CN108372753B - 一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，包括第一轮体、转盘和铁轮机构，铁轮机构包括平移组件、第一距离传感器和两个铁轮组件，铁轮组件包括支杆、铰接块、转动杆、弧形口、铁轮单元和支撑单元，铁轮单元包括第二电机、第二驱动轴、套管、侧杆、凸块和第二轮体，该具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮通过铁轮机构中的铁轮单元内的第二距离传感器识别铁轨的位置，并由平移组件带动转动杆转动，使第二轮体落在铁轨上，从而实现了便捷的定位，无需繁琐的调节操作，不仅如此，在转动杆的另一侧，由支撑单元在铁轨旁的路面移动，对转动杆进行辅助支撑，从而保证了设备在铁路上安全的移动，提高了设备的实用性。

Description

一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮

技术领域

本发明涉及公路铁路运输领域，特别涉及一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮。

背景技术

公铁两用车是指可在公路行走和轨道运行的专用牵引车，主要用于轨道牵引、调车作业，也可用于轨道货物转运和不落轮镟床的配套设备。而公路铁路两用车轮则是用于公铁两用车的专用车轮。

公路铁路两用车轮上，相比于公路行驶的车轮，铁路用的车轮尺寸较小，导致了公铁两用车采用单一的铁路车轮在铁路上行驶存在安全隐患，不仅如此，由于公路车轮的宽度大于铁道上钢轨的宽度，导致公铁两用车在从公路进入铁路时需要将公路车轮调节至精确的位置，方便铁路车轮落在铁路上，整个调整工作十分麻烦且费时，进而降低了现有的公路铁路两用车轮的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，包括第一轮体、第一电机、第一驱动轴、转盘和铁轮机构，所述第一轮体内设有PLC，所述第一轮体上设有凹口，所述第一电机固定在凹口内，所述第一电机与PLC电连接，所述第一轮体与第一驱动轴的一端传动连接，所述转盘固定在第一驱动轴的另一端，所述铁轮机构设置在转盘的远离第一驱动轴的一侧；

所述铁轮机构包括平移组件、第一距离传感器和两个铁轮组件，所述第距离一传感器固定在平移组件的下方，所述第一距离传感器与PLC电连接，两个铁路组件分别设置在平移组件的两侧，所述铁轮组件包括支杆、铰接块、转动杆、弧形口、铁轮单元和支撑单元，所述铰接块固定在转盘上，所述支杆的一端与铰接块铰接，所述铁轮单元设置在支杆的另一端的靠近第一轮体的一侧，所述支撑单元设置在支杆的另一侧，所述弧形口设置在转盘上，所述弧形口的圆心位于铰接块的轴线上，所述支杆的一端与转动杆铰接，所述支杆的另一端与平移组件连接；

所述铁轮单元包括第二电机、第二驱动轴、套管、侧杆、凸块和第二轮体，所述第二电机固定在转动杆上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述套管套设在第二驱动轴上，所述第二驱动轴的外周设有第一外螺纹，所述套管内设有第一内螺纹，所述第二驱动轴上的第一外螺纹与套管内的第一内螺纹相匹配，所述凸块通过侧杆固定在套管上，所述第二轮体套设在侧杆上，所述凸块上设有第二距离传感器，所述第二距离传感器与PLC电连接；

所述支撑单元包括固定管、滚轮、框架、滚轴、滑杆、凸板和弹簧，所述固定管固定在转动杆上，所述框架的形状为U形，所述滚轴的两端分别固定在框架的两端，所述滚轮套设在滚轮上，所述框架通过滑杆与凸板的一侧连接，所述凸板的另一侧通过弹簧与固定管内的底部连接，所述凸板设置在固定管内。

作为优选，为了辅助第一驱动轴转动，所述第一轮体和转盘之间设有支撑环和若干支撑杆，所述支撑环套设在第一驱动轴上，所述支撑杆周向均匀分布在支撑环的外周，所述支撑环通过支撑杆与第一轮体固定连接。

作为优选，为了带动转动杆转动，所述平移组件包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴和滑块，所述第三电机和缓冲块均固定在转盘上，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述滑块套设在第三驱动轴上，所述滑块与支杆铰接，所述第三电机与PLC电连接，所述第三驱动轴的外周设有第二外螺纹，所述滑块内设有第二内螺纹，所述滑块内的第二内螺纹与第三驱动轴上的第二外螺纹相匹配。

