CN107042974A - 多电机直驱的纯电动车厢翻转装置 - Google Patents

多电机直驱的纯电动车厢翻转装置 Download PDF

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Abstract

一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，采用电机直驱技术与分散多动力的方法，包括一个主平移机构、一个翻转机构、一个次平移机构、一个车架和一个车厢；三个伺服电机联合驱动一个多杆机构，实现立方体空心箱式车厢在转运车车架上的平移、倾倒和车架与地面之间的装卸，具有装卸速度快、工作效率高。多杆机构的结构紧凑、机构刚性好、受力状况好、稳定性高等优点，大幅降低转运车的整备质量，节能效果明显。

Description

多电机直驱的纯电动车厢翻转装置
技术领域
本发明属于汽车工程技术领域，具体涉及一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，资源消耗、环境污染等问题日益严峻。针对现有城镇垃圾转运处理问题，垃圾转运车的出现，减轻了人工清理垃圾的劳动量、提高了工作效率。因此，垃圾转运车的发展受到了国家的大力支持，成为城乡居民区推广的一种垃圾收集运送的自动化装置。垃圾转运车的车厢自动提升、翻转、倾倒技术是研究垃圾转运车的关键，其设计的优劣直接影响垃圾转运车的整体性能。
目前，我国采用引进和自创相结合的方式对垃圾转运车进行不断的研究。市场上已投入使用的垃圾清运车，多是以液压式垃圾清运车为主。液压式垃圾清运车是以液压缸为动力源完成车厢的自装卸功能。按其翻转装置的结构形式可以分为直推式、连杆组合式两种。其中，直推式具有结构简单、举升效率高等优点，但其要求液压缸密封性能好、加工成本高。对于连杆组合式，连杆横向刚度大、举升转动圆滑平顺、启动性能好、稳定性高，但其要求液压缸摆角大、液压管路不易布置。同时，以液压作为动力源，其结构庞大、布置困难，油管等辅助元件多、维修成本高。
因此，发明一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，采用电机直驱方式作为动力源来完成垃圾箱的自动提升和翻转倾倒工作。电机直驱方式，减少了动力传输装置，提高了效率。同时，避免了液压缸、推杆等原件的使用，整备质量小、能耗低。
发明内容
一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，采用三个伺服电机驱动两组机构，实现立方体空心箱式车厢在转运车车架上的平移和倾倒，可将地面上的车厢装上车架，也可将车架上的车厢卸下后放置在地面上。本装置采用电机直驱技术与分散多动力的方法，三个伺服电机分别与三组丝杠螺母副实现直联直驱，具有结构紧凑、操作简便等优点；多电机协同驱动，装卸速度快、工作效率高；同时，连杆组合式翻转装置具有结构紧凑、机构整体横向刚性好、受力状况好、稳定性高等优点，大幅降低转运车的整备质量，节能效果明显。
本发明所采用的技术方案是：
一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，由一个主平移机构1、一个翻转机构2、一个次平移机构3、一个车架4和一个车厢8组成；车厢8为立方体空心箱式结构，车厢8的顶部和尾端均有可开启式箱门，车厢8的底面四角布置有两个车厢前轮6和两个车厢后轮7；车架4的尾端布置有两个车架滚轮5；主平移机构1与车架4固定连接，翻转机构2与主平移机构1铰链连接；次平移机构3与车架4固定连接，翻转机构2与次平移机构3之间铰链连接；翻转机构2、主平移机构1和次平移机构3组成一个多杆机构。
主平移机构1由主平移电机1-1、主平移螺母1-2、主平移丝杠1-3组成；主平移电机1-1与车架4固定连接，主平移电机1-1的输出轴与主平移丝杠1-3成为一体，主平移丝杠1-3与主平移螺母1-2之间构成一个螺旋副。
次平移机构3由次平移电机3-1、次平移螺母3-2、次平移丝杠3-3组成；次平移电机3-1与车架4固定连接，次平移电机3-1输出轴与次平移丝杠3-3直联或成为一体；次平移丝杆3-3与次平移螺母3-2之间构成一个螺旋副。
翻转机构2由翻转电机2-1、翻转螺母2-2、翻转丝杠2-3、直角杆2-4、导杆2-5组成；翻转电机2-1的输出轴与翻转丝杠2-3成为一体，导杆2-5与翻转电机2-1之间固定连接，导杆2-5与翻转螺母2-2之间滑动连接；翻转丝杠2-3和翻转螺母2-2之间构成一个螺旋副，翻转电机2-1、翻转丝杠2-3和导杆2-5相对翻转螺母2-2直线移动；翻转螺母2-2与主平移螺母1-2之间铰链连接；直角杆2-4的一端与车厢8之间铰接，另一端与次平移螺母3-2之间铰接，直角杆2-4的中间与翻转丝杠2-3的端部之间球铰连接。
附图说明
图1是本发明的车厢落地位置。
图2是本发明的车厢被吊起位置。
图3是本发明的车厢平放在车架后端位置。
