CN108277742B - 大坡度爬坡行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种大坡度爬坡行走机构，包括：车架；驱动组件，其连接在所述车架上；两个车轮，其设在所述驱动组件的两侧并与所述驱动组件连接，所述车轮的轮轴连接所述车架；以及加压装置，其与所述车轮的轮轴和所述车架连接增加所述车轮的爬坡压力。该行走机构适用于大坡度连续行走，且成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种行走机构。更具体地，涉及一种用于上弦检查车的大坡度爬坡行走机构。该行走机构尤其适用于最大坡度大于或等于45°、多跨的特大钢桁梁拱桥的检修。
背景技术
目前，用于钢桁拱上弦检查车的爬坡行走机构主要有以下三种结构形式：第一种为液压油缸顶推步履式行走机构，该机构为间断行走，振动比较大、行走速度慢、行走机构效率低、成本高；第二种是基于铰链四杆机构的多橡胶轮组行走机构，该机构可实现连续行走，成本相对第一种低些，但目前在用的该类行走机构普遍爬坡能力有限，爬行坡度不能超过36°，而对于多跨的特大钢桁梁拱桥，其拱脚位置的坡度最大可高达45°，因而第二种不适用于该类大坡度行走工况；第三种为采用销齿轮机构传动的行走机构，该类行走机构爬坡范围和爬坡能力虽相对第二种有提高，但整机重量太大、成本太高。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种大坡度爬坡行走机构，该行走机构适用于大坡度连续行走，且成本低。
为了实现以上发明目的，本发明提出了一种具有以下结构的大坡度爬坡行走机构，包括：
车架；
驱动组件，其连接在所述车架上；
两个车轮，其设在所述驱动组件的两侧并与所述驱动组件连接，所述车轮的轮轴连接在所述车架上；以及
加压装置，其与所述车轮的轮轴以及所述车架连接以增加所述车轮的爬坡压力。
在本发明中，通过加压装置增加车轮爬坡时的正压力从而增大行走机构爬坡时的摩擦力，使得行走机构能适用于大坡度连续行走，且成本低。
在一种实施方案中，所述车架包括平衡梁和台车架，所述驱动组件、车轮的轮轴和加压装置均安装在所述平衡梁上。
在一种实施方案中，所述加压装置包括杠杆加压组件和加压轮，所述杠杆加压组件的一端与所述车架连接，所述杠杆加压组件的另一端经肋板与所述车轮的轮轴连接，所述加压轮连接在所述杠杆加压组件的另一端并抵接在所述平衡梁的下方，作用在所述杠杆加压组件的一端的作用力经所述杠杆加压组件的加压转换后经所述肋板和加压轮加载到所述车轮上。
在一种实施方案中，所述杠杆加压组件的加压转换倍数为12倍。
在一种实施方案中，所述加压装置包括：
加压杆，其上端穿过设在所述台车架内的连接块连接加压弹性件，且加压杆的端头通过锁紧螺母压缩所述加压弹性件；
加压臂，其一端与所述加压杆的另一端连接；
偏心轴，其一端与所述加压臂的另一端连接，其中部通过肋板连接车轮的轮轴；以及
加压轮，其连接在偏心轴的另一端并抵接在所述平衡梁的下方。
在一种实施方案中，所述加压杆的轴向中心线与偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线之间的距离是偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线与所述加压轮的中心线之间的距离的12倍。
在一种实施方案中，所述驱动组件包括依次连接的变频电机、联轴器和减速器，所述减速器通过输出法兰连接有齿圈，所述齿圈与所述车轮的轮毂连接。
在一种实施方案中，所述车轮的最外层设有经过处理的橡胶层，所述橡胶层能增大摩擦系数和承受一定的压力；行走机构的行走速度为0.5m/min～5m/min，行走机构的爬坡角度高达46°。
在一种实施方案中，所述车架的两端外侧分别连接有防偏安装座，每个防偏安装座沿所述车架的径向中心线设有两个防偏轮以防止跑偏。
