CN104890746B - 搬运车的轮胎履带转换机构 - Google Patents
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Abstract
一种搬运车的轮胎履带转换机构，主要由机械部分和电路线路控制部分组成。机械部分主要包括可以轮胎履带转换的轮子机构、齿轮组、手拉杆、车体四部分连接构成；电路线路控制部分，主要由单片机STC12C5A60S2、专用驱动集成电路L298N、2262‑M4无线遥控、三路循迹传感器模块、蜂鸣器模块、LED指示灯模块构成。优点是，轮胎、履带一体结合，提高搬运车对路况的适应性；自动与手动结合，多种控制方式，包括遥控、循迹；机电一体化，解放劳动力；可进入人不能进入的恶劣环境中进行搬运；适用范围广，不仅是搬运，在其他方面仍可使用；安全性能好，灵活性好；使用电力作为驱动，无污染。
Description
技术领域
本发明为搬运车的轮胎履带转换机构，特别是涉及崎岖路面搬运问题以及人力解放问题。
背景技术
21世纪是科技迅速发展的时代，搬运工人也应该享受到现代科技带来的便利。现有搬运装置基本没有全自动的助力设施，大部分靠人力或者普通叉车搬运，不仅效率低而且浪费人力，当路面情况恶劣时一些搬运助力设备则无法使用。然而随着生产效率提高，搬运效率不随之增加，必然会造成货物的堆积，如果只是简单地增加人力，则是劳民伤财，所以这个看似简单的环节有可能影响企业的利润。还有一些工作环境无法使用助力设施或者因为对人体有伤害不能由人直接去搬运。所以我们应该用现在的科学技术来解决这些问题。
目前常用的搬运车最大的问题是需要人去拖动搬运，没有助力设备全靠人去拖动，而且只能在平路上搬运，崎岖路面无法使用，容易损坏货物。所以需要进行改进，解放人力，保证搬运人员的健康、提高搬运效率。另外，现有的搬运车功能都比较单一，只能做某一项特定的工作。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述现有所存在的问题，使搬运车适应各种环境的搬运车的轮胎履带转换机构。
本发明是这样实现的：主要由机械部分和单片机控制两部分组成。
机械部分主要包括可以轮胎履带转换的轮子机构、齿轮组、手拉杆、车体四部分连接构成；
轮子机构的心轴轴承支架、中轴支架和外轴轴承支架固定在车底盘上；心轴上安装有心轴齿轮，心轴通过轴承安装在轴承支架中，心轴通过轴承安装中轴，心轴的端部通过联轴器及销钉安装外主动轮，中轴的端部安装有支撑盘，支撑盘通过螺栓连接法兰，轮子推出机构固定在两个支撑盘之间；轮子推出机构由辅助轮、支撑杆、推杆、销轴、销轴、螺母、丝杆、辅助电机连接构成，辅助电机固定在支撑盘上，辅助电机转动带动丝杆旋转，推动螺母上下移动，从而推杆移动，推杆和支撑杆通过销轴连接可以相对转动，支撑杆一端通过销轴和支撑盘连接，支撑杆可以绕销轴转动，支撑杆的中部及另一端固定辅助轮，这样通过推杆可以将辅助轮推出。中轴通过轴承安装外轴，外轴上安装有外轴齿轮；外轴的法兰端部通过螺栓连接内主动轮，履带安装在内主动轮、主动轮上，内主动轮、外主动轮转动带动履带转动，作为普通轮胎使用。
驱动电机与驱动电机减速箱的输入连接，驱动电机减速箱的输出通过弹性联轴器与连接齿轮轴连接，齿轮轴上安装有第一小齿轮、第二小齿轮，第一小齿轮与外轴齿轮啮合传动，心轴齿轮与第二小齿轮啮合传动。
前轮和后轮结构略有不同，后轮前后均安装有可伸出辅助轮，而前轮只后面安装有可伸出辅助轮。
电路线路控制部分，主要由单片机STC12C5A60S2、专用驱动集成电路L298N、2262-M4无线遥控、三路循迹传感器模块、蜂鸣器模块、LED指示灯模块构成。
单片机STC12C5A60S2引脚的1脚连接指示灯LED1, 单片机STC12C5A60S2引脚的2脚连接指示灯LED2,单片机STC12C5A60S2引脚的3脚连接指示灯LED3, 单片机STC12C5A60S2引脚的4脚连接指示灯LED4, 单片机STC12C5A60S2引脚的5脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的6脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的7脚连接第一专用驱动集成电路L298N的10脚，单片机STC12C5A60S2引脚的8脚连接第一专用驱动集成电路L298N的12脚，单片机STC12C5A60S2引脚的9脚连接电容C3、电阻R3、电阻R4、开关K3构成的单片机复位电路，单片机STC12C5A60S2引脚的10脚连接第二专用驱动集成电路L298N的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的11脚连接第二专用驱动集成电路L298N的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的18脚、19脚连接电容C1、电容C2、晶振X1构成的单片机晶振电路，单片机STC12C5A60S2引脚的20脚接地，单片机STC12C5A60S2引脚的25脚连接循迹模块LM339的1脚，单片机STC12C5A60S2引脚的26脚连接循迹模块LM339的