CN109592329A - 一种新型管带机检测用轨道穿梭车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管带机检测用轨道穿梭车，主要包括移动载体和检测臂两部分。移动载体包括电池箱、驱动总成、管带机车架、车壳、车载控制系统和避障传感器组成。管带机检测用的轨道穿梭车使用电力驱动，其运行过程中相较于原有发动机车污染少且震动更小，车辆运行只需人工在地面平台操作，大大降低人工检测的风险，车上承载各类检测用传感器，减少人工检测的难度，降低人工检测的工作量，增加了管带机检测的准确度，使得检测更加快速安全。

Description

一种新型管带机检测用轨道穿梭车

技术领域

本发明属于轨道穿梭车领域，具体涉及一种新型管带机检测用轨道穿梭车。

背景技术

管带机全称管状带式输送机，是由日本JPC公司在1964年提出的理念，经过10余年研究和试验，在1974年成功制造出世界第一台管带机。经过实践应用，管带机技术逐步形成了设计理论和产品系列。我国于上世纪90年代引入了管带机设计制造技术。2002年12月17日国家经济贸易委员会发表了JB/T 10380-2002《圆管带式输送机》标准。

目前，管带机越来越趋于标准化，并且管带机由于其运输性能优越，长期看来其成本相较于传统运输方式成本更低，污染小，且运输效率更高，在运送散粒物料的方法中逐渐成为工程师们优先选取的方法。管状带式输送机的应用几乎是无限制的，其运输的典型物料有矿石、煤、焦炭、石灰石、碎石、页岩、秸秆碎料、木片和冲击土。一些非常难以处理的物料也可用管带机，如钢浓缩物、石油焦炭、黏土、废渣、混凝土、金属碎渣、加湿粉煤灰、尾渣、铝土和滤尘等。

自20世纪70年代至今，世界各地稳定可靠运行的管带机已达2000多条，管带机运行长度和运载能力也在不断提升。目前国内管带机最大输送距离达到15公里，打破之前由德国生产的世界最长8公里之最，并申得吉尼斯世界之最。据悉，该管带机运输速度达到每秒4.5米，输送能力每小时1000吨。

伴随着管带机运载能力和运输距离的不断提升，管带机运行检测问题也开始凸显出来，通常管带机在运行过程中需要运行前全线检测和运行中检测。检测项目主要为管带扭转状态检测和辊子运转状态检测，传统检测为人工巡检，传统人工巡检针对管带距离不长，且检测精度要求不高的场合使用。对于较长的管带机人们使用管带机检测车，但传统车辆需要人工驾驶，在管带机上行驶的安全问题成为制约其发展的最大壁垒。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型管带机检测用轨道穿梭车，能够提高现有管带机检测的速度及精度、保障工作人员的人身安全。

本发明所采用的技术方案是：一种新型管带机检测用轨道穿梭车，包括移动载体、一对对称设置的检测侧臂和驱动总成，移动载体包括车壳，车壳前壳面和后壳面上端的中心位置均设有工业相机，两个工业相机的一侧均依次设有毫米波测距雷达、超声波避障传感器，在毫米波测距雷达和工业相机的两侧安装有对称设置的提示车灯，车壳两侧车轮位置设有两组对称设置的轮边开口，两个检测侧臂对称安装在车壳的两侧，车壳内套有上下两层设置的车架，车架上层设有车载控制系统，车架下层设有驱动总成；

车载控制系统为BIS-6675A10工控机，超声波避障传感器、提示车灯、雷达和工业相机均通过RTU终端与工控机连接。

本发明的特点还在于，

驱动总成包括电池箱和4个轮边总成，每个轮边总成包括减速器，减速器的输出轴端设有车轮驱动轴，减速器与车轮驱动轴通过半柔性联轴器连接，半柔性联轴器上设有定位环，定位环的一侧设有轮架，轮架外套在车轮驱动轴上，轮架的一端开有圆孔，车轮驱动轴通过深沟球轴承安装在轮架的圆孔中，车轮驱动轴外套有驱动轴壳，驱动轴壳通过一对圆锥滚子轴承和与车轮驱动轴的输出端连接，轮架与车架通过螺栓连接，车轮驱动轴的输出端外套有凸缘，凸缘与驱动轴输出端通过键连接，凸缘的外端面设有凸缘挡圈，凸缘挡圈安装在车轮输出轴的末端，凸缘上安装轮胎，轮胎设置在轮架的内部，电池箱包括两组，电池箱对称布置车壳的前后轴之间。

