CN112297989B - 一种背负式轮对转运车及转运方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背负式轮对转运车及转运方法，转运车包括移动底盘和安装在移动底盘上的升降机构，移动底盘的底部设有左驱动轮、右驱动轮、前万向轮和后万向轮，左驱动轮和右驱动轮呈左右对称分布，升降机构的顶部设有托座，托座设有开口朝上且左右贯通的凹槽，凹槽左右方向的中轴线与左驱动轮和右驱动轮的轴线处于同一竖平面内，其具有结构简单、使用方便、灵活性高、适应性强的优点；转运方法具有流程简单、自动化程度高、安全可靠的优点。

Description

一种背负式轮对转运车及转运方法

技术领域

本发明涉及一种转运装置，具体涉及一种背负式的轮对转运车，以及利用该转运车自动转运轮对的方法。

背景技术

轮对是机车与钢轨接触的部分，由两个钢轮对称压装在一根轴上构成。轮对从生产到储存、安装均需要转运，目前本领域对轮对的转运主要采用了以下三种方式：一是采用人工转运轮对，该方式存在工作效率低、劳动强度大、成本高的缺陷；二是采用牵引设备转运轮对，该方式存在灵活性差，无法进行轮对转向的缺陷；三是通过厂房内的天车转运，该方式受限于厂房范围，存在转运范围小、适应性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种背负式轮对转运车及转运方法，转运车具有结构简单、使用方便、灵活性高、适应性强的优点；转运方法具有流程简单、自动化程度高、安全可靠的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种背负式轮对转运车，包括移动底盘和安装在移动底盘上的升降机构，所述移动底盘的底部设有左驱动轮、右驱动轮、前万向轮和后万向轮，左驱动轮和右驱动轮呈左右对称分布，所述升降机构的顶部设有托座，托座设有开口朝上且左右贯通的凹槽，凹槽左右方向的中轴线与左驱动轮和右驱动轮的轴线处于同一竖平面内。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述移动底盘的底部设有用于导航的视觉传感器，移动底盘的前后侧分别设有用于探测轮对的激光雷达，移动底盘与凹槽左端对应的位置设有左激光测距传感器，移动底盘与凹槽右端对应的位置设有右激光测距传感器。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述左激光测距传感器和右激光测距传感器分别设有两个，两个左激光测距传感器对应处于凹槽的左端两侧，两个右激光测距传感器对应处于凹槽的右端两侧。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述凹槽的横截面呈上宽下窄的梯形，凹槽的两侧壁上分别设有左右间隔分布的多个滚轮，滚轮通过轴承安装在托座上。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述左驱动轮和右驱动轮同高，所述前万向轮和后万向轮与左驱动轮之间设有高度差△h，△h＝4～6mm。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述左驱动轮和右驱动轮处于移动底盘沿左右方向的中轴线上，所述前万向轮和后万向轮对应处于移动底盘沿前后方向的中轴线两侧。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述移动底盘上设有自控装置，自控装置分别与左驱动轮、右驱动轮、升降机构、视觉传感器、激光雷达、左激光测距传感器和右激光测距传感器连接。

进一步的，本发明一种背负式轮对转运车，其中，所述移动底盘的上侧面距离地面的高度为250～270mm。

本发明还提供了一种轮对自动转运方法，所述轮对自动转运方法采用了上述轮对转运车，包括以下步骤：

S1、当收到转运指令时，移动底盘沿视觉传感器检测的导航路径进行；

S2、当激光雷达探测到轮对时，移动底盘减速行进；

S3、当移动底盘行进到轮对的下侧且左激光测距传感器和右激光测距传感器采集到有效数据时，移动底盘停止并抬升升降机构，当轮对轴卡入凹槽后停止升降机构；

S4、根据目标位置，移动底盘沿视觉传感器检测的导航路径进行；

S5、到达目标位置后，移动底盘停止并回收升降机构，至此即完成了一次轮对转运。

本发明一种背负式轮对转运车及转运方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置移动底盘和安装在移动底盘上的升降机构，在移动底盘的底部设置左驱动轮、右驱动轮、前万向轮和后万向轮，并使左驱动轮和右驱动轮呈左右对称分布，在升降机构的顶部设置托座，并使托座设置开口朝上且左右贯通的凹槽，且使凹槽左右方向的中轴线与左驱动轮和右驱动轮的轴线处于同一竖平面内。由此就构成了一种结构简单、使用方便、灵活性高、适应性强的背负式轮对转运车。在实际应用中，首先让移动底盘移到轮对的下侧，并使托座的凹槽与轮对轴对齐；然后让升降机构升起并使轮对轴卡入凹槽中；接着让移动底盘带着轮对向目标位置移动，并在到达目标位置后回收升降机构，至此即完成了一次轮对转运。本发明通过在移动底盘的底部安装左驱动轮、右驱动轮、前万向轮和后万向轮，让左驱动轮和右驱动轮呈左右对称分布，并使凹槽左右方向的中轴线与左驱动轮和右驱动轮的轴线处于同一竖平面内，利用左驱动轮和右驱动轮的差速运动即可实现转运车和轮对同步转向的技术目的，提高了轮对转运的灵活性和适应性；通过设置升降机构、托座和凹槽，利用凹槽与轮对轴连接，提高了连接的简便性和转运效率。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种背负式轮对转运车及转运方法作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一种背负式轮对转运车的立体图；