作为优选，为了保证套管平稳地移动，所述铁轮单元还包括固定环和两个固定杆，所述固定环套设在套管上，两个固定杆分别设置在固定环的两侧，所述固定环通过固定杆与转动杆固定连接。

作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述固定管内设有限位环和两个限位杆，两个限位杆分别设置在限位环的两侧，所述限位环通过限位杆与固定管的内壁固定连接，所述限位环套设在滑杆上。

作为优选，为了防止滚轮进入固定管内，所述固定管内还设有两个挡板，两个挡板分别设置在固定管的两侧的内壁上，所述挡板位于限位杆的靠近框架的一侧。

作为优选，为了防止转盘与地面摩擦，所述转盘的直径小于第一轮体的直径。

作为优选，为了保证第一电机的驱动精度，所述第一电机为无刷直流电机。

作为优选，为了防止支杆受力变形，所述支杆为钛合金杆。

作为优选，为了加强凸块、侧杆与套管连接的稳固性，所述凸块、侧杆与套管为一体成型结构。

本发明的有益效果是，该具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮通过铁轮机构中的铁轮单元内的第二距离传感器识别铁轨的位置，并由平移组件带动转动杆转动，使第二轮体落在铁轨上，从而实现了便捷的定位，无需繁琐的调节操作，不仅如此，在转动杆的另一侧，由支撑单元在铁轨旁的路面移动，对转动杆进行辅助支撑，从而保证了设备在铁路上安全的移动，与现有的铁轮机构相比，该铁轮机构结构灵活，能够快捷地确定铁轨的位置，并进行安全的移动，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮的结构示意图；

图2是本发明的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮的铁轮机构的结构示意图；

图3是本发明的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮的铁轮单元的结构示意图；

图4是本发明的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮的支撑单元 的结构示意图；

图中：1.第一轮体，2.第一电机，3.第一驱动轴，4.转盘，5.第一距离传感器，6.支杆，7.铰接块，8.转动杆，9.弧形口，10.第二电机，11.第二驱动轴，12.套管，13.侧杆，14.凸块，15.第二轮体，16.第二距离传感器，17.固定管，18.滚轮，19.框架，20.滚轴，21.滑杆，22.凸板，23.弹簧，24.支撑环，25.支撑杆，26.第三电机，27.缓冲块，28.第三驱动轴，29.滑块，30.固定环，31.固定杆，32.限位环，33.限位杆，34.挡板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，包括第一轮体1、第一电机2、第一驱动轴3、转盘4和铁轮机构，所述第一轮体1内设有PLC，所述第一轮体1上设有凹口，所述第一电机2固定在凹口内，所述第一电机2与PLC电连接，所述第一轮体1与第一驱动轴3的一端传动连接，所述转盘4固定在第一驱动轴3的另一端，所述铁轮机构设置在转盘4的远离第一驱动轴3的一侧；

该公路铁路两用车轮中，由第一轮体1的转动实现车辆在公路上的行驶，当车辆需要在铁路上行驶时，第一轮体1内的PLC控制第一电机2转动，通过第一驱动轴3带动转盘4转动至固定的角度，通过转盘4的远离第一驱动轴3的一侧的铁轮机构实现车辆在铁路上的移动。

如如2所示，所述铁轮机构包括平移组件、第一距离传感器5和两个铁轮组件，所述第距离一传感器5固定在平移组件的下方，所述第一距离传感器5与PLC电连接，两个铁路组件分别设置在平移组件的两侧，所述铁轮组件包括支杆6、铰接块7、转动杆8、弧形口9、铁轮单元和支撑单元，所述铰接块7固定在转盘4上，所述支杆6的一端与铰接块7铰接，所述铁轮单元设置在支杆6的另一端的靠近第一轮体1的一侧，所述支撑单元设置在支杆6的另一侧，所述弧形口9设置在转盘4上，所述弧形口9的圆心位于铰接块7的轴线，所述支杆6的一端与转动杆8铰接，所述支杆6的另一端与平移组件连接；