两个检测侧臂均包括水平安装在车架上的调节座，调节座的两侧均设有肋板，调节座底座的中间位置刻有一组平行设置的矩形孔，两个矩形孔中均安装滑块，滑块的一端设有配套的卡头，滑块上开有C型槽，C型槽中固接工字型材，两个检测侧臂的内侧均安装检测设备，检测设备均通过RTU终端与工控机连接，两个检测侧臂的外侧均覆盖有金属蒙皮。

车轮驱动轴的两端分别外套有内透盖和外透盖，车轮驱动轴上设有键，车轮驱动轴从内透盖中伸出并与半柔性联轴器通过键连接。

减速器的输入轴上设有电机，电机通过法兰连接在减速器上。

车架采用管材搭建而成，车架的外周覆盖蒙皮。

外壳的车身纵向中间的下方位置设有车壳导向开槽，车壳导向开槽内跨置于机架导向板上方，车架的车身底部中间位置设有导向装置，导向装置的两侧安装两排导向轮，两排导向轮并排置于机架导向板的两侧。

车壳的前壳面为斜面，车壳的后壳面为垂直面。

车壳的顶面设有天窗，环绕车壳的开口一周通过导流和密封橡胶条结合进行密封。

轨道穿梭车的车辆导向采用自主导向和辅助导向相结合的方式。

本发明的有益效果是：本发明管道机检测用轨道穿梭车，以车辆为移动载体，承载各类信号采集传感器在管带机外围快速往返移动，车辆自身携带有避障传感器，保障车辆自身运行的安全，使用电力驱动，其运行过程中相较于原有发动机车污染少且震动更小，车辆运行只需人工在地面平台操作，大大降低人工检测的风险，车上承载各类检测用传感器，减少人工检测的难度，降低人工检测的工作量，增加了管带机检测的准确度，使得检测更加快速安全。车体外壳采用全封闭包裹模式将车体内部设备与外部隔绝开，增强了车辆在复杂工况下的适应性能。

附图说明

图1是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的整车结构布置示意图；

图2是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的整车外形结构；

图3是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的管带机机架结构示意图；

图4是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的轮边总成的结构示意图a；

图5是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的轮边总成的结构示意图b；

图6是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的检测侧臂的结构示意图。

图中，1.机架导向板，2.管带机机架，3.管带，4.辊子，5.电池箱，6.检测侧臂，7.车轮，8.导向装置，9.超声波避障传感器，10.车灯，11.毫米波测距雷达，12.工业相机，13.天窗，14.车壳，15.轮边开口，16.车壳导向开槽，17.车架，18.轮架，19.车轮，20.驱动轴壳，21.凸缘，22.凸缘挡圈，23.凸缘键，24.外透盖，25.圆锥滚子轴承a，26.圆锥辊子轴承b，27.内透盖，28.定位环，29.半柔性联轴器，30.驱动轴，31.键，32.深沟球轴承，33.减速器，34.法兰，35.电机，36.安装板，37.调节座，38.工字型材，39.滑块，40.卡头。