图2为本发明一种背负式轮对转运车的仰视图。

具体实施方式

首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。

如图1和图2所示本发明一种背负式轮对转运车的具体实施方式，包括移动底盘1和安装在移动底盘1上的升降机构2。在移动底盘1的底部设置左驱动轮11、右驱动轮12、前万向轮13和后万向轮14，并使左驱动轮11和右驱动轮12呈左右对称分布。在升降机构2的顶部设置托座21，并使托座21设置开口朝上且左右贯通的凹槽22，且使凹槽22左右方向的中轴线与左驱动轮11和右驱动轮12的轴线处于同一竖平面内。

通过以上结构设置就构成一种结构简单、使用方便、灵活性高、适应性强的背负式轮对转运车。在实际应用中，首先让移动底盘1移到轮对的下侧，并使托座21的凹槽22与轮对轴对齐；然后让升降机构2升起并使轮对轴卡入凹槽22中；接着让移动底盘1带着轮对向目标位置移动，并在到达目标位置后回收升降机构2，至此即完成了一次轮对转运。本发明通过在移动底盘1的底部安装左驱动轮11、右驱动轮12、前万向轮13和后万向轮14，让左驱动轮11和右驱动轮12呈左右对称分布，并使凹槽22左右方向的中轴线与左驱动轮11和右驱动轮12的轴线处于同一竖平面内，利用左驱动轮11和右驱动轮12的差速运动即可实现转运车和轮对同步转向的技术目的，提高了轮对转运的灵活性和适应性；通过设置升降机构2、托座21和凹槽22，利用凹槽22与轮对轴连接，提高了连接的简便性和转运效率。需要说明的是，在实际应用中轮对的两个钢轮是处于对应设置的导轨上的，转运车只需要对轮对起到牵引作用即可使其沿着导轨移动，而不需要承受轮对的重量，安全性较高。

作为具体实施方式，本发明在移动底盘1的底部设置了用于导航的视觉传感器3，在移动底盘1的前后侧分别设置了用于探测轮对的激光雷达4，在移动底盘1与凹槽22左端对应的位置设置了左激光测距传感器5，在移动底盘1与凹槽22右端对应的位置设置了右激光测距传感器6。这一结构通过设置视觉传感器3，并配合在承载轮对的两条导轨之间设置的导航路径，可使移动底盘1沿着导航路径自动运行；通过在移动底盘1的前后侧分别设置激光雷达4，可使移动底盘1以前后两个方向运行时均可探测轮对，提高了控制的简便性；通过设置左激光测距传感器5和右激光测距传感器6可对移动底盘1进行定位，当左激光测距传感器5和右激光测距传感器6均采集到有效数据时，说明凹槽22已与轮对轴对齐，否则需要调整移动底盘1的位置，直至左激光测距传感器5和右激光测距传感器6均采集到有效数据，提高了对齐和连接的可靠性。需要说明的是，在实际应用中为实现自动控制，本发明还在移动底盘1上设置了自控装置7，并使自控装置7分别与左驱动轮11、右驱动轮12、升降机构2、视觉传感器3、激光雷达4、左激光测距传感器5和右激光测距传感器6连接。

作为优化方案，本具体实施方式使左激光测距传感器5和右激光测距传感器6分别设置了两个，并使两个左激光测距传感器5对应处于凹槽22的左端两侧，使两个右激光测距传感6对应处于凹槽22的右端两侧。这一设置提高了移动底盘1的定位精度，当两个左激光测距传感器5和两个右激光测距传感器6均采集到有效数据时，说明凹槽22已与轮对轴完全对齐，否则需要调整移动底盘1的位置，直至两个左激光测距传感器5和两个右激光测距传感器6均采集到有效数据，增强了对齐和连接的可靠性。作为优化方案，本具体实施方式使凹槽22采用了横截面呈上宽下窄的梯形结构，在凹槽22的两侧壁上分别设置了左右间隔分布的多个滚轮23，并使滚轮23通过轴承安装在托座21上。这一设置通过让凹槽22采用梯形结构提高了与轮对轴连接的匹配度，通过设置滚轮23可避免对轮对轴产生磨损，增强了实用性。