平移组件带动支杆6的远离转动杆8的一端移动，当车辆在公路上行驶时，通过支杆6的转动使转动杆8向平移组件转动，当车辆需要在铁路上行驶时，由第一电机2通过第一驱动轴3转动，使转盘4旋转，带动第一距离传感器5转动，第一距离传感器5检测与地面的距离，并将距离信号反馈给PLC，当PLC检测到距离最小时，表示此时第一距离传感器5位于平移组件的正下方，此时PLC控制第一电机2停止转动，而后平移组件带动转动杆8向远离平移组件的方向转动，使转动杆8的远离铰接块7的一端离开转盘4，便于转动杆8两端的铁轮单元和支撑单元分别位于铁路和铁路旁的路面上，铁轮单元在铁路上移动，支撑单元从铁路的旁边对转动杆8进行支撑，使得该两用车辆在铁路上行驶时，由两个铁轮单元和两个支撑单元对设备进行支撑移动，使得设备有四个支撑点，从而保证了车辆在铁路上的安全移动。

如图3所示，所述铁轮单元包括第二电机10、第二驱动轴11、套管12、侧杆13、凸块14和第二轮体15，所述第二电机10固定在转动杆8上，所述第二电机10与PLC电连接，所述第二电机10与第二驱动轴11传动连接，所述套管12套设在第二驱动轴11上，所述第二驱动轴11的外周设有第一外螺纹，所述套管12内设有第一内螺纹，所述第二驱动轴11上的第一外螺纹与套管12内的第一内螺纹相匹配，所述凸块14通过侧杆13固定在套管12上，所述第二轮体15套设在侧杆13上，所述凸块14上设有第二距离传感器16，所述第二距离传感器16与PLC电连接；

铁路单元中，由PLC控制第二电机10运行，带动第二驱动轴11旋转，使第二驱动轴11上的第一外螺纹作用于套管12内的第一内螺纹，从而使套管12沿着第二驱动轴11的轴向方向移动，在套管12的移动过程中，利用凸块14上的第二距离传感器16检测到路面的距离，并将距离数据反馈给PLC，由于铁轨安置在路面上，当第二距离传感器16检测的距离数据变小时，表示距离传感器位于铁轨的上方，从而使PLC确认铁轨的位置，便于车轮能够自动确定铁轨的位置，并将第二轮体15移动至铁轨的上方，使车辆在铁路上移动。

如图4所示，所述支撑单元包括固定管17、滚轮18、框架19、滚轴20、滑杆21、凸板22和弹簧23，所述固定管17固定在转动杆8上，所述框架19的形状为U形，所述滚轴20的两端分别固定在框架19的两端，所述滚轮18套设在滚轮18上，所述框架19通过滑杆21与凸板22的一侧连接，所述凸板22的另一侧通过弹簧23与固定管17内的底部连接，所述凸板22设置在固定管17内。

当转动杆8向远离平移组件的方向向下转动时，支撑单元中的滚轮18接触到铁轨一侧的路面上，通过框架19固定滚轴20的位置，方便滚轮18在滚轴20上转动，而在框架19的一侧，滑杆21的一端设置在固定管17中并与凸板22固定连接，固定管17中，通过弹簧23使凸板22与固定管17内的底部连接，由于弹簧23具有弹性和缓冲能力，从而使支撑单元中的滚轮18能够在铁路旁崎岖的路面上滚动，通过滚轮18实现了转动杆8的支撑，使车轮在铁路上移动更为稳定。

如图1所示，所述第一轮体1和转盘4之间设有支撑环24和若干支撑杆25，所述支撑环24套设在第一驱动轴3上，所述支撑杆25周向均匀分布在支撑环24的外周，所述支撑环24通过支撑杆25与第一轮体1固定连接。

通过支撑杆25固定了支撑环24的位置，从而使第一驱动轴3在固定的位置上进行转动，保证了转盘4旋转的平稳性。

如图2所示，所述平移组件包括第三电机26、缓冲块27、第三驱动轴28和滑块29，所述第三电机26和缓冲块27均固定在转盘4上，所述第三驱动轴28设置在第三电机26和缓冲块27之间，所述第三电机26与第三驱动轴28传动连接，所述滑块29套设在第三驱动轴28上，所述滑块29与支杆6铰接，所述第三电机26与PLC电连接，所述第三驱动轴28的外周设有第二外螺纹，所述滑块29内设有第二内螺纹，所述滑块29内的第二内螺纹与第三驱动轴28上的第二外螺纹相匹配。

