CN103373365A - 公轨两用遥控车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种公轨两用遥控车，该车包括车体，车载控制装置，驱动装置，转向装置，遥控接收装置，轨道导向轮，行走驱动轮，所述车载控制装置分别和遥控接收装置、驱动装置、转向装置和电动推杆电连接，驱动装置和转向装置控制行走驱动轮工作，电动推杆控制轨道导向轮工作，主要适用于轨道车辆检修维护场地，车身带有可扩展功能联接槽，通过模块化得组合，该车可与检修设备、装卸设备、联接设备结成一体，集维修、装卸、牵引、转运功能于一身，本发明可靠性高、控制方便、运转灵活、对工作场地适应性强，无拖缆、轻松完成公路和轨道间的过渡转移，能满足对机车车辆维护检修的多种工艺要求，且能简便快捷的实现公轨两种交通模式的转换。

Description

公轨两用遥控车及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种铁路机车车辆检修专用车辆，特别是涉及一种铁路轨道和路面行驶的两用检修车辆技术领域。

背景技术

我国铁路客、货运输长期处于满负荷工作状况，这势必会增加机车车辆的检修工作量，而现有的检修设备在机动性、通过性和通用性方面都不尽人意，特别对于机车车体、客车集便器之类的大部件的维护检修和拆装，更是劳动强度大、效率低且不安全。所以研发一种高效安全、节能减排，功能具有可扩展性、转运快捷、操控简便、公轨两用的检修设备承载车成为当务之急。

目前已有的公轨两用车，大型的主要用于牵引，其自身结构复杂、体积庞大、能耗高、造价不菲；轻型的则多用于转运，这类车辆除了增加在铁轨上行走的功能外，其设计理念仍驻留于常规车辆的概念上，难以满足机车车辆维护检修的多种工艺要求，难以适应各类工作场地对运行要求的限制。

发明内容

本发明针对上述背景技术中所述的不足，设计出一种在二维平面上具有全方位移动功能、四轮驱动、无线遥控，将检修与转运集合于一体，可以承载各种检修设施在狭窄或拥挤的工作场地内自由穿行，可以轻松实现公路-轨道行走转换的公轨两用遥控车，安全高效地实现现场检修和转运功能，人机分离，车体通过性强，操作灵活，且能满足各种检修工况。

本发明提供了一种公轨两用遥控车，包括车体、车载控制装置、遥控接收装置、轨道导向轮、行走驱动轮，每个行走驱动轮都带有电机和转向装置，电机与行走驱动轮同轴安装，转向装置与行走驱动轮轴向垂直机械连接，每个行走驱动轮外侧各有一个的轨道导向轮，轨道导向轮和电动推杆相连接，所述车载控制装置分别和遥控接收装置、电机、转向装置和电动推杆电连接。

进一步地，所述的公轨两用遥控车，采用蓄电池组供电；所述行走驱动轮为橡胶轮。

本发明同时公开一种所述的公轨两用遥控车的控制方法，根据作业任务要求，发送操作与控制指令信息，对车体进行实时性操控，实现车体工作模式的选择或转换，其特征在于包括下列步骤：

步骤1，遥控接收装置接受摇控控制命令，通过脉冲信号传输给车载控制装置；

步骤2，车载控制装置接受控制命令后，对控制命令解析；

步骤3，如果接受的是调节车体运动状态的命令，车载控制装置发出控制相应电机的脉冲信号指令，控制电机的转速、转向，从而控制行走驱动轮的动作，调节车体当前的运动状态；

如果接受的是转换工作模式的命令，车载控制装置发出控制电动推杆动作的指令，控制电动推杆向上或向下动作，使轨道导向轮悬空或下放接触到轨面，实现在公路上或在轨道上对车体运行的操控。

