一种自感应磨损长度的静电拖地带及其报警方法pdf

  本发明提供了一种自感应磨损长度的静电拖地带及其报警方法，包括静电拖地带主体和自感应电路，静电拖地带主体底部一端为拖地带可接地区域，自感应电路包括N个相互并联的并联电阻R1‑RN和仪表，所述拖地带可接地区域的导线‑RN，仪表用于测量车辆在行驶时并联电阻R1‑RN的当前总并联电阻值R总；并联电阻从下到上依次设置在所述拖地带可接地区域的导线上，以便于与仪表通信的报警系统能根据接收到的当前总并联电阻值R总与并联电阻的预设值R并作对比来判断拖地带的磨损情况。该静电拖地带能实时监测接地

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113799718 A (43)申请公布日 2021.12.17 (21)申请号 3.0 (22)申请日 2021.10.19 (71)申请人 湖南行必达网联科技有限公司 地址 410600 湖南省长沙市长沙经济技术 开发区蒸湘路北、凉塘路南、东四线 东、东六线西三一汽车制造有限公司 23号厂房 (72)发明人 徐海泉于萌李俊龙 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 吴欢燕 (51)Int.Cl. B60R 16/06 (2006.01) B60Q 9/00 (2006.01) G01B 7/02 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (54)发明名称 一种自感应磨损长度的静电拖地带及其报 警方法 (57)摘要 本发明提供了一种自感应磨损长度的静电 拖地带及其报警方法，包括静电拖地带主体和自 感应电路，静电拖地带主体底部一端为拖地带可 接地区域，自感应电路包括N个相互并联的并联 电阻R1‑RN和仪表，所述拖地带可接地区域的导 线‑RN，仪表用于测量车辆 在行驶时并联电阻R1‑RN的当前总并联电阻值 R ；并联电阻从下到上依次设置在所述拖地带可 总 接地区域的导线上，以便于与仪表通信的报警系 统能根据接收到的当前总并联电阻值R 与并联 总 电阻的预设值R 作对比来判断拖地带的磨损 并 A 情况。该静电拖地带能实时监测接地带与地面的 8 接触情况，确保接地可靠，并能预测拖地带剩余 1 7 9 寿命。 9 7 3 1 1 N C CN 113799718 A 权利要求书 1/1页 1.一种自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，包括：静电拖地带主体和自感应电 路，所述静电拖地带主体底部一端为拖地带可接地区域，所述自感应电路包括N个相互并联 的并联电阻R1‑RN和采集单元，所述拖地带可接地区域的导线‑RN，所 述采集单元用于测量车辆在行驶时并联电阻R1‑RN的当前总并联电阻值R ；所述并联电阻 总 从下到上依次设置在所述拖地带可接地区域的导线上，与采集单元通信的报警系统能根据 接收到的当前总并联电阻值R 与并联电阻的预设值R 作对比来判断拖地带的磨损情况， 总 并 所述预设值R 是根据并联电阻R1‑RN计算得出的一个或者多个预设电阻值。 并 2.依据权利要求1所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，所述并联电阻 R1‑RN的阻值都互不相同。 3.依据权利要求1所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，所述静电拖地带 主体具体为内部带有接地铜导线之一所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，所述预设 值R 包括N‑1个R ，下标i的取值为1,2,…,N‑1，R 计算公式为：1/R ＝1/Ri+1/R(i+ 并 并i 并i 并i 1)……+1/RN，R1‑RN中的每个并联电阻对应表示不同的拖地带长度的刻度值。 5.依据权利要求4之一所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，若电阻值R总 大于R ，则表示R1～Ri之间的拖地带可接地区域发生了磨损。 