在一种实施方案中，所述防偏轮通过防偏轴和调节螺母与防偏安装座连接，并可根据行走轨道的状况通过调节螺母调整防偏轮的防偏预设量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中通过设置加压装置和防偏轮装置，增大爬坡时的摩擦力和使行走机构始终与行走轨道保持平行，从而使得行走机构适用于45°和46°的大坡度连续行走。而且由于加压装置能用很小的力通过杠杆原理加载正压力，因而加压装置本身可设置成结构较小；另外加压轮能随着行走机构的行走而转动，因此整体结构紧凑合理而且耐磨，整体体积较小，重量减轻，成本较低。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了本发明的大坡度爬坡行走机构的其中一个实施例的主视结构示意图；
图2显示了图1的大坡度爬坡行走机构的俯视结构示意图；
图3显示了图1的大坡度爬坡行走机构的左视结构示意图；
图4显示了图1中的加压装置的其中一种具体结构；
图5显示了图4中的加压装置的A-A剖视图；
图6显示了图4中的加压装置的B-B剖视图。
附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
发明人在发明过程中注意到，现有类型的爬坡行走机构主要存在的问题在于：液压油缸顶推步履式行走机构为间断行走，振动比较大、行走速度慢、行走机构效率低、成本高；基于铰链四杆机构的多橡胶轮组行走机构虽可实现连续行走，成本相对低些，但普遍爬坡能力有限，爬行坡度不能超过36°；采用销齿轮机构传动的行走机构，该类行走机构爬坡范围和爬坡能力虽有提高，但整机重量太大、成本太高。
针对以上不足，本发明的实施例提出了一种大坡度爬坡行走机构，该行走机构适用于大坡度连续行走，且成本低。下面进行详细说明。
图1至图3显示了本发明的大坡度爬坡行走机构的其中一种实施例的结构示意图。在该实施例中，该大坡度爬坡行走机构主要包括：车架1、驱动组件2、两个车轮3和4、加压装置5和6以及防偏轮9和10。其中，车架1主要包括平衡梁1.1和台车架1.2，驱动组件2连接在车架1的中部并通过螺栓或螺钉等紧固件固定到车架的台车架1.2上。两个车轮3和4设在驱动组件2的左右两侧并与驱动组件2连接。车轮3和4的轮轴连接车架1的平衡梁1.1。加压装置5和6分别对应给车轮3和4增加爬坡时的压力，左侧的加压装置5与左侧的车轮3的轮轴连接，右侧的加压装置6与右侧的车轮4的轮轴连接。且左侧的加压装置5与车架1对应左侧的连接块1.3连接，左侧的和6与车架1对应右侧的连接块连接。加压装置5和6主要通过分别向车轮3和4增加向下的压力作用来增加行走机构在大坡度爬坡时需要的摩擦力。
在一个实施例中，如图1至图3所示，以左侧的加压装置5为例。左侧的加压装置5主要包括杠杆加压组件和加压轮5.1。其中，杠杆加压组件的一端与车架1内的连接块1.3连接，杠杆加压组件的另一端经肋板7与车轮3的轮轴连接。加压轮5.1连接在杠杆加压组件的另一端(图1为朝向车架1内的一端)并抵接在平衡梁1.1的下方。作用在杠杆加压组件的一端的作用力经杠杆加压组件的加压转换后成倍数经肋板7和加压轮5.1加载到车轮3上。
在一个实施例中，如图1至图3所示，杠杆加压组件的加压转换倍数优选为8倍至15倍。这样设置，使得只需要在杠杆加压组件的一端加载较小的力就能通过加压轮5.1加载一个较大的作用力到车轮3上。而且，由于杠杆倍数不是过高，杠杆加压组件不容易损坏，加上有力的杠杆转换，杠杆加压组件的体积可以做的较小，不占用太多空间，便于安装的同时也更美观、实用。
在一个实施例中，如图4至图6示出了加压装置5的其中一种具体结构。其中，加压装置5主要包括：加压杆5.2、加压臂5.3、偏心轴5.4和加压轮5.1。其中，加压杆5.2为六角螺栓结构，其上端穿过设在台车架1.2内的连接块1.3连接加压弹性件5.5，且加压杆5.2的端头通过锁紧螺母5.6压缩加压弹性件5.5。加压臂5.3为弯折结构，加压臂5.3的一端与加压杆5.2的下端固定连接，加压臂5.3的另一端弯折下来连接到偏心轴5.4的前端上。偏心轴5.4的前端与加压臂5.3的下端连接，偏心轴5.4的中部通过肋板7连接车轮3的轮轴。如图5所示，加压轮5.1连接在偏心轴5.4的后端，且加压轮5.1向上抵接在平衡梁1.1的下方。