所述的公轨两用遥控车，其车体带有连接不同设备的连接件。

附图说明

图1公轨两用遥控车控制示意图

图2公轨两用遥控车平面上万向移动示意图

图3公轨两用遥控车轨道交通模式

图4公轨两用遥控车公路交通模式

图5轨道导向轮工作位置示意图

其中：1遥控接收装置  2车载控制装置  3行走驱动轮  4轨道导向轮5电动推杆  6电机  7转向装置  8车体  9导轨  10公路11连接件

具体实施方式

如图1所示，根据作业任务要求，发送操作与控制指令信息，对车体进行实时性操控，实现车体工作模式的选择或转换，遥控装置左侧操纵杆控制车轮启动、停止、以及前进、后退、左右平移四个方向的运动，遥控装置右侧操控杆控制电动推杆的启动、上升、下降和停止。遥控装置中下侧操纵杆控制车轮回转角度。在实际应用中，可视现场工况选定车速档，然后根据工艺要求，左右手配合扳动操纵杆控制车轮的运动方向，以实现在公路上对车体运行的操控。其控制步骤如下：遥控接收装置1接受摇控装置的命令，通过脉冲信号传输给车载控制装置2，车载控制装置接受控制命令后，对控制命令解析并做出相应动作指令，如果接受的是调节车体运动状态的命令，车载控制装置发出控制相应电机的脉冲信号指令，控制电机的转速、转向，从而控制行走驱动轮的动作，调节车体当前的运动状态；如果接受的是转换工作模式的命令，车载控制装置发出控制电动推杆动作的指令，控制电动推杆向上或向下动作，使轨道导向轮悬空或下放接触到轨面，实现在公路上或在轨道上对车体运行的操控。

如图2所示，车载控制装置2依遥控接收装置1的信号发出指令，控制遥控车四个行走驱动轮3按要求动作，四个行走驱动轮3分别由四个独立电机6驱动，并能实现无极变速，以保证有强劲的驱动力和足够的牵引力；四个转向装置7分别控制行走驱动轮3转向角度，行走驱动轮3可以在0-135°的范围任意转向，以使公轨两用遥控车能在二维平面上沿任意轨迹运动；电机6控制其转速大小，所述行走驱动轮两侧各有一对用于导向的轨道导向轮4，轨道导向轮4与电动推杆5相连接，控制装置2控制电动推杆升降，当两对轨道导向轮下放接触到轨面时，公轨两用遥控车的运行轨迹就被限制在铁轨方向上，沿轨道行走。公轨两用遥控车由蓄电池组供电，结束传统的发电机拖缆方式，以方便公轨两用遥控车在各种工作场地穿行。

当公轨两用遥控车用于轨道交通时，电动推杆5将轨道导向轮4推到工作位置，车载控制装置2将行走驱动轮3锁死在与轨道导向轮4运动方向一致的角度上，公轨两用遥控车被限位只能沿着轨道方向运行；行走驱动轮仍为橡胶轮，公轨两用遥控车由四个独立电机驱动橡胶轮在轨道上行驶。

图3为公轨两用遥控车在轨道交通模式下的侧视图，如图所示：公轨两用遥控车由四个带有独立电机6的驱动行走驱动轮3，其可以是橡胶轮；在公轨两用遥控车驱动轮的两侧各有一对用于导向的轨道导向轮4，该轮在电动推杆5的作用下可以上升和下降，由于该轮轮缘外形设计是遵循列车车轮的设计标准，且轮距取值也是依照标准轨距而定的，所以当两对导向轮下放接触到轨面时，公轨两用遥控车的运行轨迹就被限制在铁轨方向上，即：只能沿铁轨前进或后退，以保持驱动轮与导向轮的运行方向一致，便能实现公轨两用遥控车在铁轨上的行驶。

当公轨两用遥控车用于公路交通时，如图4所示，电动推杆5将轨道导向轮4推到非工作位置，位于公轨两用遥控车驱动轮两侧的导向轮4处于升起位置，公轨两用遥控车可在四轮驱动下沿任意轨迹运行，运动不受导向轮的影响，公轨两用遥控车完全由四个带独立驱动电机的驱动橡胶轮，在遥控器的操控下，车轮的转向角能在0-135度内任意调整，可实现公轨两用遥控车在二维平面上作任意方向的运动：平移、斜移、前进、后退、原地回转等。电机6和转向装置7依车载控制装置2发出的指令，控制其伺职电机对行走驱动轮3进行控制。

图5为轨道导向轮工作位置示意图。如图所示，轨道导向轮的动作由电动推杆5实现，针对实际工况将推杆设定好非工作位置和工作位置两个档位。一般来说，推杆往上提升导向轮4离开轨面，并有个安全距离，就可认定其为非工作位置；推杆往下推动导向轮4接触到轨道9，使之能对整个公轨两用遥控车的运动起到导向和限制作用，但又不承受超过设定的重量时，就可以认定其为工作位置。当公轨两用遥控车在轨道交通模式运行时，导向轮处于工作位置；当公轨两用遥控车在公路交通模式运行时，导向轮处于非工作位置。

车载控制装置的核心是其内部的车载模块，是基于以单片机或DSP等信息处理器为控制核心，通过无线发射和接收器接收遥控器的控制信号，来实现对公轨两用遥控车各种功能的操控，同时接受遥控器的控制命令并解析；控制驱动电机和转向装置；控制导向轮的起落，无线遥控发送电路来完成指令发送任务，遥控器接收装置接受遥控器指令，控制行走驱动轮的动作。

