一种固定与监测被运输车辆安全状态的装置的制作方法

1.本技术涉及车辆运输技术领域，尤其涉及一种固定与监测被运输车辆安全状态的装置。


背景技术：

2.批量化运送车辆是现代高效经济和社会下必不可少的运输活动，如成品家用、工业、农业车辆的批量化转运、坦克、装甲车等军用车辆装备的快速转移等，运输速度、安全性等都是一个国家技术水平的直接体现。目前运输方式主要有几种，单车驾驶、滚装船批量运输、铁路批量运输、大型货车批量运输等。单车驾驶仅适用于近距离的转移车辆，依赖司机启动车辆开赴到目的地，消耗大，成本高，效率低，对机车有损耗，逐渐被淘汰。批量运输经济、高效，成为主流方式，而批量化运输时，必然涉及到对车辆的安全固定，这直接影响到实际的运输质量。一般批量化运输车俩时往往要对车辆进行加固，例如利用锚索固定，利用止回装置防止滑动等。由于长途输运车辆，在晃动、上下坡、转弯、振动等因素影响下，部分锚固手段会出现松动、断裂等情况，直接引起车辆滑动、错位、摩擦、碰撞甚至侧翻等严重事故，造成严重的经济和军事损失。
3.传统的技术大都是固定稳定装置，没有采用较为先进的实时监测技术对整个运输过程中进行安全性监测，而这正是有效提高长途运输车辆所急需的关键技术。在车辆设备运输的过程中，对装载的车辆设备进行固定，避免车辆设备松动或脱离运输平台，从而可防止车辆设备损坏，提高运输的安全性和可靠性。


技术实现要素：

4.本技术提供一种固定与监测被运输车辆安全状态的装置，在实现对车辆设备固定的同时，还能对车辆设备与固定装置之间的连接状态进行检测，从而及时检测到车辆设备的松动情况，提高车辆运输的安全性，相比于传统的监测系统，本技术具有更好的及时性、抗干扰性和准确性，并且耐高压耐高温，在很多自然条件恶劣的环境下，依然具有较高的监测准确性。
5.本技术提供的固定与监测被运输车辆安全状态的装置，包括固定装置和检测装置；固定装置包括背板支撑柱、与背板支撑柱垂直连接的底面支撑板、位于背板支撑柱和底面支撑板之间的正向胎面接触面板、以及用于固定连接车辆设备与固定装置的压固拉紧带；检测装置用于检测车辆设备的行走机构与正向胎面接触面板之间的状态信息，并将所述状态信息发送至远程监控系统，以使远程监控系统根据所述状态信息分析车辆设备是否发生松动；其中，所述状态信息包括接触状态、相对位移和/或振动状态。
6.在一些实施例中，检测装置包括设置在正向胎面接触面板上的光纤光栅应变传感器和光纤解调器，光纤解调器用于将光纤光栅应变传感器测量的光信号解调为应变值，以使远程监控系统执行：根据连续监测记录的应变值生成应变波动，当判断出所述应变值小于第一阈值，并且所述应变波动的波动幅值小于第二阈值时，生成用于提示车辆设备发生
松动的警示信息。
7.在一些实施例中，检测装置包括固定在背板支撑柱上的单向激光测距传感器，正向胎面接触面板上设有第一激光窗口，单向激光测距传感器发射的激光透过第一激光窗口照射到车辆设备的行走机构表面，从而测得第一距离值，以使远程监控系统判断出所述第一距离值大于第三阈值时，生成用于提示车辆设备发生松动的警示信息；或者，远程监控系统根据连续监测记录的第一距离值生成位移波动，当判断出所述位移波动的波动幅值大于第四阈值时，生成用于提示车辆设备发生松动的警示信息。
8.在一些实施例中，检测装置包括固定在背板支撑柱上的双向激光测距传感器，正向胎面接触面板上设有第一激光窗口，背板支撑柱上设有第二激光窗口；双向激光测距传感器发射的前向激光透过第一激光窗口照射到车辆设备的行走机构表面，从而测得第一距离值，以使远程监控系统判断出所述第一距离值大于第三阈值时，生成用于提示车辆设备发生松动的警示信息；或者，远程监控系统根据连续监测记录的第一距离值生成位移波动，当判断出所述位移波动的波动幅值大于第四阈值时，生成用于提示车辆设备发生松动的警示信息。
9.在一些实施例中，如果所述背板支撑柱固定在运输设备的固定桩上，或者所述固定桩与背板支撑柱间隔一定的距离相对而立时，双向激光测距传感器发射的后向激光透过第二激光窗口照射到所述固定桩上，从而测得第二距离值，以使远程监控系统判断出第二距离值超过预设范围时，生成用于提示固定装置发生松动或滑动的警示信息。
10.在一些实施例中，如果多个车辆设备在运输设备上沿长度方向装载时，双向激光测距传感器发射的后向激光透过第二激光窗口照射到相邻的车辆设备上，从而测得第三距离值，以使远程监控系统判断出所述第三距离值小于第五阈值时，生成用于提示相邻两个车辆设备即将发生碰撞的警示信息。
