CN104760604A - 可沿空间轨道运动的物流车底盘及运动方法 - Google Patents

Abstract

一种可沿空间轨道运动的物流车底盘及运动方法，属物流技术领域。它由三段式车体、空间轨道(5)和驱动系统（4）构成。第一段车体(1)与第三段体(3)分别与第二段车体（2）通过转动副（16）相联。第一、第二段车体通过转动副前后各连接一槽轮架摆臂（11），槽轮架摆臂（11）端部装有受到空间轨道开口内缘约束的导向槽轮(10)，该槽轮与槽轮架摆臂（11）通过转动副相连。第一、第二段车体各装有一对承载轮（8)。车体在调压弹簧（14）、加力杠杆（15），和承载轮（8）的共同作用下，使装于第一段车体(1)的驱动轮（22）与空间轨道(5)的承压面间产生摩擦驱动力。本轨道物流车底盘适用于对布置空间有限制的局域轨道物流领域。

Description

可沿空间轨道运动的物流车底盘及运动方法

技术领域

本发明涉及一种可沿空间轨道运动的物流车底盘，具体而言是涉及一种采用三段车体结构的可适用于三维空间轨道的快速、大负载物流车底盘，属于局部物流技术领域。

背景技术

在局域物流领域，轨道物流系统应用得非常广泛，如应用于医院室内环境中的医用轨道物流系统，应用于图书馆、档案馆内的轨道输送系统等。由于受到应用环境内空间的限制，需要该类轨道物流系统具备在小空间和复杂空间内正常运行的特性，即要求轨道物流车底盘能适应三维空间轨道。因为传统的局域轨道物流系统属于低速轻载系统，从成本方面考虑而采用去掉了转向系统的固定承载轮系统，它是依靠底盘上侧面的轮子或滚球在轨道侧面给予的推力作用下实现车体转向的。此时，承载轮在滚动的同时会发生明显的横向平移，在低速轻载情况下能正常工作。目前，对局域轨道物流需求发生了很大的变化，即要求在重载快速的情况下实现轨道输送，但传统的轨道车底盘暴露出的明显不足，已不能满足新的需求。传统的被广泛使用的采用固定承载轮的轨道物流车底盘在重载和快速状态下将产生很大的冲击噪声，承载轮和轨道的剧烈磨损，最终带来输送系统可靠性的降低和使用成本的提高，这将极大地限制局域轨道物流技术的发展。因此，为满足新的应用环境，很有必要开发出一种能适用于空间轨道，且具有承载能力强，运行速度快，可靠性高，噪声低，磨损小等特点的新型轨道物流车底盘。

发明内容

针对目前局域轨道物流车底盘无转向系统，承载能力不强，运行速度低，可靠性不高，运行成本高等问题，本发明提出了一种克服了传统系统不足的新型可沿空间轨道运动的物流车底盘及运动方法。

一种可沿空间轨道运动的物流车底盘，它安装于空间轨道上，它由前向后依次由第一段车体，第二段车体，第三段车体构成；其特征在于：所述第一段车体、第三段车体分别通过转弯转动副与第二段车体相连接，形成三段式车体结构，该转弯转动副的旋转轴垂直于空间轨道的承载面；所述第一段车体和第三段车体均包括中部车架、前槽轮架、后槽轮架、一对承载轮；所述一对承载轮通过承载轮转动副对称安装于中部车架的左右两侧，承载轮转动副的旋转轴垂直于转弯转动副的旋转轴；所述前槽轮架和后槽轮架结构相同，分别通过第一俯仰转动副、第二俯仰转动副安装于中部车架上，第一俯仰转动副、第二俯仰转动副的旋转轴平行于承载轮转动副的旋转轴；前槽轮架和后槽轮架沿上述承载轮转动副前后对称布置；前槽轮架和后槽轮架均由槽轮架摆臂、槽轮俯仰转动副、一对槽轮转动副和一对槽轮构成，一对槽轮转动副通过槽轮俯仰转动副对称安装于槽轮架摆臂左右两侧，槽轮俯仰转动副的旋转轴平行于承载轮转动副的旋转轴；槽轮转动副旋转轴垂直于槽轮俯仰转动副，槽轮的沟槽卡在空间轨道开口的内缘；即槽轮可顺着空间轨道的俯仰而相上下摆动；上述第一段车体或/第三段车体配备了驱动系统；该驱动系统由驱动轮及其自适应调压装置构成；其中驱动轮由轮毂电机和套在其上的轮胎组成；自适应调压装置由调压弹簧和加力杠杆构成；驱动轮、加力杠杆、承载轮、中部车架、调压弹簧构成对顶轮系；加力杠杆通过平行于承载轮转动副的转动副与中部车架相连接；该转动副视为对顶轮系支点；同时将加力杠杆视作对顶轮系的第一支杆、将中部车架视为对顶轮系的第二支杆；驱动轮安装于第一支杆的第一端，承载轮安装于第二支杆的第一端，调压弹簧连接于第一支杆的第二端和第二支杆的第二端之间。