2脚，单片机STC12C5A60S2引脚的27脚连接循迹模块LM339的8脚，单片机STC12C5A60S2引脚的28脚连接蜂鸣器模块，单片机STC12C5A60S2引脚的32脚连接第二2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的33脚连接第二2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的34脚连接第二2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的35脚连接第二2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的36脚连接第一2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的37脚连接第一2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的38脚连接第一2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的39脚连接第一2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的40脚连接5V电源。第一专用驱动集成电路L298N的2脚、3脚分别连接直流电机M1驱动电机,第一专用驱动集成电路L298N的13脚、14脚分别连接直流电机M2驱动电机,第二专用驱动集成电路L298N的2脚、3脚分别连接直流电机M3辅助电机, 循迹模块LM339的4脚、5脚分别接红外感应传感器1，循迹模块LM339的6脚、7脚分别接红外感应传感器2，循迹模块LM339的13脚、14脚分别接红外感应传感器3。
本发明的优点是：
（1）轮胎、履带一体结合，提高搬运车对路况的适应性；
（2）自动与手动结合，多种控制方式，包括遥控、循迹；
（3）机电一体化，解放劳动力；
（4）可进入人不能进入的恶劣环境中进行搬运；
（5）适用范围广，不仅是搬运，在其他方面仍可使用；
（6）安全性能好，灵活性好；
（7）使用电力作为驱动，无污染。
附图说明：
图1为整车主视图；
图2为图1的A-A全剖视图；
图3为图2的后轮齿轮组结构局部放大图；
图4为B-B后轮全剖视图；
图5为后轮收缩状态结构图；
图6为D-D前轮全剖视图；
图7为图1的F向的拉杆连接局部放大图；
图8为电路线路图；
图9为图8的Ⅰ处放大图；
图10为图8的Ⅱ处放大图；
图11为图8的Ⅲ处放大图；
图12为图8的Ⅳ处放大图；
图13为图8的Ⅴ处放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，主要由机械部分和电路线路控制部分组成。
机械部分主要包括可以轮胎履带转换的轮子机构A、齿轮组B、手拉杆C、车体D四部分连接构成；
轮子机构A的心轴轴承支架2、中轴支架5和外轴轴承支架9固定在车底盘30上；心轴4上安装有心轴齿轮3，心轴4通过轴承安装在轴承支架2中，心轴4通过轴承安装中轴6，心轴4的端部通过联轴器17及销钉安装外主动轮16，中轴6的端部安装有支撑盘15，支撑盘15通过螺栓连接法兰18，轮子推出机构固定在两个支撑盘15之间；轮子推出机构由辅助轮12、支撑杆11、推杆14、销轴36、销轴20、螺母27、丝杆28、辅助电机26连接构成，辅助电机26固定在支撑盘15上，辅助电机26转动，带动丝杆28旋转，推动螺母27上下移动，从而推杆14移动，推杆14和支撑杆11通过销轴36连接可以相对转动，推杆14推动支撑杆11，支撑杆11一端通过销轴20和支撑盘15连接，支撑杆11可以绕销轴20转动，支撑杆11的中部及另一端固定辅助轮12，这样，通过推杆14可以将辅助轮12推出。辅助轮收回时，辅助电机26反转，推杆14变成拉杆，将辅助轮12收回。中轴6通过轴承安装外轴8，外轴8上安装有外轴齿轮7；外轴8的法兰端部19通过螺栓连接内主动轮10，履带13安装在内主动轮10、主动轮16上，内主动轮10、外主动轮16转动带动履带13转动，作为普通轮胎使用。
驱动电机1与驱动电机减速箱25的输入连接，驱动电机减速箱25的输出通过弹性联轴器24与连接齿轮轴22连接，齿轮轴22上安装有第 第一小齿轮21、第二小齿轮23，第一小齿轮21与外轴齿轮7啮合传动，心轴齿轮3与第二小齿轮23啮合传动，
轮胎履带转换过程：普通状态时，小齿轮未伸出，履带13包在内主动轮10、外主动轮16上，内主动轮10、外主动轮16转动带动履带13转动，作为普通轮胎使用。履带状态时，辅助电机26运转，带动丝杠28旋转，通过推杆14将支撑杆11和辅助轮12推出，从而改变履带13的形状，增大履带13与地面的接触面积，此时，内主动轮10、外主动轮16与履带13上半部分和底部接触，内主动轮10、外主动轮16带动履带13转动，履带13绕整体滑动，变形完成；履带13由于形状改变，整体长度改变，需要自身具有弹性。心轴齿轮3和外轴齿轮7齿数相同，并与齿轮轴22上两个相同的第一小齿轮21、第二小齿轮23啮合，齿轮轴22通过弹性联轴器24与驱动电机减速箱25连接，驱动电机1通过变速，传递大扭矩，保持内主动轮10和外主动轮16同步转动。
