CN106741305A

CN106741305A - 重载车辆舱内移位装置

Info

Publication number: CN106741305A
Application number: CN201710025203.XA
Authority: CN
Inventors: 张晓飞; 李进; 曹冬梅; 赵尚
Original assignee: Zhenjiang Watercraft College of Pla
Current assignee: Zhenjiang Watercraft College of Pla
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种重载车辆舱内移位装置。一种重载车辆舱内移位装置，包括平台主体结构、动力系统、顶升系统和控制系统，平台主体结构包括主梁，设置于主梁上的外框架，主梁和外框架之间设有电器舱室；动力系统包括电机驱动组，与电机驱动组相连的联轴器，与联轴器相连的麦克纳姆轮；顶升系统为液压千斤顶；液压千斤顶设置于所述平台主体结构上；控制系统包括行走控制器、操作控制器、电机驱动模块、电源管理装置和遥控器。本发明采用总体入式技术的CAN总线技术控制，麦克纳姆轮实现全方位移动，工作效率高，响应速度快；采用无线遥控和自身急停制动的双保险制动方式，遇突发情况可急停制动，安全性得到保证。

Description

重载车辆舱内移位装置

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种重载车辆舱内移位装置。

背景技术

麦克纳姆轮具有的全方位运动特性指的是运动系统具有平面内三个自由度，可同时独立的在前后、左右和原地旋转三个方向上运动，在不改变自身位姿的情况下向任意方向进行移动的运动特性。

麦克纳姆轮的结构特点为沿轮子轮毂圆周排布与轮子成一定角度(通常为45°)的辊子，这些辊子可绕自身轴线进行旋转，辊子的包络面为圆柱形，如图5所示。

目前，全向移位装置在军、民领域均有较多应用，但其装置尺寸较大，底盘较高，顶升重量较小，并不满足空间有限、地板湿滑的船舱内重载车辆移位需求。因此，为提高船运重载车辆装卸的快速性，应针对狭窄、湿滑的船舱环境研制专用的重载车辆舱内移位装置。

发明内容

本发明的目的提高船运重载车辆的快速装卸性，额定载荷增加后无需改变外形尺寸，仅增加装置拼接即可实现，同时场地适应性好。基于该目的，本发明采用的技术方案如下：

一种重载车辆舱内移位装置，包括平台主体结构、动力系统、顶升系统和控制系统，所述平台主体结构包括主梁，设置于主梁上的外框架，所述主梁和外框架之间设有电器舱室；所述动力系统包括电机驱动组，与电机驱动组相连的联轴器，与联轴器相连的麦克纳姆轮；所述顶升系统为液压千斤顶；所述液压千斤顶设置于所述平台主体结构上；所述控制系统包括行走控制器、操作控制器、电机驱动模块、电源管理装置和遥控器。

