CN104554512A - 纯电动集装箱自动导引车 - Google Patents

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Abstract

一种纯电动集装箱自动导引车，包括前行走机构、后行走机构、结构架、制动机构和电控机构；前行走机构包括机架、位于机架下方并连接机架的至少一前车轴、对应安装于前车轴两端部的至少一对轮毂电机，以及对应安装于轮毂电机上的至少一对前车轮；每一前车轮由其所对应安装的轮毂电机驱动旋转；后行走机构与前行走机构间隔设置，包括至少一后车轴和对应安装于后车轴两端部的后车轮；结构架用于承载集装箱，前端搭接于机架上且与机架之间可相对转动一设定角度范围，后端承托于后行走机构上；制动机构，对应于前车轮和后车轮设置；电控机构，包括控制器和电池，控制器电连接轮毂电机并控制轮毂电机。本发明成本低、结构简单、运行灵活。

Description

纯电动集装箱自动导引车
技术领域
本发明涉及运输设备，尤其涉及一种纯电动集装箱自动导引车。
背景技术
集装箱自动导引车系统是目前国际上先进的集装箱装卸工艺系统之一，作为自动化集装箱码头重要的运输设备，其采用无人驾驶技术自动运行，承担码头到堆场的集装箱运输工作。目前在国外，荷兰鹿特丹港、德国汉堡港、新加坡帕劳布兰尼码头等港口或码头有应用自动导引车承担集装箱的运输工作，而在国内则还暂无应用实例。
国外目前所使用的自动导引车多为柴油液压或柴油电力为动力，油耗大，成本高，且排放严重；作为替代，也有一些自动导引车以电池作为动力，但也仅仅是进行了动力系统的更换，自动导引车的其他结构并未有实质的更改，并不能取得最佳的效果。由于自动导引车为了承载集装箱，其结构尺寸较大，为了实现灵活转向，必须采用全四轮转向，结构复杂，由此也造成整车成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种成本低、结构简单、运行灵活的纯电动集装箱自动导引车。
为解决上述技术问题，本发明提出一种纯电动集装箱自动导引车，包括前行走机构、后行走机构、结构架、制动机构和电控机构；前行走机构进一步包括机架、位于机架下方并连接机架的至少一前车轴、分别对应安装于至少一所述前车轴两端部的至少一对轮毂电机，以及对应安装于所述至少一对轮毂电机上的至少一对前车轮；每一所述前车轮由其所对应安装的轮毂电机驱动旋转；后行走机构与所述前行走机构间隔设置，进一步包括至少一后车轴和对应安装于所述后车轴两端部的后车轮；结构架用于承载集装箱，其前端搭接于所述前行走机构的机架上且与所述机架之间可相对转动一设定角度范围，后端承托于所述后行走机构上；制动机构，对应于所述前车轮和后车轮设置，用以进行制动；电控机构，包括控制器和用以提供电力源的电池，所述控制器电连接所述轮毂电机并控制所述轮毂电机。
其中，所述电控机构还包括用以容置所述控制器的控制箱和用以容置所述电池的电池箱，所述控制箱和电池箱分列于所述机架的前后端。
其中，所述设定角度范围为-90°~90°。
其中，所述前车轮为单轮胎结构。
其中，所述前车轴的数目为一或二，所述后车轴的数目为一至三个。
其中，所述制动机构包括对应安装于各所述前车轮和后车轮上的制动轮毂以及用以提供气动压力以驱动所述制动轮毂制动的气动压缩机，所述气动压缩机电连接所述控制器并受控于所述控制器。
其中，所述气动压缩机容置于一压缩机箱内，所述压缩机箱固定挂接于所述机架上。
其中，所述纯电动集装箱自动导引车还包括回转机构，所述回转机构包括转盘座和位于转盘座上可相对于转盘座转动所述设定角度范围的回转盘；所述转盘座固定设置于所述前行走机构的机架上，所述结构架固定搭接于所述回转盘上。
其中，所述回转盘的回转中心设有销孔，周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有第一安装孔；所述结构架前端向下凸伸有连接销，结构架上还设有与所述第一安装孔对应的第二安装孔；所述连接销适配插接于所述销孔内，所述第二安装孔与所述第一安装孔相对并通过紧固件固定连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：在本发明中，结构架与机架之间可转动，仅以前车轮作为驱动轮和转向轮，由机架带动结构架运动，通过控制前车轴两端的轮毂电机的转速实现直线行驶和转向，与现有的自动导引车相比，结构大大简化，整车转向所需克服的载荷小，转向灵活，整车成本大大降低。
附图说明
图1为本发明纯电动集装箱自动导引车一实施例的侧向结构示意图。
图2为本发明图1所示结构的俯视图。
图3为本发明图1所示结构进行转向的示意图。
图4为本发明图1所示结构转向90度时的示意图。
图5为本发明图1所示结构中前端的结构示意图。
图6为本发明图5所示结构的俯视图。
图7为本发明纯电动集装箱自动导引车另一实施例的结构示意图。
图8为本发明纯电动集装箱自动导引车另一实施例的结构示意图。
