CN111114560A - 一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单轨轨道交通技术领域，公开了一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，包括车体、调隙转向装置、驱动装置、轨道和轨道支撑机构；所述车体上设置有调隙转向装置和驱动装置，所述轨道支撑机构用于对所述轨道进行支撑；所述驱动装置采用轮毂电驱带动所述车体在所述轨道上运动，所述调隙转向装置用于在所述车体运动时进行调隙转向。本发明采用轮毂电机直接驱动，并设置有调隙转向装置，用于在所述车体运动时进行调隙转向，整体结构简单轻巧且成本低，轨道铺设方便且工作可靠，并且能够避免噪音大和汽油、柴油作为燃料所引起的环境污染。

Description

一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车

技术领域

本发明涉及一种林用单轨车，具体涉及一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，属于单轨轨道交通技术领域。

背景技术

我国果树大多种植在坡地上，由于地形影响和果园建设的不规范。不适合轮式车辆运输，肥料、农药、果实等需要人力运输，其劳动强度大，因此山地运输机械化引起人们的广泛关注。

单轨车是一种占地面积小且利于拆卸的林业山地运输方式，目前存在的齿轮齿条啮合型的单轨运输车，其噪声大，质量重并采用汽油、柴油作为燃料，不利于资源有效利用，齿条需要通过点焊安装在轨道下方，轨道安装成本高、铺设困难且焊接连接不易拆除，前期耗时耗力。目前转向大多利用轨道侧面与导向轮安装的配合间隙，不同转弯半径需要配置不同的配合间隙，当转弯半径较小处转到较大处，会出现轨道侧面距导向轮较远即不能保证导向轮和轨道侧面的相对滚动。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其环保、轻巧、噪声小、成本低且可调节间隙转向。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，包括车体、调隙转向装置、驱动装置、轨道和轨道支撑机构；

所述车体上设置有调隙转向装置和驱动装置，所述轨道支撑机构用于对所述轨道进行支撑；所述驱动装置采用轮毂电驱带动所述车体在所述轨道上运动，所述调隙转向装置用于在所述车体运动时进行调隙转向。

进一步地，所述车体包括用于设置所述调隙转向装置和驱动装置的底板；所述底板上表面还设置有板凳和扶手，所述板凳通过板凳支撑座安装在所述底板上表面，下表面设置有副导向轮支架。

进一步地，所述调隙转向装置包括副导向轮、调隙支架、碟形弹簧和主导向轮，其中副导向轮设置在所述副导向轮支架上并位于所述底板下表面；所述调隙支架安装在所述车体的下表面，所述主导向轮通过连接架安装在所述调隙支架上；所述副导向轮和所述主导向轮均与所述轨道配合；所述连接架和所述调隙支架之间还设置有碟形弹簧。

进一步地，所述主导向轮为阶梯型轮，形状呈倒“T”字形，上部外表面与所述轨道的侧面相切，阶梯面与所述轨道的下表面之间形成间隙。

进一步地，所述驱动装置包括驱动轮支架支撑座、驱动轮支架和驱动轮，其中驱动轮支架上设置有驱动轮，并通过驱动轮支架支撑座安装在所述底板上；所述驱动轮位于所述板凳下方，采用自减震轮毂电机后置驱动，将制动盘与轮毂电机相连实现盘式制动。

进一步地，所述驱动轮支架上还设置有减震连接架，所述减震连接架的一端连接所述驱动轮支架，另一端通过吊耳与所述板凳连接。

进一步地，所述轨道包括连接方管和轨道主体，其中两个轨道主体之间采用一段连接方管拼接而成；相邻所述轨道主体之间通过连接盘进行连接。

进一步地，所述轨道支撑机构包括至少两组的第一支撑机构和至少两组的第二支撑机构，所述第一支撑机构用于在硬质地面上对所述轨道主体进行支撑，所述第二支撑机构用于在土面上对所述轨道主体进行支撑。

进一步地，所述第一支撑机构包括支撑盘和第一支撑方管，其中支撑方管的一端连接所述连接盘，另一端连接支撑盘。

进一步地，所述第二支撑机构包括第二支撑方管、止沉盘和连接管，其中第二支撑方管的一端连接对应的所述连接盘，所述连接管的一端与所述第二支撑方管连接，两者呈“人”字形；所述第二支撑方管和连接管上分别设置有止沉盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明的单轨车采用轮毂电机直接驱动，使得电动单轨车的结构变得简单，省去了变速箱、离合器等装置，并设置有调隙转向装置，用于在所述车体运动时进行调隙转向，整体结构简单轻巧且成本低，并且能够避免噪音大和汽油柴油驱动所引起的环境污染。

