研发背景：
近年来，煤矿井下无轨胶轮车被许多现代化矿山大量使用，但在使用过程中，因刹车失灵、挂档失败或其他原因，造成的无轨胶轮车速度失控并跑车现象屡有发生，往往会造成严重的人员伤亡和财产损失，成为矿山安全的一大隐患，多起严重的人员伤亡事故，引起了国家安全监督管理总局的高度重视，国家安全监督管理总局连续出台多项文件，要求加强无轨胶轮车运输系统的安全管理，《煤矿安全规程》第三百九十二条明确规定 :“长坡段巷道内必须采取车辆失速安全措施”。
目前，矿山企业为应对长坡段巷道内发生的胶轮车失速跑车事故，曾经采取了在巷道壁上安装废旧轮胎、在巷道内开拓上山盲巷、车头部拦截等各类措施。但由于各类措施在实施拦截高速跑车的事故车辆时，往往无法保证车辆及人员的真正安全，存在较大的安全患。
鉴于以上现状，从 2013 年开始，亿万先生矿山设备有限公司自主研发了无轨胶轮车失速防护装置，该装置采用尾钩挂阻拦索的拦截制动方式，对失控后的胶轮车可以实现有效的拦截，把无轨胶轮车的动能转化为吸能器自身的热能，使车辆柔性减速并平稳制动。制动过程安全平稳，对车辆本身及人员无任何伤害。截止 2023年 7 月，亿万先生公司成为国内首家也是唯一一家获得无轨胶轮车失速防护装置整机煤安标志证书的企业，所生产的无轨胶轮车失速防护装置已陆续在全国 100 多家煤矿企业安装使用，经过大量工业性现场试验，受到广大矿山客户的高度认可。
研发历程：
产品介绍：
无轨胶轮车失速保护装置，借鉴航母舰载机着陆时的尾钩挂阻拦索的拦截制动方式，采用无轨胶轮车上安装固定尾钩，在巷道内布置吸能器和阻拦索，通过尾钩挂阻拦索的方式，对速度失控车辆，进行柔性减速制动。在无轨胶轮车发生速度失控时，可以给车辆提供一个外在的可靠而且平稳的拉力，使车辆逐渐减速制动，避免持续向下跑车，起到良好的减速、制动效果。
尾钩挂阻拦索的制动方式，缓冲制动力牵引车辆的后部的下方，被牵引车辆受到向后的均匀的拉力，不承受侧向外力，车辆无侧翻的危险。同时，安装在胶轮车上的无线基站发出声光报警，提示车内人员尾钩已经释放，同时在巷道内，通过信号灯同步报警，提醒其他车辆注意有效避让，避免产生次生事故。
整个无轨胶轮车失速保护装置，独立于无轨胶轮车原控制系统，不会对无轨胶轮车原车的电气性能、机械性能及制动性能造成影响。
无轨胶轮车失速保护装置采用吸能器吸能制动，柔性缓冲效果明显，在车辆时速50kmh ~7OKkmh的范围内，经过我公司四十多次试验，对于2吨~20吨质量的车辆，均能实现柔性缓冲制动。2吨空载车辆时速50km时，制动距离在5米以上，20吨重载车辆时速7Okm时，制动距离在75米以内，制动减速度始终在0.5g ~ 2.5g的范围内，完全在人体所能承受的的制动减速度范围内(人体能够承受5g的制动减速度)，司机及乘员无不良生理反应。
该系统相比原来的减速制动措施，制动效果好，对人员和车辆无损伤，实现了对无轨胶轮车速度失控的主动防御和保护，有效地降低了无轨胶轮车速度失控后，发生恶性事故的风险，提高无轨胶轮车运输系统的安全指标。
产品组成：
系统功能介绍：
■尾钩挂阻拦索制动功能
采用尾钩挂阻拦绳索的方式进行制动。当车辆尾钩行进到吸能器所在位置时，连接两吸能器的阻拦索就会被尾钩捕捉，对车辆施加恒定的外力，使车辆减速制动，缓冲一定的距离后，最终使车辆停下来。制动车辆受到向后的均匀的制动力，阻拦绳索可在尾钩内窜动，车辆无侧翻的危险。尾钩上具备防脱钩装置，确保阻拦索进入尾钩后不会脱出。阻拦索装置为常闭式防护，没有额外的动作机构，减少了故障点，更加安全有效；避免了采用常开式防护时，万一发生失速时，阻拦装置不能动作的危险。