图9为本发明纯电动集装箱自动导引车又一实施例的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：1、前行走机构；11、前车轴；12、轮毂电机；13、前车轮；14、机架；15、悬挂结构；2、后行走机构；21、后车轴；22、后车轮；3、回转机构；31、转盘座；32、回转盘；321、销孔；322、连接耳；323、第一安装孔；4、结构架；51、制动轮毂；52、气动压缩机；53、制动气室；54、压缩机箱；61、控制箱；62、电池箱。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1和图2，本发明提供一种纯电动集装箱自动导引车，包括前行走机构1、后行走机构2、回转机构3、结构架4、制动机构和电控机构，前行走机构1和后行走机构2主要用以实现自动导引车的前进、后退及转向运行，结构架4构成车身的主要结构件用以承载集装箱，回转机构3实现结构架4与前行走机构1之间的可转动连接，制动机构实现制动，电控机构则实现电控功能。
前行走机构1包括机架14、位于机架14下方并连接机架14的前车轴11、分别对应安装于同一前车轴11两端部的一对轮毂电机12，以及对应安装于轮毂电机12上的前车轮13。其中前车轮13为单轮胎结构，方便其与轮毂电机12之间的安装连接，同时也降低生产成本。每一前车轮13由其所对应安装的轮毂电机12驱动旋转，即前车轮13为单独驱动，不受其他前车轮13运动影响。当前车轮13行进时，机架14随之运行，机架14下方可以设置悬挂结构15而与前车轴11相连接，以此起到减振的作用。
后行走机构2与前行走机构1间隔设置，两者之间的间距依结构架的长度和承载受力要求而定。后行走机构2包括两根以一小间隔并排排布的后车轴21和对应安装于后车轴21两端部的后车轮22，其中，每一后车轮22均为双轮胎结构，其具有相对于车身内外排布的两个轮胎，以此可以提高承载能力，后车轮22与后车轴21之间的连接可参照一般的车辆。两根后车轴21之间的所谓“小间隔”是相对于后行走机构2与前行走结构1之间的间隔而言，并不因此说明该小间隔的实际尺寸大小。
回转机构3位于前行走机构1的机架14上，回转机构3包括转盘座31和位于转盘座31上可相对于转盘座31转动一设定角度范围的回转盘32，转盘座31固定安装于机架14上，而回转盘32即可相对于机架14转动。
结构架4前端固定搭接于回转盘32上，后端承托于后行走机构2上，由于回转盘32可相对于机架14转动，机架14即可相对于结构架4转动一设定角度范围。当前行走机构1前行或后退时，结构架4可被带动前行或后退；而当前行走机构1只进行转向时，由于转盘座31与回转盘32的相对转动，结构架4与回转盘32可保持不动。
制动机构5包括对应安装于各前车轮13和后车轮22上的制动轮毂51以及用以提供气动压力以驱动制动轮毂51制动的气动压缩机52，气动压缩机52的气动压力通过制动气室53传递给制动轮毂51，制动气室53可以结合整车的结构来设置。其中，气动压缩机52容置于一压缩机箱54内，压缩机箱54固定挂接于机架14上。该制动机构5采用气动压力进行制动，相比现有的液压制动方式，成本低，结构更为简单。
电控机构6主要包括控制箱61、电池箱62、容置于控制箱61内的控制器（未示出）和用以提供电力源的电池（未示出）。控制器电连接轮毂电机12并单独控制每一轮毂电机12的转速，具体地，控制器控制同一前车轴11两端的一对轮毂电机12以相同转速转动以实现直线行驶，控制同一前车轴11两端的一对轮毂电机12以不同转速转动以实现转向行驶。电池给控制器、轮毂电机12等电气件提供电源。控制箱61和电池箱62分列于机架14的前后端，较优地，自动导引车在行驶时，使电池箱62位于机架14的后端，防止电池箱62受到碰撞。
本发明中，前行走机构1为驱动及转向的主动机构，经由结构架4的连接带动后行走机构2运行。前车轮13为驱动轮，由轮毂电机12进行驱动，前车轴11则集驱动轴功能和转向轴功能于一身，轮毂电机12在控制器的控制下以设定转速运行。当位于同一前车轴11两端的轮毂电机12处于相同转速工作时，两端的前车轮13同步运行，机架14随之直线运动并牵引结构架4运动，后行走机构2随之转动，自动导引车整车向前或向后直线运行。参阅图3，当同一车轴11两端的轮毂电机12以不同转速工作时，两轮毂电机12的输出形成转角差，两端的前车轮13以不同速度运行，从而形成一个转向推力，使得机架14转向行驶；由于机架14可相对于结构架4转动，结构架4不会影响机架14的转向，结构架4并不主动转向，而是在机架14转向前行的过程中被带动转向。本发明自动导引车的运行控制可以是在设定程序的控制下运行亦可以是通过遥控进行，而自动导引车的定位可采用GPS定位或北斗定位，可在自动导引车上安装信号接收装置以接收定位信息，若采用北斗定位，还可接收北斗地基增强系统的辅助定位信号，提高定位精度。
本实施例中，结构架4与前行走机构1之间的相对转动通过回转机构3来实现，结构架4与前行走机构1之间的转动角度范围由回转盘32相对于转盘座31可转动的设定角度范围来决定。较优地，该设定角度范围为-90°~90°，以车辆可前行时的结构为原点位置，前行走结构1相对于结构架4可向左或向右转动90°范围。参阅图4，当前行走机构1转向90度时，原位于机架14前后端的控制箱61和电池箱62转至车身的两侧，此时可以方便地对控制箱61和电池箱62内的各器件进行维护。该设定角度范围还可根据实际需要而设定，另外，当机架14和结构架4上设有相应的结构而实现相对转动连接时，可以无需额外设置回转机构。
