CN111731234B - 一种用于城市地下空间的机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械装置及运输领域，公开一种用于城市地下空间的机动车辆，包括：车辆本体；安装座可沿车辆本体的行进方向滑动的安装于车辆本体底部；升降机构，升降机构的一端铰接于安装座，且另一端设有用于支撑于地面的支撑部；用于驱动安装座沿车辆本体的行进方向移动的位移调节机构；用于驱动升降机构绕与安装座的铰接处转动的角度调节机构；主控系统与升降机构、位移调节机构以及角度调节机构均信号连接。主控系统通过位移调节机构以及角度调节机构控制升降机构在合适的位置，以合适的角度沿自身轴线方向伸长，背离车辆本体一端通过支撑部与地面接触，以适应地下空间机动车辆在跨越1米左右月台时不同姿态下的不同支撑需求。

Description

一种用于城市地下空间的机动车辆

技术领域

本发明涉及机械装置及运输领域，特别涉及一种用于城市地下空间的机动车辆。

背景技术

随着社会的进步和发展，地下空间逐渐呈现多元化的网状发展趋势。目前，所有国家和地区，在不同规模上都具备地下空间，而在这些地下空间中，城市地下轨道交通发展更加迅速、更加庞大。地下交通网四通八达，在军事思考中极富战略意义，地下空间机动车辆的概念也应运而生。所谓地下空间机动车辆，可以利用城市地下轨道交通的资源和路线，自由穿梭于地下交通网，执行侦察、打击等任务。但遍观世界，目前尚未有成熟的地下空间机动车辆问世。其中一项亟待攻关的技术难点便是地下空间机动车辆的进入与脱离地下交通网的方法，具体而言，平均高达1米的月台高度对地下空间机动车辆的跨越障碍的能力提出了极高的要求。因此，研发一种用于城市地下空间机动的车辆行动系统及工作方法具有非常重大的意义。

发明内容

本发明公开了一种用于城市地下空间的机动车辆，用于解决目前的地下空间机动车辆无法有效跨越1米月台高度的难题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于城市地下空间的机动车辆，包括：

车辆本体；

安装座，所述安装座可沿所述车辆本体的行进方向滑动的安装于所述车辆本体底部；

升降机构，所述升降机构的一端铰接于所述安装座，且另一端设有用于支撑于地面的支撑部；

用于驱动所述安装座沿所述车辆本体的行进方向移动的位移调节机构；

用于驱动所述升降机构绕与所述安装座的铰接处转动的角度调节机构；

主控系统，所述主控系统与所述升降机构、所述位移调节机构以及所述角度调节机构均信号连接，用于控制所述升降机构、所述位移调节机构以及所述角度调节机构驱动所述支撑部相对于所述车辆本体动作。

上述用于城市地下空间机动车辆不执行跨越1米左右月台的操作时，升降机构以及支撑部折叠在车辆本体的底盘。当地下空间的机动车辆跨越月台时，车辆本体通过升降机构以及支撑部支撑；主控系统通过控制位移调节机构调节安装升降机构的安装座沿车辆本体的行进方向前后移动，初步调节升降机构以及支撑部的位置；主控系统通过控制角度调节机构调节升降机构与车辆本体底盘的角度，进一步调节支撑部的位置；依据地面与车辆本体底盘之间的距离主控系统通过控制升降机构的伸长和缩短来调节支撑部远离车辆本体底盘的距离。

主控系统通过位移调节机构以及角度调节机构控制升降机构在合适的位置，以合适的角度沿自身轴线方向伸长，背离车辆本体一端通过支撑部与地面接触，对地下空间机动车辆起到支撑作用。在支撑地下空间机动车辆的过程中，升降机构由主控系统控制，实时调控其伸长量，以适应地下空间机动车辆在跨越1米左右月台时不同姿态下的不同支撑需求。

可选地，所述升降机构包括伸缩缸。

可选地，所述伸缩缸为液压缸。

可选地，所述位移调节机构包括蜗轮蜗杆组件。

可选地，所述角度调节机构为旋转马达，用于调节所述升降机构与所述车辆本体的底盘平面的夹角。

可选地，所述车辆本体朝向所述支撑部一侧设有沿所述车辆本体行进方向延伸的滑槽，所述位移调节机构驱动所述安装座沿所述滑槽相对于所述车辆本体动作。

可选地，所述滑槽的开口方向朝向所述车辆本体一侧。

可选地，所述支撑部为球头顶盘。

可选地，所述支撑部与所述升降机构球铰。

可选地，所述主控系统为车载电脑。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于城市地下空间的机动车辆的结构示意图；

