本發(fā)明涉及基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的平衡控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制方法。

背景技術(shù)：

物流業(yè)是指物品從供應(yīng)地向接受地的實(shí)體流動(dòng)過程。物流業(yè)是將運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能根據(jù)實(shí)際需要實(shí)施有機(jī)結(jié)合的活動(dòng)的集合。隨著網(wǎng)絡(luò)購物、遠(yuǎn)距離溝通的加強(qiáng)等，人們之間物品的傳遞越來越頻繁，物流業(yè)的發(fā)展越來越快，需要面對(duì)的問題也越老越多。對(duì)于跨省的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸大多采用火車或者飛機(jī)來進(jìn)行，但是考慮到成本或省內(nèi)運(yùn)輸大多還是采用集裝箱或貨運(yùn)卡車運(yùn)輸，即都是采用集裝箱來運(yùn)輸。

集裝箱是指具有一定強(qiáng)度、剛度和規(guī)格專供周轉(zhuǎn)使用的大型裝貨容器。使用集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，可直接在發(fā)貨人的倉庫裝貨，運(yùn)到收貨人的倉庫卸貨，中途更換車、船時(shí)，無須將貨物從箱內(nèi)取出換裝。但是因?yàn)榧b箱的整體性，在依靠車輛運(yùn)輸時(shí)存在較大的安全隱患，特別是在高速上以較高速度前行時(shí)，當(dāng)遇到突發(fā)情況，如：司機(jī)緊急變道等，集裝箱的中心容易不穩(wěn)定，輕則車體打滑、傾斜，重則集裝箱飛出或車輛翻滾，造成運(yùn)輸貨物的損失以及人員的傷亡，因此針對(duì)物流集裝箱的平衡是提高貨運(yùn)安全性的一項(xiàng)重要技術(shù)，是提高物流質(zhì)量、保障生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。

申請(qǐng)?zhí)枮?01210079334.3的發(fā)明涉及一種大型可調(diào)集裝箱平衡重裝置，包括底座，在底座上設(shè)置具有夾層結(jié)構(gòu)的一級(jí)雙層導(dǎo)向箱，以及多個(gè)至少部分適配容置在所述夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的二級(jí)單層導(dǎo)向板，所述多個(gè)二級(jí)單層導(dǎo)向板首尾相連形成可調(diào)箱體結(jié)構(gòu)，在所述底座上還設(shè)有分別與所述一級(jí)雙層導(dǎo)向箱和二級(jí)單層導(dǎo)向板相配合的雙級(jí)油缸。本發(fā)明采用了集裝箱平衡重代替了傳統(tǒng)的小平衡重塊；集裝箱平衡重填充物可以為沙土，能夠現(xiàn)場取材，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵塊平衡重，能夠大大地降低制造成本；在不使用的時(shí)候，去掉沙土，則只需運(yùn)輸集裝箱即可，方便運(yùn)輸、降低成本。該發(fā)明在集裝箱內(nèi)設(shè)置平衡重來保證集裝箱平穩(wěn)，但是對(duì)突發(fā)情況只能被動(dòng)防御。