进一步地，所述平台主体结构上设有系固环，所述系固环设置于该移位装置的四周。

进一步地，所述主梁采用型材焊接的箱梁式整体结构，所述外框架采用矩形管为骨架一体化设计。

进一步地，所述外框架的外侧设有蒙皮。

进一步地，该装置的前后均设有防撞护栏，所述防撞护栏外挂在所述蒙皮的外表面；该移位装置四边的尖角处设有防撞条；所述装置的前后均设有列车车钩。

进一步地，所述电机驱动组有8组，一个电机驱动组驱动2只麦克纳姆轮；车身四周装有4或8只急停开关。

进一步地，所述控制系统还包括有安全控制及警示模块、照明控制模块，和故障反馈模块。

进一步地，所述控制系统还包括有视频传输模块、声光报警模块、电磁刹车模块、应急制动模块、电量提示模块和夜间照明模块。

进一步地，该装置上还设有照明灯和摄像头。

进一步地，所述电源管理装置包括电池充电装置和供配电装置；所述行走控制器包括应急控制系统，行走安全系统和测试接口。

进一步地，所述顶升系统上还设有等高垫块。

相比较现有技术，本发明有以下有益效果：

（1）本发明采用总体采用嵌入式技术的CAN总线技术控制，麦克纳姆轮实现全方位移动，工作效率高，响应速度快；

（2）装置自身带有动力源，占用空间小，不受场地影响；

（3）采用无线遥控和自身急停制动的双保险制动方式，遇突发情况可采取无线遥控急停制动和装置本身急停制动，安全性得到良好保证；

（4）装置的前后设有列车车钩，在额定载荷增加后，不必改变外形尺寸，仅增加装置拼接即可实现。

附图说明

图1为本发明重载车辆舱内移位装置结构示意图；

图2为本发明重载车辆舱内移位装置主梁结构示意图；

图3为本发明重载车辆舱内移位装置动力系统结构示意图；

图4为本发明控制系统总体框图；

图5为麦克纳姆轮结构示意图；

图6为麦克纳姆轮工作示意图；

图中，1-平台主体结构，11-主梁，12-外框架，13-电器舱室，14-蒙皮，15-防撞护栏，16-防撞条，17-列车车钩，18-系固环，2-动力系统，21-电机驱动组，22-联轴器，23-麦克纳姆轮，3-顶升系统，4-控制系统。

具体实施方式

下面结合实施例以及附图对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1-4所示，一种重载车辆舱内移位装置，包括平台主体结构1、动力系统2、顶升系统3和控制系统4，所述平台主体结构1包括主梁11，设置于主梁上的外框架12，所述主梁11和外框架12之间设有电器舱室13；所述动力系统2包括电机驱动组21，与电机驱动组21相连的联轴器22，与联轴器21相连的麦克纳姆轮23；所述顶升系统3为液压千斤顶；所述液压千斤顶设置于所述平台主体结构1上；所述控制系统4设置于电器舱室13内，包括行走控制器、操作控制器、电机驱动模块、电源管理装置和遥控器。控制系统4的旁边设有电池组，控制系统4和电池组设于电器舱室内，电池舱室采用模块化设计，箱体机构形式便于拆装并能防水防尘。

如图2所示，所述主梁11采用型材焊接的箱梁式整体结构，利用工字钢作为主梁整体焊接，并在局部区域作加强处理。所述外框架12采用矩形管为骨架一体化设计，方便装拆，电器舱室13和电池组设置于平台整体结构的中间位置。外框架12的外侧设有蒙皮14，蒙皮14最好采用5mm钢板加工成型，然后进行防锈处理和具有军事特色的表面涂装。为移位装置自身防护考虑，移位装置前后应外挂橡胶防撞护栏15，四边尖角处采用橡胶防撞条16包护，防止平台紧急制动时撞击物体造成平台主体结构损伤，所述防撞护栏15外挂在所述蒙皮14的外表面；所述装置的前后均设有列车车钩17，当额定载荷增加时，通过列车车钩17把两个或者多个装置拼接在一起便可实现吊装。

在所述平台主体结构1上还设有系固环18，所述系固环18设置于该移位装置的四周，用于运输船舶舱内固定，在吊装作业时可兼作吊耳所用。

动力系统2中，所述电机驱动组21有8组，一个电机驱动组驱动2只麦克纳姆轮23；车身四周装有4或8只急停开关，当遇到突发状况时，旁边的操作人员可以按下急停开关紧急制动。

所述控制系统还包括有安全控制及警示模块，安全控制及警示模块包括安全检测装置、处理器和报警装置；照明控制模块，照明控制模块包括光照传感器、传感器和灯；和故障反馈模块、视频传输模块，视频传输模块包括与处理器相连的摄像头和无线通信模块，声光报警模块包括与处理器相连的蜂鸣器和指示灯；所述电磁刹车模块、应急制动模块、电量提示模块和夜间照明模块。