11.在一些实施例中，所述固定装置上还设有无线传输模块和供电电源；无线传输模块用于将检测装置的检测结果发送至远程监控系统；供电电源用于为检测装置提供电源。
12.在一些实施例中，所述底面支撑板的底部布设防滑块。
13.在一些实施例中，所述背板支撑柱的外侧设有拉环。
14.在一些实施例中，所述底面支撑板的底部还设有穿孔，压固拉紧带上设有魔术贴，压固拉紧带穿过所述穿孔并拉紧后，利用魔术贴将压固拉紧带与背板支撑柱粘贴固定。
15.本技术具备的有益效果如下：本技术中固定装置用于对车辆设备进行固定，避免车辆设备在运输时发生松动和晃动，固定装置与车辆之间定位安装后，车辆设备的行走机构会压紧正向胎面接触面板，检测装置通过测量行走机构与正向胎面接触面板之间的接触状态，即可使监控系统判别车辆设备运输过程中是否发生松动，从而及时采取加固措施，保证车辆运输的安全性和可靠性。此外，相比于传统的监测系统，本技术具有更好的及时性、抗干扰性和准确性，并且耐高压耐高温，在很多自然条件恶劣的环境下，依然具有较高的监测准确性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的
一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1示例性示出了第一种固定与监测被运输车辆安全状态的装置的侧面结构示意图；
18.图2示例性示出了底面支撑板的正面结构示意图；
19.图3示例性示出了第二种固定与监测被运输车辆安全状态的装置的侧面结构示意图；
20.图4示例性示出了第三种固定与监测被运输车辆安全状态的装置的侧面结构示意图；
21.图5示例性示出了固定装置与固定桩之间的相对位置示意图；
22.图6示例性示出了轮式车辆设备单轮固定的示意图；
23.图7示例性示出了轮式车辆设备的另一种固定形式的简化示意图；
24.图8示例性示出了履带式车辆设备固定的简化示意图。
25.图9示例性示出了运输设备同时运输多个车辆设备时的简化示意图。
26.图例说明：
27.固定装置1：101
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背板支撑柱，102
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底面支撑板，103
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正向胎面接触面板，104
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压固拉紧带，105
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第一激光窗口，106
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第二激光窗口，107
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防滑块，108
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拉环，109
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穿孔，110
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魔术贴；
28.检测装置2：201
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光纤光栅应变传感器，202
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光纤解调器，203
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单向激光测距传感器，204
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双向激光测距传感器，205