申請(qǐng)?zhí)枮?01210115196.X的發(fā)明公開了一種可折疊集裝箱的平衡裝置，包括用于連接集裝箱底架和集裝箱角柱的鉸鏈，其中，還包括一固定于所述集裝箱底架且中軸線垂直于集裝箱端墻所在平面的導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿上套設(shè)有一彈性部件，所述導(dǎo)桿一端設(shè)有第一限位部件，所述導(dǎo)桿中部設(shè)有一于所述導(dǎo)桿上自由滑動(dòng)的滑套，所述第一限位部件及所述滑套自所述彈性部件兩端限制所述彈性部件。本發(fā)明的有益效果是：彈性部件剛性系數(shù)大，安全性能好，可有效實(shí)現(xiàn)端墻折疊時(shí)緩沖、端墻打開時(shí)助力效果，降低對(duì)彈性部件的要求且成本降低，通用性好，可適用于不同高度的集裝箱底架平臺(tái)。該發(fā)明平衡裝置的平衡性能很好，但是也難以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，在外界因素力量過大時(shí)無法及時(shí)調(diào)整車身以及集裝箱的平衡；更為重要的是：現(xiàn)有技術(shù)中的車輛在拉貨時(shí)，由于貨物不規(guī)則，貨物放置在車輛上車輛容易發(fā)生左右傾斜，車輛車行駛過程中容易傾斜發(fā)生事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制方法，利用伯努利原理，在物流車高速行駛時(shí)，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，包括箱體，所述箱體下方與車架連接，所述箱體內(nèi)部設(shè)置平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)和控制單元，所述箱體兩側(cè)設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)通過伸縮支柱豎向設(shè)置弧面板，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)、控制單元、伸縮支柱依次連接，所述箱體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)隔板將箱體分為左儲(chǔ)液腔、儲(chǔ)貨腔和右儲(chǔ)液腔，所述左儲(chǔ)液腔底部連接有水泵，水泵出液口通過水管給右儲(chǔ)液腔供液，所述水管上設(shè)有電磁閥，所述左儲(chǔ)液腔的上部和右儲(chǔ)液腔的上部通過導(dǎo)管連通。

進(jìn)一步的，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括陀螺儀和加速度傳感器。

進(jìn)一步的，所述控制單元包括單片機(jī)芯片。

進(jìn)一步的，所述伸縮支柱采用液壓升降柱橫向設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述弧面板為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述箱體前端和后端的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，所述弧面板包括U型基板，所述U型基板上端和下端設(shè)置滑槽，所述滑槽的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，所述滑槽的另一端設(shè)置滑動(dòng)軸，所述滑動(dòng)軸和所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置柔性板，所述滑動(dòng)軸通過液壓推桿與所述U型基板的側(cè)壁連接。

進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)軸通過柔性帶與所述U型基板的側(cè)壁連接。

進(jìn)一步的，所述伸縮支柱上相反設(shè)置兩個(gè)所述弧面板。

一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制方法，包括以下步驟：

1）在車輛裝完貨后，車輛向右側(cè)傾斜，根據(jù)陀螺儀檢測車車輛傾斜角度，可編程控制器控制水泵工作，將右儲(chǔ)液腔內(nèi)液體抽入左儲(chǔ)液腔，直到車輛平衡，可編程控制器控制水泵停止工作，電磁閥關(guān)閉；

2）在車輛裝完貨后，車輛向左側(cè)傾斜，根據(jù)陀螺儀檢測車車輛傾斜角度，可編程控制器控制水泵工作，將左儲(chǔ)液腔內(nèi)液體抽入右儲(chǔ)液腔，直到車輛平衡，可編程控制器控制水泵停止工作，電磁閥關(guān)閉；

3）在物流車高速行駛時(shí)，根據(jù)伯努利原理，其數(shù)學(xué)公式為p+1/2ρv2+ρgh=C，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生，平衡監(jiān)測單元是對(duì)集裝箱的傾斜度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)向某側(cè)傾斜時(shí)，控制單元控制伸縮支柱將弧面板頂出，弧面板與集裝箱平行，一側(cè)為平面，一側(cè)為弧面，這樣弧面板被頂出凹槽后，高速行駛時(shí)的空氣從弧面板的兩側(cè)流過，一側(cè)因?yàn)榛∶娴脑蛄魉贂?huì)加快，另一側(cè)因?yàn)槭瞧矫媪魉俨槐?，這樣弧面板就會(huì)受到向弧面一側(cè)的壓力，且該壓力會(huì)在車速越大時(shí)數(shù)值越大，保證高速行駛時(shí)集裝箱的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)緊急情況轉(zhuǎn)向時(shí)通過側(cè)壓力輔助維持集裝箱的平穩(wěn)，避免物流車翻倒。

