本發(fā)明涉及一種利用氣壓差來平衡自身的裝置，屬于機電一體化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

側(cè)翻可以定義為能夠使車輛繞其縱軸旋轉(zhuǎn)90度或更多以至于車身同地面接觸的任何一種操縱。車輛在凹凸不平的路面上行駛時，極其容易發(fā)生側(cè)翻事故，嚴(yán)重危害到駕駛者的生命安全?，F(xiàn)在還沒有對于此車側(cè)翻有很好的防范措施。

目前用于車輛上的車載電源主要是蓄電池，其次是燃料電池，目前電池技術(shù)瓶頸一直無法突破，車載電池的質(zhì)量、體積過大、電容量不足等問題還未解決。

所以多數(shù)使用直流電動機。由于其轉(zhuǎn)子慣性大，頻繁起停不便，價格貴，限制了其發(fā)展。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流拖動的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來。已有的大多數(shù)電動機在高速旋轉(zhuǎn)時，噪音大等問題還需解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問題。在不規(guī)則的路面上行駛的車輛發(fā)生側(cè)翻時，提供一種技術(shù)方案能夠及時的防止車輛側(cè)翻，回歸正常行駛狀態(tài)。本發(fā)明的主要技術(shù)方案如下：

多葉片氣壓型防止車輛側(cè)翻裝置，主要用于在不規(guī)則路面上行駛時所用；包括:ECU、傳感器、陀螺儀、電動機、電源開關(guān)、吸氣扇、引流板、變頻器、螺釘、旋翼、車載電源、容器殼體;其特征在于：三個陀螺儀呈規(guī)則的位于以車輛中心的重垂線為頂點的位置上，并始終不停處于旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，及時體現(xiàn)車輛自身的角度變化，傳感器時刻感應(yīng)陀螺儀的角度變化數(shù)值，并將數(shù)值反饋給ECU，ECU獲得傳感器傳出的數(shù)值后，取三個陀螺儀數(shù)值的平均值為最終數(shù)值，判斷出車輛發(fā)生側(cè)翻的機率為多大，然后判定是否向電機通入電流；電源開關(guān)是一種在不需要平衡車輛自身時采用的斷開機制；需要此裝置工作時，按下電源開關(guān)，保證電流能隨時通向電機；電機通電后，帶動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，使氣體快速的流動與吸氣扇葉上下側(cè)，利用氣壓差值的原理，完成防止車輛側(cè)翻的目的；旋翼高速旋轉(zhuǎn)后使旋翼上下側(cè)的氣體流速不同，形成向上的升力，起輔助作用。ECU中控制裝置，能夠根據(jù)傳感器所反饋的數(shù)值，自動調(diào)節(jié)是否向電機供給電流；電機為串勵電動機，轉(zhuǎn)速快，可以瞬時吸入大量氣體。安裝變頻器，改變電源頻率，提高電機轉(zhuǎn)速。電機外殼與裝置殼體的上底板焊接在一起，殼體焊接電機處留有缺口，供導(dǎo)線連接電機，與容器殼體一起固定于車輛底盤之下；引流板表面光滑，流暢的曲線形，兩相對的吸氣風(fēng)扇引流板末端為向內(nèi)突出，作用在減小氣體對撞并引導(dǎo)空氣向下流動；引流板初始端位于葉片上側(cè)約20cm處，并順著電機的機身呈360度的焊接在機身上；變頻器安裝在車載電源與電機之間，提高電源電壓。

附圖說明

圖1為工作流程說明圖

圖2為裝置結(jié)構(gòu)說明圖

圖3是裝置結(jié)構(gòu)底視圖說明圖

圖4是裝置結(jié)構(gòu)俯視圖說明圖

1.ECU、 2.陀螺儀、3.傳感器、4.電源開關(guān)、5.變頻器、6.電機、7.吸氣扇葉、8車載電源、9.旋翼、10.引流板、11.容器殼體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

多葉片氣壓型防止車輛側(cè)翻裝置，主要用在不平路面上（如山上）行駛的車輛包括ECU1、傳感器2、陀螺儀3、電動機6、電源開關(guān)4、旋翼9、引流板10、容器殼體11、變頻器5、吸氣扇葉7、車載電源8。