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无线传输模块，206
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供电电源；
29.车辆设备3：301
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行走机构；
30.运输设备4：401
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牵引车头，402
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固定桩。
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、完整的描述，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.本技术提供的固定与监测被运输车辆安全状态的装置，整体上包括固定装置1和检测装置2，固定装置1用于在运输过程中固定车辆设备3，防止车辆设备3发生松动、滑动和剧烈晃动等情况，检测装置2用于测量车辆设备3与固定装置1之间的连接状态，获取到状态信息，并通过对状态信息进行分析，即可识别车辆设备3是否发生松动，从而及时检测到车辆设备3在运输过程中固定时的异常状态，以便及时采取加固等措施，提升了车辆设备运输的安全性和可靠性。其中，状态信息可包括车辆设备3与固定装置1之间的接触状态、相对位移和/或振动状态等。下面对固定与监测被运输车辆安全状态的装置的具体结构进行说明。
33.如图1所示的实施例，固定装置1包括背板支撑柱101、底面支撑板102、正向胎面接触面板103和压固拉紧带104。底面支撑板102与背板支撑柱101是相互垂直连接，正向胎面接触面板103设置在背板支撑柱101和底面支撑板102之间，正向胎面接触面板103的形状应适应于车辆设备3的行走机构301的曲面，使得行走机构301与正向胎面接触面板103能够良
好匹配和接触，行走机构301可以是轮式或履带式等形式，比如对于轮式车辆设备，其轮胎面为圆弧形，则正向胎面接触面板103可设置为下凹的弧形，弧形对应的圆心角可根据实际应用进行设定，应保证胎面定位压接的稳定性和牢固性，比如可以设置成四分之一圆弧。通过拉紧和固定压固拉紧带104，可实现将固定装置1与车辆设备3固定连接。
34.在一些实施例中，底面支撑板的底部布设防滑块107，通过防滑块107可以增大固定装置1的底部与运输设备4之间的摩擦，避免因固定装置1滑动而导致的固定效果降低，防止因固定装置1滑动导致检测装置2出现测量误差或误报等问题。
35.在一些实施例中，如图2所示，底面支撑板的底部还设有穿孔109，压固拉紧带104上设有魔术贴110，行走机构301定位后压紧压固拉紧带104，固拉紧带104穿过穿孔109并拉紧后，利用魔术贴110将压固拉紧带104与背板支撑柱101粘贴固定，进一步提升固定装置1的防滑性能，从而对车辆设备3进行加固。
36.在一些实施例中，背板支撑柱101的外侧设有拉环108，工人可通过操作拉环108，来方便固定与监测被运输车辆安全状态的装置的搬运和拆卸。
37.本实施例中，检测装置2包括设置在正向胎面接触面板103上的光纤光栅应变传感器201和光纤解调器202，当行走机构301与正向胎面接触面板103接触挤压时，由于车辆设备在运输时存在松动或晃动等情况，使得行走机构301与正向胎面接触面板103之间接触面的压力变化，光纤光栅应变变化时会产生光信号的变化，比如中心波长发生漂移，通过光纤解调器202将光纤光栅应变传感器201测量的光信号解调为应变值，应变值数据可用于分析行走机构301与正向胎面接触面板103之间接触状态、振动状态的变化情况。
38.当车辆设备3与固定装置1之间的发生松动时，会使得行走机构301对正向胎面接触面板103的挤压相对变弱，检测装置2将应变值反馈给远程监控系统，远程监控系统会根据连续记录的应变值生成应变波动(属于振动状态)，以及将实时获取的应变值与预设的第一阈值进行比较，如果实时的应变值小于第一阈值，并且应变波动的波动幅值小于第二阈值时，则生成用于提示车辆设备3发生松动的警示信息。其中，远程监控系统可以是计算机设备，计算机设备可以在界面中显示从检测装置2接收的检测数据以及进行警示，比如可以在计算机界面中显示文字形式的警示信息，和/或语音播报警示信息，和/或向工作人员使用的移动终端发送警示信息等，使得工作人员及时获知车辆设备3发生松动，从而及时采取加固措施。本技术中的各个阈值可以根据实际情况进行设定，不做具体限定。
