CN108482032B - 一种公铁联运智能运输车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通设备技术领域，具体涉及一种公铁联运智能运输车，其包括车体以及分别与所述车体连接的轨道轮驱动系统、公路轮驱动系统和电源，所述车体的底部设置有升降旋转机构，所述公路轮驱动系统能够相对所述轨道轮驱动系统升降，以使得所述公路轮驱动系统的底部高于或低于所述轨道轮驱动系统的底部，从而实现所述公路轮驱动系统和所述轨道轮驱动系统的切换，所述轨道轮驱动系统和所述公路轮驱动系统分别由所述电源驱动，所述车体上还设置有与所述电源连接的增程发电机。该公铁联运智能运输车能够自主实现轨道轮驱动系统和公路轮驱动系统的自动切换，在公路和铁路间灵活运输，实现货物在公路和铁路的快速转运。

Description

一种公铁联运智能运输车

技术领域

本发明涉及铁路设备技术领域，具体涉及一种公铁联运智能运输车。

背景技术

物流业是为保证社会生产和社会生活的供给，由运输业、仓储业、通信业等多种行业整合的结果。随着铁路网、高速公路网、水运网、管道运输网、航空网、通信网、计算机网等不断涌现，物流速度越来越快，越来越精准。由门到门进一步发展到桌到桌服务。物流业的速度和精准就集中体现在快递业中。其中，铁路物流是依托铁路运输开展的物流活动，是现代物流业的重要组成部分和骨干支撑。在铁路物流中，通常通过公路运输车将货物运输到火车上，工作效率较低，而目前国内外公铁两用技术主要用于铁路牵引，其能够实现在铁路不同线路间的快速切换。在公铁切换时主要依靠人工，如不能准确定位，还需多次重复对位，对位时间长，效率较低。而且，上述公铁两用行驶平台主要在平交路口进行切换，在轨道其它位置的线路环境基本不能顺利切换。此外，其驾驶方式都是通过人工驾驶的方式进行工作，然而人工驾驶时，对于不同弯道等环境限速条件无法精确控制，容易倾覆，可靠性很低，所以这种公铁两用行驶平台在铁路上行驶时是严格限速的，一般限速在45km/h以内，日常使用多在30km/h以内。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种公铁联运智能运输车，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种公铁联运智能运输车，其包括车体以及分别与所述车体连接的轨道轮驱动系统、公路轮驱动系统和电源，所述车体的底部设置有升降旋转机构，所述公路轮驱动系统能够相对所述轨道轮驱动系统升降，以使得所述公路轮驱动系统的底部高于或低于所述轨道轮驱动系统的底部，从而实现所述公路轮驱动系统和所述轨道轮驱动系统的切换，所述轨道轮驱动系统和所述公路轮驱动系统分别由所述电源驱动，所述车体上还设置有与所述电源连接的增程发电机。

其中，还包括设置在所述车体上的机械手，在机械手的自由端分别设置有装卸机构和视觉感知系统；所述公铁联运智能运输车还包括分别与所述机械手、所述装卸机构、所述视觉感知系统连接的控制系统。

其中，所述轨道轮驱动系统包括分别位于所述车体的前端的前轨道轮驱动单元和后端的后轨道轮驱动单元，且所述前轨道轮驱动单元和所述后轨道轮驱动单元均包括两个轨道轮以及分别与两个所述轨道轮连接的轨道轮连接轴，每个轨道轮连接轴均通过升降机构与所述车体连接。

其中，所述公路轮驱动系统包括分别位于所述车体的前端的前公路轮驱动单元和后端的后公路轮驱动单元，且所述前公路轮驱动单元和所述后公路轮驱动单元均包括两个公路轮以及分别与两个所述公路轮连接的公路轮连接轴，每个公路轮连接轴均通过升降机构与所述车体连接。

其中，所述升降旋转机构包括旋转缸体以及设置在所述旋转缸体内的升降活塞缸，所述旋转缸体的中部设置有径向向外凸出的环状凹槽，所述环状凹槽与所述升降活塞缸的升降缸体侧壁之间形成密闭的腔体，且所述环状凹槽的侧壁上设置有径向向内延伸的活塞部，所述活塞部与所述升降缸体侧壁形成动密封，所述升降缸体侧壁上设置有径向向外延伸并能够与所述活塞部配合用于对所述活塞部进行限位的止动部，所述止动部与所述环状凹槽形成动密封，所述升降旋转机构还包括设置在所述止动部用于向所述止动部的两侧注入液压油或高压气体的第一进口和第二进口。