所述电源管理装置包括电池充电装置和供配电装置；所述行走控制器包括应急控制系统，行走安全系统和测试接口。

为降低搬运高度，车体的上平面也可以采用下沉式来设计。

本发明的工作原理及过程是：

本发明运用麦克纳姆轮和嵌入式技术的CAN总线控制系统实现，工作时，通过遥控器发送信号给控制系统，把移位装置移动到要被移动车辆下方，控制移位装置的任意方向移动及顶升系统的升和降，从而实现被移位设备的升降，在使用时，防止要被移位的车辆底盘太高，而无法顶到，在顶升系统上方设置有等高垫块。

当需要移动装置本体时，通过装置四周的系固环来实现吊装作业。

根据重载车辆移位的实际需求，选择一个或多个该移位装置进行拼接。一名工作人员无线遥控操作，另一名工作人员可在装置旁观察移位情况，及时处置突发事件。综合考虑移位装置平时存放方便和研制、使用时的经济性，确定采用分体式设计，即配有2套可拼接组合的移位装置，当移位较小尺寸重载车辆时仅需运用1套装置，若对较长尺寸重载车辆移位时可采用两套或多套装置对接的方式同步完成顶升及移位作业，对接时采用装置本身设有的列车车钩来实现。

麦克纳姆轮的结构特点为沿轮子轮毂圆周排布与轮子成一定角度(通常为45°)的辊子，这些辊子可绕自身轴线进行旋转，辊子的包络面为圆柱形，如图5所示。麦克纳姆轮圆周上的辊子轴线与车轮轴线之间有一个偏置角度α，当麦克纳姆轮运动时，轮中与地面接触的辊子受到的摩擦力F可以分解为沿着辊子轴线方向的分力F₁ 以及辊子与地面接触点的径向分力F₂。其中径向分力F₂使辊子作绕自身轴线的自由旋转运动，而辊子轴向分力F₁可以分解出沿轮子轴线方向的分力F_a和轮面方向的分力F₁，使麦克纳姆轮具有沿车轮轴向和径向运动的可能。

通过各个轮子之间转速与转向的配合，可以合成任意方向的力矩，从而驱动全方位机构向任意方向进行移动，如图6所示。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种重载车辆舱内移位装置，其特征在于：包括平台主体结构（1）、动力系统（2）、顶升系统（3）和控制系统（4），所述平台主体结构（1）包括主梁（11），设置于主梁上的外框架（12），所述主梁（11）和外框架（12）之间设有电器舱室（13）；所述动力系统（2）包括电机驱动组（21），与电机驱动组（21）相连的联轴器（22），与联轴器（21）相连的麦克纳姆轮（23）；所述顶升系统（3）为液压千斤顶；所述液压千斤顶设置于所述平台主体结构（1）上；所述控制系统（4）包括行走控制器、操作控制器、电机驱动模块、电源管理装置和遥控器。

2.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述平台主体结构（1）上设有系固环（18），所述系固环（18）设置于该移位装置的四周。

3.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述主梁（11）采用型材焊接的箱梁式整体结构，所述外框架（12）采用矩形管为骨架一体化设计。

4.根据权利要求3所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述外框架（12）的外侧设有蒙皮（14）。

5.根据权利要求4所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：该装置的前后均设有防撞护栏（15），所述防撞护栏（15）外挂在所述蒙皮（14）的外表面；该移位装置四边的尖角处设有防撞条（16）；所述装置的前后均设有列车车钩（17）。

6.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述电机驱动组（21）有8组，一个电机驱动组驱动2只麦克纳姆轮（23）；车身四周装有4或8只急停开关。

7.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述控制系统还包括有安全控制及警示模块、照明控制模块，和故障反馈模块。

8.根据权利要求7所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述控制系统还包括有视频传输模块、声光报警模块、电磁刹车模块、应急制动模块、电量提示模块和夜间照明模块。

9.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述电源管理装置包括电池充电装置和供配电装置；所述行走控制器包括应急控制系统，行走安全系统和测试接口。

10.根据权利要求1所述的重载车辆舱内移位装置，其特征在于：所述顶升系统（3）上还设有等高垫块（31）。