并i 6.依据权利要求1所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，所述报警系统为 控制单元，所述控制单元通过信号传输单元分别与所述采集单元和数据平台通信连接。 7.依据权利要求1所述的自感应磨损长度的静电拖地带，其特征是，所述并联电阻 R1‑RN的电阻值的关系为R1R2R3…RN。 8.一种如权利要求1～7之一所述的自感应磨损长度的静电拖地带的报警方法，其特征 在于，包括如下步骤： 步骤S1：记录当前里程与当前总并联电阻值R ； 总 步骤S2：判断当前里程的间隔是否到达预设里程间隔或判断当前阻值是否有变化，若 否，则返回上一步骤；若是，则执行下一步； 步骤S3：将当前总并联电阻值R 与对应的预设值R 对比，若R 小于R 则表示静电拖地 总 并 总 并 带接地异常；若R 大于R 则表示静电拖地带磨损异常；若R 等于R 则表示预设值R 所对应 总 并 总 并 并 长度的拖地带工作正常，并返回步骤S1。 9.根据权利要求8所述的自感应磨损长度的静电拖地带的报警方法，其特征是，所述 报警系统为控制单元，所述控制单元能采集当前里程和当前总并联电阻值R 。 总 10.依据权利要求9所述的自感应磨损长度的静电拖地带的报警方法，其特征是，所 述步骤S1‑S3在所述控制单元中执行。 2 2 CN 113799718 A 说明书 1/5页 一种自感应磨损长度的静电拖地带及其报警方法 技术领域 [0001] 本发明属于汽车静电释放配件应用领域，尤其涉及一种自感应磨损长度的静电拖 地带及其报警方法。 背景技术 [0002] 危险品运输车等特种车辆为提高其安全性，要求必须设置静电拖地带以保证车体 与大地连接，消除可能存在的静电。静电拖地带通过其自身配重来实现其金属导体与大地 相连，其拖地带长度可根据磨损情况手动调整，如图1所示，内部具有贯穿电导线安装在车辆底部，以保障其长度合适，并在配重件3的重力作 用下使得导电橡胶带2保持下垂，来保证释放静电。 [0003] 然而，在车辆行驶过程中，需确保接拖地带始终与底盘保持接触，拖地带与地面接 触一段时间后将导致磨损，由于缺乏自感应手段，需人为按时进行检查调整拖地带长度，否则拖 地带导体与地面接触将不可靠，无法起到消除静电的作用。极端情况下，可能会引起点燃油、 火药等危险品，存在安全风险隐患。 [0004] 因此，现存技术中的静电拖地带存在如下的问题及缺点： [0005] 1.目前的静电拖地带依靠其自身下端的重量及其配重件的重量在重力的作用下 保持下垂，以此来实现导电橡胶带与大地相连。车辆行驶一段时间后，拖地带磨损导致接地不 可靠，需人工定期调整拖地带长度。因此无法实时监测磨损情况，接地带磨损后如未及时发 现，拖地带金属导体与大地缺乏可靠连接，导致静电无法卸荷，存在着火引爆危险品的风 险。 [0006] 2.静电拖地带长度根据磨损情况手动调整，需人工按时进行检查维护，缺乏智能检测 手段预测拖地带剩余寿命，及时提醒客户调整、更换磨损静电拖带。 [0007] 3.拖地带与地面接触面超出正常接地面积需求时，将导致磨损面增大，拖地带使 用寿命降低，因此缺乏智能检验测试手段，无法检测及预警接地带因长度设置不当等导致的过 度磨损等问题，导致静电拖地带应有的寿命减短。 [0008] 基于此，故亟需提出一种静电拖地带及其报警方法，以解决静电拖地带长度设置 不当等导致的过度磨损等问题，并及时发出警报提醒司机来保障静电拖地带的寿命和作 用。 发明内容 [0009] (一)要解决的技术问题 [0010] 本发明提供一种自感应磨损长度的静电拖地带及其报警方法，该静电拖地带及其 报警方法能实时监测接地带与地面的接触情况，确保接地可靠，消除着火风险；能依托大数 据，预测拖地带剩余寿命，提示驾驶员及时储备、更换拖地带，并且监控异常磨损，及时提醒 驾驶员，提高静电拖地带常规使用的寿命。 [0011] (二)技术方案 3 3 CN 113799718 A 说明书 2/5页 [0012] 本发明公开了一种自感应磨损长度的静电拖地带，包括：静电拖地带主体和自感 应电路，所述静电拖地带主体底部一端为拖地带可接地区域，所述自感应电路包括N个相互 并联的并联电阻R1‑RN和采集单元，所述拖地带可接地区域的导线‑ RN，采集单元用于测量车辆在行驶时并联电阻R1‑RN的当前总并联电阻值R ；所述并联电阻 总 从下到上依次设置在所述拖地带可接地区域的导线上，以便于与采集单元通信的报警系统 能根据接收到的当前总并联电阻值R 与并联电阻的预设值R 作对比来判断拖地带的磨 总 并 损情况，所述预设值R 是根据并联电阻R1‑RN计算得出的一个或者多个预设电阻值。 并 [0013] 优选的，所述并联电阻R1‑RN的阻值都互不相同。 [0014] 优选的，所述静电拖地带主体具体为内部带有接地铜导线] 优选的，所述预设值R 包括N‑1个R ，下标i的取值为1,2,…,N‑1，R 计算公式为： 并 并i 并i 1/R ＝1/Ri+1/R(i+1)……+1/RN，R1‑RN中的每个并联电阻对应表示不同的拖地带长度的 并i 刻度值。 [0016] 优选的，若电阻值R 大于R ，则表示R1～Ri之间的拖地带可接地区域发生了磨 总 并i 损。 [0017] 优选的，所述报警系统为控制单元，所述控制单元通过信号传输单元分别与所述 采集单元和数据平台通信连接，以采集当前里程和当前总并联电阻值R 。 总 [0018] 优选的，所述并联电阻R1‑RN的电阻值的关系为R1R2R3…RN。 [0019] 优选的，所述并联电阻R1‑RN的电阻值的关系为R1R2R3…RN。 [0020] 在另外一方面，本发明还公开了一种如上述所述的自感应磨损长度的静电拖地带 的报警方法，包括如下步骤： [0021] 步骤S1：记录当前里程与当前总并联电阻值R ； 总 [0022] 步骤S2：判断当前里程的间隔是否到达预设里程间隔或判断当前阻值是否有变 化，若否，则返回上一步骤；若是，则执行下一步； [0023] 步骤S3：将当前总并联电阻值R 与对应的预设值R 对比，若R 小于R 则表示静电 总 并 总 并 拖地带接地异常；若R 大于R 则表示静电拖地带磨损异常；若R 等于R 则表示预设值R 所 总 并 总 并 并 对应长度的拖地带工作正常，并返回步骤S1。 [0024] 优选的，所述报警系统为控制单元，所述控制单元能采集当前里程和当前总并联 电阻值R 。 总 [0025] 优选的，所述步骤S1‑S3在所述控制单元中执行。 [0026] (三)有益效果 [0027] 1)在静电拖地带上设置自感应电路，可以实时感应拖地带自身磨损情况，降低着 火风险，且自带感应电路的硬件改进成本较低，只需在拖地带底部的可接地区域的导线上 设置基于多个并联电阻作为自感应电路，通过仪表测量当前总并联电阻值后发送给T‑BOX， 通过T‑BOX发送给控制单元进判断，最后通过预先设定的报警方法即可实时监控和测量接 地区域的磨损情况； [0028] 2)通过利用数据平台的大数据信息，统计同路线车辆的平均寿命‑里程曲线，预测 接地带剩余寿命，从而提示驾驶员及时储备、更换拖地带； [0029] 3)通过报警方法还可以监控异常磨损，以及时报警进行拖地带的长度调整和更 换，防止拖地带寿命异常减短。 4 4 CN 113799718 A 说明书 3/5页 附图说明 [0030] 为了更清楚地说明本发明或现存技术中的技术方案，下面将对实施例或现存技术 描述中所需要用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些 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，还能够准确的通过这些附 图获得其他的附图： [0031] 图1是现存技术中的静电拖地带结构示意图； [0032] 图2是本发明中自感应磨损长度的静电拖地带的结构示意图； [0033] 图3是本发明中自感应电路的电路原理图； [0034] 图4是本发明中自感应磨损长度的静电拖地带的报警系统中的报警方法流程图。 [0035] 附图标记：1.固定件及调节装置；2.导电橡胶带；3.配重件。 