其中，所述轨道轮驱动系统通过旋转机构与所述车体转动式连接，以使得所述轨道轮驱动系统相对所述车体在第一位置和第二位置之间切换，当所述轨道轮驱动系统旋转至第一位置时，所述轨道轮驱动系统的底部高于所述公路轮驱动系统的底部；当所述轨道轮驱动系统旋转至第二位置时，所述轨道轮驱动系统的底部低于所述公路轮驱动系统的底部。

其中，所述车体上设置有重心控制系统，所述重心控制系统包括用于安装在所述车体上的测力轮对、用于测量所述公铁联运智能运输车的角速度的角速度测量单元、重心控制单元以及重心调整单元，所述重心调整单元包括配重块以及与所述配重块连接用于调整所述配重块在所述车体上的位置的配重块调整机构，所述测力轮对用于实时获取所述公铁联运智能运输车的轮对垂向力，所述重心控制单元从所述测力轮对获取所述公铁联运智能运输车的轮对垂向力，并从所述角速度测量单元获取所述公铁联运智能运输车的角速度，并根据所获得的数据计算出所述公铁联运智能运输车的重心位置；并通过控制所述配重块调整机构调整所述配重块的位置，以将所述车辆的重心位置调整至安全区域。

其中，还包括设置在所述车体上的环境感知系统。

其中，所述环境感知系统包括激光雷达、全球定位系统、毫米波雷达。

其中，所述公铁联运智能运输车包括自主驾驶智能模式和远程遥控模式。

(三)有益效果

本发明提供的公铁联运智能运输车包括车体以及分别与所述车体连接的轨道轮驱动系统、公路轮驱动系统和电源，所述车体的底部设置有升降旋转机构，所述公路轮驱动系统能够相对所述轨道轮驱动系统升降，以使得所述轨道轮驱动系统的底部高于或低于所述轨道轮驱动系统的底部，从而实现所述公路轮驱动系统和所述轨道轮驱动系统的切换。该方案中，公铁联运智能运输车能够实现轨道轮驱动系统和公路轮驱动系统的自动切换，从而使得该公铁联运智能运输车在多种路基条件下快速公铁切换，实现智能控制下的快速上下轨道。轨道轮驱动系统和所述公路轮驱动系统分别由所述电源驱动，所述车体上还设置有与所述电池连接的增程发电机，以增加该公铁联运智能运输车的续航能力，保证其工作可靠性。

此外，该方案中，公铁联运智能运输车设置机械手，以实现货物的自动装/卸，从而提升该公铁联运智能运输车货物转运的速度，实现货物的快速转运。

附图说明

图1为根据本发明的一种公铁联运智能运输车的一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1中的公铁联运智能运输车去掉增程发电机和机械臂的结构示意图；

图3为图2中的公铁联运智能运输车的轨道轮驱动系统处于工作状态下的结构示意图；

图4为图2中的公铁联运智能运输车的公路轮驱动系统处于工作状态下的结构示意图。

图5为图2的升降旋转机构的局部剖视示意图；

图6为图5中的升降旋转机构的A-A剖视图；

图7为图6中的升降旋转机构的活塞部处于左止点的结构示意图；

图8为图6中的升降旋转机构的升降活塞缸的活塞在下行状态下的结构示意图；

图9为图6中的升降旋转机构的卡爪组件的另一个优选实施例的结构示意图；

图10为图9中的卡爪组件在工作状态下的结构示意图。

图11为图2中的公铁联运智能运输车的重心控制系统的结构示意图；

图12为图11中的重心控制系统在重心调整后的结构示意图；

图13为图2中的公铁联运智能运输车在经过弯道时的受力示意图；

图14为根据本发明的一种公铁联运智能运输车的另一个优选实施例的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

