一种用于氢气运输的长管拖车安全连锁系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于氢气运输的长管拖车安全连锁系统及其控制方法，包括单片机控制系统、电气控制系统、传感器系统及自动开关门驱动机构，单片机控制系统包括单片机主机、单片机从机、LCD显示模块、RFID模块、蜂鸣器模块、按键模块、无线通信模块一、电动机模块、继电器模块及无线通信模块二；LCD显示模块、RFID模块、蜂鸣器模块、按键模块及无线通信模块一均由单片机主机控制，电动机模块、继电器模块及无线通信模块二均由单片机从机控制；单片机控制系统根据传感器上报的检测数据及按键模块输入信号，通过电气控制系统控制车辆的行驶状态、信号指示和自动开关门驱动机构的工作，有效解决了运输车安全监测及行车制动方面的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢气运输的长管拖车安全连锁系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及氢气运输安全
，具体涉及一种用于氢气运输的长管拖车安全连锁系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]氢气作为一种未来的清洁能源，其应用化其中的运输阶段是其中一段。储氢运输车的安全问题是运输过程中关注点，在储氢车运输过程中，虽然氢气的稳定性可靠，但条件（温度、浓度、催化剂）改变时情况就不一样了，氢气泄露会比其他燃料泄漏更为严重。
[0003]现阶段的氢气运输车结构关于实时监测车内情况的应用不多，而且大多是都是车厢内的架构进行更改，也没有对车门自动化的机构。当车内出现意外，装卸货时忘记启动制动器、行车时车门开启时会对运输氢气过程产生严重的危害。现在缺少对车厢内监测并做出反应的装置。因此需要开发一种实时监测运输车内情况的安全连锁系统。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于氢气运输的长管拖车安全连锁系统及其控制方法，有效解决了运输车安全监测及行车制动方面的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统，包括单片机控制系统、电气控制系统、传感器系统及自动开关门驱动机构，单片机控制系统包括单片机主机、单片机从机、LCD显示模块、RFID模块、蜂鸣器模块、按键模块、无线通信模块一、电动机模块、继电器模块及无线通信模块二；所述LCD显示模块、RFID模块、蜂鸣器模块、按键模块及无线通信模块一均由单片机主机控制；所述电动机模块、继电器模块及无线通信模块二均由单片机从机控制；所述无线通信模块一与无线通信模块二无线连接；所述传感器系统包括气体浓度传感器、温度传感器及距离传感器，单片机从机分别与气体浓度传感器、温度传感器及距离传感器电性连接；所述单片机控制系统根据传感器上报的检测数据及按键模块输入信号，通过电气控制系统控制车辆的行驶状态、信号指示和自动开关门驱动机构的工作。
[0006]进一步地，所述自动开关门驱动机构包括后门、后门门架、排气扇、电磁锁部件一、电磁锁部件二、步进电动机一、步进电动机二、一对蜗轮蜗杆机构以及旋转轴，所述蜗轮蜗杆机构包括一组蜗轮和一组蜗杆，蜗轮和蜗杆分别安装于两边门的顶部；所述旋转轴设置于门的一端，且旋转轴的上部套设有蜗轮；两个步进电动机分别通过金属托架和螺栓成对固定在后门门架上，两步进电动机成对分布在蜗杆两侧；一个门的左上处和另一个门的右上处均设有排气扇。
[0007]进一步地，所述后门门架上部与门之间具有空间，其中空间内设有电磁锁部件一、
气体浓度传感器、温度传感器及距离传感器，所述气体浓度传感器、温度传感器及距离传感器均通过L型金属架固定于该空间上，其中门上设有与电磁锁部件一相匹配的电磁锁部件二。
[0008]进一步地，所述空间的长为680
‑
720mm，宽为50
‑
60mm，高为28
‑
35mm。
[0009]进一步地，所述蜗轮蜗杆机构中，蜗杆头数为4，蜗轮的齿数为28，传动比为7，蜗杆的外径为38
‑
40mm，蜗轮的外径80
‑
85mm。
[0010]进一步地，所述电气控制系统包括蓄电池组、常开继电器一、双向继电器、制动器开启开关、转换触电继电器、停车指示灯、电动机一、装卸货指示灯、电动机二、行车指示灯、排气扇电动机、制动器关闭开关、常开继电器二、蜂鸣器、泄露指示灯、警报指示灯、常开继电器三、电磁体部件、常开继电器四，各继电器开关通过单片机从机控制；进一步地，所述蓄电池组、常开继电器一、常开继电器二、常开继电器三、常开继电器四及双向继电器安装在车厢的顶部；所述制动器开启开关和制动器关闭开关安装在司机座位的右侧；运输车的停车指示灯、装卸货指示灯、行车指示灯、泄露指示灯、警报指示灯及蜂鸣器分布在后门处。
[0011]进一步地，所述距离传感器的警报距离为18.5
‑
20mm；温度传感器的阈值为50
‑
55摄氏度；气体浓度传感器主要监测氢气在空气中的浓度，氢气浓度的阈值设置为4
‑
5%。
[0012]进一步地，所述RFID模块、LCD显示模块与按键模块设置于司机方向盘的右侧，蜂鸣器模块设置在车的顶部。
[0013]进一步地，所述按键模块包括行车按键、停车按键和装卸货按键。