(2)本发明的调隙转向装置通过连接架与调隙支架之间安装压缩状态的碟形弹簧，在转弯情况下受轨道的压力能自动压缩，从而使主导向轮上端与轨道侧面一直保持相切状态，顺利实现转向，副导向轮的两侧轮缘部分限制了自身的运动，也起到了一部分导向作用，即通过主导向轮和副导向轮相互结合实现转向，增加单轨车运行的安全性和可靠性。

(3)本发明其制动方式为盘式制动，即将制动盘直接与轮毂电机相连。不需在轨道上布置齿条，轨道铺设方便且成本低，对于不同的地面情况可选择不同的支撑方式，可解决轨道铺设难的问题。此外，所述驱动轮采用橡胶轮胎，易于更换且较实心轮胎有更好的力学性能。

附图说明

图1为本发明兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车的整体轴测图。

图2为本发明中车体的整体轴测图。

图3为本发明中调隙转向装置的爆炸图。

图4为本发明中驱动装置的整体轴测图。

图5为本发明中轨道和轨道支撑机构的整体轴测图。

图6为本发明中第一轨道支撑机构的爆炸图。

附图标记说明：1-车体、2-调隙转向装置、3-驱动装置、4-轨道、5-轨道支撑机构、6-扶手、7-副导向轮支架、8-底板、9-副导向轮、10-调隙支架、11-碟形弹簧、12-碟簧定位螺母、13-碟簧定位螺栓、14-主导向轮、15-电池、16-驱动轮支架支撑座、17-驱动轮支架、18-吊耳、19-驱动轮、20-减震连接架、21-连接方管、22-连接盘、231-支撑盘、232-止沉盘、24-轨道主体、25-T型槽用螺栓、261-第一支撑方管、262-第二支撑方管、263-连接管、81-板凳、82-板凳支撑座、101-连接架。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1所示，本发明提供一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，该单轨车包括车体1、调隙转向装置2、驱动装置3、轨道4和轨道支撑机构5，其中整个单轨车均为组合结构，其安装方便，结构简单也紧凑。

所述车体1上设置有调隙转向装置2和驱动装置3，所述轨道支撑机构5用于对所述轨道4进行支撑。所述驱动装置3采用轮毂电驱带动所述车体1在所述轨道4上运动，所述调隙转向装置2用于在所述车体1运动时进行调隙转向，保证所述车体1移动平稳。

如附图2所示，所述车体1包括用于设置所述调隙转向装置2和驱动装置3的底板8。所述底板8上表面还设置有板凳81和扶手6，方便操作人员安全可靠地操作单轨车；所述底板8下表面设置有副导向轮支架7。本实施例中，所述车体1的长为900mm，宽为750mm，所述车体1的下表面距所述轨道4之间的距离60mm。

本实施例中，所述底板8选用薄钢板和空心方管焊接而成，结构简单可靠，其中薄钢板的厚度为2mm，空心方管选用边长为20mm、厚度为1.2mm的Q235B。所述板凳81与所述底板8之间采用板凳支撑座82和M6X15螺栓连接，使两者之间的连接安装方便且可靠。

如附图3所示，所述调隙转向装置2包括副导向轮9、调隙支架10、碟形弹簧11和主导向轮14，其中副导向轮9设置在所述副导向轮支架7上并位于所述底板8下表面。所述调隙支架10安装在所述车体1的下表面，主导向轮14通过连接架101安装在所述调隙支架10上。所述副导向轮9和所述主导向轮14两者均与轨道4配合起导向作用，其中副导向轮9还起一部分承重作用。所述连接架101和所述调隙支架10之间还设置有压缩状态的碟形弹簧11，所述碟形弹簧11两端通过碟簧定位螺母12和碟簧定位螺栓13进行固定，实现所述连接架101和所述调隙支架10两者之间的柔性连接。

本实施例中，所述主导向轮14为阶梯型轮，形状呈倒“T”字形，其上部圆柱直径为80mm，高度为63mm，下部圆柱直径为110mm，高度为5mm。所述主导向轮14的上部外表面与所述轨道4的侧面相切，即所述主导向轮14能够在所述轨道4的侧面滚动，其阶梯面与所述轨道4的下表面之间形成间隙，本实施例中间隙大小设置为2mm。当所述车体1出现不平稳时，通过所述阶梯面与所述轨道4下表面的接触迫使所述车体1保持平稳，从而起到防侧翻的作用。

