CN104153339B - 蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，环形输送轨道安装在闸坝上并纵向跨越整个闸坝，环形输送轨道的最低位置处与最低水位线的高度差H应大于轮船的吃水深度和平板运输车的车体高度之和；相邻平板运输车通过连接机构铰接串联成环形运输链，每组运输车驱动机构包括对称设置在环形运输链内外侧的两个驱动电机和减速机，每个减速机带有至少两个沿环形运输链间隔设置的输出齿轮，平板运输车上设置有齿条，每个减速机上相邻两个输出齿轮的轴间距为L1大于相邻两平板运输车上齿条的距离为L2。通过多个平板运输车组成的环形运输链共同带动轮船翻坝，如同蚂蚁搬家一样协同工作，具有结构简单、施工容易、可靠性高、运行成本低等特点。

Description

蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统

技术领域

本发明涉及轮船翻坝设备技术领域。

背景技术

举世瞩目的长江三峡工程建成后，因上游形成水库后的回水将到达重庆市万州区，大大改善了上游航运条件，但是由于大坝截断了长江江面，不仅阻断了航道，更使得大坝上下游形成了最大113m的水位落差。为解决船舶过坝问题，工程设置了双线五级船闸和一线垂直升船机。船舶经船闸过坝好比走楼梯一样，每次历时超过3h；如果船舶经升船机过坝，就好比乘电梯一样，每次历时将缩短至40min～60min，与船闸相比，升船机过坝还具有不耗水的特点，足见其明显的优势。

升船机作为水运领域克服通航河流水位落差的一种高效、快捷的手段，其实就是建在通航河流上为克服水位落差供船舶乘坐的电梯或自动扶梯。升船机分为垂直升船机和斜面

升船机，垂直升船机通过船厢垂直升降载着船舶上下克服水位落差，斜面升船机则相当于大型商场里的自动扶梯，可以载着船舶沿着斜面升降克服水位落差，快捷而省力。

但是，现有升船机存在结构复杂、施工难度大、运行成本高等一系列技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种全新的轮船自动翻坝系统，结构简单、施工容易、且运行成本低。

为此，本发明所采用的技术方案是：一种蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，包括环形输送轨道、平板运输车和运输车驱动机构，所述环形输送轨道固定安装在闸坝上并纵向跨越整个闸坝，环形输送轨道的前后两端为弧形，并位于闸坝的坝底，环形输送轨道的端头位置处最低、中部最高，环形输送轨道的最低位置处与最低水位线的高度差H应大于轮船的吃水深度和平板运输车的车体高度之和，最大载重轮船吃水深度线以下的坝坡长度L3大于两节平板运输车连接的长度L4；相邻平板运输车通过连接机构铰接并最终串联成环形运输链，所述环形运输链与环形输送轨道匹配并置于环形输送轨道上，所述运输车驱动机构至少为两组，位于闸坝最高水位以上，沿着环形输送轨道间隔设置，每组运输车驱动机构包括对称设置在环形运输链内外侧的两个驱动电机，每个驱动电机与各自对应的减速机相连，每个减速机带有至少两个沿环形运输链间隔设置的转速、转向一致的输出齿轮，所述平板运输车上设置有与输出齿轮啮合传动的齿条，驱动电机通过减速机、由输出齿轮和齿条构成的齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道上运动，每个减速机上相邻两个输出齿轮的轴间距为L1，相邻两平板运输车上齿条的距离为L2，其中L1＞L2，且L2为齿条齿间距的整数倍。

施工时，首先将闸坝截流，在闸坝上铺设环形输送轨道，并将环形运输链安装在环形输送轨道上，由驱动电机带动减速机转动，每个减速机配备至少两个输出齿轮，输出齿轮与平板运输车上的齿条啮合传动，从而带动环形运输链在环形输送轨道上运动；每组运输车驱动机构的驱动电机及减速机共两组，对称布置在环形运输链的内外侧，从而保证平板运输车在运动过程中左右受力平衡；同时，运输车驱动机构至少为两组，位于闸坝最高水位以上，并沿着环形输送轨道间隔设置，确保为环形运输链提供足够的动力，保证电机功能可靠；最后，每个减速机上相邻两个输出齿轮的轴间距为L1大于相邻两平板运输车上齿条的距离为L2，保证每组运输车驱动机构中至少有一个输出齿轮与其中一个平板运输车的齿条啮合，且L2为齿条齿间距的整数倍，保证输出齿轮始终能与齿条啮合传动。

平板运输车一直处于运动状态，翻坝前，轮船位于环形输送轨道前端的正上方，在轮船上增设液压连接杆，连接杆的杆底向下延伸并在杆底设置有滚轮，当滚轮与平板运输车的顶部接触时，平板运输车相对轮船向前运动，直至轮船的连接杆挡在下一个平板运输车的正前方，从而由该平板运输车推动连接杆和轮船一起向前运动，直至轮船平稳置于平板运输车上，再由环形运输链带动轮船翻坝。

