉及一种运煤车测试用的倾斜报警装置及运煤车。倾斜报警装置包括箱体、空心金属球、接近开关一和报警电路一。箱体内开设有用于收容空心金属球的半球形空腔。空腔中填充有水，空心金属球的整体密度小于水的密度。接近开关一安装在箱体内且与空腔同轴设置，接近开关一刚好环绕在空腔表面。接近开关一串联在报警电路一中。接近开关一用于在空心金属球因运煤车倾斜而飘浮至接近开关一的感应范围内时，闭合以驱动报警电路一报警。本实用新型在运煤车倾斜至预设的角度阈值时，可以及时发出警报提醒作业人员，提高煤炭运输的安全性和稳定性，本实用新型能适用于不同的运煤车及各种道路路面，对于安装的精度要求低，可以降低安装成本。以降低安装成本。以降低安装成本。


技术研发人员：赵鑫 王志红 崔彤勋 华卡飞 孙鹏 张超力
受保护的技术使用者：鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/9/16