本發(fā)明提供了一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，該平衡裝置的重點(diǎn)在于利用伯努利原理p+1/2ρv2+ρgh=C，在物流車高速行駛時(shí)，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生。平衡監(jiān)測單元是對(duì)集裝箱的傾斜度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)向某側(cè)傾斜時(shí)，控制單元控制伸縮支柱將弧面板頂出，弧面板與集裝箱平行，一側(cè)為平面，一側(cè)為弧面，這樣弧面板被頂出凹槽后，高速行駛時(shí)的空氣從弧面板的兩側(cè)流過，一側(cè)因?yàn)榛∶娴脑蛄魉贂?huì)加快，另一側(cè)因?yàn)槭瞧矫媪魉俨槐?，這樣弧面板就會(huì)受到向弧面一側(cè)的壓力，且該壓力會(huì)在車速越大時(shí)數(shù)值越大，保證高速行駛時(shí)集裝箱的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)緊急情況轉(zhuǎn)向時(shí)通過側(cè)壓力輔助維持集裝箱的平穩(wěn)，避免物流車翻倒。

本發(fā)明利用伯努利原理，在物流車高速行駛時(shí)，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生，且物流車的速度越快，調(diào)整的力度越大，穩(wěn)定性越好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1是本發(fā)明基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明弧面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明帶肋條弧面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明反向設(shè)置兩個(gè)弧面板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖4對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步展示，具體實(shí)施方式如下：

實(shí)施例一

如圖1所示：本實(shí)施例提供了一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，包括箱體1，所述箱體1下方與車架連接，所述箱體1內(nèi)部設(shè)置平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2和控制單元3，所述箱體1兩側(cè)設(shè)置凹槽4，所述凹槽4內(nèi)通過伸縮支柱5豎向設(shè)置弧面板6，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2、控制單元3、伸縮支柱5依次連接，所述箱體1內(nèi)設(shè)有兩個(gè)隔板23將箱體分為左儲(chǔ)液腔19、儲(chǔ)貨腔20和右儲(chǔ)液腔21，所述左儲(chǔ)液腔底部連接有水泵，水泵出液口通過水管25給右儲(chǔ)液腔供液，所述水管上設(shè)有電磁閥22，所述左儲(chǔ)液腔19的上部和右儲(chǔ)液腔的上部通過導(dǎo)管26連通。水泵采用離心泵，能夠正反轉(zhuǎn)抽水。

本發(fā)明的重點(diǎn)在于利用伯努利原理，在物流車高速行駛時(shí)，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生。平衡監(jiān)測單元是對(duì)集裝箱的傾斜度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)向某側(cè)傾斜時(shí)，控制單元控制伸縮支柱將弧面板頂出，弧面板與集裝箱平行，一側(cè)為平面，一側(cè)為弧面，這樣弧面板被頂出凹槽后，高速行駛時(shí)的空氣從弧面板的兩側(cè)流過，一側(cè)因?yàn)榛∶娴脑蛄魉贂?huì)加快，另一側(cè)因?yàn)槭瞧矫媪魉俨槐悖@樣弧面板就會(huì)受到向弧面一側(cè)的壓力，且該壓力會(huì)在車速越大時(shí)數(shù)值越大，保證高速行駛時(shí)集裝箱的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)緊急情況轉(zhuǎn)向時(shí)通過側(cè)壓力輔助維持集裝箱的平穩(wěn)，避免物流車翻倒。

所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2包括陀螺儀7和加速度傳感器8，陀螺儀對(duì)箱體的角速度進(jìn)行監(jiān)測，即對(duì)箱體的傾斜度監(jiān)測，而加速度計(jì)對(duì)箱體傾斜時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度監(jiān)測，兩者互補(bǔ)可以完成對(duì)箱體傾斜時(shí)的方向、速度進(jìn)行監(jiān)測，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并根據(jù)箱體傾斜的快慢來控制弧面板的伸出時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的平衡控制，也避免弧面板伸出時(shí)間過長，造成二次翻車隱患。