图4是本发明的车厢完成装载位置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明:
如图1、图2、图3和图4，一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，由一个主平移机构1、一个翻转机构2、一个次平移机构3、一个车架4和一个车厢8组成；车厢8为立方体空心箱式结构，车厢8的顶部和尾端均有可开启式箱门，物品从车厢8的顶部装入并锁紧；车厢8的底面四角布置有两个车厢前轮6和两个车厢后轮7，可以让车厢8在平地或者车架4上滚动；车架4的最后端布置有两个车架滚轮5，用于支撑车厢在车架4上滑动；翻转机构2与主平移机构1之间连接；主平移机构1和次平移机构3均与车架4之间固定连接，翻转机构2与车厢8之间铰链连接。
如图1，一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置的车厢8与车身分离，车厢8水平放置在地面上，等待中转车运输处理。同时启动主平移电机1-1和次平移电机3-1，主平移电机1-1带动主平移丝杠1-3转动，转动的主平移丝杠1-3带动主平移螺母1-2水平滑动；次平移电机3-1带动次平移丝杠3-3转动，转动的次平移丝杠3-3带动次平移螺母3-2水平滑动；滑动的主平移螺母1-2和次平移螺母3-2带动翻转机构2同时向车架4尾部移动。
当翻转机构2移动到一定位置，启动翻转电机2-1，主平移电机1-1继续转动，而次平移电机3-1反向转动。翻转电机2-1带动翻转丝杠2-3转动，翻转电机2-1、翻转丝杠2-3和导杆2-5相对翻转螺母2-2移动；翻转丝杠2-3推动与其球铰连接的直角杆2-4绕着次平移螺母3-2铰链转动；同时主平移电机1-1带动主平移螺母1-2和翻转螺母2-2一起向车架4的后端运行，而次平移电机3-1带动次平移螺母3-2向车架4的前端运行，直角杆2-4的顺时针翻转过程加快；直角杆2-4的另一端在空间顺时针翻转，直到与平放在地面上的车厢8左上角形成铰链连接，此时翻转电机2-1、主平移电机1-1和次平移电机3-1均停止工作，车厢8被挂起的预备动作完成。
完成车厢8被挂起的预备动作之后，如图2，车厢8被直角杆2-4挂住后，同时启动主平移电机1-1、次平移电机3-1和翻转电机2-1。主平移电机1-1反转，主平移电机1-1带动主平移丝杠1-3转动，转动的主平移丝杠1-3带动主平移螺母1-2向车架4前端水平滑动；次平移电机3-1正转，次平移电机3-1带动次平移丝杠3-3转动，转动的次平移丝杠3-3带动次平移螺母3-2向车架4后端水平滑动；翻转电机2-1反转，翻转电机2-1带动翻转丝杠2-3转动，翻转丝杠2-3带动直角杆2-4绕者次平移螺母3-2铰链反向转动，直角杆2-4上端与车厢8铰接；三个电机同时工作，加快直角杆2-4将车厢8翻转到车架4上。
如图3，车厢8平放在车架4的上平面上，完成车厢8的装载翻转过程。
如图4，完成车厢8装载翻转过程之后，翻转电机2-1停止工作，主平移电机1-1继续工作，次平移电机3-1反转。主平移电机1-1带动主平移丝杠1-3转动，主平移螺母1-2沿着主平移丝杠1-3向车架4前端滑移；次平移电机3-1带动次平移丝杠3-3反向转动，次平移螺母3-2沿着次平移丝杠3-3向车架4的前端滑移；主平移螺母1-2和次平移螺母3-2带动翻转机构2和车厢8同时向车架4的前端移动，直至车厢8的尾端与车架4的尾端平齐，主平移电机1-1和次平移电机3-1停止工作，采用机械锁死机构将车厢8和车架4锁紧，转运车可将车厢8运输。
转运车的倾倒垃圾过程为：
同时启动主平移电机1-1和次平移电机3-1，主平移电机1-1带动主动平移丝1-3杠转动，主平移丝杠1-3带动主平移螺母1-2向车架4后端水平滑动；次平移电机3-1带动次平移丝3-3杠转动，次平移丝杠3-3带动次平移螺母3-2向车架4后端水平滑动；主平移螺母1-2带动和次平移螺母3-2带动翻转机构2和车厢6同时向车架4尾端移动。
此时，启动翻转电机2-1，主平移电机1-1继续转动，而次平移电机3-1反向转动。翻转电机2-1带动翻转丝杠2-3转动，翻转丝杠2-3推动与其球铰连接的直角杆2-4绕着次平移螺母3-2向车架4的尾端翻转；同时主平移电机1-1带动主平移螺母1-2和翻转螺母2-2一起向车架4的后端运行，而次平移电机3-1带动次平移螺母3-2向车架4的前端运行；三个电机同时工作，加快车厢8被吊起速度，当车厢8前端被吊起到一定高度，此时，打开车厢8的尾端端盖，车厢8内的垃圾被倒出。
本发明的工作原理；
一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，采用三个伺服电机驱动两个平移机构和一个翻转机构，实现立方体空心箱式车厢在转运车车架上的平移和倾倒，可将地面上的车厢装上车架，也可将车架上的车厢卸下后放置在地面上。两个平移机构分别是由平移电机驱动的丝杠螺母副构成，平移电机和平移丝杠直联或成一体，平移螺母相对平移丝杠滑移实现平动；翻转机构是由翻转丝杠、翻转螺母、直角杆组成，翻转电机驱动的丝杠螺母副组成动力源，翻转丝杠驱动直角杆在空间翻转。