图1至图3示出了根据本发明的一种公铁联运智能运输车的一个优选实施例。如图所示，该公铁联运智能运输车包括车体1以及位于车体1的底部并与车体1连接的升降旋转机构4。该公铁联运智能运输车还包括分别与车体1连接的轨道轮驱动系统3、公路轮驱动系统2和电源，其中，轨道轮驱动系统3用于在轨道6上行驶，公路轮驱动系统2用于在公路、湿土路等路面上行驶。所述轨道轮驱动系统3和所述公路轮驱动系统2分别由所述电源驱动，所述车体1上还设置有与所述电源连接的增程发电机9，以增加该公铁联运智能运输车的续航能力，保证其工作可靠性。

使用时，首先通过公路轮驱动系统2将该公铁联运智能运输车垂直于轨道6纵向方向行驶到轨道6上，然后将升降旋转机构4向下伸出并将该公铁联运智能运输车顶升一定高度，以使得该公铁联运智能运输车的最低点高于轨道6，然后带动该公铁联运智能运输车在水平面内旋转90°，并使得轨道6两侧的铁轨与轨道轮驱动系统3的轨道轮对齐，然后将公路轮驱动系统2上行，以使得公路轮驱动系统2的底部高于轨道轮驱动系统3的底部，最后通过升降旋转机构4将该公铁联运智能运输车下放以使轨道轮驱动系统3的轨道轮落在铁轨上，从而完成公路轮驱动系统2至轨道轮驱动系统3的切换，最后将升降旋转机构4缩回即可。当需要将轨道轮驱动系统3切换到公路轮驱动系统2时，首先将升降旋转机构4向下伸出并将该公铁联运智能运输车顶升一定高度，以使得该公铁联运智能运输车的最低点高于轨道6，并带动该公铁联运智能运输车反向旋转90°，然后将公路轮驱动系统2下行，使得公路轮驱动系统2的底部位于轨道轮驱动系统3的底部的下方，最后将升降旋转机构4缩回即可实现轨道轮驱动系统3至公路轮驱动系统2的切换。本发明所提供的公铁联运智能运输车能够自主实现轨道轮驱动系统3和公路轮驱动系统2的自动切换，从而使得该公铁联运智能运输车在多种路基条件下快速公铁切换，实现智能控制下的快速上下轨道，在公路和铁路间灵活运输，实现货物在公路和铁路的快速转运。

该公铁联运智能运输车还包括设置在车体1上的机械手10，该机械手10可采用五轴机械手、六轴机械手、七轴机械手，在机械手的自由端分别设置有装卸机构和视觉感知系统。此外，该公铁联运智能运输车还包括分别与机械手、装卸机构、视觉感知系统连接的控制系统(未示出)。使用时，通过机械手10的自由端安装的视觉感知系统采集待运输货物的图像信息并对所采集的图像信息进行处理计算，当发现待运输货物时，判断出其位置和形状，并将该货物的位置和形状传送给控制系统，然后控制系统控制机械手10的装卸机构进行装卸后进行运输。

轨道轮驱动系统3包括分别位于车体1的前端的前轨道轮驱动单元和后端的后轨道轮驱动单元，且前轨道轮驱动单元和后轨道轮驱动单元均包括两个轨道轮3-1以及分别与两个轨道轮3-1连接的轨道轮连接轴3-2，每个轨道轮连接轴3-2均通过升降机构7与所述车体1连接，以使得轨道轮驱动系统3相对公路轮驱动系统2上下运动。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其他一些实施例中，公路轮驱动系统2包括分别位于车体1的前后前端的前公路轮驱动单元和后端的后公路轮驱动单元，且前公路轮驱动单元和后公路轮驱动单元均包括两个橡胶轮以及分别与两个橡胶轮连接的橡胶轮连接轴，每个橡胶轮连接轴均通过升降机构与所述车体1连接，以使得公路轮驱动系统2相对轨道轮驱动系统3上下运动。

具体地，如图5至图8所示，升降旋转机构4包括旋转缸体4-1以及设置在旋转缸体4-1内部的升降活塞缸4-2，其中，旋转缸体4-1的中部设置有径向向外凸出的环状凹槽4-1-1，该环状凹槽4-1-1与升降缸体4-2-1的侧壁之间形成密闭的腔体，且环状凹槽4-1-1的侧壁上设置有径向向内延伸并能够在腔体内旋转的活塞部4-1-2，该活塞部4-1-2与升降缸体4-2-1的侧壁形成动密封，升降缸体4-2-1的侧壁上设置有径向向外延伸并能够与活塞部4-1-2配合的止动部4-2-5，用于对活塞部4-1-2进行限位，且该止动部4-2-5与环状凹槽4-1-1形成动密封。该升降旋转机构4还包括设置在止动部4-2-5用于向止动部4-2-5的两侧注入液压油的第一进口4-2-7和第二进口4-2-8。