■尾钩释放功能
在车辆因刹车失灵、挂档失败等原因，发生失速跑车紧急情况下释放尾钩。脚踏释放方式为司机踩下踏板控制尾钩释放装置释放尾钩，自动释放方式为胶轮车车速超过设定速度后，车载基站控制尾钩释放装置自动释放尾钩。
■阻拦索张紧功能
采用阻拦索张紧装置张紧横跨在巷道内的阻拦索，使阻拦索始终离地面≥ 30mm，便于失速的无轨胶轮车尾钩落下后，能够钩住阻拦索。自动张紧还可以将阻拦索的张紧力和张紧状态上传至上位机系统中显示，当阻拦索张紧力下降到设定值时报警提示。
■吸能器柔性缓冲功能
吸能器输出均匀的拉力，能够有效避免拦截时对无轨胶轮车的冲击，确保车辆的制动减速度在 0.5g ～ 2.5g范围内，使车辆缓慢减速制动，充分保证车上人员安全。
■车载语音报警提示功能
胶轮车安装位置传感器和测速传感器，当车辆尾钩落下、车辆超速运行后，车载基站能语音报警提示司机注意。
■巷道声光报警功能
巷道内阻拦索正上方安装有本安型信号灯，车辆正常运行时，信号灯绿色闪烁，当车辆失速时，信号灯红色闪烁，同时语音报警，提示车辆注意避让。
■车辆精确定位功能
车载基站内置精确定位模块，模块采用超带宽 (UWB) 高精度定位技术，实现车辆静态定位精度约为30cm。
■上位机系统管理功能
上位机系统主要由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统包括服务器、显示器、光电交换机等，软件系统主要包含上位机软件和数据接口等。上位机软件内置 GIS 地图技术，能实时显示井下车辆的位置、行进方向、运行速度等信息，实时显示井下阻拦索的状态信息，通过视频监控界面能实时显示阻拦索的视频画面。能查看胶轮车的运行轨迹和记录、阻拦索的状态报警记录、车辆尾钩落钩记录等信息。井下阻拦索状态异常时，上位机系统能声光报警提示。
■井下交通自动控制功能（选配）
系统采用分布式管理，由控制器收集车辆运行信息，进行分析处理，控制信号灯输出信号，实现自动控制功能；系统可以脱离地面主机自行运行调度控制功能，能显著提高效率和系统可靠性。
■闯红灯记录功能（选配）
系统能实时记录和显示井下闯红灯车辆的信息，并在上位机系统报警显示。
■人工调度优先的功能（选配）
通过服务器的系统软件发送调度命令，指定区间车辆上行或下行的优先顺序，井下控制器按照控制命令控制信号灯转换，实现地面控制。
■行车记录功能（选配）
装置支持 4 路摄像仪信号输入，4 路视频能同时 4 分割显示在显示屏上，车载终端能实时存储 4 路视频信息。
■倒车影像功能（选配）
位置传感器感应到车辆挂倒挡后，车载终端控制显示屏将倒车摄像仪全屏放大显示。
■疲劳驾驶检测功能（选配）
该装置具有防疲劳驾驶检测功能，安装在驾驶室仪表台的智能摄像仪检测到司机任何异常驾驶行为（疲劳、分心、吸烟、打电话、打哈欠、无司机和离岗），车载终端运算分析后，会控制显示屏发出声音及视觉警报。
上位机界面展示：
技术参数：
产品优点
智能化