系統(tǒng)的具體工作過程如下：車輛在不規(guī)則路面上正常行駛時。在車輛中心點的重錘線上，在車輛木板上安置一個圓柱體，圓柱體周邊為平滑的流線型，陀螺儀2及其傳感器3安裝在其中。圓柱體大小應(yīng)比陀螺儀2要大的多，在圓柱體底部預(yù)留出以車輛中心點為頂點的三個呈對稱結(jié)構(gòu)的長方體凹槽，長方體凹槽長寬為7~8cm左右，高為6cm左右。在車輛前端的殼體和圓柱體外殼中間，安置一個可以保護(hù)導(dǎo)線的外殼。一個陀螺儀2的精度可能有時會不夠精確，并要預(yù)防陀螺儀2本身可能出現(xiàn)故障，影響此裝置的正常運行，進(jìn)而影響到駕駛員。所以取三個陀螺儀2的平均值來得到最終數(shù)據(jù)。圓柱體因其暴露在外部，并可能會被駕駛員踩踏等，所以其材質(zhì)要堅固，持久不變形。所以此裝置選取的材質(zhì)為鋁合金。電源開關(guān)4具有開、關(guān)這兩種工作狀態(tài)?？紤]到車輛駕駛?cè)藛T身高等，方便使用等因素，電源開關(guān)4大小為長4cm，寬8cm左右，鑲嵌在方向盤右側(cè)，右手方便觸碰到的位置，材質(zhì)選取塑料即可。當(dāng)駕駛員需要此裝置工作時，按下電源開關(guān)4，讓裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。陀螺儀2始終在不停的旋轉(zhuǎn)處于工作狀態(tài)。陀螺儀2因其本身特性將隨著車輛的傾斜而傾斜，并始終同步于車輛的傾斜角度。傳感器3感應(yīng)出車載陀螺儀2處于工作過程中的角度變化和各個瞬間的角度數(shù)值。用串口將傳感器3的數(shù)值實時的傳入車載ECU1中。在ECU1中會自行計算三個陀螺儀2的平均數(shù)值，ECU1隨即判斷車輛是否會發(fā)生側(cè)翻的可能。當(dāng)ECU1判斷出車輛可能發(fā)生側(cè)翻時，意即陀螺儀2的傾斜角度數(shù)值大于臨界值時?？紤]電流傳輸速度等因素，臨界角度宜小不宜大，因此設(shè)定數(shù)值為25~35左右，隨著科技的不斷發(fā)展，裝置精度越來越高，反應(yīng)越來越靈敏，這個數(shù)值可以繼續(xù)向上調(diào)整，以免造成能量的浪費。ECU1控制車載電源8進(jìn)入放電工作狀態(tài)，電流通過導(dǎo)線流向電機6，電機6通過電流后進(jìn)入工作狀態(tài)?，F(xiàn)有的電機6中，電機6最好采用單相串勵電動機驅(qū)動電機這種類型的，具有體積小，功率高等優(yōu)點。電機6在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音還未得到有效的解決，噪音也會對駕駛員造成一定影響。如果有體積更加小巧的高功率低噪音電機則更加適合此裝置，體積的減小對于汽車的速度，載荷量都具有提高的意義。電流首先將通過變頻器5，電流從車載電源8流出后，原理上會損耗小部分。所以將變頻器5安裝離車載電源8較近的空閑處，但不能損失人的活動空間。有的車輛是將車載電源8安裝在車輛后側(cè)，車載電源8用螺釘固定在車輛上，所以安裝在座椅下抑或車載電源8周邊的空間能夠安裝變頻器5的位置。目的在于提高電流電壓和頻率，使電機6處于接近最大功率時的工作狀態(tài)，使風(fēng)扇處于高速工作狀態(tài)。經(jīng)過變頻器5提高電壓后的電流通過電機6，電機6開始進(jìn)入工作狀態(tài)。電機6的外殼與這個平衡裝置的殼體11的上底板焊接，被固定在下方空間中，左右對稱的安置6個電機6，導(dǎo)線從殼體11上方預(yù)留的洞口連接電機。車載電源8與6個電機6之間的電路為并聯(lián)式。邊上的4個電機6安裝的為吸氣扇葉7，目的在于將扇葉7下方的氣體送入上方，中間的兩個電機安裝的為旋翼9，目的在于使流過的氣體以旋翼9為界限，流速不同。在旋翼9下方的氣體流速小于上方的氣體，形成向上的升力，在這個裝置中起輔助作用。這6個葉片之間要留有一定的安全空間。由于葉片7需要處于高速旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)下，與空氣摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，所以采用耐熱鋁合金材料。這個平衡裝置的外殼11為一個殼體11的上底板與電機6外殼焊接，中間四側(cè)擋板為向外凸起的流線型曲線結(jié)構(gòu)，四側(cè)的流線型擋板下端以下底板焊接。以扇葉7為界限，四周擋板下部分與下底板分部有規(guī)則的密集小孔。由于底部安裝有機械裝置，需要配有體積更大的車輪，使車輛底部空余出足夠大的空間，但重心由此變高。這個平衡裝置位于車輛底部，由于其密閉起來，其安全性得到明顯的改善，可以防止其他物體進(jìn)入轉(zhuǎn)置內(nèi)部，以免造成意外和裝置損壞。由于四周密布小孔，所以氣體的流通完全不受影響，并且更加接近于密閉空間。電機6開始工作后，首先帶動吸氣扇葉7工作，車輛側(cè)翻通常是由于一側(cè)遠(yuǎn)離地面引起的，所以并不是4個吸氣扇葉7同時工作，而是位于車輛的哪一側(cè)抬起，則哪一側(cè)的吸氣扇葉7開始工作，同時另一側(cè)的旋翼9開始進(jìn)入工作狀態(tài)。旋翼9做出類似直升機旋翼的特殊處理，使旋翼9上下側(cè)的氣體流速不同。材料上選用復(fù)合材料。吸氣扇葉7上方有引流板，引流板10厚度為2mm左右，材質(zhì)選用鋁合金，質(zhì)輕且硬度高。引流板10初始端位于葉片7上側(cè)約20cm處，并順著電機6的機身呈360度的焊接在機身上。在相對兩個吸氣扇葉7的內(nèi)部空間，引流板10首先呈流線型的向上延伸，隨即呈流線型的曲線向外延伸，其末端向下方弧形彎曲，目的在于減少兩個吸氣扇葉7流出的氣流對撞，并將兩股不同方向的氣流盡量的合并成方向為向下的氣流。其末端向另一側(cè)延伸時，向下的彎曲角度不斷變小，并最終達(dá)到相對的另一側(cè)時，向上方弧形彎曲，平滑的和這個平衡裝置的上底板焊接。位于這個平衡裝置上底板的內(nèi)側(cè)焊接處呈微微向上凸起的曲線型結(jié)構(gòu)與裝置的四側(cè)擋板連接。流暢的曲線形結(jié)構(gòu)能夠快速引導(dǎo)氣流向目標(biāo)方向流通，加快空氣流速，加劇空氣震蕩。將吸氣扇葉7上方的氣體送于吸氣扇葉7下方和裝置外部，完成氣體溝通與交換。高速旋轉(zhuǎn)的葉片7旋轉(zhuǎn)可以使大量的空氣瞬間將被吸入，然后極快速的流入風(fēng)扇扇葉7上方，隨后流出，流出的空氣順著引流板10又將流向容器外部和下方，來回循環(huán)。在容器11內(nèi)部和周圍的一些空間構(gòu)成的相對封閉空間內(nèi)，空氣流速劇烈，空氣流動迅速，氣壓值明顯小于車輛其他方向的氣壓，形成氣壓差。且車輛哪一側(cè)抬起就哪一側(cè)旋轉(zhuǎn)吸氣風(fēng)扇7的設(shè)置，可以使由氣壓差造成的力作用更精確的作用于車輛抬起的那一側(cè)，同時另一側(cè)的輔助旋翼9形成的容器內(nèi)部向上的升力。完成車輛的防側(cè)翻。