作为上述方案的优选，所述运输车驱动机构为偶数组，均分在环形输送轨道纵向中分线的左右两侧，每组运输车驱动机构的两个驱动电机通过同一连接轴连接以保持同步转动。左右对称设置运输车驱动机构，使整个系统工作平稳性更好；每组运输车驱动机构的两个驱动电机通过同一连接轴连接，避免驱动电机转动时存在响应时间差，始终保持同步转动。

进一步，所述环形输送轨道的中部等宽、前后两端为半圆形；优化环形输送轨道，便于施工并保证平板运输车在转弯位置处的运动顺畅。

所述平板运输车比最大承载轮船宽，平板运输车比最大承载轮船短，平板运输车顶部设置有防滑垫板和若干用于固定轮船的十字桩柱。轮船搁置在防滑垫板上，十字桩柱设置在防滑垫板的外侧，每艘轮船上自带有十字桩柱，由船员通过钢绳将轮船上的十字桩柱与平板运输车连接在一起，用于防止平板运输车上的轮船滑脱。

所述驱动电机为正反转电机，驱动电机通过减速机、齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道上正反转。设置正反转电机，驱动电机正反转交替使用，减少齿轮齿条机构单方向转动造成的齿轮齿条机构快速磨损，提高齿轮齿条结构的使用寿命。

本发明首创了一种全新的蚂蚁式自动翻坝轨道循环运输系统，通过多个平板运输车组成的环形运输链共同带动轮船翻坝，如同蚂蚁搬家一样协同工作，具有结构简单、施工容易、可靠性高、运行成本低等特点。

附图说明

图1为环形输送轨道的结构示意图。

图2为环形运输链的结构示意图。

图3为图2的仰视图(图中的环形运输链仅部分示出)。

图4为轮船在平板运输车上的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

结合图1——图4所示，一种蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，主要由环形输送轨道1、平板运输车2和运输车驱动机构3三大部分组成。

环形输送轨道1固定安装在闸坝4上并纵向跨越整个闸坝4，闸坝4分为坝顶、坝坡和坝底，其中最低水位和最高水位均位于坝坡上。环形输送轨道1的前后两端为弧形，环形输送轨道4要满足平板运输车2的转弯要求，保证平板运输车2能沿着环形输送轨道4运动。

环形输送轨道1的前后两端位于闸坝4的坝底，环形输送轨道1的端头位置处最低、中部最高，即环形输送轨道1的前后两端均为平面轨道并低于最低水位。环形输送轨道1的最低位置处与最低水位线的高度差H应大于轮船的吃水深度和平板运输车2的车体高度之和，以保证轮船位于坝底的平板运输车2上时仍能保证轮船的吃水深度。最大载重轮船吃水深度线以下的坝坡长度L3大于两节平板运输车2连接的长度L4，当平板运输车2从坝底上行到坝坡时，避免轮船尾端与下一节平板运输车2相碰，致使轮船中部悬空。

相邻平板运输车2通过连接机构5铰接并最终串联成环形运输链，连接机构5的两端分别与相邻的两个平板运输车2铰接。环形运输链与环形输送轨道1匹配并置于环形输送轨道1上，两者均为中间高、两端低，与闸坝4的形状对应。环形输送轨道1的数量为四条等距设置的轨道，相应地，每节平板运输车2上左右并排设置有四组车轮，且车轮之间的间距与轨道的间距相等。轨道数量不限于四条，根据需载轮船的大小设置轨道数。平板运输车2的轮轴距及车身的离地间隙应满足翻坝要求，轮轴距要避免翻坝时，平板运输车2的前端抵在坝坡上；离地间隙应适当，以避免平板运输车2从坝坡转至坝顶时，造成车底板搁置在坝坡与坝顶的连接位置处。

运输车驱动机构3为两组，位于闸坝4最高水位以上，避免驱动电机3a和减速机3b沉入水中。运输车驱动机构3不限于两组，但至少为两组，根据运输轮船的吨位以及运输距离确定。运输车驱动机构3沿着环形输送轨道1间隔设置，每组运输车驱动机构3包括对称设置在环形运输链内外侧的两个驱动电机3a，每个驱动电机3a与各自对应的减速机3b相连，每个减速机3b带有至少两个沿环形运输链间隔设置的转速、转向一致的输出齿轮3c，平板运输车2上设置有与输出齿轮3c啮合传动的齿条2a。驱动电机3a通过减速机3b、由输出齿轮3c和齿条2a构成的齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道1上运动。运输车驱动机构3可以设置在闸坝4的坝顶及坝坡上，无论设置在坝顶或坝坡，都要求同一减速机3b中两个输出齿轮3c的连线与对应位置处的环形输送轨道1平行。