系统以单片机作为主控芯片，利用定时器中断产生精确的脉冲波，以控制电机的转速、转向；控制指令采用编码解码芯片实现无线发送、接收操作命令，车载单片机接收到操作指令后改变相应电机控制器的脉冲波，从而调节车体当前的运动状态。

本发明的车体还带有多种连接不同设备的连接件11，小车作为多功能载体平台，依检修时各种工况场地需求连接不同的检修设备，以适应铁路检修场地复杂的工况，例如满足输送检修工具，牵引机车和车厢，装卸、转运等需求。

公轨两用遥控车的操作系统是由近端持便携遥控装置的操作人员、远端被控车体和运行环境所构成，是人-车体-环境三者相互紧密联系的一个整体；从整体来看，则实际应用时由操作人员持便携遥控装置，根据作业任务要求，发送操作与控制指令信息，对车体进行实时性操控，实现车体工作模式的选择或转换、以及车体运行时的启停、前进、后退、加速、减速、转向等功能，遥控模块是遥控车的人机接口部分，它完成的主要工作是：发送车体运动状态的控制命令。

本发明所述的遥控车既用于公路交通也可用于轨道交通，且能简便快捷的实现两种交通模式的转换，能在架车机架起的车厢下穿行，使用蓄电池供电，电机可无极变速控制；更进一步地，为了公轨两用遥控车能够与各种检修场合相匹配，车体还带有可扩展功能联接槽，通过模块化组合，该车可与检修设备、装卸设备、联接设备结成一体，集维修、装卸、牵引、转运功能于一身。该车可作为各种检修设备的承载平台，承载工件轻便灵活地穿行于工地；当遥控车与检修设备联结为一体时，该车就成为一台在公路和轨道上都具有机动性的维护检修设备；当遥控车与装卸设备联结为一体时，该车能在公路或轨道上完成叉车等设备所无法胜任的工作；当遥控车与钩环等设备联结为一体时，该车能轻便灵活地将待维修的机车、车厢、构架等牵引到检修场地。

遥控操作系统的设计要求：

1、在没有障碍物和视线遮挡的条件下实现20内的无线遥控。

2、实现车体运行模式选择和转换功能。

3、实现车体启停、前进、后退、转向、调速功能。

4、实现车载移动系统和无线遥控系统的通信。

本发明可靠性高、控制方便、运转灵活、具有功能拓展性、对工作场地适应性强，可用于室内、室外以及公路和轨道。能耗低、清洁环保、噪音小、无拖缆、轻松完成公路和轨道间的过渡转移，能满足对机车车辆维护检修的多种工艺要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种公轨两用遥控车，包括车体(8)，车载控制装置(2)，遥控接收装置(1)，轨道导向轮(4)，行走驱动轮(3)，其特征在于：每个行走驱动轮(3)都带有电机(6)和转向装置(7)，电机(6)与行走驱动轮(3)同轴安装，转向装置(7)与行走驱动轮(3)轴向垂直机械连接，每个行走驱动轮(3)外侧各有一个的轨道导向轮(4)，轨道导向轮(4)和电动推杆(5)相连接，所述车载控制装置(2)分别和遥控接收装置(1)、电机(6)、转向装置(7)和电动推杆(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的公轨两用遥控车，其特征在于：所述电机(6)采用蓄电池组供电。

3.根据权利要求1所述的公轨两用遥控车，其特征在于：所述行走驱动轮为橡胶轮。

4.一种权利要求1所述的公轨两用遥控车的控制方法，根据作业任务要求，发送操作与控制指令信息，对车体进行实时性操控，实现车体工作模式的选择或转换，其特征在于包括下列步骤：

步骤1，遥控接收装置接受摇控控制命令，通过脉冲信号传输给车载控制装置；

步骤2，车载控制装置接受控制命令后，对控制命令解析；

步骤3，如果接受的是调节车体运动状态的命令，车载控制装置发出控制相应电机的脉冲信号指令，控制电机的转速、转向，从而控制行走驱动轮的动作，调节车体当前的运动状态；

如果接受的是转换工作模式的命令，车载控制装置发出控制电动推杆动作的指令，控制电动推杆向上或向下动作，使轨道导向轮悬空或下放接触到轨面，实现在公路上或在轨道上对车体运行的操控。

5.根据权利要求4所述的公轨两用遥控车，其特征在于：车体带有连接不同设备的连接件(11)。

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