阻拦索自动张紧：可选配阻拦索自动张紧装置，拉力传感器、电动执行器、控制箱等，拉力传感器对阻拦索张紧力实时检测，当控制箱检测到张紧力下降到一定数值时后，自动控制电动执行器张紧阻拦索，系统检测到张紧力上升到设定数值时后，控制箱自动控制电动执行器停止张紧阻拦索。当张紧力传感器下降后，控制箱控制巷道报警灯箱红绿灯交替闪烁声光报警“张紧力下降，请检查！”，同时将报警信息上传至调度室内的上位机系统，当检测到张紧力恢复正常值时，系统停止报警。这样能实时的监测阻拦索是否处于有效张紧状态，充分保证了系统的可靠性。
车载无线基站：接收位置传感器传送来的尾钩的位置信号，并根据位置来决定是否报警，同时将信号发送至控制箱，实现整个巷道信号灯同步报警。
状态可检测：上位机软件对于车辆超速及尾钩脱落报警可实时监测。
安全化
车辆精准拦截：尾钩上下放拉紧装置和防脱装置，其拦截率100%，实现拦的准，拦得住。
柔性缓冲拦截：阻拦索与航空缓冲吸能器连接，航空缓冲吸能器均匀输出阻力，车辆匀速制动，保证车辆减速度在0.5g~.5g范围内，缓冲距离远，制动过程人体始终可承受，真正意义做到车辆及人员零损伤。
拦截种类众多：对于2吨~20吨的车辆，均能实现柔性制动拦截。
安全系数高：拦截装置为机械拦截，可靠性高，日常保养量小，相对于多级电控控制的挡车装置，其对井下恶劣环境的适应性更强，安全系数高。
人性化
拦截无心理负担：当胶轮车处于失速时，挡车拦式拦截车辆头部，司机会有很大的心理的障碍，大多数驾驶人员则会选择蹭帮减速的制动方式，尾钩式的拦截方式驾驶人员则无心理负担。
尾钩释放装置人性化：当胶轮车发生失速时，根据人体第一反应，双手抓住方向盘，脚猛踩刹车，无暇顾及手脚之外的其他设备。踏板装置则适用此紧急状态。
合规化
符合煤安规程：《煤矿安全规程》2022版第387条明确要求挡车装置必须经常关闭，放车时方准打开。在常规情况及加装阻拦索自动张紧的状态下，阻拦装置始终处于常闭式，符合煤安规程。
无轨胶轮车缓冲制动视频截图
无轨胶轮车以65km/h的速度驶来。(模拟制动失灵状态)
在距离阻拦索约30米距离时，司机释放尾钩。尾钩释放后，在自身重力和拉簧的作用力下落向地面，并紧贴地面随车辆前行。
尾钩勾住阻拦索并锁定。
尾钩勾住阻拦索后，开始减速制动，缓冲制动减速度在0.5g ~ 2.5g范围内。
车辆在吸能器的拉力作用下，缓冲约21米，完全制动停稳。
车辆被成功缓冲制动，人员无不良生理反应，人员下车。
部套件功能介绍：
踏板装置：踏板装置安装于车辆驾驶室内，由司机在紧急情况下踩下，释放尾钩。
尾钩装置：尾钩固定于车辆的后方，尾钩释放后，在自身重力和拉簧的作用力下落向地面，并紧贴地面随车辆前行。当车辆尾钩行进到吸能器所在位置时，连接两吸能器的阻拦索就会被尾钩捕捉，对车辆施加恒定的外力，使车辆减速制动，缓冲一定的距离后，使车辆停下来。尾钩捕捉阻拦绳索的制动方式，缓冲制动力牵引车辆的正后部的下方，被牵引车辆受到向后的均匀的制动力，不承受侧向外力，车辆无侧翻的危险。尾钩上具备防脱装置，确保阻拦索进入尾钩后不会脱出。
尾钩释放装置：
尾钩释放装置分为脚踏释放和自动释放两种模式，脚踏释放模式采用踏板液动释放，踏板装置安装于车辆驾驶室内，由司机在紧急情况下踩下，释放尾钩。自动释放采用气动或电动动力，与胶轮车运行速度关联，当胶轮车运行速度超过设定值时，锁轴组件进行自动释放尾钩。
车载电控装置：
车载电控装置由矿用本安型车载无线基站、矿用本安型位置传感器、矿用本安型霍尔传感器、矿用隔爆兼本安型电源箱、矿用隔爆型电机（电动自动落钩）和矿用本安型电磁阀（气动自动落钩）等组成。