Claims (4)

1.一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，其特征包括：由一个主平移机构（1）、一个翻转机构（2）、一个次平移机构（3）、一个车架（4）和一个车厢（8）组成；车厢（8）为立方体空心箱式结构，车厢（8）的顶部和尾端均有可开启式箱门，车厢（8）的底面四角布置有两个车厢前轮（6）和两个车厢后轮（7）；车架（4）的尾端布置有两个车架滚轮（5）；主平移机构（1）与车架（4）固定连接，翻转机构（2）与主平移机构（1）铰链连接；次平移机构（3）与车架（4）固定连接，翻转机构（2）与次平移机构（3）之间铰链连接；翻转机构（2）、主平移机构（1）和次平移机构（3）组成一个多杆机构。
2.如权利要求1所述的一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，其特征包括：主平移机构（1）由主平移电机（1-1）、主平移螺母（1-2）、主平移丝杠（1-3）组成；主平移电机（1-1）与车架（4）固定连接，主平移电机（1-1）的输出轴与主平移丝杠（1-3）成为一体，主平移丝杠1-3）与主平移螺母（1-2）之间构成一个螺旋副。
3.如权利要求1所述的一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，其特征包括：次平移机构（3）由次平移电机（3-1）、次平移螺母（3-2）、次平移丝杠（3-3）组成；次平移电机（3-1）与车架（4）固定连接，次平移电机（3-1）输出轴与次平移丝杠（3-3）直联或成为一体；次平移丝杆（3-3）与次平移螺母（3-2）之间构成一个螺旋副。
4.如权利要求1所述的一种多电机直驱的纯电动车厢翻转装置，其特征包括：翻转机构（2）由翻转电机（2-1）、翻转螺母（2-2）、翻转丝杠（2-3）、直角杆（2-4）、导杆（2-5）组成；翻转电机（2-1）的输出轴与翻转丝杠（2-3）成为一体，导杆（2-5）与翻转电机（2-1）之间固定连接，导杆（2-5）与翻转螺母（2-2）之间滑动连接；翻转丝杠（2-3）和翻转螺母（2-2）之间构成一个螺旋副，翻转电机（2-1）、翻转丝杠（2-3）和导杆（2-5）相对翻转螺母（2-2）直线移动；翻转螺母（2-2）与主平移螺母（1-2）之间铰链连接；直角杆（2-4）的一端与车厢（8）之间铰接，另一端与次平移螺母（3-2）之间铰接，直角杆（2-4）的中间与翻转丝杠（2-3）的端部之间球铰连接。
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