使用时，通过升降活塞缸4-2完成上下动作，当需要向左旋转时，通过第一进口4-2-7向止动部4-2-5的左侧腔体内注入液压油并将止动部4-2-5右侧腔体内的液压油经第二进口4-2-8排出，油压作用在活塞部4-1-2上，以带动旋转缸体4-1向左旋转运动。类似地，当需要向右旋转时，通过第二进口4-2-8向止动部4-2-5右侧腔体内注入液压油并将止动部4-2-5左侧腔体的液压油经第一进口4-2-7排出，油压作用在活塞部4-1-2上，以带动旋转缸体4-1向左旋转运动。该升降旋转机构4结构简单，且操作方便。

优选地，升降缸体4-2-1的侧壁上设置有与环状凹槽4-1-1配合的台阶，以便于安装，且易于加工。此外，为了防止环状凹槽4-1-1内的液压油泄露，优选在该台阶处设置有密封圈4-3。

此外，为了保证活塞部4-1-2的端面能够贴靠在与其配合的止动部4-2-5的端面上，优选活塞部4-1-2的两侧端面均设置有第一凹部4-1-3，该第一凹部4-1-3位于其所在的端面与旋转缸体4-1的连接位置处；且止动部4-2-5的两侧端面均设置有第二凹部4-2-6，该第二凹部4-2-6位于其所在的端面与升降缸体4-2-1的连接位置处。

优选地，在旋转缸体4-1的顶端还设置有端盖4-7，以防止尘土等落入该升降旋转机构4内。

在该实施例中，活塞部4-1-2的最大旋转角度为90°。即当旋转缸体4-1的活塞部4-1-2抵靠在止动部4-2-5的左端面(如图5所示)到活塞部4-1-2抵靠在止动部4-2-5的右端面活塞部4-1-2所转动的角度为90°。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，也可以调整活塞部4-1-2和止动部4-2-5的大小从而调整活塞部4-1-2的最大旋转角度，例如最大旋转角度为320°、180°、45°、60°等。

优选地，升降活塞缸4-2采用单活塞式双出杆液压油缸，其除了升降缸体4-2-1之外还包括位于升降缸体4-2-1内的活塞4-2-2，以及分别与该活塞4-2-2连接的上活塞杆4-2-3和下活塞杆4-2-4，当需要降下时，通过向升降缸体4-2-1的上部缸体内注入液压油并将升降缸体4-2-1下部腔体的液压油排出，油压作用在活塞4-2-2上，以带动上活塞杆4-2-3和下活塞杆4-2-4的向下运动；类似地，当需要升起时，通过向升降缸体4-2-1的下部缸体内注入液压油并将升降缸体4-2-1上部腔体的液压油排出，油压作用在活塞4-2-2上，以带动上活塞杆4-2-3和下活塞杆4-2-4的向上运动。

此外，为了保证该公铁联运智能运输车能够顺利地切换，优选在升降旋转机构4上还设置有距离传感器(未示出)，该距离传感器用于检测该升降旋转机构4距离轨道6两侧的铁轨之间的距离，如果距离传感器检测到该升降旋转机构4距离轨道6两侧的铁轨之间的距离相等，则升降旋转机构4进行90度旋转，从而使得该公铁联运智能运输车两侧的轨道轮能够正好落在铁轨上。

进一步地，该升降旋转机构4还包括用于卡持在轨道6两侧的铁轨上的卡爪组件，该卡爪组件与升降活塞缸4-2的下活塞杆4-2-4连接，以便于进一步准确定位，避免多次重复对位，对位时间长，效率较低的问题。通过向升降缸体4-2-1的上部缸体内注入液压油并将升降缸体4-2-1下部腔体的液压油排出，以使升降油缸的下活塞杆4-2-4下降，从而带动与下活塞杆4-2-4连接的卡爪组件下降以便卡接在铁轨内侧，在将公铁联运智能运输车整车顶起之前，通过卡爪组件卡接在铁轨内侧，以进行更加准确地定位，然后将公铁联运智能运输车顶起，当达到顶起高度时，将旋转缸体4-1旋转90°以带动公铁联运智能运输车整车转动90°，随后通过向升降缸体4-2-1的下部缸体内注入液压油并将升降缸体4-2-1上部腔体的液压油排出，以将公铁联运智能运输车整车放下，使得该公铁联运智能运输车两侧的轨道轮准确地落在铁轨上。