39.在一些实施例中，由于运输设备会同时运输多个车辆设备3，因此检测装置2在向远程监控系统上报检测数据时，可以一并发送车辆设备的标识信息，比如可以分别对每个车辆设备进行编号，将车辆编号与该车辆的检测数据一并发送给远程监控系统，即可使远程监控系统准确区分和识别检测数据所对应的车辆设备，还能在发送警示信息中向工作人员指示具体是哪台车辆设备存在松动，便于工作人员高效且有针对性地采取加固措施。
40.如图3所示的实施例，检测装置2包括固定在背板支撑柱101上的单向激光测距传感器203，正向胎面接触面板103上设有第一激光窗口105，第一激光窗口105为贯穿正向胎面接触面板103的激光传输通道，单向激光测距传感器203发射的激光透过第一激光窗口105照射到车辆设备3的行走机构301表面，从而测得第一距离值，并将第一距离值发送至远程监控系统。第一距离值数据可用于分析行走机构301与正向胎面接触面板103之间相对位移、振动状态的变化情况。
41.当行走机构301固定到位后，第一距离值理论上应该保持为一个固定值，但考虑到运输时存在自然晃动，第一距离值可能会呈现围绕中心值(即上述固定值)小幅度的波动，当运输过程中车辆设备发生明显松动甚至脱离固定装置1时，第一距离值会明显变大，即第一距离值发生突变，因此可基于此设定第三阈值，远程监控系统根据连续监测记录的第一距离值生成位移波动(属于振动状态)，并将实时接收到的第一距离值与第三阈值进行比较，如果第一距离值大于第三阈值，或者位移波动的波动幅值大于第四阈值，则认为车辆设备3与固定装置1之间发生松动，即可生成用于提示车辆设备3发生松动的警示信息，便于工作人员快速采取加固措施。图3实施例中采用的是单向激光测距传感器，仅向行走机构301的方向发射激光，即本技术中所述的前向激光。
42.图3中检测装置2可以同时包括光纤光栅应变传感器201、光纤解调器202和单向激光测距传感器203，这样行走机构301与正向胎面接触面板103之间的状态信息包括应变值、第一距离值、应变波动的波动幅值以及位移波动的波动幅值，可以通过这些测量值，多参数同步衡量车辆设备是否发生松动，从而提高状态检测的准确性。
43.如图4所示的实施例，与图3实施例的差别在于采用的是双向激光测距传感器204，不仅可以向行走机构301发射前向激光，还可以发射与前向激光方向相反(背离行走机构301)的激光，即本技术中所述的后向激光，背板支撑柱101上设有第二激光窗口106，第二激光窗口106为贯穿背板支撑柱101的激光传输通道。
44.在一些实施例中，可以根据运输设备4的实际运输情况设定参考坐标，运输设备4比如可以是火车、列车等。如图5所示，可以将垂直固定在运输设备4底盘上的固定桩402作为参考坐标，背板支撑柱101可以直接固定在固定桩402上，或者也可使固定桩402与背板支撑柱101间隔一定的距离相对而立，在固定装置1自身不发生滑动时，固定桩402与固定装置1之间的相对位置关系是不变的。
45.双向激光测距传感器204发射的后向激光透过第二激光窗口106照射到固定桩402上，从而测得第二距离值，并将第二距离值发送给远程监控系统，在固定装置1不发生移动时，第二距离值保持为一个固定值。一旦固定装置1发生松动或滑动，第二距离值就会发生明显改变，考虑到运输时存在的自然晃动，第二距离值可能会存在些许波动，因此可基于此设定预设范围，当第二距离值在预设范围内时，认为是自然晃动产生的可允许存在的轻微波动，如果第二距离值超过预设范围，则认为固定装置1出现松动或滑动。如果固定装置1是固定在固定桩402上，则生成用于提示固定装置1发生松动的警示信息，使得工作人员及时对固定装置1进行加固；如果固定桩402与背板支撑柱101是间隔一定的距离相对而立，则生成用于提示固定装置1发生滑动的警示信息，工作人员及时对固定装置进行防滑处理。