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及图2所示，是本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的结构示意图，包括移动载体、一对对称安装的检测侧臂6和驱动总成。移动载体包括车壳14，外壳14前壳面为斜面，外壳14后壳面为垂面，斜面的设置可以减小车辆前进的阻力。车壳14的前后壳面上端中心位置均设有工业相机12，两个工业相机12的一侧均依次设有毫米波测距雷达11、超声波避障传感器9，通过远近结合的方式探测车体前后障碍物，并及时做出判断保障人员与车辆行驶安全，在毫米波测距雷达11和工业相机12的两侧安装有对称设置的提示车灯10，车壳的顶面设有天窗13，便于车体内部设备的布置，环绕天窗13的开口一周通过导流和密封橡胶条结合进行密封。车壳14的两侧车轮位置设有两组对称设置的轮边开口15，此处将车轮7暴露在外，可以清楚看到车轮的运行情况，同时便于检修。轨道穿梭车安装在管带机机架2上。

外壳14的车身纵向中间的下方位置设有车壳导向开槽16，车壳导向开槽16开在管带机机架2的中间位置，车壳导向开槽16内安装管带机机架导向板1，外壳14的车身底部中间位置设有导向装置8，导向装置8的两侧安装两排导向轮，两排导向轮并排置于机架导向板1的两侧，通过机架导向板1辅助导向。

车壳14内套有上下两层设置的车架17，车架17设计与外壳14结构搭配，如图3所示，车架17上层设有车载控制系统，车架17下层设有驱动总成和电池箱5，驱动总成分布在车体前后轴位置，电池箱5放置在车体前后轮的中间部位，分成两组布置于车体两侧，在车轴两端的车壳14处开有电池箱5取放用的开口，在开口处安装有电池箱窗门，平时密闭用以保证密封条件。

如图4所示，两个检测侧臂6对称安装在车壳14的两侧，侧壁的伸出距离可以在一定范围内进行调节，主要用于检测管带机管带3以及辊子4的运行状态、方便现场传感器调试，检测侧臂6包括水平安装在车架17上的调节座37，调节座37的两侧设有肋板，调节座37的两个肋板的中间位置刻有一组平行设置的矩形孔，两侧的肋板目的是减小其变形，矩形孔中安装一组对应的滑块39，每个滑块39上设有配套的卡头40，滑块39与卡头40通过螺栓连接，滑块38可以在矩形孔中滑动，卡头40用于夹持滑块39，确保滑块39不从调节座37的矩形孔中脱落。滑块39上开有C型槽，C型槽中焊接工字型材38，将工字型材38固定在滑块39上，通过两个检测侧臂6内侧安装的工业相机、红外热像仪以及声音收集设备等检测设备需要的角度，手动进行调节滑块39的位置，从而调节工字型材38的位置，最终将检测侧臂6调节至所需角度进行检测，两个检测侧臂6的外侧均覆盖有金属蒙皮。

如图5及图6所示，驱动总成是车体驱动执行机构，驱动总成包括电池箱5和4个轮边总成，每个轮边总成包括减速器33，减速器33的输入轴上设有电机35，电机35通过法兰34连接在减速器33上，减速器33的输出轴端设有车轮驱动轴30，减速器33与车轮驱动轴30通过半柔性联轴器29连接，半柔性联轴器29上设有定位环28，定位环28的一侧设有轮架18，轮架18外套在车轮驱动轴30上，减速机33通过安装板36安装在轮架18上，轮架18的一端开有圆孔，车轮驱动轴30通过深沟球轴承32安装在轮架18的圆孔中，车轮驱动轴30外套有驱动轴壳20，驱动轴壳20通过一对圆锥滚子轴承25和26与车轮驱动轴30的输出端连接，轮架18与车架17通过螺栓连接，轮边的驱动支撑力通过轮架18传递至车架17上。本发明轨道穿梭车采用四轮驱动策略，因此四个动力总成分别置于车的前后轴左右两侧。车轮驱动轴30的输出端外套有凸缘21，凸缘21与驱动轴30的输出端通过键23连接，凸缘21的外端面设有凸缘挡圈22，凸缘挡圈22安装在车轮输出轴30的末端，防止凸缘21脱落，凸缘21上安装轮胎19，轮胎19设置在轮架18的内部，电池箱5包括两组，对称布置车壳14的前后轴之间。