具体地，卡爪组件包括与活塞杆4-2-4连接的卡爪连接件4-4(例如在该实施例中，为连接套筒)以及与卡爪连接件4-4连接的卡爪臂4-5，在卡爪臂4-5远离卡爪连接件4-4的一端设置有用于卡接在铁轨内侧的卡爪4-6。

优选地，如图9和图10所示，卡爪臂4-5与卡爪连接件4-4通过旋转活塞缸连接，以便在使用时将卡爪臂4-5通过旋转活塞缸展开，在使用完成后通过旋转活塞缸将左侧的两个卡爪臂4-5绕旋转轴线4-8旋转收起，右侧的两个卡爪臂4-5绕旋转轴线4-9旋转收起，以减少占用空间，避免影响公铁联运智能运输车的行驶。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，该升降旋转机构4也可以采用其它的结构，例如升降旋转复合油缸，其包括升降油缸和旋转油缸，该升降油缸的缸体与旋转油缸的缸体连接，旋转油缸的转子用于与车体1连接。此外，在该实施例中，升降旋转机构4使用的液压油，然而，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，也可以使用高压气体。

此外，如图11所示，该公铁联运智能运输车还包括重心控制系统9，该重心控制系统9包括测力轮对、角速度测量单元、重心控制单元以及重心调整单元，重心调整单元包括配重块9-1以及与配重块9-1连接用于调整配重块9-1在车体1上的位置的配重块调整机构，测力轮对安装在车体1上用于实时获取公铁联运智能运输车的轮对垂向力，角速度测量单元安装在车体1上，用于测量该路智能多功能行驶平台在转弯时的角速度，重心控制单元分别与测力轮对和角速度测量单元连接，用于采集测力轮对所测量的轮对垂向力和角速度测量单元所测量的角速度并根据轮对垂向力和角速度等实时计算出公铁联运智能运输车的重心位置；并通过控制配重块调整机构调整配重块9-1的位置，以将公铁联运智能运输车的重心位置调整至安全区域。该重心控制系统通过测力轮对实时检测公铁联运智能运输车的轮对垂向力和角速度并上传至重心控制单元，以实现对车辆重心的实时监控，在车辆重心偏离安全区域的情况下，重心控制单元通过控制重心调整单元的配重块调整机构将配重块移到至指定位置，以调整车辆的重心，使重心停留在安全区域。该重心控制系统能够实现重心调整，确保车辆运行安全，避免出现倾倒或侧翻的情况，提高其自身的安全性，以保证车辆在不平路况的条件下平稳运行，提升了车辆的自适应性和可靠性。

具体地，重心调整单元包括横向调整单元，横向调整单元的配重块调整机构包括与车体1转动式连接的第一丝杠9-2，以及用于驱动第一丝杠9-2转动的第一伺服电机9-3，第一伺服电机9-3与重心控制单元连接，第一丝杠9-2与配重块9-1螺纹配合，第一丝杠9-2的轴线垂直于车辆的纵向中心线。该横向调整单元安装于车体1的中间并距离地面约大于等于0.3m的距离，使用时，第一伺服电机9-在重心控制单元的控制下调整第一丝杠9-2上的配重块9-1的位置，从而实现该公铁联运智能运输车的重心调整。

重心控制单元从测力轮对获取该公铁联运智能运输车的轮对垂向力P和P'，以及从角速度测量单元获取该公铁联运智能运输车的角速度ω，并结合公铁联运智能运输车的外形尺寸，计算出公铁联运智能运输车的重心位置，并明确公铁联运智能运输车的重心安全区域。

如图12和图13所示，配重块9-1调整后，重心位置变化对公铁联运智能运输车倾覆系数D的改善。具体地，配重块9-1调整后，引起公铁联运智能运输车重心从O点变化到O'；列车倾覆系数如式(1)所示。