车体分上下两层，两层之间通过角铁29连接，车底盘30安放齿轮组、电机、控制电路板、电源等部分，上层板31设置挡板32，形成车厢，用来放货物，避免掉落。当车电量不足时可以使用手拉杆33，手拉杆33通过支架35和销轴34固定到车体上层板31上，可以旋转，供不同身高和状态拉动。
整车由四个可转换轮子组成，每个轮子均可在轮子与履带之间转换，前轮和后轮略有不同，后轮前后均可伸出辅助轮12，而前轮只能后面伸出辅助轮12，其目的是为了避免当遇到爬坡时，前轮翘起，会出现只有一侧着地的现象，降低其通过性。通过大圆弧过渡，可以轻易通过崎岖路面。
电路线路控制部分，主要由单片机STC12C5A60S2、专用驱动集成电路L298N、2262-M4无线遥控、三路循迹传感器模块、蜂鸣器模块、LED指示灯模块构成。
单片机STC12C5A60S2引脚的1脚连接指示灯LED1, 单片机STC12C5A60S2引脚的2脚连接指示灯LED2,单片机STC12C5A60S2引脚的3脚连接指示灯LED3, 单片机STC12C5A60S2引脚的4脚连接指示灯LED4, 单片机STC12C5A60S2引脚的5脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的6脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的7脚连接第一专用驱动集成电路L298N的10脚，单片机STC12C5A60S2引脚的8脚连接第一专用驱动集成电路L298N的12脚，单片机STC12C5A60S2引脚的9脚连接电容C3、电阻R3、电阻R4、开关K3构成的单片机复位电路，单片机STC12C5A60S2引脚的10脚连接第二专用驱动集成电路L298N的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的11脚连接第二专用驱动集成电路L298N的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的18脚、19脚连接电容C1、电容C2、晶振X1构成的单片机晶振电路，单片机STC12C5A60S2引脚的20脚接地，单片机STC12C5A60S2引脚的25脚连接循迹模块LM339的1脚，单片机STC12C5A60S2引脚的26脚连接循迹模块LM339的2脚，单片机STC12C5A60S2引脚的27脚连接循迹模块LM339的8脚，单片机STC12C5A60S2引脚的28脚连接蜂鸣器模块，单片机STC12C5A60S2引脚的32脚连接第二2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的33脚连接第二2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的34脚连接第二2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的35脚连接第二2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的36脚连接第一2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的37脚连接第一2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的38脚连接第一2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的39脚连接第一2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的40脚连接5V电源。第一专用驱动集成电路L298N的2脚、3脚分别连接直流电机M1驱动电机,第一专用驱动集成电路L298N的13脚、14脚分别连接直流电机M2驱动电机,第二专用驱动集成电路L298N（2）的2脚、3脚分别连接直流电机M3辅助电机, 循迹模块LM339的4脚、5脚分别接红外感应传感器1，循迹模块LM339的6脚、7脚分别接红外感应传感器2，循迹模块LM339的13脚、14脚分别接红外感应传感器3。
控制功能：第一2262-M4（1）无线遥控模块负责功能装换，共有4个按键包括轮子普通状态、轮子履带状态、手动遥控和循迹前进。第二2262-M4（2）无线遥控模块负责控制轮子正反转，共有4个按键包括左侧轮子正转、反转，右侧轮子正转、反转。按下第一无线遥控模块的轮子普通状态按键，LED指示灯1亮，辅助电机正转，推动辅助轮，轮子变成履带状态；按下第一无线遥控模块的轮子履带状态按键，LED指示灯2亮，辅助电机反转，收回辅助轮，轮子变成普通状态，搬运车四个轮子，每个轮子各有一个辅助电机，在电路控制中，四个辅助电机功能均是让辅助轮伸出和收回，故只用一条电路就能控制；按下第一无线遥控模块的手动遥控按键，LED指示灯3亮，开始手动遥控，通过第二无线遥控模块的4个按键控制搬运车的运动；按下第一无线遥控模块的循迹前进按键，LED指示灯4亮，开始进行循迹前进，通过红外线接收头判断地面黑线位置，控制驱动电机，保持搬运车按黑线前进，当到达目的地，蜂鸣器发出声音，作为提示。在驱动电机控制中，左侧两个驱动电机由同一条电路控制，右侧两个驱动电机由另一条电路控制。