无线基站接收位置传感器传送来的尾钩的位置状态的信号，并根据信号来决定是否报警。如尾钩一直处于原始状态，则不报警；尾钩释放，则进行声光报警；尾钩再次复位，则声光报警停止。无线基站同时将该报警信号发射给巷道内的矿用隔爆兼本安型控制箱，确保巷道内的信号灯同步报警（或停止报警）。矿用本安型位置传感器：位置传感器用于检测尾钩的位置状态，并将这个信号传送给车载无线基站。 霍尔传感器：速度检测机构由霍尔传感器和测速磁铁组成，磁铁固定在传动轴上，霍尔传感器能测量车辆的实时运行速度。车载电源箱：将车辆 24V 隔爆电源转换为本安型 12V 电源，给车载基站和传感器工作用，功率≤ 15W。
吸能器：
吸能器能够输出均匀的阻力，当安装在无轨胶轮车上的尾钩挂住阻拦索时，无轨胶轮车的动能，被吸能器吸收，使无轨胶轮车均匀减速制动，最终停下来。整个缓冲制动过程为柔性缓冲，确保车辆的制动减速度在 0.5g ～ 2.5g 范围内，确保制动过程始终在人体可承受范围内。
阻拦索：
阻拦索与吸能器相连，横跨于道路上，阻拦索被尾钩捕捉后，在吸能器的作用下，缓冲制动车辆。如尾钩捕捉点末在阻拦索中央，阻拦索也可均衡输出制动力，并在尾钩内自由滑动，不对车辆产生侧向力。
阻拦索自动张紧装置：
主要包含紧绳器、张紧筒、尼龙保险、φ10 钢丝绳、托绳轮、导向轮、电动执行器。阻拦索一端连接机械张紧，一端连接自动张紧。阻拦索自动张紧装置张紧横跨在巷道内的阻拦索，使阻拦索始终离地面≥ 30mm，便于失速的无轨胶轮车尾钩落下后，能够钩住阻拦索。矿用隔爆兼本安型电动执行器连接在阻拦索的另一端，正常情况下，当拉力传感器检测到阻拦索张紧力小于设定值低限时，电动执行器内的电机带动减速机滚筒旋转，滚筒上的钢丝绳开始缠绕，从而达到收绳张紧阻拦锁目的，当张紧力传感器达到设定值高限时，电动执行器停止旋转。
巷道电控报警装置：
主要由矿用隔爆兼本安型控制器和矿用本安型信号灯组成。矿用本安型信号灯：信号灯在巷道内悬挂安装于阻拦索上方，车辆失控时，既可以起到报警作用，又可以提醒阻拦索所在位置，确保司机做好准备，提前释放尾钩。无轨胶轮车正常运行时，巷道内的信号灯绿灯闪烁显示。尾钩释放后，巷道里的所有的信号灯同时变为红色灯显示，同时语音报警“前方事故，小心驾驶”。 矿用隔爆兼本安型控制器：巷道内的矿用隔爆兼本安型控制箱用于接收车载无线报警器发射的无线信号，并控制信号灯同步报警（或停止报警），将巷道内的所有控制机级联后汇总数据上传至调度室的上位机。
《煤矿安全规程》第三百九十二条规定 : 长坡段巷道内必须采取车辆失速安全措施。因此，确保无轨胶轮车运输系统的安全运行，尤其是长坡段斜坡巷道内车辆的安全运行，在矿山辅助运输安全管理中具有重要意义。
从 2013 年开始，无轨胶轮车失速防护装置陆续在包括陕煤集团、陕西有色、同煤集团、国能集团、中煤集团、山东能源、大唐煤业、山西焦煤等全国 100 多个矿井安装使用，经过大量工业性现场试验，受到广大矿山客户的高度认可。同时，多年来，根据客户意见反馈，产品进行了多次升级改进，使该系统的安全性和可靠性有了充分的保证。无轨胶轮车失速防护装置的问世，为长坡段巷道内失速车辆的安全制动提供了一套高可靠性的良好解决方案，该装置的成功应用，必将对矿山无轨运输系统的安全提升起到巨大的推动作用。