式中：D—倾覆系数；

M—列车质量；

φ—轨道两侧的铁轨上表面之间的连线与水平面的夹角；

d₃—质心的高度；

d₄—列车轮对的宽度；

ω—列车过弯道的角速度

r—列车过弯道的半径

S—重心位置需要调整的距离，如果为正值，则向轨道两侧的铁轨中较高的铁轨方向移动，如果为负值，则向轨道两侧的铁轨中较低的铁轨方向移动。

由式(1)可知，倾覆系数等于1是列车倾覆的临界点，D越小，列车倾覆可能性越小；当重心调整单元通过调节配种块9-1位置变化，将列车的重心位置由O点变化到O'点后，S可以正反方向变化，从而控制D值小于0.8即可，通过式(2)计算出重心位置需要调整的距离。

在该实施例中，横向调整单元的数量为6个，6个横向调整单元沿公铁联运智能运输车的纵向中心线等间隔设置。然而需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，横向调整单元的数量也可以为1个或2个、4个等多个。

为了便于计算，优选每个横向调整单元的配重块9-1的质量m是相等的。进一步地，横向调整单元的数量为n，优选n个横向调整单元的配重块9-1在第一丝杠9-2上的移动距离k是一致的。则通过下式计算得出每个配重块9-1移动的距离k：

然而需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，每个横向调整单元的配重块的质量和移动距离也可以是不一致的。

进一步地，配重块调整单元还包括位于横向调整单元下方的纵向调整单元，纵向调整单元的配重块调整机构包括与车体1转动式连接的第二丝杠，以及用于驱动第二丝杠转动的第二伺服电机，第二伺服电机与重心控制单元连接，第二丝杠与配重块螺纹配合，第二丝杠的轴线平行于公铁联运智能运输车的纵向中心线。

优选纵向调整单元的数量为多个，多个纵向调整单元沿平行于公铁联运智能运输车纵向中心线的方向等间隔设置。

为了便于计算，优选每个纵向调整单元的配重块的质量m'是相等的。进一步地，优选多个配重块在第二丝杠上的移动距离k'是一致的。然而需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，每个纵向调整单元连接的配重块的质量和移动距离也可以是不一致的。

在该实施例中，车辆重心控制系统的测力轮对安装在公铁联运智能运输车的轨道轮上。然而需要说明的是，本发明所提供的车辆重心控制系统也适应于其它类型的车辆。

此外，该公铁联运智能运输车包括自主驾驶智能模式和远程遥控模式，在自主行驶遇到困难时可以远程人工接管控制。该公铁联运智能运输车还包括设置在车体1上的环境感知系统，该环境感知系统与公铁联运智能运输车的自主行驶系统连接。该环境感知系统包括激光雷达、全球定位系统(GPS)、毫米波雷达、惯性导航、相机等。该公铁联运智能运输车通过该环境感知系统获取地图及周边环境信息，从而对弯道、道岔等影响车辆稳定性的位置进行精确定位，通过自主行驶系统提前设定速度到限速要求内，从而保证该公铁联运智能运输车在轨道上的快速安全行驶。此外，该公铁联运智能运输车通过环境感知系统能够感知远距离突出障碍，使该行驶平台能在无人驾驶的情况下安全运行。在轨道上行驶时，公铁联运智能运输车通过环境感知系统感知周围环境及轨道上是否存在障碍物，当发现轨道上有障碍物时，自主停车并将轨道轮行驶切换到公路轮行驶，越过有障碍的轨道路段后，再从公路轮行驶切换到轨道轮行驶，继续执行相关任务。

此外，该公铁联运智能运输车具备良好的刹车系统，保证在高速行驶下的稳定可靠。刹车系统具有高灵敏传感器，能够感知车速、车轮状态、轴重状态，具有防倾翻预控系统，保证刹车系统安全可靠。该公铁联运智能运输车具有精确定位系统，通过编码车轮定位、GPS定位、地图匹配、惯性导航、北斗导航等复合导航系统，使行驶平台具有毫米级定位精度。该公铁联运智能运输车具有可视化任务管理界面及适时的综合信息管理系统，一方面能使人机任务顺利交互，另一方面保证任务在命令等级下适时通讯，使行驶平台上各功能部件迅速有效的接收任务并做出快速反应。