每个减速机3b上相邻两个输出齿轮3c的轴间距为L1，相邻两平板运输车2上齿条2a的距离为L2，其中L1＞L2，且L2为齿条2a齿间距的整数倍。

最好是，运输车驱动机构3为偶数组，均分在环形输送轨道1纵向中分线的左右两侧。每组运输车驱动机构3的两个驱动电机3a通过同一连接轴8连接以保持同步转动，连接轴8设置在环形输送轨道1的下方，以保证平板运输车2的顺利通行。环形输送轨道1的中部等宽、前后两端为半圆形。平板运输车2比最大承载轮船宽，平板运输车2比最大承载轮船短，平板运输车2顶部设置有防滑垫板2b和若干用于固定轮船的十字桩柱2c。

驱动电机3a为正反转电机，驱动电机3a通过减速机3b、齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道1上正反转。

翻坝前，轮船位于环形输送轨道1前端的正上方，在轮船上增设液压连接杆6，连接杆6的杆底向下延伸并在杆底设置有滚轮7，当滚轮7与平板运输车2的顶部接触时，平板运输车2相对轮船向前运动，轮船通过滚轮7在平板运输车2顶部滑动，直至轮船的连接杆6挡在下一个平板运输车2的正前方，此时，平板运输车2继续向前运动时，由平板运输车2推动连接杆6和轮船一起向前运动，直至轮船平稳置于平板运输车上，再由环形运输链带动轮船翻坝。

具体设置时，相邻两平板运输车2之间的距离应满足平板运输车2转弯要求，齿条2a安装在平板运输车2的车箱边上，齿条2a可更换。整个环形输送轨道1不应出现尖角，转角位置处应为弧线，以保证平板运输车2运动顺畅。一节平板运输车2载一艘船，环形运输链能同时满足多条轮船翻坝，并能同时满足上、下行轮船各自的翻坝要求，效率非常高。最大承载轮船的总长度不能超过平板运输车2总长的1/5,以保证轮船的重心始终靠近平板运输车的车箱中部，翻坝过程中不会出现翻转。

Claims (5)

1.一种蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，其特征在于：包括环形输送轨道(1)、平板运输车(2)和运输车驱动机构(3)，所述环形输送轨道(1)固定安装在闸坝(4)上并纵向跨越整个闸坝(4)，环形输送轨道(1)的前后两端为弧形，并位于闸坝(4)的坝底，环形输送轨道(1)的端头位置处最低、中部最高，环形输送轨道(1)的最低位置处与最低水位线的高度差H应大于轮船的吃水深度和平板运输车(2)的车体高度之和，最大载重轮船吃水深度线以下的坝坡长度L3大于两节平板运输车(2)连接的长度L4；相邻平板运输车(2)通过连接机构(5)铰接并最终串联成环形运输链，所述环形运输链与环形输送轨道(1)匹配并置于环形输送轨道(1)上，所述运输车驱动机构(3)至少为两组，位于闸坝(4)最高水位以上，沿着环形输送轨道(1)间隔设置，每组运输车驱动机构(3)包括对称设置在环形运输链内外侧的两个驱动电机(3a)，每个驱动电机(3a)与各自对应的减速机(3b)相连，每个减速机(3b)带有至少两个沿环形运输链间隔设置的转速、转向一致的输出齿轮(3c)，所述平板运输车(2)上设置有与输出齿轮(3c)啮合传动的齿条(2a)，驱动电机(3a)通过减速机(3b)、由输出齿轮(3c)和齿条(2a)构成的齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道(1)上运动，每个减速机(3b)上相邻两个输出齿轮(3c)的轴间距为L1，相邻两平板运输车(2)上齿条(2a)的距离为L2，其中L1＞L2，且L2为齿条(2a)齿间距的整数倍。

2.按照权利要求1所述的蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，其特征在于：所述运输车驱动机构(3)为偶数组，均分在环形输送轨道(1)纵向中分线的左右两侧，每组运输车驱动机构(3)的两个驱动电机(3a)通过同一连接轴(8)连接以保持同步转动。

3.按照权利要求1所述的蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，其特征在于：所述环形输送轨道(1)的中部等宽、前后两端为半圆形。

4.按照权利要求1所述的蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，其特征在于：所述平板运输车(2)比最大承载轮船宽，平板运输车(2)比最大承载轮船短，平板运输车(2)顶部设置有防滑垫板(2b)和若干用于固定轮船的十字桩柱(2c)。

5.按照权利要求1所述的蚂蚁式轮船自动翻坝轨道循环运输系统，其特征在于：所述驱动电机(3a)为正反转电机，驱动电机(3a)通过减速机(3b)、齿轮齿条机构驱动环形运输链在环形输送轨道(1)上正反转。