在一个实施例中，如图1至图3所示，加压杆5.2的轴向中心线s1与偏心轴5.4连接肋板7的一端的轴向中心线s2之间的距离s1s2是偏心轴5.4连接肋板7的一端的轴向中心线s2与加压轮5.1的中心线s3的距离s2s3的12倍。
在一个实施例中，如图2所示，驱动组件2主要包括依次连接的变频电机2.1、联轴器2.2和减速器2.3。减速器2.3通过输出法兰连接有齿圈2.4，齿圈2.4与车轮3和4的轮毂连接。因而，变频电机2.1转动时带动齿圈2.4、车轮3和4转动，车轮3和4的轮轴固定在车架1上不动。
在一个实施例中，车轮3和4的最外层设有经过特殊工艺处理的橡胶层，橡胶层能增大摩擦和承受一定的压力。在一个实施例中，由于设有加压装置5和6、防偏轮9和10以及对称设置的结构，使得整体结构紧凑、重量大幅减小，本发明的行走机构的爬坡角度高达46°，本发明的行走机构的行走速度最高可达到5m/min。
在一个实施例中，如图1至图3所示，车架1的两端外侧分别连接有防偏安装座11，每个防偏安装座11沿车架的径向中心线对称设有两个防偏轮10以防止本发明的行走机构在行走或爬坡时跑偏。
在一个实施例中，如图1至图3所示，防偏轮10通过防偏轴和调节螺母与防偏安装座11连接，且可根据行走轨道的状况通过调节螺母调整防偏轮10的防偏预设量。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大坡度爬坡行走机构，其特征在于，包括：
车架；
驱动组件，其连接在所述车架上；
两个车轮，其设在所述驱动组件的两侧并与所述驱动组件连接，所述车轮的轮轴连接在所述车架上；以及
加压装置，其与所述车轮的轮轴以及所述车架连接以增加所述车轮的爬坡压力，
其中，所述车架包括平衡梁和台车架，所述驱动组件、车轮的轮轴和加压装置均安装在所述平衡梁上，
所述加压装置包括：加压杆，其上端穿过设在所述台车架内的连接块连接有加压弹性件，且加压杆的端头通过锁紧螺母压缩所述加压弹性件；加压臂，其一端与所述加压杆的另一端连接；偏心轴，其一端与所述加压臂的另一端连接，其中部通过肋板连接车轮的轮轴；以及加压轮，其连接在偏心轴的另一端并抵接在所述平衡梁的下方；
所述车架的两端外侧分别连接有防偏安装座，每个防偏安装座沿所述车架的径向中心线设有两个防偏轮以防止跑偏。
2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述加压杆的轴向中心线与偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线之间的距离是偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线与所述加压轮的中心线之间的距离的12倍。
3.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于，所述驱动组件包括依次连接的变频电机、联轴器和减速器，所述减速器通过输出法兰连接有齿圈，所述齿圈与所述车轮的轮毂连接。
4.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于，所述车轮的最外层设有经过处理的橡胶层，所述橡胶层能增大摩擦系数和承受一定的压力；行走机构的行走速度为0.5m/min～5m/min，行走机构的爬坡角度高达46°。
5.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于，所述防偏轮通过防偏轴和调节螺母与防偏安装座连接，并可根据行走轨道的状况通过调节螺母调整防偏轮的防偏预设量。
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