优选地，车体1采用钛合金、铝合金、碳纤维结构，以保证部件强度及重心稳定性的情况下，合理控制车辆重量，降低能源消耗。

优选该公铁联运智能运输车采用锂电池例如磷酸铁锂电池供电，并联超级电容，并具有能源管理系统，以便科学分配电力供应，保证公铁联运智能运输车的各功能部件的安全供电，并有车辆健康管理系统，通过检测车辆振动、应力、驱动电参数等，为车辆提供健康状态的报告，做好车辆保养，保证公铁联运智能运输车的各功能部件的安全行驶。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

如图14所示，在该实施例中，轨道轮驱动系统3通过旋转机构8与车体1转动式连接，公路轮驱动系统2相对车体1保持不动，以使得公路轮驱动系统2的底部高于或低于轨道轮驱动系统3的底部，从而实现公路轮驱动系统2和轨道轮驱动系统3的切换。

具体地，轨道轮驱动系统3包括分别位于车体1的前端的前轨道轮驱动单元和后端的后轨道轮驱动单元，且前轨道轮驱动单元和后轨道轮驱动单元均包括两个轨道轮3-1以及分别与两个轨道轮3-1连接的轨道轮连接轴3-2，每个轨道轮连接轴3-2均与一旋转机构8连接，以在旋转机构8的带动下进行旋转，从而带动轨道轮驱动系统3从第一位置旋转至第二位置或者反向从第二位置旋转至第一位置。当轨道轮驱动系统3旋转至第一位置时，轨道轮驱动系统3的底部高于公路轮驱动系统2的底部，此时，公铁联运智能运输车可以在公路轮驱动系统2的驱动下行驶；当轨道轮驱动系统3旋转至第二位置时，轨道轮驱动系统3的底部低于公路轮驱动系统2的底部，此时，公铁联运智能运输车可以在轨道轮驱动系统3的驱动下行驶；该公铁联运智能运输车通过旋转机构8的旋转以带动轨道轮驱动系统3在第一位置和第二位置进行切换，从而实现轨道轮驱动系统3和公路轮驱动系统2的相互转换。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，也可以将公路轮驱动系统2通过旋转机构8与车体1转动式连接，轨道轮驱动系统3相对车体1保持不动，以使得公路轮驱动系统2的底部高于或低于轨道轮驱动系统3的底部，从而实现公路轮驱动系统2和轨道轮驱动系统3的切换。

在该实施例中，旋转机构8为旋转活塞缸，例如旋转油缸或旋转气缸。该旋转活塞缸包括与车体1连接的缸体、位于缸体内的转轴、与缸体连接的止动块，以及与转轴连接的叶片，其中叶片还与连接轴连接，该旋转活塞缸采用内部止动块来改变摆动角度，当气压或油压作用在叶片上时，带动转轴转动，从而带动与转轴连接的轨道轮连接轴3-2绕转轴的轴线转动，进而带动车体1两侧的轨道轮3-1相对车体1旋转，当旋转至第一位置时，轨道轮驱动系统3的底部高于公路轮驱动系统2的底部；当旋转至第二位置时，轨道轮驱动系统3的底部低于公路轮驱动系统2的底部。

