罪犯逃逸车迫停装置的设计说明书.docx
《罪犯逃逸车迫停装置的设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《罪犯逃逸车迫停装置的设计说明书.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
罪犯逃逸车迫停装置的设计说明书
开题报告
学生姓名
专业
班级
指导教师姓名
职称
工作单位
课题来源
教师自拟课题
课题性质
应用设计
课题名称
罪犯逃逸车迫停装置设计
本设计的科学依据
（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）
1、罪犯逃逸车迫停装置的科学意义和应用前景
1、罪犯逃逸车迫停装置的科学意义
1）该装置抓捕效果好，能提升追捕逃逸嫌疑犯的效率；
2）在车辆高速行驶式，让其后某一个车轮停止转动致使迫停，并且不发生翻车等事故，减少伤亡；
3）相对于其它的技术，该装置的构造简单，制造简易，可大大减少人力与物力的损耗；
2、罪犯逃逸车迫停装置的应用前景
随着社会的发展，人类安全意识的提高和社会资源利用的高效与资源的节约。
人们会愈发趋向简单高效的装置。
人类对生命权利的意识提高，或许及时是罪犯在捕获之后仍有权利生存下去，无需用极端的手段致使罪犯或是警匪双方发生伤亡，因此简单高效安全的装置会被优先选择。
所以该项技术装置很有发展的前景和很高的利用价值。
二、罪犯逃逸车迫停装置的国内外研究概况
1、罪犯逃逸车迫停装置国外研究状况
国外该技术尚未完全使用，处于对不同的车及不同速度下的迫停效果的试验，尚未将该装置完全装配到每一辆警车上，国外仍旧普遍在车头保险杠处安装碰撞杆配合直升机追踪或是无人机追踪技术等。
国内对于该项技术则处于认知阶段，尚未介入研究，而且国内对追捕罪犯逃逸车辆的意识尚处于开始阶段，对警车配备的装置尚少，但国内一直在加紧步伐，研究新技术，制造新装置，对该项装置加紧了了解。
3、罪犯逃逸车迫停装置的发展水平
现在，在我国对罪犯逃逸车的控制手段仍旧处于设置路障，让其在穿过路障时，轮胎被扎破，最终迫停；仍旧无法在追踪运动过程中迫停，所以仍有很大的发展空间，发展水平处于开始阶段。
设计内容和预期成果
（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）
1、罪犯逃逸车迫停装置设计内容
翻转折叠打开的梯形架；梯形架两要边上的缠绕式阻车网；夜里传动装置选择。
二、预期成果
1、设计目标：
根据产品设计要求，完整地设计出装配图一套、零件图若干，设计出的产品能应用于实际生产中。
2、设计要求：
系统地说明设计过程中问题的解决（确定传动和结构方案及零件材料的选择）及相关计算。
计算内容应包括有关计算简图，如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图、相关零件的受力分析图等。
3、计算过程完整有序，计算结果正确清晰，文字说明简明通顺。
计算过程只需列出已知条件、计算公式，将有关数据代入公式，省略计算过程，直接写出计算结果。
将计算结果整理后，写入右边栏内，并注明此结果是否“合用”或“安全”等结论。
4、任务完成验收时提供材料：
设计说明书一份，总装配图1张、零件图若干。
拟采取设计方法和技术支持
（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）
1、设计方法
查阅资料，罪犯逃逸车迫停装置的参数并运用caxa画出产品的零件图和装配图。
2、技术要求
设计以罪犯逃逸车迫停装置机构，利用缠绕式绳网缠绕车辆某一个后轮使其车轮停止转动达到迫停的目。
3、可能遇到的问题
罪犯逃逸车迫停装置工作方式与工作简图自己查询相关资料；
若装配图有问题，可以查阅资料或请教同学；
实现本项目已具备的条件