本实施例中，所述底板8下表面设置有四组所述调隙转向装置2，即四个所述主导向轮14分布在所述底板8的四个角上，前后相距650mm，这样可以保证整个所述车体1的稳定性，所述调隙转向装置2的数量可以根据实际需要进行增加或减少。所述调隙支架10采用空心方管，空心方管的宽度为30mm，长度为130mm，厚度为5mm，其结构简单且可靠。所述副导向轮9为槽型轮，形状呈

“H”字形，轮槽宽度为85mm，轮轴直径为82mm，两侧轮缘直径为110mm，厚度为5mm。

上述中，所述调隙转向装置2通过设置碟形弹簧11，使所述碟形弹簧11在转弯情况下受所述轨道4的压力能自动压缩，从而使所述主导向轮14外表面与所述轨道4的侧面一直保持相切状态，并顺利实现转弯。进一步地，所述碟形弹簧的调节范围为2mm～8mm。

如附图4所示，所述驱动装置3包括驱动轮支架支撑座16、驱动轮支架17和驱动轮19，其中驱动轮支架17上设置有驱动轮19，并通过驱动轮支架支撑座16安装在所述底板8上。所述驱动轮19采用自减震轮毂电机后置驱动，并设置于所述板凳81下方。所述底板8下表面还设置有用于提供电源的电池15。

本实施例中，所述驱动轮支架17上还设置有减震连接架20，所述减震连接架20的一端连接所述驱动轮支架17，另一端通过吊耳18与所述板凳81连接。所述驱动装置3通过设置所述减震连接架20，可以防止所述驱动轮支架17产生转动并起减震作用，从而保证整个单轨车行驶的稳定性。

本实施例中，为了方便安装并保证整个单轨车的结构紧凑，所述底板8上加工有安装所述驱动轮19和板凳81的安装孔。

本实施例中，所述底板8下表面并位于所述驱动轮19两侧对称设置有电池15，这样可以降低整个单轨车的重心，使所述车体1不易侧翻。进一步地，所述电池15采用两个72v20Ah重量约为10kg的锂电池。

本实施例中，所述单轨车的制动方式为盘式制动，即将制动盘直接与所述驱动轮19连接。所述驱动轮采用橡胶轮胎，易于更换且较实心轮胎有更好的力学性能。

如附图5所示，所述轨道4包括连接盘22和轨道主体24，其中两个轨道主体24之间采用一段连接方管21拼接而成。相邻所述轨道主体24之间通过连接盘22进行连接，并通过T型槽用螺栓25进行固定，通过所述连接盘22可以灵活地连接两段轨道主体24，利于拆卸且加工简单。本实施例中，所述轨道主体24的边长为80mm，长度为1500mm，厚度为5mm。

如附图5和附图6所示，所述轨道支撑机构5包括第一支撑机构和第二支撑机构，其中第一支撑机构和第二支撑结构分别至少设置有两组，这样才能够保证整个所述车体1的稳定性。所述第一支撑机构用于在硬质地面上对所述轨道主体24进行支撑，所述第二支撑机构用于在土面上对所述轨道主体24进行支撑，即可以根据不同的地面环境选择不同的支撑方式，方便简单且可靠。

所述第一支撑机构包括支撑盘231和第一支撑方管261，其中支撑方管261的一端连接所述连接盘22，另一端连接支撑盘231。所述第二支撑机构包括第二支撑方管262、止沉盘232和连接管263，其中第二支撑方管262的端部连接对应的所述连接盘22，所述连接管263的端部与所述第二支撑方管262的上部连接，两者构成“人”字形。所述第二支撑方管262和连接管263两者的下部均设置有止沉盘232。

本实施例中，所述第一支撑方管261、第二支撑方管262和连接管263均采用方管，其可靠且稳定，在其他实施例中，也可以使用其它形状的支撑管，均能起到支撑作用。所述第一支撑方管261、第二支撑方管262和连接管263的边长为40mm，厚度为3mm。

本实施例中，当在硬质地上(水泥路面)时，所述第一支撑机构工作，第二支撑机构收起，通过支撑盘231和第一支撑方管261对所述车体1进行支撑。在土面上时，所述第一支撑机构收起，第二支撑机构工作，通过所述第二支撑方管262和连接管263构成的“人”字形结构进行可靠支撑，并通过所述止沉盘232埋入土里，可以防止所述轨道4下沉。