在本发明中，结构架与机架之间可转动，仅以前车轮作为驱动轮和转向轮，由机架带动结构架运动，通过控制前车轴两端的轮毂电机的转速实现直线行驶和转向，与现有的自动导引车相比，结构大大简化，整车转向所需克服的载荷小，转向灵活，整车成本大大降低。
结合图5和图6，回转盘32叠合于转盘座31上，回转盘32的回转中心设有销孔321，周侧凸伸有一组连接耳322，连接耳322上设有第一安装孔323。回转盘32用于与结构架4固定结构，相应地，结构架4前端设置有与销孔321相适配的连接销（图中未示出），连接销从结构架4上向下凸伸，插接于销孔321中，由于连接销可以承受较大的剪切力，因此可以承担机架14对结构架4在运行方向上的牵引力，使得自动导引车可以可靠运行；与第一安装孔323相应地，结构架4亦设置了第二安装孔（图中未示出），结构架4与回转盘32连接时，使安装孔相对再通过紧固件固定连接。
本发明的自动导引车中，前车轴11和后车轴21的数量可根据自动导引车的设定载重来设定，例如，在上述的实施例中，前车轴11的数目为一，后车轴21的数目为二，该自动导引车的载重在30.5吨以内，可以承载一个重箱，箱型可以为20英尺、40英尺或45英尺。参阅图7，在另一实施例中，前车轴11和后车轴21的数目均设置为一，该自动导引车的载重为5吨以内，可以承载一个40英尺或45英尺的空箱或两个20英尺的空箱。参阅图8，在另一实施例中，前车轴11的数目仍然为一，后车轴21则为并排的三根，该自动导引车的载重可达到35吨，可承载一个20英尺的重箱加一个20英尺的空箱。参阅图9，又一实施例中，前车轴11的数目为二，后车轴21的数目为三，该自动导引车的载重可达61吨，可承载两个20英尺的重箱。
以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种纯电动集装箱自动导引车，其特征在于，包括：
前行走机构，进一步包括机架、位于机架下方并连接机架的至少一前车轴、分别对应安装于至少一所述前车轴两端部的至少一对轮毂电机，以及对应安装于所述至少一对轮毂电机上的至少一对前车轮；每一所述前车轮由其所对应安装的轮毂电机驱动旋转；
后行走机构，与所述前行走机构间隔设置，进一步包括至少一后车轴和对应安装于所述后车轴两端部的后车轮；
结构架，用于承载集装箱，其前端搭接于所述前行走机构的机架上且与所述机架之间可相对转动一设定角度范围，后端承托于所述后行走机构上；
制动机构，对应于所述前车轮和后车轮设置，用以进行制动；
电控机构，包括控制器和用以提供电力源的电池，所述控制器电连接所述轮毂电机并控制所述轮毂电机。
2. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述电控机构还包括用以容置所述控制器的控制箱和用以容置所述电池的电池箱，所述控制箱和电池箱分列于所述机架的前后端。
3. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述设定角度范围为-90°~90°。
4. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述前车轮为单轮胎结构。
5. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述前车轴的数目为一或二，所述后车轴的数目为一至三个。
6. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述制动机构包括对应安装于各所述前车轮和后车轮上的制动轮毂以及用以提供气动压力以驱动所述制动轮毂制动的气动压缩机，所述气动压缩机电连接所述控制器并受控于所述控制器。
7. 根据权利要求6所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述气动压缩机容置于一压缩机箱内，所述压缩机箱固定挂接于所述机架上。
8. 根据权利要求1所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：还包括回转机构，所述回转机构包括转盘座和位于转盘座上可相对于转盘座转动所述设定角度范围的回转盘；
所述转盘座固定设置于所述前行走机构的机架上，所述结构架固定搭接于所述回转盘上。
9. 根据权利要求8所述的纯电动集装箱自动导引车，其特征在于：所述回转盘的回转中心设有销孔，周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有第一安装孔；所述结构架前端向下凸伸有连接销，结构架上还设有与所述第一安装孔对应的第二安装孔；所述连接销适配插接于所述销孔内，所述第二安装孔与所述第一安装孔相对并通过紧固件固定连接。
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