图2a-图2g为本发明实施例提供的一种用于城市地下空间的机动车辆跨越月台过程不同阶段的示意图。

图标：1-车辆本体；2-安装座；3-升降机构；4-支撑部；5-位移调节机构；6-角度调节机构；7-滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于城市地下空间的机动车辆，包括：

车辆本体1；

安装座2，安装座2可沿车辆本体1的行进方向滑动的安装于车辆本体1底部；

升降机构3，升降机构3的一端铰接于安装座2，且另一端设有用于支撑于地面的支撑部4；

用于驱动安装座2沿车辆本体1的行进方向移动的位移调节机构5；

用于驱动升降机构3绕与安装座2的铰接处转动的角度调节机构6；

主控系统，主控系统与升降机构3、位移调节机构5以及角度调节机构6均信号连接，用于控制升降机构3、位移调节机构5以及角度调节机构6驱动支撑部4相对于车辆本体1动作。

上述用于城市地下空间机动车辆不执行跨越1米左右月台的操作时，升降机构3以及支撑部4折叠在车辆本体1的底盘。当地下空间的机动车辆跨越月台时，车辆本体1通过升降机构3以及支撑部4支撑；主控系统通过控制位移调节机构5调节安装升降机构3的安装座2沿车辆本体1的行进方向前后移动，初步调节升降机构3以及支撑部4的位置；主控系统通过控制角度调节机构6调节升降机构3与车辆本体1底盘的角度，进一步调节支撑部4的位置；依据地面与车辆本体1底盘之间的距离主控系统通过控制升降机构3的伸长和缩短来调节支撑部4远离车辆本体1底盘的距离。

主控系统通过位移调节机构5以及角度调节机构6控制升降机构3在合适的位置，以合适的角度沿自身轴线方向伸长，背离车辆本体1一端通过支撑部4与地面接触，对地下空间机动车辆起到支撑作用。在支撑地下空间机动车辆的过程中，升降机构3由主控系统控制，实时调控其伸长量，以适应地下空间机动车辆在跨越1米左右月台时不同姿态下的不同支撑需求。

需要说明的是，上述升降机构3的主要作用是通过伸长或者缩短调节支撑部4与安装座2之间的距离，因而凡是能实现上述作用的结构均可作为本实施例所称的升降机构3，例如：伸缩杆、折叠杆、电动推杆或伸缩缸，等等。

可选地，升降机构3包括伸缩缸，例如：液压缸或者气缸。伸缩缸一端铰接于安装座2，且另一端设有支撑部4，主控系统与伸缩缸信号连接，控制伸缩缸在合适的位置伸缩，并实时调控其伸长量。

可选地，伸缩缸为液压缸。

一种可能实现的方式中，伸缩缸为三级液压千斤顶。三级液压千斤顶使用液压驱动，可以实现线性伸长和缩短的功能，并可承受一定的负载。有效行程在0.8米～1.5米之间，可承受的最大载重为5吨。地下空间机动车辆不执行跨越1米左右月台的操作时，三级液压千斤顶线性缩短为0.8米，折叠在地下空间机动车辆的底盘。当地下空间机动车辆执行跨越1米左右月台的操作时，三级液压千斤顶将由主控系统控制，在合适的位置，以合适的角度沿自身轴线方向伸长，头部通过支撑部4与地面接触，对地下空间机动车辆起到支撑作用。在支撑地下空间机动车辆的过程中，三级液压千斤顶由主控系统控制，实时调控其伸长量，以适应地下空间机动车辆在跨越1米左右月台时不同姿态下的不同支撑需求。

需要说明的是，上述位移调节机构5的主要作用是沿车辆本体1的行进方向调节安装升降机构3的安装座2移动，因而，凡是能实现上述作用的结构均可称作本实施例所称的位移调节机构5，例如：齿轮齿条组件、丝杠滑块组件或蜗轮蜗杆组件，等等。

可选地，位移调节机构5包括蜗轮蜗杆组件。蜗轮蜗杆组件包括依次传动连接的电机、蜗轮和蜗杆。主控系统与电机信号连接，通过控制电机的转动调节安装座2以及升降机构3沿车辆本体1的行进方向滑动。