PLC控制第三电机26运行，带动第三驱动轴28旋转，使第三驱动轴28上的第二外螺纹作用于滑块29内的第二内螺纹，使滑块29沿着第三驱动轴28的轴线方向移动，从而带动支杆6的远离转动杆8的一端移动。

作为优选，为了保证套管12平稳地移动，所述铁轮单元还包括固定环30和两个固定杆31，所述固定环30套设在套管12上，两个固定杆31分别设置在固定环30的两侧，所述固定环30通过固定杆31与转动杆8固定连接。通过固定杆31固定了套管12的移动方向，防止第二电机10带动第二驱动轴11旋转时，套管12也随之转动，从而保证了套管12的平稳移动。

作为优选，为了固定滑杆21的移动方向，所述固定管17内设有限位环32和两个限位杆33，两个限位杆33分别设置在限位环32的两侧，所述限位环32通过限位杆33与固定管17的内壁固定连接，所述限位环32套设在滑杆21上。利用限位杆33固定了限位环32的位置，通过限位环32固定了滑杆21的移动方向，同时防止受压缩的弹簧23为恢复形变使滑杆21的远离框架19的一端脱离固定管17。

作为优选，为了防止滚轮18进入固定管17内，所述固定管17内还设有两个挡板34，两个挡板34分别设置在固定管17的两侧的内壁上，所述挡板34位于限位杆33的靠近框架19的一侧。利用两个挡板34限制了框架19的移动范围，从而防止地面压缩滚轮18，使滚轮18进入固定管17中。

作为优选，为了防止转盘4与地面摩擦，所述转盘4的直径小于第一轮体1的直径。通过减小转盘4的直径，防止第一轮体1在公路上转动时，转盘4与地面摩擦。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了保证第一电机2的驱动精度，所述第一电机2为无刷直流电机。

作为优选，利用钛合金坚固的特点，为了防止支杆6受力变形，所述支杆6为钛合金杆。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加强凸块14、侧杆13与套管12连接的稳固性，所述凸块14、侧杆13与套管12为一体成型结构。

该公路铁路两用车轮通过第一轮体1实现在路面的转动，而通过转盘4的远离第一驱动轴3的一侧的铁轮机构实现车轮在铁路上安全便捷的移动，铁路机构中，由两个铁轮组件实现设备在铁轨上的支撑，而在铁轮组件内，由铁轮单元在铁轨上移动，支撑单元在铁轨旁的路面移动，从而使车轮有四个支撑点进行支撑，保证了设备在铁路上的安全移动，不仅如此，铁轮单元内，通过第二电机10带动套管12和侧杆13上的第二轮体15移动，利用第二距离传感器16检测地面高度，从而确认铁轨的位置，使车轮能够自动将第二轮体15移动至铁轨的上方，便于车轮在铁轨上移动。

与现有技术相比，该具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮通过铁轮机构中的铁轮单元内的第二距离传感器16识别铁轨的位置，并由平移组件带动转动杆8转动，使第二轮体15落在铁轨上，从而实现了便捷的定位，无需繁琐的调节操作，不仅如此，在转动杆8的另一侧，由支撑单元在铁轨旁的路面移动，对转动杆8进行辅助支撑，从而保证了设备在铁路上安全的移动，与现有的铁轮机构相比，该铁轮机构结构灵活，能够快捷地确定铁轨的位置，并进行安全的移动，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，其特征在于，包括第一轮体（1）、第一电机（2）、第一驱动轴（3）、转盘（4）和铁轮机构，所述第一轮体（1）内设有PLC，所述第一轮体（1）上设有凹口，所述第一电机（2）固定在凹口内，所述第一电机（2）与PLC电连接，所述第一轮体（1）与第一驱动轴（3）的一端传动连接，所述转盘（4）固定在第一驱动轴（3）的另一端，所述铁轮机构设置在转盘（4）的远离第一驱动轴（3）的一侧；