（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）
设计参数：
装置高500mm,腰边长1500mm。
数据如果有冲突，可以适当自己调整。
各环节拟定阶段性工作进度
（以周为单位）
1-4周完成开题报告
5-6周查阅资料，确定设计方案
7-8周计算所需参数
9-10周画出各个零件图和装配图
11-12周编写设计说明书
13-14周细节工作，准备答辩
开题报告审定纪要
时间
地点
主持人
参
会
教
师
姓名
职务（职称）
姓名
职务（职称）
论
证
情
况
摘
要
记录人：
指
导
教
师
意
见
指导教师签名：
年月日
教
研
室
意
见
教研室主任签名：
年月日
摘要
罪犯逃逸汽车迫停装置是一项简易且十分有效的现场追捕逃逸车的装置。
本文即对此装置进行了研究。
当今，我们可以了解到许多追捕的技术或是装置，例如：
电子追捕装置或是卫星定位技术。
但这些装置或是技术要么昂贵要么现场实效性不强，而我们这项技术装置通过有效锁止车后轮，实现对逃逸车的迫停和对嫌疑犯的抓捕。
我们通过采集各类车后悬长度然后制定出最佳的装置架构长度，通过采集各类车轮参数然后制定出最佳的架构宽度和绳网的最佳布置。
此项逃逸车迫停装置有效的解决了经济性问题且制造更加简易，若与定位技术配合使用实效性最佳。
关键词：
迫停简易经济实效
ABSTRACT
Vehiclestoppingdeviceisasimpleandveryeffectivedevicetotrackandescapetheescapevehicle.Inthispaper,thedeviceisstudied.
Today,wecanlearnmanyofthetechniquesordevicesthatarepursued,suchaselectroniccapturedevicesorsatellitepositioningtechniques.Butthesedevicesortechnologyiseitherexpensiveoreffectiveinthefield,andourtechnologyisdesignedtostopthecarandcapturethesuspectbyeffectivelylockingtherearwheelsofthecar.Wecollectallkindsofrearsuspensionlengthandthendevelopthebestdevicestructurelength,bycollectingallkindsofwheelparametersandthenmakingthebestframewidthandthebestarrangementofropenet.Theescapevehicleisforcedtostopthedevicetoeffectivelysolvetheeconomicproblemsandthemanufacturingiseasier,ifandpositioningtechnologycombinedwiththeeffectivenessofthebest.
Keywords:
Summaryeconomiceffectivenessforcedstop
第一章绪论
1.1罪犯逃逸车迫停装置的背景与意义
1.1.1罪犯逃逸车迫停装置的背景
因为先阶段的追捕罪犯逃逸车的技术是先进与粗暴的结合，无人机技术的追踪配合防撞警车的碰撞让逃逸车迫停；或是直升机追踪技术，直升机只是起到探照和跟踪的作用，最终让犯罪逃逸车迫停，认识地面车辆的围追堵截，甚至相互碰撞致使其迫停；GPS定位技术—给每辆车以固定的编号，车与编号及定位信息一同编入电文，按总部要求输入到总部电脑系统，实现定位；还有的就是花样众多的阻车器—八九式阻车钉，便携式阻车器等等，这些阻车技术无法在运动行进中或是警车追赶逃逸车时迫使逃逸车停止；科技性强的如：