车轮驱动轴30的两端分别外套有内透盖27和外透盖24，车轮驱动轴30上设有键31，车轮驱动轴30从内透盖27伸出与半柔性联轴器29通过键31连接。半柔性联轴器29上通过设有定位环28进行定位，定位环28与内透盖27保持一定距离，避免磨损，内透盖27和外透盖24的设置将车轮驱动轴30和一对圆锥滚子25、26与外界环境隔开，减少粉尘进入轴承中，从而延长轴承的寿命。

车体外壳采用全封闭包裹模式将车体内部设备与外部隔绝开，增强了车辆在复杂工况下的适应性能，车头部分的多斜面设计可以降低行驶阻力。

本发明一种管带机检测用轨道穿梭车的车载控制系统为BIS-6675A10工控机，可以与多个传感器及执行器进行连接，超声波避障传感器9、提示车灯10、雷达11和工业相机12均通过RTU终端与工控机连接，检测侧臂6上安装的各类检测装置也均通过RTU终端与工控机连接。通过超声波避障传感器9以及毫米波雷达传感器11将障碍物距离信息传输至车载控制系统，由车载控制系统进行信息处理做出决策，决定车辆的行驶状态保持速度或减速、停车等，车载控制系统将决策信息处理后以电信号的形式发送至电机控制器控制电机35的转速，从而起到车辆运动控制的目的。车载检测传感器主要是用来检测管带机运行状态，检测传感器安装于车辆两个检测侧臂6内，传感器用于检测管带机管带及辊子的运行状态，这部分数据由传感器直接传送至工控机后，判断数据是否在预设范围，超出范围的数据被认为此处工作状态存在问题，信号经过无线传输传递至地面控制室，提醒地面人员进一步对管带机的工作状态进行判断。

本发明一种新型管带机检测用轨道穿梭车，车辆导向采用自主和辅助相结合的方式，自主导向方案采用自主控制利用差速原理控制左右车轮以不同转速运行，以达到转向的目的。辅助导向采用两列并排以导向板为对称面两侧对称的导向轮导向，导向轮组安装于车体底部纵向中线两侧。

当轨道穿梭车需要维修保养时，两侧的检测侧臂6可以松开卡头40与滑块39的连接螺栓，从而将检测侧臂6从车体上卸下，此时可以利用吊车钢索分别穿过车体前后轮上方空隙的位置将车体从管带机上吊至地面进行检修保养。

本发明的工作过程是：一种管带机检测用轨道穿梭车，检测车包括移动载体和检测侧臂两部分组成，检测侧臂设置在车体两侧，并下垂至管带机两侧，检测侧臂上安装的检测用传感器负责管带机工作检测。检测臂中设置有滑块机构39，使得检测臂可以在水平方向的一定范围内可以进行调节。移动载体主要有管带机机架17、车壳14、多种避障传感器和动力总成所组成，车辆采用四轮独立驱动，四个动力总成互不干扰，动力总成依靠直流电源提供电能，电机35依次连接法兰34、减速器33、半柔性联轴器29、驱动轴30、凸缘21和车轮19。驱动轴30与轮架18之间依靠轴承25和26连接，将车轮19与管带机机架2之间的力传递至车身使得车辆前进或后退，。车辆在行驶通过轮间差速方式进行导向，同时在管带机机架2上有辅助导向板1，在车体的纵向开槽中设置有导向轮，可以辅助车辆导向完成转向的动作过程，从而车载的检测用传感器得以检测管带机全线。

本发明的轨道穿梭车，采用差速和导向装置作用配合完成车辆的转向功能。管带机检测用的轨道穿梭车使用电力驱动，其运行过程中相较于原有发动机车污染少且震动更小，车辆运行只需人工在地面平台操作，大大降低人工检测的风险，车上承载各类检测用传感器，减少人工检测的难度，降低人工检测的工作量，增加了管带机检测的准确度，使得检测更加快速安全。

Claims (10)