所述控制單元3包括單片機(jī)芯片，是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，體積較小，運(yùn)算速度較快，可以完成對(duì)平衡的監(jiān)測以及控制。

所述伸縮支柱5采用液壓升降柱橫向設(shè)置，伸縮支柱的作用是把弧面板頂出或收回凹槽內(nèi)，控制弧面板是否處在工作位置，液壓升降柱的支撐力度較大，可以很好的傳導(dǎo)弧面板施加給箱體的拉力。

所述弧面板6為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述箱體1前端和后端的兩側(cè)，箱體的傾斜并不是一側(cè)整體傾斜，而是某一端的一側(cè)發(fā)生甩尾或失控導(dǎo)致的，因此四個(gè)弧面板設(shè)置在箱體前端和后端的兩側(cè)，當(dāng)某端一側(cè)發(fā)生傾斜，另一側(cè)弧面板伸出對(duì)傾斜方向施加相反的拉力，避免箱體傾斜翻倒。調(diào)控更加靈敏，施加的拉力更加直接，利于快速對(duì)失穩(wěn)的箱體回復(fù)平衡。

一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制方法，包括以下步驟：

1）在車輛裝完貨后，車輛向右側(cè)傾斜，根據(jù)陀螺儀檢測車車輛傾斜角度，可編程控制器控制水泵工作，將右儲(chǔ)液腔內(nèi)液體抽入左儲(chǔ)液腔，直到車輛平衡，可編程控制器控制水泵停止工作，電磁閥關(guān)閉；

2）在車輛裝完貨后，車輛向左側(cè)傾斜，根據(jù)陀螺儀檢測車車輛傾斜角度，可編程控制器控制水泵工作，將左儲(chǔ)液腔內(nèi)液體抽入右儲(chǔ)液腔，直到車輛平衡，可編程控制器控制水泵停止工作，電磁閥關(guān)閉；

3）在物流車高速行駛時(shí)，根據(jù)伯努利原理p+1/2ρv2+ρgh=C，調(diào)整左右側(cè)的風(fēng)壓力，以保證物流集裝箱的平衡，避免翻車等事故的發(fā)生，平衡監(jiān)測單元是對(duì)集裝箱的傾斜度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)向某側(cè)傾斜時(shí)，控制單元控制伸縮支柱將弧面板頂出，弧面板與集裝箱平行，一側(cè)為平面，一側(cè)為弧面，這樣弧面板被頂出凹槽后，高速行駛時(shí)的空氣從弧面板的兩側(cè)流過，一側(cè)因?yàn)榛∶娴脑蛄魉贂?huì)加快，另一側(cè)因?yàn)槭瞧矫媪魉俨槐?，這樣弧面板就會(huì)受到向弧面一側(cè)的壓力，且該壓力會(huì)在車速越大時(shí)數(shù)值越大，保證高速行駛時(shí)集裝箱的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)緊急情況轉(zhuǎn)向時(shí)通過側(cè)壓力輔助維持集裝箱的平穩(wěn)，避免物流車翻倒。

所述左儲(chǔ)液腔內(nèi)灌滿水，右儲(chǔ)液腔為空，水便宜，所述左儲(chǔ)液腔頂部設(shè)有單向排氣閥，便于泄壓。

實(shí)施例二

如圖1至圖3所示：本實(shí)施例還提供了一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，包括箱體1，所述箱體1下方與車架連接，所述箱體1內(nèi)部設(shè)置平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2和控制單元3，所述箱體1兩側(cè)設(shè)置凹槽4，所述凹槽4內(nèi)通過伸縮支柱5豎向設(shè)置弧面板6，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2、控制單元3、伸縮支柱5依次連接。