电磁脉冲技术破坏ECU使车辆迫停，但它很难做到全国化的普及。
无论是碰撞迫停还是阻车器迫停，在高速行驶下有很大的可能性发生翻车等事故，不能保证一定的安全性，若是电磁脉冲则在经济性，研究上有一定难度。
所以在罪犯逃逸车迫停装置上从经济性，安全性等方面还是有很大的发展的空间。
1.1.2罪犯逃逸车迫停装置的意义
1）在高速行驶时，让其后车轮停止转动致使迫停，并减少伤亡。
2）提升了追捕逃逸嫌疑犯的效率。
3）相对于其他的技术，该装置构造简单，制造简易，可大大减少人力与物力的消耗。
1.2罪犯逃逸车迫停装置国内外研究现状
1.2.1罪犯逃逸车迫停装置的国内发展现状
国内对于该项技术则处于了解研究阶段，慢慢介入研究，虽然国内对警车配备的装置尚少，但国内一直在加紧步伐，研究新技术，制造新装置。
但也有一些较成熟的技术，例如：
（1）八九式阻车钉
八九式阻车钉是常使用的主要阻车器材。
该阻车钉是一种利用针刺排气的方法拦截或阻止各种充气轮胎的机动车辆强行通过的制式器材。
它可以在各种预定路面上，使大小货车、各种小汽车、摩托车等无法通行或中止行驶，是执行任务中封锁路口，缉拿罪犯、营救人质的较为实用器材。
（2）便携式路障破胎器
便携路障破胎器也是利用针刺排气法破坏轮胎实现阻车的。
它与八九式阻车钉的不同主要在
于联系带的不同，它的联系带是由若干相互交错的铝合金条组成。
铝条由可动铰链连接，组成可伸缩的棱形。
阻车钉的结构与八九式阻车钉基本相同。
该破胎器的改进之处在于其收放较为方便。
使用时将该破胎器放置并固定在路边，打开箱盖，直接拉出阻车钉，在预定路面上展开，并将其固定在路的另一边，收放按相反顺序进行。
（3）遥控阻车钉
遥控阻车钉一般由遥控器、阻车钉箱两部分组成，其种类多样，使用相对比较方便。
实现了自动布设、撤收以及车钉的自动控制。
其原理也是利用针刺排气法。
以上介绍的阻车器（路障破胎器）在阻车技术原理上是一致的，即针刺排气法：
在车辆通过阻车带时，阻车钉在车辆自身重力的作用下迅速刺入轮胎，轮胎内的高压气体通过放气槽向外排放。
同时，随着车辆的运动惯性及橡胶轮胎本身所具有的弹性压力，将阻车钉从阻车带底座中拔出而随车胎带走，并继续发挥排气作用，直至排完为止，从而迫使车辆停止行驶。
1.2.2罪犯逃逸车迫停装置的国外发展现状
国外该技术尚未完全使用，处于对不同的车及不同速度下的迫停效果的试验，尚未将该装置完全装配到每一辆警车上，国外仍旧普遍在车头保险杠处安装碰撞杆配合直升机追踪或是无人机追踪技术，同时也出现较新颖的技术，例如：
刚性拦截系统（刚性拦截路障）这些类型的刚性拦截系统大多以液压油缸驱动刚性拦截板升起进行拦截，控制方式有手动、遥控等。
这种拦截方式能对非法入侵车辆实施有效拦截。
国外已经有多家公司生这种产品其中美国secureUSA.inc等公司，以色列Ta’amalMizra公司最为著名。
尽管刚性拦截装置可以有效的对车辆实施拦截但是刚性拦截系统也有缺点，主要是：
①对车辆和乘员有可能产生致命性伤害，对生命财产安全没有保障；
②拦截系统基本上不可重复使用，使用成本较高；
③由于结构限制，不能实施双向拦截，逆向车辆可借助坡度强行通过；
④对布防地形要求很高，由于拦截装置是刚性的，在布防时要求安装地面非常平整，否则会造成拦截系统结构变形，影响正常工作。
采用箱型地下安装方式时，施工的难度很大；
⑤布防宽度调整困难，采用刚性拦截装置，其拦截宽度几乎不可以调整，因此整个拦截系统很难标准化，增加了制造和部署成本。
缠轴阻车网，包括由特殊材料做成的拉绳编织而成的网体、固定于网体上的刺胎钉。
拉绳的相交处构成节点，刺胎钉固定于至少一个节点处的网体上。
按照这种布置方式可以将多个刺胎钉布置在同一个网体上，当机动车辆的轮胎与缠轴阻车网接触时，其刺胎钉刺破机动车辆轮胎的效率大大增加；缠轴阻车网还能顺着轮胎缠入机动车辆的轮轴上，导致机动车辆的轮子无法转动，迫使车辆停下来。