作为优化方案，本具体实施方式让左驱动轮11和右驱动轮12安装高度相同，并在前万向轮13和后万向轮14与左驱动轮11之间设置了高度差△h，其中，△h＝4～6mm。这一结构通过设置高度差△h，可避免左驱动轮11和右驱动轮12悬空，提高了移动底盘1对地面的适应性，增强了移动底盘1运行的稳定性和可靠性。需要指出的是，所述高度是指各轮的最低点到移动底盘1上侧面的距离，其中，前万向轮13和后万向轮14的最低点到移动底盘1上侧面的距离小于左驱动轮11和右驱动轮12的最低点到移动底盘1上侧面的距离。作为优化方案，具体实施方式通过让左驱动轮11和右驱动轮12安装在移动底盘1沿左右方向的中轴线上，增强了结构的均衡性和稳定性；并使前万向轮13和后万向轮14对应处于移动底盘1沿前后方向的中轴线两侧，以进一步降低左驱动轮11和右驱动轮12悬空的可能性。需要说明的是，在实际应用中，本发明通常将移动底盘1的上侧面距离地面的高度设计为250～270mm，以适用不同型号轮对的转运。

基于同一构思，本发明还提供了一种轮对自动转运方法，该轮对自动转运方法采用了上述的轮对转运车，具体包括以下步骤：

S1、当收到转运指令时，移动底盘1沿视觉传感器3检测的导航路径进行。

S2、当激光雷达4探测到轮对时，移动底盘1减速行进。

S3、当移动底盘1行进到轮对的下侧且左激光测距传感器5和右激光测距传感器6采集到有效数据时，移动底盘1停止并抬升升降机构2，当轮对轴卡入凹槽22后停止升降机构2。

S4、根据目标位置，移动底盘1沿视觉传感器3检测的导航路径进行。

S5、到达目标位置后，移动底盘1停止并回收升降机构2，至此即完成了一次轮对转运。

本发明提供的轮对自动转运方法具有流程简单、自动化程度高、安全可靠的优点。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种背负式轮对转运车，其特征在于，包括移动底盘(1)和安装在移动底盘(1)上的升降机构(2)，所述移动底盘(1)的底部设有左驱动轮(11)、右驱动轮(12)、前万向轮(13)和后万向轮(14)，左驱动轮(11)和右驱动轮(12)呈左右对称分布，左驱动轮(11)和右驱动轮(12)同高，前万向轮(13)和后万向轮(14)均与左驱动轮(11)之间设有高度差，其中，前万向轮(13)和后万向轮(14)的最低点到移动底盘(1)上侧面的距离小于左驱动轮(11)和右驱动轮(12)的最低点到移动底盘(1)上侧面的距离，所述升降机构(2)的顶部设有托座(21)，托座(21)设有开口朝上且左右贯通的凹槽(22)，凹槽(22)左右方向的中轴线与左驱动轮(11)和右驱动轮(12)的轴线处于同一竖平面内，凹槽(22)的横截面呈上宽下窄的梯形，凹槽(22)的两侧壁上分别设有左右间隔分布的多个滚轮(23)，滚轮(23)通过轴承安装在托座(21)上。

2.根据权利要求1所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述移动底盘(1)的底部设有用于导航的视觉传感器(3)，移动底盘(1)的前后侧分别设有用于探测轮对的激光雷达(4)，移动底盘(1)与凹槽(22)左端对应的位置设有左激光测距传感器(5)，移动底盘(1)与凹槽(22)右端对应的位置设有右激光测距传感器(6)。

3.根据权利要求2所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述左激光测距传感器(5)和右激光测距传感器(6)分别设有两个，两个左激光测距传感器(5)对应处于凹槽(22)的左端两侧，两个右激光测距传感器(6)对应处于凹槽(22)的右端两侧。

4.根据权利要求2所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述高度差为△h，△h＝4～6mm。

5.根据权利要求2所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述左驱动轮(11)和右驱动轮(12)处于移动底盘(1)沿左右方向的中轴线上，所述前万向轮(13)和后万向轮(14)对应处于移动底盘(1)沿前后方向的中轴线两侧。

6.根据权利要求2所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述移动底盘(1)上设有自控装置(7)，自控装置(7)分别与左驱动轮(11)、右驱动轮(12)、升降机构(2)、视觉传感器(3)、激光雷达(4)、左激光测距传感器(5)和右激光测距传感器(6)连接。

7.根据权利要求2所述的一种背负式轮对转运车，其特征在于，所述移动底盘(1)的上侧面距离地面的高度为250～270mm。

8.一种轮对自动转运方法，所述轮对自动转运方法采用了权利要求2所述的轮对转运车，其特征在于，包括以下步骤：

S1、当收到转运指令时，移动底盘(1)沿视觉传感器(3)检测的导航路径进行；

S2、当激光雷达(4)探测到轮对时，移动底盘(1)减速行进；

S3、当移动底盘(1)行进到轮对的下侧且左激光测距传感器(5)和右激光测距传感器(6)采集到有效数据时，移动底盘(1)停止并抬升升降机构(2)，当轮对轴卡入凹槽(22)后停止升降机构(2)；

S4、根据目标位置，移动底盘(1)沿视觉传感器(3)检测的导航路径进行；

S5、到达目标位置后，移动底盘(1)停止并回收升降机构(2)，至此即完成了一次轮对转运。

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