如圖2所示：所述弧面板6包括U型基板9，所述U型基板9上端和下端設(shè)置滑槽10，所述滑槽10的一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸11，所述滑槽10的另一端設(shè)置滑動(dòng)軸12，所述滑動(dòng)軸12和所述旋轉(zhuǎn)軸11上設(shè)置柔性板13，所述滑動(dòng)軸12通過液壓推桿14與所述U型基板9的側(cè)壁17連接。旋轉(zhuǎn)軸固定在滑槽的一端，滑動(dòng)軸則在滑槽的另一端并可以在滑槽上實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)軸滑動(dòng)時(shí)便會(huì)對(duì)柔性板擠壓使其變成弧形板。因此該結(jié)構(gòu)的弧面板為可調(diào)節(jié)式，柔性板在液壓推桿推動(dòng)時(shí)被擠壓為弧形，起到弧面板的作用，集裝箱平穩(wěn)時(shí)液壓推桿不擠壓柔性板，則柔性板為平面，不會(huì)起到產(chǎn)生側(cè)壓力的作用，調(diào)節(jié)更加靈活。

所述滑動(dòng)軸12通過柔性帶16與所述U型基板9的側(cè)壁17連接，滑動(dòng)軸在滑槽上滑動(dòng)，柔性板為平面板時(shí)可以覆蓋U型基板的開口，不會(huì)使得雜物落入U(xiǎn)型基板內(nèi)，對(duì)內(nèi)部的設(shè)備運(yùn)行造成影響，當(dāng)柔性板被擠壓成為弧形板時(shí)，滑動(dòng)軸會(huì)拉伸柔性帶對(duì)露出的區(qū)域進(jìn)行覆蓋，保證雜物不會(huì)從滑動(dòng)軸與U型基板的側(cè)壁之間進(jìn)入U(xiǎn)型基板內(nèi)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。

如圖3所示：旋轉(zhuǎn)軸11和滑動(dòng)軸12之間設(shè)置肋條15，柔性板13設(shè)置在肋條15上，僅使用柔性板可能無法保證硬度，在高速氣流的沖擊下柔性板形成的弧面板很可能變形，通過肋條可以對(duì)柔性板進(jìn)行支撐，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

實(shí)施例三

如圖1、圖2和圖4所示：本實(shí)施例還提供了一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，包括箱體1，所述箱體1下方與車架連接，所述箱體1內(nèi)部設(shè)置平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2和控制單元3，所述箱體1兩側(cè)設(shè)置凹槽4，所述凹槽4內(nèi)通過伸縮支柱5豎向設(shè)置弧面板6，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2、控制單元3、伸縮支柱5依次連接。

所述伸縮支柱5上相反設(shè)置兩個(gè)所述弧面板6，兩個(gè)弧面板相反設(shè)置組成一個(gè)整體，這樣兩個(gè)面都可以變?yōu)榛⌒?，在集裝箱失去平衡時(shí)兩側(cè)的弧面板都可以起到調(diào)節(jié)的作用。如集裝箱尾部向右側(cè)傾斜時(shí)，集裝箱尾部兩側(cè)的弧面板的左側(cè)面變?yōu)榛⌒危瑑蓚€(gè)弧面板都會(huì)產(chǎn)生向左的推力，保證集裝箱的平衡，這與實(shí)施例二相比，集裝箱失穩(wěn)時(shí)的平衡推力增加一倍，更能保證集裝箱的平穩(wěn)運(yùn)輸。

實(shí)施例四

如圖1至圖4所示：本實(shí)施例還提供了一種基于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的集裝箱平衡控制裝置，包括箱體1，所述箱體1下方與車架連接，所述箱體1內(nèi)部設(shè)置平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2和控制單元3，所述箱體1兩側(cè)設(shè)置凹槽4，所述凹槽4內(nèi)通過伸縮支柱5豎向設(shè)置弧面板6，所述平衡監(jiān)測機(jī)構(gòu)2、控制單元3、伸縮支柱5依次連接。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。