本发明的工作过程如下：

所述驱动轮19后置通过电池15提供动力并驱动车体1前进，外部控制器控制所述驱动轮19进行正反转并实现盘式制动。同时四个所述主导向轮14分布在所述车体1的四个角上，通过其外表面与所述轨道4的侧面相切，并在所述轨道4侧面滚动，阶梯面与所述轨道4的下表面相距2mm。当车体1出现不平稳时，通过阶梯面轨道4下表面的接触，迫使车体1保持平稳从而与起到防侧翻的作用。

此外，所述主导向轮14与所述调隙支架10之间通过设置碟形弹簧11，在转弯情况下受轨道4的压力能自动压缩，从而使主导向轮14上端与轨道4侧面一直保持相切状态，顺利实现转弯，副导向轮9的两侧轮缘部分限制了自身的运动，也起到了一部分导向作用。

本发明提供的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，驱动装置3采用轮毂电机进行驱动，并设置有调隙转向装置2在所述车体1运动时进行调隙转向，结构简单、可靠也易于实现，解决了轨道铺设难、传动复杂、环境污染、噪声大等问题。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：包括车体(1)、调隙转向装置(2)、驱动装置(3)、轨道(4)和轨道支撑机构(5)；

所述车体(1)上设置有调隙转向装置(2)和驱动装置(3)，所述轨道支撑机构(5)用于对所述轨道(4)进行支撑；所述驱动装置(3)采用轮毂电驱带动所述车体(1)在所述轨道(4)上运动，所述调隙转向装置(2)用于在所述车体(1)运动时进行调隙转向。

2.根据权利要求1所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述车体(1)包括用于设置所述调隙转向装置(2)和驱动装置(3)的底板(8)；板凳(81)通过板凳支撑座(82)设置在底板(8)上表面，所述底板(8)上表面还设置有扶手(6)，下表面设置有副导向轮支架(7)。

3.根据权利要求2所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述调隙转向装置(2)包括副导向轮(9)、调隙支架(10)、碟形弹簧(11)和主导向轮(14)，其中副导向轮(9)设置在所述副导向轮支架(7)上并位于所述底板(8)下表面；所述调隙支架(10)安装在所述车体(1)的下表面，所述主导向轮(14)通过连接架(101)安装在所述调隙支架(10)上；所述副导向轮(9)和所述主导向轮(14)均与所述轨道(4)配合；所述连接架(101)和所述调隙支架(10)之间还设置有碟形弹簧(11)。

4.根据权利要求3所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述主导向轮(14)为阶梯型轮，形状呈倒“T”字形，上部外表面与所述轨道(4)的侧面相切，阶梯面与所述轨道(4)的下表面之间形成间隙。

5.根据权利要求4所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述驱动装置(3)包括驱动轮支架支撑座(16)、驱动轮支架(17)和驱动轮(19)，其中驱动轮支架(17)上设置有驱动轮(19)，并通过驱动轮支架支撑座(16)安装在所述底板(8)上；所述板凳(81)下方有所述驱动轮(19)，并通过板凳支撑座(82)安装在所述底板(8)上，采用自减震轮毂电机后置驱动，将制动盘与轮毂电机相连实现盘式制动。

6.根据权利要求5所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述驱动轮支架(17)上还设置有减震连接架(20)，所述减震连接架(20)的一端连接所述驱动轮支架(17)，另一端通过吊耳(18)与所述板凳(81)连接。

7.根据权利要求6所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述轨道(4)包括连接方管(21)和轨道主体(24)，其中两个轨道主体(24)之间采用一段连接方管(21)拼接而成；相邻所述轨道主体(24)之间通过连接盘(22)进行连接。

8.根据权利要求7所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述轨道支撑机构(5)包括至少两组的第一支撑机构和至少两组的第二支撑机构，所述第一支撑机构用于在硬质地面上对所述轨道主体(24)进行支撑，所述第二支撑机构用于在土面上对所述轨道主体(24)进行支撑。

9.根据权利要求8所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述第一支撑机构包括支撑盘(231)和第一支撑方管(261)，其中支撑方管(261)的一端连接所述连接盘(22)，另一端连接支撑盘(231)。

10.根据权利要求9所述的兼容调隙转向和轮毂电驱的林用单轨车，其特征在于：所述第二支撑机构包括第二支撑方管(262)、止沉盘(232)和连接管(263)，其中第二支撑方管(262)的一端连接对应的所述连接盘(22)，所述连接管(263)的一端与所述第二支撑方管(262)连接，两者呈“人”字形；所述第二支撑方管(262)和连接管(263)上分别设置有止沉盘(232)。

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