46.在一些实施例中，对于轮式的车辆设备3，可以对车辆设备3的每个单轮分别进行固定，如图6所示，单轮固定时，为了保证对轮胎进行充分固定和限位，可以在胎面两端设置一对用于固定与监测被运输车辆安全状态的装置，这一对装置可以共用一条压固拉紧带104，压固拉紧带104穿过两个底面支撑板102上的穿孔109，拉紧压固拉紧带104，并将压固拉紧带104的两端用魔术贴110固定在背板支撑柱101的外侧，从而完成单轮的固定。
47.在一些实施例中，某些轮式的车辆设备3可能具备的轮数较多，比如多达6轮、8轮和10轮等，则可以无需按照图6的方式进行逐个单轮固定，图7以6轮的车辆设备3为例，可以对最前的两个轮的前侧以及最后的两个轮的后侧进行固定，形成四个顶点式的固定模式，
从而在保证车辆设备3的固定性的同时，降低固定与监测被运输车辆安全状态的装置的使用数量，从而避免多轮结构下的安装和拆卸的繁琐。
48.在一些实施例中，图8示出了履带式的车辆设备3的一种固定的示例，比如可以在履带的四个顶点处分别设置固定与监测被运输车辆安全状态的装置。需要说明的是，在实际应用中可根据车辆设备的行走机构类型、轮数和轮胎分布等特征，适应性灵活设定固定与监测被运输车辆安全状态的装置的安装数量和安装位置，不限于本技术实施例和附图的示例。
49.如图9所示，在运输设备4运输多个车辆设备3时，在牵引车头401之后，多个车辆设备3可以是在运输设备4上沿长度方向进行装载和固定，相邻车辆设备3之间应保持有一定的间距，当固定装置1发送滑动时，会造成相邻两个车辆设备3之间的间距缩小，一旦缩小到安全距离之内，就容易导致两个车辆设备3发生碰撞。因此，可以将当前车辆设备3的相邻车辆作为参考坐标，双向激光测距传感器204发射的后向激光透过第二激光窗口106照射到相邻的车辆设备3上，从而测得第三距离值，将第三距离值发送给远程监控系统。远程监控系统将第三距离值与根据安全距离设定的第五阈值进行比较，如果第三距离值小于第五阈值，则生成用于提示相邻两个车辆设备即将发生碰撞的警示信息，使得工作人员及时调整车辆设备的间距以及为相应的固定装置进行防滑处理。图9中采用四顶点形式固定车辆设备3，最前的两个轮的前侧上的双向激光测距传感器204可检测当前车辆与前一辆的第三距离值，最后的两个轮的后侧上的双向激光测距传感器204可检测当前车辆与后一辆的第三距离值，从而获取到当前车辆与其前后相邻两辆车的第三距离值，以此类推即可获取到运输设备整车上的多车辆设备的间距分布，从而提升车辆运输的安全性，消除因固定装置1自身滑动和移动后产生的误判，提升状态监测的准确性。
50.图4中检测装置2可以同时包括光纤光栅应变传感器201、光纤解调器202和双向激光测距传感器204，这样行走机构301与正向胎面接触面板103之间的状态信息不仅包括应变值、第一距离值、应变波动的波动幅值以及位移波动的波动幅值，状态信息还包括第二距离值和第三距离值，可以多个测量值，多参数同步衡量车辆设备是否发生松动，固定装置1是否发生滑动，以及相邻车辆设备之间是否存在碰撞风险等，从而提高状态检测的准确性，保证车辆运输的安全性。
51.在以上各实施例方案的基础上，在一些实施例中，所述固定装置1上还设有无线传输模块205，无线传输模块205实现检测装置2与远程监控系统的无线通信，可以将检测装置2检测的应变数据和距离数据发送至远程监控系统，使得远程监控系统根据接收到的检测结果进行状态分析，以便及时识别运输过程中车辆设备固定时的异常状态，并生成相应的警示信息。由于运输设备4整车上运输多个车辆设备3，每个车辆设备3配置有多个固定与监测被运输车辆安全状态的装置，因此这些装置之间通过无线传输模块205组成无线网，构成多感知单元的监测网络，从而可以获取整批运输的车辆设备3的安全稳定状态。
52.在一些实施例中，固定装置1上还固定有供电电源206，用于为检测装置2中的相关电子和光学元件提供电源，保证固定与监测被运输车辆安全状态的装置的稳定运行。
53.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本技术旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技
术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
54.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。