[0014]本专利技术还提出了一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统的控制方法，包括如下步骤：1）当司机开车时需将身份卡放入RFID模块进行身份识别，识别成功，常开继电器一闭合，行车操作：当按下行车按键时，这时蓄电池组、电磁体部件、常开继电器一、双向继电器、制动器关闭开关、行车指示灯、电动机二构成控制回路，使得后门关闭，机车的制车制动器关闭，可以正常驱动机车；2）停车操作：当按下驻车按键时，这时蓄电池组、电磁体部件、常开继电器一、双向继电器、制动器开启开关、转换触电继电器、停车指示灯形成控制回路，这时机车的制动器是开启状态，车门保持关闭状态；3）装卸货操作：当司机按下装卸货按键后，常开继电器四闭合，这时蓄电池组、常开继电器一、双向继电器、制动器开启开关、转换触电继电器、装卸货指示灯、电动机一形成控制回路，此时，门会自动打开，并且车的制动在开启状态；4）监测操作：当车厢内门与后门门架距离过大或车内温度过高，闭合常开继电器三，这时蓄电池组、电磁体部件、常开继电器三、警报指示灯、蜂鸣器构成控制回路，这时危险报告会从单片机从机发送给单片机主机，单片机主机通过LCD显示模块传给司机，通过无线通信模块一传给服务器终端；当车厢内的氢气浓度超过设定的阈值时，这时蓄电池组、电磁体部件、常开继电器三、警报指示灯、蜂鸣器、泄露指示灯、常开继电器二、排气扇电动机构成控制回路，既可以发送警报，又打开后门处的排气扇。
[0015]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果：1）本专利技术在控制方面，通过单片机控制机车供电电路的开关，将主电路与控制电
路分开，且用到了多个传感器，解决了实时监测的问题；在布局方面，在运输车的两边安装了两个单片机，一个负责监测，一个负责发送和提示信息，分工明确，借助5G技术的发展，可以实现在云端进行实时监测的任务；在机械结构方面，在车辆后门处安装了蜗轮蜗杆机构来带动后门的开关，使得后门可以通过相关指令来进行开门和关门的动作；2）采用本专利技术的技术方案，本专利技术可以实现如下功能：司机在行车时的身份识别，停车时对制动器自动开启，装卸货时自动开关门，危险情况时进行报警以及监测数据传至云端；3）本专利技术的安全连锁系统不仅应用于运输氢气车的安全领域，对于运输其他能源车辆也可以适用。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的运输车的电气控制图；图2为本专利技术中后门自动开关门驱动机构结构示意图；图3为本专利技术的单片机主机的连接示意图；图4为本专利技术的单片机从机的连接示意图。
[0017]图中：1、蓄电池组；2、常开继电器一；3、双向继电器；4、制动器开启开关；5、转换触电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统，其特征在于包括单片机控制系统、电气控制系统、传感器系统及自动开关门驱动机构，单片机控制系统包括单片机主机（3
‑
6）、单片机从机（4
‑
1）、LCD显示模块（3
‑
1）、RFID模块（3
‑
2）、蜂鸣器模块（3
‑
7）、按键模块（3
‑
3）、无线通信模块一（3
‑
8）、电动机模块（4
‑
4）、继电器模块（4
‑
8）及无线通信模块二（4
‑
5）；所述LCD显示模块（3
‑
1）、RFID模块（3
‑
2）、蜂鸣器模块（3
‑
7）、按键模块（3
‑
3）及无线通信模块一（3
‑
8）均由单片机主机（3
‑
6）控制；所述电动机模块（4
‑
4）、继电器模块（4
‑
8）及无线通信模块二（4
‑
5）均由单片机从机（4
‑
1）控制；所述无线通信模块一（3
‑
8）与无线通信模块二（4
‑
5）无线连接；所述传感器系统包括气体浓度传感器（4
‑
3）、温度传感器（4
‑
2）及距离传感器（4
‑
7），单片机从机（4
‑
1）分别与气体浓度传感器（4
‑
3）、温度传感器（4
‑
2）及距离传感器（4
‑
7）电性连接；所述单片机控制系统根据传感器上报的检测数据及按键模块（3
‑
3）输入信号，通过电气控制系统控制车辆的行驶状态、信号指示和自动开关门驱动机构的工作。2.根据权利要求1所述的一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统，其特征在于所述自动开关门驱动机构包括后门、后门门架（2
‑
7）、排气扇（2
‑
12）、电磁锁部件一（2
‑
4）、电磁锁部件二（2
‑
11）、步进电动机一（2
‑
8）、步进电动机二（2
‑
9）、一对蜗轮蜗杆机构（2
‑
10）以及旋转轴（2
‑
14），所述蜗轮蜗杆机构包括一组蜗轮和一组蜗杆，蜗轮和蜗杆分别安装于两边门的顶部；所述旋转轴（2
‑
14）设置于门的一端，且旋转轴（2
‑
14）的上部套设有蜗轮；两个步进电动机分别通过金属托架（2
‑
6）和螺栓成对固定在后门门架（2
‑
7）上，两步进电动机成对分布在蜗杆两侧；一个门的左上处和另一个门的右上处均设有排气扇（2
‑
12）。3.根据权利要求2所述的一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统，其特征在于所述后门门架（2
‑
7）上部与门之间具有空间，其中空间内设有电磁锁部件一（2
‑
4）、气体浓度传感器（4
‑
3）、温度传感器（4
‑
2）及距离传感器（4
‑
7），所述气体浓度传感器（4
‑
3）、温度传感器（4
‑
2）及距离传感器（4
‑
7）均通过L型金属架（2
‑
5）固定于该空间上，其中门上设有与电磁锁部件一（2
‑
4）相匹配的电磁锁部件二（2
‑
11）。4.根据权利要求3所述的一种用于氢气运输的长管拖车的安全连锁系统，其特征在于所述空间的长为680
‑
720mm，宽为50
‑
60mm，高为28
‑
35mm。5.根据权利要求2所述的一种用于氢气运输的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘州鑫，赵士新，李曰兵，戴云岭，陆菲，陈子馨，金伟娅，高增梁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：