1.一种新型管带机检测用轨道穿梭车，包括移动载体、一对对称设置的检测侧臂(6)和驱动总成，其特征在于，移动载体包括车壳(14)，车壳(14)前壳面和后壳面上端的中心位置均设有工业相机(12)，两个工业相机(12)的一侧均依次设有毫米波测距雷达(11)、超声波避障传感器(9)，在毫米波测距雷达(11)和工业相机(12)的两侧安装有对称设置的提示车灯(10)，车壳(14)两侧车轮位置设有两组对称设置的轮边开口(15)，两个检测侧臂(6)对称安装在车壳(14)的两侧，车壳(14)内套有上下两层设置的车架(17)，车架(17)上层设有车载控制系统，车架(17)下层设有驱动总成；

所述车载控制系统为BIS-6675A10工控机，所述超声波避障传感器(9)、提示车灯(10)、雷达(11)和工业相机(12)均通过RTU终端与工控机连接。

2.如权利要求1所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述驱动总成包括电池箱(5)和4个轮边总成，每个轮边总成包括减速器(33)，减速器(33)的输出轴端设有车轮驱动轴(30)，减速器(33)与车轮驱动轴(30)通过半柔性联轴器(29)连接，半柔性联轴器(29)上设有定位环(28)，定位环(28)的一侧设有轮架(18)，轮架(18)外套在车轮驱动轴(30)上，轮架(18)的一端开有圆孔，车轮驱动轴(30)通过深沟球轴承(32)安装在轮架(18)的圆孔中，车轮驱动轴(30)外套有驱动轴壳(20)，驱动轴壳(20)通过一对圆锥滚子轴承(25)和(26)与车轮驱动轴(30)的输出端连接，轮架(18)与车架(17)通过螺栓连接，车轮驱动轴(30)的输出端外套有凸缘(21)，凸缘(21)与驱动轴(30)输出端通过键(23)连接，凸缘(21)的外端面设有凸缘挡圈(22)，凸缘挡圈(22)安装在车轮输出轴(30)的末端，凸缘(21)上安装轮胎(19)，轮胎(19)设置在轮架(18)的内部，所述电池箱(5)包括两组，电池箱(5)对称布置车壳(14)的前后轴之间。

3.如权利要求2所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述车轮驱动轴(30)的两端分别外套有内透盖(27)和外透盖(24)，车轮驱动轴(30)上设有键(31)，车轮驱动轴(30)从内透盖(27)中伸出并与半柔性联轴器(29)通过键(31)连接。

4.如权利要求2所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述减速器(33)的输入轴上设有电机(35)，电机(35)通过法兰(34)连接在减速器(33)上。

5.如权利要求1所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述两个检测侧臂(6)均包括水平安装在车架(17)上的调节座(37)，调节座(37)的两侧均设有肋板，调节座(37)底座的中间位置刻有一组平行设置的矩形孔，两个矩形孔中均安装滑块(39)，滑块(39)的一端设有配套的卡头(40)，滑块(39)上开有C型槽，C型槽中固接工字型材(38)，两个检测侧臂(6)的内侧均安装检测设备，各检测设备均与工控机通过RTU终端连接，两个检测侧臂(6)的外侧均覆盖有金属蒙皮。

6.如权利要求1所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述车架(17)采用管材搭建而成，车架(17)的外周覆盖蒙皮。

7.如权利要求1所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述外壳(14)的车身纵向中间的下方位置设有车壳导向开槽(16)，车壳导向开槽(16)内跨置于机架导向板(1)上方，车架(17)的车身底部中间位置设有导向装置(8)，导向装置(8)的两侧安装两排导向轮，两排导向轮并排置于机架导向板(1)的两侧。

8.如权利要求1所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述车壳(14)的前壳面为斜面，车壳(14)的后壳面为垂直面。

9.如权利要求1或8所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述车壳(14)的顶面设有天窗(13)，环绕车壳(14)的开口一周通过导流和密封橡胶条结合进行密封。

10.如权利要求1～9任一项所述的一种新型管带机检测用轨道穿梭车，其特征在于，所述轨道穿梭车的车辆导向采用自主导向和辅助导向相结合的方式。