和缠轴阻车网原理类似，X-net（X网）是一种具有强烈粘性的阻拦网，将车辆的行驶系统缠绕，迫使车辆停止。
该产品重量轻，使用方便，但缺点是不能重复使用，因此使用成本很高
1.2.3罪犯逃逸车迫停装置的发展与展望
随着社会的发展，人类安全意识的提高和社会资源利用的高效与资源的节约。
人们会愈发趋向简单高效的装置。
人类对生命权利的意识提高，或许及时是罪犯在捕获之后仍有权利生存下去，无需用极端的手段致使罪犯或是警匪双方发生伤亡，因此简单高效安全的装置会被优先选择。
所以该项技术装置很有发展的前景和很高的利用价值。
1.3本设计的主要内容
本设计主要内容：
1）折叠打开是梯形架。
2）梯形架两腰边上的线圈式绳网。
3）设计与选择液力传动装置
第二章罪犯逃逸车迫停装置的总体设计
2.1罪犯逃逸车迫停装置结构的基本构想
第一，罪犯逃逸车迫停装置采用翻转折叠式打开和收拢的方式，因为采用翻转折叠式在完全伸展开时，可以保证装置向前方伸展足够的长度；与此同时在折叠收拢时不会阻碍驾驶员的驾驶视线，保证驾驶的安全性。
第二，当装置完全伸展开时，从俯视的角度观察，装置成梯形结构。
采用这种构想一方面在装置完全收拢时减少占有横向空间，减少装置的笨重感，加强灵活性；另一方面，当装置完全伸展开时，在装置末端却有足够的横向长度，有足够的时间与空间去接触至缠绕上逃逸车汽车后轮实现抓捕。
第三，由于不同类型的车辆后悬长度不同，综合大量不同类型车辆的后悬长度，发现汽车后悬在1250mm左右，在保证尽量不碰撞的前提之下，装置完全伸展的长度为1500mm；除了后悬长度的不同，不同类型的汽车其后轮宽度也尽不相同，在综合的情况下，一般汽车后车轮宽度在2500mm左右，在保证装置有足够的横向空间与时间与逃逸车后轮接触，将装置完全伸展开时的末端宽度设置为600mm至800mm.
其运动简图如图2—1所示；
图2—1罪犯逃逸车迫停装置
2.2尺寸参数
（1）外廊尺寸
罪犯逃逸车迫停装置完全伸展的腰边长度为1500mm，装置高为500mm，顶端宽度300mm，末端宽度600mm—800mm。
（2）一级连接转件
长700mm，槽内宽70mm，厚度4mm,高度70mm。
（3）二级连接转件
长600mm,槽内宽27mm,高度为50mm，壁厚4mm。
2.3质量参数
根据密度质量密度公式
（2—1）
式中m—物体质量；
ρ—物体密度（铁的密度为7.8g/㎝3）
V—物体的体积
（1）整体质量
罪犯逃逸车迫停装置整体质量大约20kg。
（2）主要零件质量
支撑架质量大约为13.5kg，一级连接转件与第一滚轴和第一推杆的质量和为3.5kg，二级连接转件与第二滚轴和第二推杆的质量和为3kg。
2.4本章总结
本章主要介绍了罪犯逃逸车迫停装置的整体数据，增强对整体的了解，同时也是为了加强对零件的把握与分析。
第三章动力装置液压装置的设计及选择
3.1液压泵的选择
3.1.1液压泵的性能参数
（1）输出压力与额定压力
液压泵的输出压力是指其工作时的压力。
额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按使用标准的规定，能连续运转的最高压力称为额定压力。
输出压力超过额定压力就是过载。
（2）排量与流量
液压泵的排量是指泵轴转一转时，密封容积的变化量。
排量用V表示，单位为L/r。
液压泵的理论流量是指泵在单位时间内理论上可排出的液体体积，用qVt表示。
当泵的转速为n时，则
。
由于存在泄漏问题，泵输出的实际流量少于理论流量，实际流量与理论流量的比重称为溶剂效率ηV，则：
（3—1）
式中qV—泵输出的实际流量
?
qV—泵的泄漏量
（3）功率与总效率
输出功率等于输入功率，及理论功率是
（3—2）
（3—3）
式中PT—理论功率
Tt—液压泵理论转矩
W—液压泵角速度
P—液压泵的输出压力
液压泵的机械效率
（3—4）
式中?