所述的可沿空间轨道运动的物流车底盘的运动方式，其特征在于包括以下过程：物流车底盘沿轨道左右转弯时，第一段车体、第三段车体中的槽轮受轨道开口内缘的约束，当轨道左右转弯时，第一段车体、第三段车体将通过各自的转弯转动副相对于第二段车体形成旋转运动，从而使物流车底盘能顺利地实现小半径转弯；物流车底盘沿轨道上下坡道时，第一段车体、第三段车体中的前槽轮架、后槽轮架分别通过第一俯仰转动副、第二俯仰转动副与中部车架连接在一起，使其可相对于轨道的弧度上下摆动；同时，槽轮也通槽轮俯仰转动副调整俯仰的姿态，以适应空间轨道的开口内缘的仰角的变化，使槽轮能顺利沿开口内缘滚动； 当驱动轮通过轮毂电机开始驱动物流车底盘时，驱动轮、加力杠杆、承载轮、中部车架、调压弹簧所构成对顶轮系使驱动轮紧压在空间轨道承载面；承载轮紧压在空间轨道的对顶面，所形成的辅助压力使得物流车底盘在空间轨道承压面上能有足够压力，从而产生足够的驱动力。

该底盘采用采用三段式车体结构，形成一组适应布置在三维空间内的半包围轨道的轨道车底盘系统。

该三段式车体结构能保证轨道车底盘能以任意姿态运行，具有在小半径内转向，以及上下陡坡的能力，在保证大承载量和快速运动的前提下，使轨道车的空间适应能力大大提高，对小空间内进行轨道而已尤为有益。该轨道物流车底盘具有结构紧凑合理，运行可靠，运行成本低，对运送货物的长度有很好的适应性等特点，可应用于要求运送效率高，承载能力强等要求的局域轨道运输系统。

附图说明

图1 (a)为本发明总体结构俯视图；

图1（b)为本发明总体结构仰视图；

图1 (c)为本发明总体结构局部放大图；

图1（d）为驱动系统原理图；

图1（e）为对顶轮系原理图；

图2是空间轨道三维图；

图3是本发明实施例的轨道车上下坡道时的状态图；

图4是本发明实施例的轨道车左右转弯时的状态图；

图中标记名称：1.第一段车体、2.第二段车体、3.第三段车体、4.驱动系统、5.空间轨道、5-1空间轨道承载面、5-2空间轨道开口内缘、5-3空间轨道对顶面、6.前槽轮架、7.后槽轮架、8.承载轮、9.中部车架、10.槽轮、11.槽轮架摆臂、12.轮毂电机、13.轮胎、14、调压弹簧、15.加力杠杆、16. 转弯转动副、17. 承载轮转动副、18-1. 第一俯仰转动副、18-2. 第二俯仰转动副、19. 槽轮俯仰转动副、20. 槽轮转动副、21.对顶轮系支点，22.驱动轮，23.第一支杆，24.第二支杆。

具体实施方式

具体实施过程为：

（1）如图1（a)至图1（e)中的结构图所示，本轨道物流车底盘被置于半包围空间轨道5中。第一段车体1和第三段车体3，分别在第二段车体2的两端通过转弯转动副16架接为三段式结构。车体及货物的重量由承载轮8承担。当物流车底盘在空间轨道5上方时，承载轮8压于如图2所示的空间轨道承载面5-1；当物流车底盘在空间轨道5下方时，承载轮8压于如图2所示的空间轨道对顶面5-3。第一、第二段车体1,3各装有前后槽轮架6,7，其上安装的槽轮10的沟槽卡在空间轨道5的开口内缘，第一段、第三段车体共有有四个槽轮通过轨道对其进行约束，使得物流车底盘可以适应空间轨道。当驱动轮22通过轮毂电机12开始驱动物流车底盘时，由加力杠杆15通过调压弹簧14将驱动轮（22）压后空间轨道承压面5-1，从而产生驱动力。

（2）如图3所示，当物流车底盘沿轨道上下坡道时，第一段车体1和第三段车体3上分别安装的前后槽轮架会通过转动副与中部车架9连接在一起，使其可相对于轨道的弧度上下摆动。同时，槽轮10也通过转动副调整俯仰的姿态，以适应空间轨道5的开口内缘的仰角的变化，使槽轮10能顺利沿开口内缘滚动。通过转动副的共同作用，物流底盘车能顺利地沿轨道上下。