优选地，第一位置位于第二位置的正上方，也就是说，轨道轮驱动系统3从第一位置旋转至第二位置所需要旋转的角度为180°，因此优选旋转活塞缸的最大旋转角度为180°，当旋转活塞缸位于最大旋转角度时，公路轮驱动系统2的底部高于轨道轮驱动系统3的底部，当旋转活塞缸的旋转角度为0°时，公路轮驱动系统2的底部低于轨道轮系统的底部。然而需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，公路轮驱动系统2的旋转角度也可以为其它数值，例如120°。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，旋转机构8也可以采用其它的结构，例如星形齿轮结构，该星形齿轮结构包括太阳轮和齿轮圈，以及分别与太阳轮和齿轮圈配合的行星齿轮，其中太阳轮与车体1转动式连接，并通过伺服电机驱动，行星齿轮与轨道轮连接轴3-2连接，以使得太阳轮在伺服电机的驱动下左右转动时，带动与太阳轮配合的轨道轮连接轴3-2绕太阳轮转动，从而带动车体1两侧的轨道轮3-1相对车体1旋转，当旋转至第一位置时，公路轮驱动系统2的底部低于轨道轮驱动系统3的底部，此时，公铁联运智能运输车可以在公路轮驱动系统2的驱动下行驶；当旋转至第二位置时，公路轮驱动系统2的底部高于轨道轮驱动系统3的底部。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种公铁联运智能运输车，其特征在于，包括车体以及分别与所述车体连接的轨道轮驱动系统、公路轮驱动系统和电源，所述车体的底部设置有升降旋转机构，所述公路轮驱动系统能够相对所述轨道轮驱动系统升降，以使得所述公路轮驱动系统的底部高于或低于所述轨道轮驱动系统的底部，从而实现所述公路轮驱动系统和所述轨道轮驱动系统的切换，所述轨道轮驱动系统和所述公路轮驱动系统分别由所述电源驱动，所述车体上还设置有与所述电源连接的增程发电机；所述升降旋转机构包括旋转缸体以及设置在所述旋转缸体内的升降活塞缸，所述旋转缸体的中部设置有径向向外凸出的环状凹槽，所述环状凹槽与所述升降活塞缸的升降缸体侧壁之间形成密闭的腔体，且所述环状凹槽的侧壁上设置有径向向内延伸的活塞部，所述活塞部与所述升降缸体侧壁形成动密封，所述升降缸体侧壁上设置有径向向外延伸并能够与所述活塞部配合用于对所述活塞部进行限位的止动部，所述止动部与所述环状凹槽形成动密封，所述升降旋转机构还包括设置在所述止动部用于向所述止动部的两侧注入液压油或高压气体的第一进口和第二进口。

2.如权利要求1所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，还包括设置在所述车体上的机械手，在机械手的自由端分别设置有装卸机构和视觉感知系统；所述公铁联运智能运输车还包括分别与所述机械手、所述装卸机构、所述视觉感知系统连接的控制系统。

3.如权利要求2所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，所述轨道轮驱动系统包括分别位于所述车体的前端的前轨道轮驱动单元和后端的后轨道轮驱动单元，且所述前轨道轮驱动单元和所述后轨道轮驱动单元均包括两个轨道轮以及分别与两个所述轨道轮连接的轨道轮连接轴，每个轨道轮连接轴均通过升降机构与所述车体连接。

4.如权利要求2所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，所述公路轮驱动系统包括分别位于所述车体的前端的前公路轮驱动单元和后端的后公路轮驱动单元，且所述前公路轮驱动单元和所述后公路轮驱动单元均包括两个公路轮以及分别与两个所述公路轮连接的公路轮连接轴，每个公路轮连接轴均通过升降机构与所述车体连接。

5.如权利要求1所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，所述轨道轮驱动系统通过旋转机构与所述车体转动式连接，以使得所述轨道轮驱动系统相对所述车体在第一位置和第二位置之间切换，当所述轨道轮驱动系统旋转至第一位置时，所述轨道轮驱动系统的底部高于所述公路轮驱动系统的底部；当所述轨道轮驱动系统旋转至第二位置时，所述轨道轮驱动系统的底部低于所述公路轮驱动系统的底部。

6.如权利要求1所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，所述车体上设置有重心控制系统，所述重心控制系统包括用于安装在所述车体上的测力轮对、用于测量所述公铁联运智能运输车的角速度的角速度测量单元、重心控制单元以及重心调整单元，所述重心调整单元包括配重块以及与所述配重块连接用于调整所述配重块在所述车体上的位置的配重块调整机构，所述测力轮对用于实时获取车辆的轮对垂向力，所述重心控制单元从所述测力轮对获取所述公铁联运智能运输车的轮对垂向力，并从所述角速度测量单元获取所述公铁联运智能运输车的角速度，并根据所获得的数据计算出所述公铁联运智能运输车的重心位置；并通过控制所述配重块调整机构调整所述配重块的位置，以将所述公铁联运智能运输车的重心位置调整至安全区域。

7.如权利要求1-6中任一项所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，还包括设置在所述车体上的环境感知系统。

8.如权利要求7所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，环境感知系统包括激光雷达、全球定位系统、毫米波雷达。

9.如权利要求1-6中任一项所述的公铁联运智能运输车，其特征在于，所述公铁联运智能运输车包括自主驾驶智能模式和远程遥控模式。