所述第一轮体（1）和转盘（4）之间设有支撑环（24）和若干支撑杆（25），所述支撑环（24）套设在第一驱动轴（3）上，所述支撑杆（25）周向均匀分布在支撑环（24）的外周，所述支撑环（24）通过支撑杆（25）与第一轮体（1）固定连接；所述转盘（4）的直径小于第一轮体（1）的直径；

所述铁轮机构包括平移组件、第一距离传感器（5）和两个铁轮组件，所述平移组件包括第三电机（26）、缓冲块（27）、第三驱动轴（28）和滑块（29），所述第三电机（26）和缓冲块（27）均固定在转盘（4）上，所述第三驱动轴（28）设置在第三电机（26）和缓冲块（27）之间，所述第三电机（26）与第三驱动轴（28）传动连接，所述滑块（29）套设在第三驱动轴（28）上，所述滑块（29）与支杆（6）铰接，所述第三电机（26）与PLC电连接，所述第三驱动轴（28）的外周设有第二外螺纹，所述滑块（29）内设有第二内螺纹，所述滑块（29）内的第二内螺纹与第三驱动轴（28）上的第二外螺纹相匹配；所述第一距离传感器（5）固定在平移组件的下方，所述第一距离传感器（5）与PLC电连接，两个铁路组件分别设置在平移组件的两侧，所述铁轮组件包括支杆（6）、铰接块（7）、转动杆（8）、弧形口（9）、铁轮单元和支撑单元，所述铰接块（7）固定在转盘（4）上，所述支杆（6）的一端与铰接块（7）铰接，所述铁轮单元设置在支杆（6）的另一端的靠近第一轮体（1）的一侧，所述支撑单元设置在支杆（6）的另一侧，所述弧形口（9）设置在转盘（4）上，所述弧形口（9）的圆心位于铰接块（7）的轴线上，所述支杆（6）的一端与转动杆（8）铰接，所述支杆（6）的另一端与平移组件连接；

所述铁轮单元包括第二电机（10）、第二驱动轴（11）、套管（12）、侧杆（13）、凸块（14）和第二轮体（15），所述第二电机（10）固定在转动杆（8）上，所述第二电机（10）与PLC电连接，所述第二电机（10）与第二驱动轴（11）传动连接，所述套管（12）套设在第二驱动轴（11）上，所述第二驱动轴（11）的外周设有第一外螺纹，所述套管（12）内设有第一内螺纹，所述第二驱动轴（11）上的第一外螺纹与套管（12）内的第一内螺纹相匹配，所述凸块（14）通过侧杆（13）固定在套管（12）上，所述第二轮体（15）套设在侧杆（13）上，所述凸块（14）上设有第二距离传感器（16），所述第二距离传感器（16）与PLC电连接；所述铁轮单元还包括固定环（30）和两个固定杆（31），所述固定环（30）套设在套管（12）上，两个固定杆（31）分别设置在固定环（30）的两侧，所述固定环（30）通过固定杆（31）与转动杆（8）固定连接；

所述支撑单元包括固定管（17）、滚轮（18）、框架（19）、滚轴（20）、滑杆（21）、凸板（22）和弹簧（23），所述固定管（17）固定在转动杆（8）上，所述框架（19）的形状为U形，所述滚轴（20）的两端分别固定在框架（19）的两端，所述滚轮（18）套设在滚轮（18）上，所述框架（19）通过滑杆（21）与凸板（22）的一侧连接，所述凸板（22）的另一侧通过弹簧（23）与固定管（17）内的底部连接，所述凸板（22）设置在固定管（17）内；

所述固定管（17）内设有限位环（32）和两个限位杆（33），两个限位杆（33）分别设置在限位环（32）的两侧，所述限位环（32）通过限位杆（33）与固定管（17）的内壁固定连接，所述限位环（32）套设在滑杆（21）上；所述固定管（17）内还设有两个挡板（34），两个挡板（34）分别设置在固定管（17）的两侧的内壁上，所述挡板（34）位于限位杆（33）的靠近框架（19）的一侧。

2.如权利要求1所述的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，其特征在于，所述第一电机（2）为无刷直流电机。

3.如权利要求1所述的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，其特征在于，所述支杆（6）为钛合金杆。

4.如权利要求1所述的具有自动定位功能的智能型公路铁路两用车轮，其特征在于，所述凸块（14）、侧杆（13）与套管（12）为一体成型结构。