通过机械部分和控制部分结合，搬运车实现崎岖路面搬运、循迹搬运、遥控搬运和人力推拉搬运，达到多功能搬运车的效果。
Claims (1)
1.一种搬运车的轮胎履带转换机构，其特征在于，
主要由机械部分和单片机控制两部分组成；机械部分主要包括可以轮胎履带转换的轮子机构、齿轮组、手拉杆、车体四部分连接构成；
具体为，轮子机构的心轴轴承支架、中轴支架和外轴轴承支架固定在车底盘上；心轴上安装有心轴齿轮，心轴通过轴承安装在轴承支架中，心轴通过轴承安装中轴，心轴的端部通过联轴器及销钉安装外主动轮，中轴的端部安装有支撑盘，支撑盘通过螺栓连接法兰，轮子推出机构固定在两个支撑盘之间；轮子推出机构由辅助轮、支撑杆、推杆、销轴、销轴、螺母、丝杆、辅助电机连接构成，辅助电机固定在支撑盘上，辅助电机转动带动丝杆旋转，推动螺母上下移动，从而推杆移动，推杆和支撑杆通过销轴连接可以相对转动，支撑杆一端通过销轴和支撑盘连接，支撑杆可以绕销轴转动，支撑杆的中部及另一端固定辅助轮，这样通过推杆可以将辅助轮推出；中轴通过轴承安装外轴，外轴上安装有外轴齿轮；外轴的法兰端部通过螺栓连接内主动轮，履带安装在内主动轮、主动轮上，内主动轮、外主动轮转动带动履带转动，作为普通轮胎使用；驱动电机与驱动电机减速箱的输入连接，驱动电机减速箱的输出通过弹性联轴器与连接齿轮轴连接，齿轮轴上安装有第一小齿轮、第二小齿轮，第一小齿轮与外轴齿轮啮合传动，心轴齿轮与第二小齿轮啮合传动；
前轮和后轮结构略有不同，后轮前后均安装有可伸出辅助轮，而前轮只后面安装有可伸出辅助轮；
电路线路控制部分，主要由单片机STC12C5A60S2、专用驱动集成电路L298N、2262-M4无线遥控、三路循迹传感器模块、蜂鸣器模块、LED指示灯模块构成；
单片机STC12C5A60S2引脚的1脚连接指示灯LED1, 单片机STC12C5A60S2引脚的2脚连接指示灯LED2,单片机STC12C5A60S2引脚的3脚连接指示灯LED3, 单片机STC12C5A60S2引脚的4脚连接指示灯LED4, 单片机STC12C5A60S2引脚的5脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的6脚连接专用驱动集成电路L298N（1）的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的7脚连接第一专用驱动集成电路L298N的10脚，单片机STC12C5A60S2引脚的8脚连接第一专用驱动集成电路L298N的12脚，单片机STC12C5A60S2引脚的9脚连接电容C3、电阻R3、电阻R4、开关K3构成的单片机复位电路，单片机STC12C5A60S2引脚的10脚连接第二专用驱动集成电路L298N的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的11脚连接第二专用驱动集成电路L298N的11脚，单片机STC12C5A60S2引脚的18脚、19脚连接电容C1、电容C2、晶振X1构成的单片机晶振电路，单片机STC12C5A60S2引脚的20脚接地，单片机STC12C5A60S2引脚的25脚连接循迹模块LM339的1脚，单片机STC12C5A60S2引脚的26脚连接循迹模块LM339的2脚，单片机STC12C5A60S2引脚的27脚连接循迹模块LM339的8脚，单片机STC12C5A60S2引脚的28脚连接蜂鸣器模块，单片机STC12C5A60S2引脚的32脚连接第二2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的33脚连接第二2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的34脚连接第二2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的35脚连接第二2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的36脚连接第一2262-M4无线遥控模块的6脚，单片机STC12C5A60S2引脚的37脚连接第一2262-M4无线遥控模块的5脚，单片机STC12C5A60S2引脚的38脚连接第一2262-M4无线遥控模块的4脚，单片机STC12C5A60S2引脚的39脚连接第一2262-M4无线遥控模块的3脚，单片机STC12C5A60S2引脚的40脚连接5V电源；第一专用驱动集成电路L298N的2脚、3脚分别连接直流电机M1驱动电机,第一专用驱动集成电路L298N的13脚、14脚分别连接直流电机M2驱动电机,第二专用驱动集成电路L298N的2脚、3脚分别连接直流电机M3辅助电机, 循迹模块LM339的4脚、5脚分别接红外感应传感器1，循迹模块LM339的6脚、7脚分别接红外感应传感器2，循迹模块LM339的13脚、14脚分别接红外感应传感器3。
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