（3）如图4所示，当物流车底盘沿轨道左右转弯时，第一段、第三段中每一车体的前后槽轮架上分别装有两对槽轮10，因该两对槽轮受轨道开口内缘的约束，当轨道左右转弯时，第一段、第三段将通过各自的转动副相对于第二段车体2形成旋转运动，从而使物流车底盘能顺利地实现小半径转弯。

从以上实施过程可知，本发明的三段式轨道物流底盘车结构简单、可靠，其运动的灵活性保证其能实现狭小环境内的三维空间运动，非常适用于如医用轨道物流等空间受限的局部物流领域。

Claims (2)

1.一种可沿空间轨道运动的物流车底盘，它安装于空间轨道（5）上，它由前向后依次由第一段车体(1)，第二段车体(2)，第三段车体(3)构成；其特征在于：

所述第一段车体(1)、第三段车体(3)分别通过转弯转动副（16）与第二段车体（2）相连接，形成三段式车体结构，该转弯转动副（16）的旋转轴垂直于空间轨道（5）的承载面；

所述第一段车体（1）和第三段车体（3）均包括中部车架（9）、前槽轮架（6）、后槽轮架（7）、一对承载轮（8）；

所述一对承载轮（8）通过承载轮转动副（17）对称安装于中部车架（9）的左右两侧，承载轮转动副（17）的旋转轴垂直于转弯转动副（16）的旋转轴；

所述前槽轮架（6）和后槽轮架（7）结构相同，分别通过第一俯仰转动副（18-1）、第二俯仰转动副（18-2）安装于中部车架（9）上，第一俯仰转动副（18-1）、第二俯仰转动副（18-2）的旋转轴平行于承载轮转动副（17）的旋转轴；前槽轮架（6）和后槽轮架（7）沿上述承载轮转动副（17）前后对称布置；前槽轮架（6）和后槽轮架（7）均由槽轮架摆臂（11）、槽轮俯仰转动副（19）、一对槽轮转动副（20）和一对槽轮（10）构成，一对槽轮转动副（20）通过槽轮俯仰转动副（19）对称安装于槽轮架摆臂（11）左右两侧，槽轮俯仰转动副（19）的旋转轴平行于承载轮转动副（17）的旋转轴；槽轮转动副（20）旋转轴垂直于槽轮俯仰转动副（19），槽轮（10）的沟槽卡在空间轨道开口的内缘；即槽轮（10）可顺着空间轨道（5）的俯仰而相上下摆动；

上述第一段车体（1）或/第三段车体（3）配备了驱动系统（4）；该驱动系统（4）由驱动轮（22）及其自适应调压装置构成；其中驱动轮（22）由轮毂电机（12）和套在其上的轮胎（13）组成；自适应调压装置由调压弹簧（14）和加力杠杆（15）构成；

驱动轮（22）、加力杠杆（15）、承载轮（8）、中部车架（9）、调压弹簧（14）构成对顶轮系；加力杠杆（15）通过平行于承载轮转动副（17）的转动副与中部车架（9）相连接；该转动副视为对顶轮系支点（21）；同时将加力杠杆（15）视作对顶轮系的第一支杆（23）、将中部车架（9）视为对顶轮系的第二支杆（24）；驱动轮(22)安装于第一支杆(23)的第一端，承载轮（8）安装于第二支杆(24)的第一端，调压弹簧（14）连接于第一支杆的第二端和第二支杆的第二端之间。

2.根据权利要求1所述的可沿空间轨道运动的物流车底盘的运动方式，其特征在于包括以下过程：

物流车底盘沿轨道左右转弯时，第一段车体（1）、第三段车体（3）中的槽轮（10）受轨道开口内缘的约束，当轨道左右转弯时，第一段车体（1）、第三段车体（3）将通过各自的转弯转动副（16）相对于第二段车体（2）形成旋转运动，从而使物流车底盘能顺利地实现小半径转弯；

物流车底盘沿轨道上下坡道时，第一段车体（1）、第三段车体（3）中的前槽轮架（6）、后槽轮架（7）分别通过第一俯仰转动副（18-1）、第二俯仰转动副（18-2）与中部车架（9）连接在一起，使其可相对于轨道的弧度上下摆动；同时，槽轮（10）也通槽轮俯仰转动副（19）调整俯仰的姿态，以适应空间轨道（5）的开口内缘的仰角的变化，使槽轮（10）能顺利沿开口内缘滚动；

当驱动轮（22）通过轮毂电机（12）开始驱动物流车底盘时，驱动轮（22）、加力杠杆（15）、承载轮（8）、中部车架（9）、调压弹簧（14）所构成对顶轮系使驱动轮（22）紧压在空间轨道承载面（5-1）；承载轮（8）紧压在空间轨道的对顶面，所形成的辅助压力使得物流车底盘在空间轨道（5）承压面上能有足够压力，从而产生足够的驱动力。