陀螺儀的精度越高越好，機械陀螺儀具有有轉(zhuǎn)動部分，精度較高，不易受電磁影響的優(yōu)點，所以本裝置采用機械陀螺儀，但機械陀螺儀價格昂貴，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這一缺點會得到有效解決。一般汽車在45度時橫向傾斜會側(cè)翻，車輛從正常行駛到側(cè)翻需要經(jīng)過一段時間，但這段時間非常短暫，在此裝置中可以設(shè)置成車輛傾斜20度左右自動啟動本裝置。這可以明顯的提高完全系數(shù)。目前已有的陀螺儀大都可以滿足此裝置的要求。但精度的提高亦可以減小增大初始設(shè)置角度，減小車載電源的浪費和提高駕駛員的舒適性。所以推薦的有陀螺儀LISY300AL等。

本裝置中的傳感器實質(zhì)為角度傳感器，傳感器的精確、靈敏與否，對于此裝置是否會及時啟動起到至關(guān)重要的作用。TILTIX 傾角儀具有高精度：誤差為 0.1°，分辨率為 0.01°；度量范圍：±80°（雙軸）或 360°（單軸），可以用于此裝置。傳感器關(guān)系到本裝置能否完成既定目標(biāo)，所以傳感器的精度與靈敏度越高越好。確保傳輸出的數(shù)據(jù)精確，快速。

本裝置采用的電機要求具有體積小、功率大等優(yōu)點，單相串勵電動機屬于單相交流異步電動機，是交直流兩用的，所以又稱為交直流兩用串勵電動機。由于它轉(zhuǎn)速高、體積小、啟動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)，既可在直流電源上使用，又可在單相交流電源上使用。符合輕便高功率和低噪音的電機皆可適用于本裝置。

裝置的殼體上的密集小孔需要經(jīng)常有大量的氣體高速的流通于容器內(nèi)外，高速的氣體流動會造成劇烈的氣體摩擦，所以容器外殼最好取用復(fù)合材料。