T—液压泵的损失转矩
液压泵的总效率η：
（3—5）
3.1.2液压泵的分类及选用
齿轮泵是容积泵的一种，由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。
吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。
齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
齿轮泵工作时，主动轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。
泵体上装有安全阀，当排出压力超过规定压力时，输送液体可以自动顶开安全阀，使高压液体返回吸入管。
但是齿轮泵的泄漏较大，外啮合齿轮运转时泄漏途径有以下三点：
一为齿轮顶隙，其次为测隙，第三为啮合间隙。
如下图3—1所示；
图3——1齿轮泵工作原理图
叶片泵，是转子槽内的叶片与泵壳（定子环）相接触，将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵。
叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。
但是叶片泵的管理要点除需防干转和过载、防吸入空气和吸入真空度过大外。
如下图3—2所示；
3—2叶片泵工作原理图
柱塞泵，是由电动机提供泵的动力，经鼓型齿联轴器带动减速机转动。
由减速机减速带动曲轴旋转。
通过曲柄连杆机构，将旋转运动转变为十字头和柱塞为往复运动。
当柱塞向后死点移动时，泵容积腔逐步增大，泵腔内压力降低，当泵腔压力低于进口压力时，吸入阀在进口端压力作用下开启，液体被吸入；当柱塞向前死点移动时，泵腔内压力增大，此时吸入阀关闭，排出阀打开，液体被挤出液缸，达到了吸入和排出的目的。
如下图3—3所示；
图3—3轴向柱塞泵工作原理图
齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修方便、可以适应多尘、高温和有剧烈冲击的恶劣使用条件。
叶片泵压力脉动小，结构复杂，目前仅用于起重运输车辆等方面。
轴向柱塞泵结构紧凑，能在高压和高转速下工作，但该泵结构复杂，价格较高，多用于挖掘机等机械中。
液压泵性能比较如下表3—1所示；
表3—1液压泵性能比较
罪犯逃逸车迫停装置体积小，整体质量为20kg，其中一级连接转件与滚轴等部分的质量和为3.5kg,二级连接转件和与其结构相结合的零件质量和为3kg。
二级连接转件的长度为600mm。
力矩公式
（3—1）
由于自重因素，二级连接转件打开需要大约为50N的力为打开二级连接转件所需最大的力，作用于第二推杆的力大约为120N,此时一级连接转接转过60°，更具三角函数关系，液压泵此时需输出240N的作用力。
又因为，罪犯逃逸车迫停装置的体积小，而且工作环境多在露天，灰尘容易聚集，且可能发生碰撞威胁。
综上所述，选择外啮合齿轮泵。
3.2液压缸的设计计算
不同负载条件下液压缸的工作压力如下表3—2所示；
表3—2不同负载下的工作压力
依据公式（3—1）所计算出液压泵需输出的240N动力，则有表（3—2）所得，初步选取负载或是液压泵输出压力500N，工作压力0.45MPa。
因为液压缸的缸筒内径D式根据负载大小F和预选定的工作压力p，再通过如下公式；
（3—6）
式中p—无杆腔的压力；
—液压缸的机械效率，去该值为0.90；
由该公式计算后，再从标准GB/T2348—1993，如下表3—3所示；
表3—3缸筒内劲D的系列
活塞杆直径d的取值可按其工作时的受力情况由表3—4初步所取；
表3—4活塞杆直径选取
计算出的活塞杆直径可按标准GB/T2348—1993得出，如下表3—5所示；
表3—5活塞杆直径d系列
所以得出D=40mm,d=20mm。
液压缸的强度校核计算公式；
（3—7）
式中d—活塞杆直径；
F—液压缸负载；
—活塞杆的许用应力；
d1—空心活塞杆孔径，对实心杆d1=0.