一种可能实现的方式中，蜗轮蜗杆安装在车底，用于精确控制三级液压千斤顶的根部在车底的位置。蜗轮蜗杆除了精确定位之外，还有自锁功能，可以在一定程度上承受三级液压千斤顶的支反力在沿车辆本体1行进方向上的分力。

可选地，角度调节机构6为旋转马达，用于调节升降机构3与车辆本体1的底盘平面的夹角。

一种可能实现的方式中，转动马达安装在三级液压千斤顶的根部，用于控制三级液压千斤顶在自由状态(未接触地面)下的指向与地下空间机动车辆底盘平面的夹角。

可选地，车辆本体1朝向支撑部4一侧设有沿车辆本体1行进方向延伸的滑槽7，位移调节机构5驱动安装座2沿滑槽7相对于车辆本体1动作。

一种可能实现的方式中，车底滑槽7位于地下空间机动车辆的底盘上，与底盘固定，有很强的承载力。车底滑槽7为三级液压千斤顶的根部及安装座2提供沿地下空间机动车辆前后方向的运动轨道，为三级液压千斤顶提供多个位置的支点，对于地下空间机动车辆跨越1米左右月台时的重心转移起到了重大的作用。蜗轮蜗杆安装在车底滑槽7上，用于精确控制三级液压千斤顶的根部及安装座2在车底滑槽7中的位置。蜗轮蜗杆除了精确定位之外，还有自锁功能，可以在一定程度上承受三级液压千斤顶的支反力在车底滑槽7方向上的分力。

可选地，滑槽7的开口方向朝向车辆本体1一侧。

一种可能实现的方式中，车底滑槽7开口方向为车辆本体1的左右两侧，车底滑槽7为通槽，安装座2安装于车底滑槽7内。

可选地，支撑部4为球头顶盘。

一种可能实现的方式中，支撑部4为球头顶盘，球头顶盘安装在三级液压千斤顶的头部。球头顶盘用于与地面接触，当球头顶盘接触地面时，球头顶盘能紧紧吸在地面上。

可选地，支撑部4与升降机构3球铰。

一种可能实现的方式中，球头顶盘与三级液压千斤顶以球铰连接，可以实现一定程度下三个坐标方向的旋转运动，即球头顶盘在支撑三级液压千斤顶的同时，还可以在一定程度上适应三级液压千斤顶的轴线与地面之间夹角的变化。球头顶盘用于与地面接触，由于使用球铰与三级液压千斤顶连接，在三级液压千斤顶角度变化的同时，球头顶盘与地面支点的接触面积不发生变化，起到可靠支撑的作用。

可选地，主控系统为车载电脑。

一种可能实现的方式中，三级液压千斤顶将由车载电脑直接或通过蜗轮蜗杆组件和旋转马达控制，在合适的位置，以合适的角度沿自身轴线方向伸长，头部通过球头顶盘与地面接触，对地下空间机动车辆起到支撑作用。在支撑地下空间机动车辆的过程中，三级液压千斤顶由车载电脑控制，实时调控其伸长量，以适应地下空间机动车辆在跨越1米左右月台时不同姿态下的不同支撑需求。

上述用于城市地下空间的机动车辆跨越1米左右月台的过程如下所述：

图2a-图2g为地下空间机动车辆从月台下到轨道的全过程示意图。初始位置如图2a所示。

第一阶段如图2b所示，三级液压千斤顶从折叠中释放，车载电脑通过旋转马达调整三级液压千斤顶的角度，并通过蜗轮蜗杆组件调节三级液压千斤顶的根部在车底滑槽7中的位置，使三级液压千斤顶在地下空间机动车辆的前部伸出；地下空间机动车辆通过球头顶盘直接接触月台下方的地面。

第二阶段如图2c所示，车载电脑控制三级液压千斤顶的伸长量保持不变，地下空间机动车辆继续向前行驶，同时蜗轮蜗杆组件也同时调整三级液压千斤顶的根部及安装座2在车底滑槽7中的位置，使其与地下空间机动车辆移动同样的距离，即：使地下空间机动车辆平移行进，前轮架空。地下空间机动车辆的重心逐渐移动至接近三级液压千斤顶的根部位置，但始终位于三级液压千斤顶的根部与地下空间机动车辆的后轮之间。