具体实施方式 [0036] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本 发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0037] 为完成静电拖地带的长度做测量，尤其是对拖地带可接地区域的长度的测 量，本发明的自感应磨损长度的静电拖地带针对现有的静电拖地带的导电橡胶带的接地区 域部分进行了改进，以实现拖地带长度变化的测量。 [0038] 参见图2和图3所示，本发明的自感应磨损长度的静电拖地带包括：静电拖地带主 体和自感应电路，静电拖地带主体底部一端为拖地带可接地区域，自感应电路包括若干个 并联电阻R1‑RN和采集单元，在拖地带可接地区域的导线‑RN，N个并 联电阻R1‑RN的阻值都互不相同，并联电阻的总个数N≥2，在拖地带可接地区域的长度固定 的情况下，N越大则拖地带磨损的测量精度越高，且R1‑RN依次从下到上设置在拖地带可接 地区域的导线上，每个并联电阻对应表示不同的拖地带长度的刻度值，采集单元可具体可 为仪表，仪表用于测量车辆在行驶时并联电阻R1‑RN的当前总并联电阻值R ，以便于与仪表 总 通信的报警系统能根据接收到的当前总并联电阻值R 与并联电阻的预设值R 作对比来 总 并 判断拖地带的磨损情况，所述预设值R 是根据并联电阻R1‑RN计算得出的预设电阻值。 并 [0039] 优选的，所述静电拖地带主体为内部带有接地铜导线] 此外，为了判断可接地区域的具体长度，可人工设置多个预设值R ，预设值R 包括 并 并 N‑1个R ，i取值为1,2,…,N‑1，R 计算公式为：1/R ＝1/Ri+1/R(i+1)……+1/RN，R1‑RN中 并i 并i 并i 的每个电阻对应表示不同的拖地带长度的刻度值，该刻度值可与对应的电阻一一对应，以 与后续确定拖地带可接地区域的剩余长度。若电阻值R 大于R ，则表示R1～Ri之间的拖地 总 并i 带可接地区域发生了磨损，由此可确定拖地带的剩余有效长度，从而判断需要是否更换拖 地带或者拖地带出现异常。 [0041] 当然，值得一提的是，在所述并联电阻的预设值R 是根据并联电阻R1‑RN计算得出 并 的电阻值的情况中，预设值R 的计算方式也是多种多样的，能够准确的通过真实的情况选择从而进 并 行应用。例如：在有五个并联电阻R1‑R5的情况下，只判断电阻R1的磨损来进行磨损异常的 报警也可，此时电阻R1可对应拖地带基本要求的最短安全接地长度(即拖地带下垂时与地 5 5 CN 113799718 A 说明书 4/5页 面接触的临界位置下方)，从而完成基本的静电拖地带磨损异常报警和接地异常报警，此时 不对磨损长度做测量。或者，还可以将测量得到的当前总并联电阻值R 与所有的R1‑RN中 总 两个以上组合的所有并联电阻值R 来一一进行等值对比(如果有五个不同阻值的并联电 并组合 1 2 3 4 阻的话就是C +C +C +C ＝30种)，从而判断R 是否与对应的子并联电阻值R 相等，以根 5 5 5 5 总 并组合 据R 的电阻组成情况具体定位当前磨损的电阻，但是这样的话就会导致计算量变大，且 并组合 无法发现R 小于R 的接地不正常的情况。 总 并 [0042] 此外，为了使得拖地带的长度易于测量，本发明从下到上设置在拖地带可接地区 域的导线‑RN的不同的电阻值依次由小到大设置，即R1R2R3…RN，以提高越 靠近拖地带可接地区域底部的重要电阻的报警和磨损测量精度，因电阻值越小的电阻的 缺失对整个并联电阻值的影响更大。 [0043] 图2中，当拖地带与地面接触时，如果靠近拖地带端部可接地区域的电阻R1先行磨 损失效，此时仪表检测到传感电路阻值变化，可判断R1处对应区域已磨损，此时测量的当前 总并联电阻值R 则为R2‑RN的并联电阻值，设置并联电阻的预设值R 为R1‑RN的并联电阻 总 并1 值，由于并联电阻的阻值会随着并联电阻的个数减少而增大，且其并联电阻值必然小于最 小电阻的阻值，所以将当前总并联电阻值R 与预设值R 比较后即可判断得知R 大于R ，从 总 并 总 并 而判断静电拖地带出现磨损异常。如果R 小于R ，则此时表示静电拖地带出现了接地异常， 总 并 例如：出现了除了电阻R1‑RN外的导体意外的接入到了自感应电路中等情况。 [0044] 为了判断磨损的程度和拖地带可接地区域的实时长度，本发明在报警系统的报警 程序中将每个并联电阻R1‑RN分别对应表示不同的拖地带长度的刻度值，同理，在R1发生了 磨损后，如果经过一段里程后R1上方的R2电阻也被磨损，则表示拖地带磨损到了电阻R2的 位置(因为一般设有配重装置的拖地带的磨损是自下而上的，即Ri发生了磨损导致失效，则 下方的i‑1个电阻都失效，此时即可视R1‑Ri都为断路)，此时仪表会检测到传感电路阻值再 次变化，此时如果R3没发生磨损则可测量得到的R 等于或者约等于R3‑RN的并联电阻值， 总 此时有效对比的并联电阻的预设值R 为R2‑RN的并联电阻值，由于R 是大于R 的(因为并 并2 并2 并1 联电阻的阻值会随着并联电阻的个数减少而增大)，故假如慢慢的出现R 大于R 也必然表示R 大 总 并2 总 于R ，此时则表示静电拖地带磨损到了R2的刻度位置，即R1和R2都出现了磨损，并且此时 并1 R 理论上等于R3‑RN的并联电阻值R 。 总 并3 [0045] 由此往复，通过对行驶里程间隔和对阻值变化与各个预设值R (R 包括R ～ 并 并 并1 R )作对比，即可判断拖地带是否长期处在磨损状态，并根据当前总并联电阻值R 与各 并N‑1 总 个预设值R 的对比判断当前的实际磨损情况和拖地带的具体长度，并由此判断拖地带与地 并 面是否保持可靠接触。 [0046] 需要非常指出的是，本发明的电阻R1‑RN设置为并联方式且要求各个电阻不一致 是有实际原因的，因为这样会随着并联电阻的个数的增减而发生显著的非线性变化，且其 并联电阻值必然小于最小电阻的阻值。反之，如果对电阻串联的话则没办法实现磨损长度的 检测，因为测量得到的当前总并联电阻值R 会因为N个电阻中缺少一个或者多个电阻使得 总 导线断路导致最终无法正常向地面释放静电，更别提拖地带长度的磨损情况的测量了。 [0047] 参见图4可知，为实现拖地带的实时多种报警提示功能，本发明还针对图2‑3所 示的自感应磨损长度的静电拖地带设计了一种多功能的报警方法，包括以下步骤： [0048] 步骤S1：记录当前里程与当前总并联电阻值R ； 总 6 6 CN 113799718 A 说明书 5/5页 [0049] 步骤S2：判断当前里程的间隔是否到达预设里程间隔或判断当前阻值是否有变 化，若否(即其中一个条件为否)，则返回上一步骤；若是(即其中一个条件为是)，则执行下 一步； [0050] 步骤S3：将当前总并联电阻值R 与对应的预设值R 对比，若R 小于R 则表示静电 总 并 总 并 拖地带接地异常，此时表示有异常导体接入；若R 大于R 则表示静电拖地带磨损异常，此时 总 并 表示出现对应的电阻磨损，具体磨损的电阻应该要依据R 的计算方式来确定；若R 等于R 则 并 总 并 表示预设值R 所对应长度的拖地带工作正常，并返回步骤S1，以循环执行程序。 并 [0051] 进一步的，使用报警系统采集以上当前里程与当前总并联电阻值R 数据，报警系 总 统具体可以是控制单元(例如单片机或者ARM等处理器)，其中，控制单元与信号传输单元连 接，信号传输单元可以为T‑BOX等单元，T‑BOX分别与所述仪表和数据平台通信连接，以便于 控制单元能执行以上的报警方法，当然该报警系统也可以为与T‑BOX无线连接的远程服务 器，以实现远程监控功能。 [0052] 综上可知，本发明设计了带传感电路的静电拖地带和拖地带接地状态判断算法， 从而实时感应其自身磨损情况，以及时报警，防止拖地带寿命异常减短。 [0053] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案做修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。 7 7 CN 113799718 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 8 8 CN 113799718 A 说明书附图 2/2页 图3 图4 9 9

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