刚度计算公式；
（3—8）
式中nk—安全系数，一般取值2～4.
经刚度和强度校核，活塞杆符合要求。
3.3阀门选择与动力装置原理图
为避免罪犯逃逸车迫停装置装置不能打开的特殊状况下，使油路内压强过大而发生意外及对动力装置产生破坏。
所以选择了溢流阀保证液力装置内的压强正常，同时为了更好控制罪犯逃逸车迫停装置的伸展与收拢，选择用二位四通阀。
所以动力装置原理图如下图3—4所示；
图3—4动力装置原理图
3.4本章小结
本章针对液压泵的原理以及分类的简述分析，对液压泵进行了合理的选择，同时对液压缸的设计计算分析，根据实际工作的需要合理的选用液压缸以及液压阀，对动力装置的动力传递以及安全隐患进行了合理分析，绘制了合理的原理图。
第四章罪犯逃逸车迫停装置主要零件设计与选择
4.1支撑架的结构设计
支撑架主要起到将装置固定到车辆保险杠位置处（车头）并且给动力装置（液压泵）提供安装位置的作用，同时支撑架是整个装置梯形形状的雏形（从俯视的角度就能简易的观察出），梯形是为了保证罪犯逃逸车迫停装置在伸展开时，其末端有足够的宽度，使缠绕式绳网有足够的空间去接触汽车某一个后轮；同时在装置收拢时，其始端的宽度小，减少占用空间，同时使整个装置看上去不笨重，也节约了材料，通过对车前部高度的测量，以及按人机工程学的测量方法，在保证不破坏驾驶员视线的条件下，选择数据，其零件结构如图4-1所示。
图4-1支撑架零件图
4.2一级连接转件结构设计
一级连接转件承接支撑架与二级连接转接，是装置一级（第一次）翻转打开，同时除了连接支撑架的转轴结构外，其主要结构为槽型，两侧槽壁有一段镂空，用作滚轮轨道，同时槽壁上有缺口是为了方便安装滚轮，但在距离长度的计算已经防止了在装置完全伸展开时滚轮脱离转件，同时将一级、二级连接转接的连接孔设置在槽壁末端顶角处为了使第二推杆连接两滚轴时有一定倾斜度，促进装置伸展开。
在一级连接转件的末端外壁上有两“耳”，主要起到支撑二级连接转件的作用，减轻第一连杆对二级连接转件的拉力作用提供支撑，同时避免由于二级连接转件旋转角度过大，从而破坏抓捕的效果，同时将一级、二级连接转接的连接孔设置在槽壁末。
其设计数据来源主要通过对驾驶员正前方视线与地面夹角的计算并选取适合的长度，槽宽与壁厚的选取依据工作的环境、刚度与疲劳强度以及节约和材料运用合理性来设计计算并选取的，其零件结构如图4-2所示。
图2-2一级连接转件零件图
4.3二级连接转件结构设计
二级连接转件其主要结构为槽型，两侧槽壁有一段镂空，槽壁上有缺口，同样是为了方便安装滚轮，但在设计计算时，保证了轨道上端边的长度，保证滚轮在运动的过程中不会脱离转件；整个槽零件有一段是无底的，这为第二推杆的运动提供了腾出了空间，促进装置更加顺畅的展开与收拢，槽壁末端的小孔，为安装缠绕式绳网提供了方案例附加一条细线，其一端困住绳网，另一端通过孔打个活结，即固定住绳网，有不妨碍绳网缠绕车轮，其数据来源依据第一因为通过测量汽车后悬以及相关因素的考虑下，制定了装置的腰边长度，第二通过对一级连接转件长度的确定，从而初步确定二级连接转件的长度，二级连接转件作用是为缠绕式绳网提供附着点，所以并不需大尺寸，综合考虑选取了现在的尺寸。
其具体结构如图4—3所示；
图4—3二级连接转件零件图
4.4第一
升级会员 