第三阶段如图2d、图2e所示，车载电脑控制蜗轮蜗杆组件保持不动，三级液压千斤顶位于车底滑槽7中的位置保持不变，车载电脑调整三级液压千斤顶的液压，使其长度缩短，同时地下空间机动车辆的后轮向前行进，即：在保持重心处在三级液压千斤顶的根部与地下空间机动车辆的后轮之间的情况下，下沉车头，地下空间机动车辆继续向前行驶，直至前轮着地。

第四阶段如图2f、图2g所示，地下空间机动车辆的前轮着地后，蜗轮蜗杆组件迅速转动，调节三级液压千斤顶的根部在车底滑槽7中的位置后移，三级液压千斤顶的长度在车载电脑的控制下相应地伸长，以保证地下空间机动车辆尾部运动轨迹的稳定。此时车辆重心转移到三级液压千斤顶的根部与地下空间机动车辆的前轮之间。地下空间机动车辆继续向前行驶，三级液压千斤顶的根部通过涡轮蜗杆组件的调整进一步向车底滑槽7后方移动，同时降低液压，下降后轮，直至地下空间机动车辆着地。

至此，地下空间机动车辆的下月台功能便已实现。上月台的功能与下月台类似，考虑到一般车辆设计的接近角大于离去角，在上月台时采用后轮先行的方式比较有效，实现过程与下月台的过程基本一致，只是顺序相反。

一种具体的实施例中，三级液压千斤顶根部安装在车底滑槽7中的安装座2上，凭借蜗轮蜗杆组件的精确控制，三级液压千斤顶的根部可在车底滑槽7中实现精准可控的线性位移。旋转马达安装在三级液压千斤顶的根部，用于控制三级液压千斤顶的轴线与车底平面的夹角。球头顶盘安装在三级液压千斤顶的头部，工作时与地面接触，起支撑作用，在一定范围内有万向的功能。本发明能够使地下空间机动车辆跨越落差为1米左右的月台。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于城市地下空间的机动车辆，其特征在于，用于跨越1米高的月台，包括：

车辆本体；

安装座，所述安装座可沿所述车辆本体的行进方向滑动的安装于所述车辆本体底部；

升降机构，所述升降机构的一端铰接于所述安装座，且另一端设有用于支撑于地面的支撑部；

用于驱动所述安装座沿所述车辆本体的行进方向移动的位移调节机构；

用于驱动所述升降机构绕与所述安装座的铰接处转动的角度调节机构；

主控系统，所述主控系统与所述升降机构、所述位移调节机构以及所述角度调节机构均信号连接，用于控制所述升降机构、所述位移调节机构以及所述角度调节机构驱动所述支撑部相对于所述车辆本体动作；

当所述机动车辆跨越所述月台时，所述车辆本体通过所述车辆本体的前轮或后轮支撑，并且，所述车辆本体还通过所述升降机构以及所述支撑部支撑；所述主控系统通过控制所述位移调节机构调节所述安装座沿所述车辆本体的行进方向前后移动，初步调节所述升降机构以及所述支撑部的位置；所述主控系统通过控制所述角度调节机构调节所述升降机构与所述车辆本体底盘的角度，进一步调节所述支撑部的位置；依据地面与所述车辆本体底盘之间的距离所述主控系统通过控制所述升降机构的伸长和缩短来调节所述支撑部远离所述车辆本体底盘的距离。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述升降机构包括伸缩缸。

3.根据权利要求2所述的机动车辆，其特征在于，所述伸缩缸为液压缸。

4.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述位移调节机构包括蜗轮蜗杆组件。

5.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述角度调节机构为旋转马达，用于调节所述升降机构与所述车辆本体的底盘平面的夹角。

6.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述车辆本体朝向所述支撑部一侧设有沿所述车辆本体行进方向延伸的滑槽，所述位移调节机构驱动所述安装座沿所述滑槽相对于所述车辆本体动作。

7.根据权利要求6所述的机动车辆，其特征在于，所述滑槽的开口方向朝向所述车辆本体一侧。

8.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述支撑部为球头顶盘。

9.根据权利要求8所述的机动车辆，其特征在于，所述支撑部与所述升降机构球铰。

10.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述主控系统为车载电脑。

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