CN114179936A - 一种转运小车和一种多车联动转运平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转运小车和一种多车联动转运平台，所述转运小车包括运输平台和设于所述运输平台底部的驱动行走机构；所述转运小车内设有控制系统，所述控制系统与所述驱动行走机构通信连接，用于调整所述驱动行走机构的运动姿态。所述多车联动转运平台包括至少两个互相连接的转运小车。本发明结构小巧，转向灵活，承重能力强，不仅适用于搬运一般的物件，也适用于转运如水泵电机这样的大型重载物件。通过控制系统及驱动系统调整麦克纳姆轮不同的转速及转向，实现运输平台的前进、横移、45°斜行、360°原地旋转等动作，控制灵活，可实现全方位运行。

Description

一种转运小车和一种多车联动转运平台

技术领域

本发明涉及一种物件的运输装置，具体涉及到一种转运小车和一种多车联动转运平台。

背景技术

随着原子能工业的发展，核电站在电力能源行业发挥了重大作用。我国核工业经过半个多世纪的发展，早期的核电站已经或即将进行较大的维修。对核电站重要设备进行检查、维修，并最终达到控制整个核电站的安全性，是核电站检修的最终目标。

核电站的重要设备之一---水泵电机，不可避免也将迎来整体检查、维修等。水泵电机在安装、检修过程中的转运过程中，由于核电站设备房间内运输通道较为狭窄，总体宽度不足3米，高度不足3米，且顶面具有大量管路，管路、设备等危险系数较高，转运时不能发生碰撞损坏，通道环境错综复杂，目前主要依靠人力实现转运。

转运过程主要操作流程为：首先人工在转运通道上铺设约20mm厚的钢板，水泵电机通过吊机吊装至通道钢板上，水泵电机底部放置滚杠，在转运前进方向固定手动葫芦，人工依靠葫芦拉力将水泵电机牵引至目标位置，通过吊机从目标位置起吊水泵电机，便完成整个水泵电机转运。

水泵电机人力转运方式存在下列缺点：

第一，施工时施工人员多：将水泵电机从安装位置转运至目标位置路线较长，同时在滚杠上运输过程中，在场地不平或在转弯过程中人力通常无法顺利牵引水泵电机前进。

第二，水泵电机转运效率低：以至于整个水泵电机转运过程耗时较多，投入了大量人力，却得不到较高的工作效率。

第三，安全系数低：采用滚杠时其转弯处更是难于控制，且设备整体已经超过40吨，给转运作业留下较多的安全隐患。

同时，设备整体重量约为40吨，该设备通过人力转运方式则对施工现场的空间有一定要求，需要一定数量的人力才能搬运设备移动，且须确保每个工人的人身安全，导致施工困难度倍增。

不仅能是核电站的水泵电机，对于其他需要转运的物件，目前也缺乏一种简单便捷的转运平台。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种转运小车和一种多车联动转运平台，旨在解决现有技术中物件运输不够方便的问题。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种转运小车，所述转运小车包括运输平台和设于所述运输平台底部的驱动行走机构；所述转运小车内设有控制系统，所述控制系统与所述驱动行走机构通信连接，用于调整所述驱动行走机构的运动姿态。

作为上述方案的进一步技术方案，所述驱动行走机构包括麦克纳姆轮、悬挂系统和驱动系统；所述麦克纳姆轮通过所述悬挂系统安装于所述运输平台的底部，所述驱动系统与所述麦克纳姆轮驱动连接，并且所述驱动系统与所述控制系统通信连接。

作为上述方案的进一步技术方案，所述转运小车还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括设于所述运输平台周边的安全触边，所述安全触边与所述控制系统通信连接。

作为上述方案的进一步技术方案，所述安全防护系统还包括设于所述运输平台周边的避障系统，所述避障系统与所述控制系统通信连接。

作为上述方案的进一步技术方案，所述避障系统设有两个，且两个所述避障系统分别设于所述运输平台的对角处。

作为上述方案的进一步技术方案，所述安全防护系统还包括设于所述运输平台上的声光报警器，所述声光报警器与所述控制系统通信连接。

作为上述方案的进一步技术方案，所述运输平台上设有吊装机构。

作为上述方案的进一步技术方案，所述转运小车还包括电池系统，所述电池系统与所述控制系统电性连接，使得所述控制系统具有供电能力。

一种多车联动转运平台，包括至少两个所述的转运小车，任意两个所述转运小车之间通过连接机构组装到一起。

作为上述方案的进一步技术方案，所述连接机构包括第一连接座、第二连接座和销轴；所述第一连接座和所述第二连接座具有相互配合的结合处；所述第一连接座和所述第二连接座分别设于两个相邻的所述转运小车上，所述销轴连接于所述第一连接座和所述第二连接座的结合处。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：该转运小车结构小巧，转向灵活，承重能力强，不仅适用于搬运一般的物件，也适用于转运如水泵电机这样的大型重载物件。通过控制系统及驱动系统调整麦克纳姆轮不同的转速及转向，实现运输平台的前进、横移、45°斜行、360°原地旋转等动作，控制灵活，可实现全方位运行。

附图说明

图1为本发明所述的转运小车的结构示意图。

图2为本发明转运小车中驱动行走机构的结构示意图。

图3为本发明转运小车中安全防护系统的结构示意图。

图4为本发明转运小车中避障系统的工作状态示意图。

图5为本发明所述的多车联动转运平台的立体结构示意图。

图6为本发明所述的多车联动转运平台的平面结构示意图(仰视向)。

图7为本发明多车联动转运平台中连接机构的结构示意图。

图8为待转运的水泵电机的结构示意图。

图中各标号的释义为：转运小车100，运输平台101，驱动行走机构110，麦克纳姆轮111，悬挂系统112，驱动系统113，控制系统114，安全触边121，避障系统122，声光报警器123，急停开关124，吊装机构130，连接机构140，第一连接座141，第二连接座142，销轴143，水泵电机200。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图8所示为现有的水泵电机200，现有的水泵电机200的转运技术使得维修周期和安全性难以得到保证，从该角度来看，我国核电站的建造技术水平还不能与核电站自身的先进性相匹配。随着我国基础工业水平和核领域建造技术水平的不断发展和进步，采用先进的工艺与技术装备进行水泵电机的安装，以促进核电站的全面发展将成为必然趋势。

如图1所示，本申请实施例提出了一种转运小车，所述转运小车100包括运输平台101和设于所述运输平台101底部的驱动行走机构110；所述转运小车100内设有控制系统114，所述控制系统114与所述驱动行走机构110通信连接，用于调整所述驱动行走机构110的运动姿态。该转运小车100结构小巧，转向灵活，承重能力强，不仅适用于搬运一般的物件，也适用于转运如水泵电机200这样的大型重载物件。

如图2所示，所述驱动行走机构110包括麦克纳姆轮111、悬挂系统112和驱动系统113；所述麦克纳姆轮111通过所述悬挂系统112安装于所述运输平台101的底部，所述驱动系统113与所述麦克纳姆轮111驱动连接，并且所述驱动系统113与所述控制系统114通信连接。所述悬挂系统112可选用如图2所示的摆动桥式悬挂系统，保证每个麦克纳姆轮111与地面始终保持接触状态。通过控制系统114及驱动系统113调整麦克纳姆轮111不同的转速及转向，实现运输平台101的前进、横移、45°斜行、360°原地旋转等动作，控制灵活，可实现全方位运行。

如图5和图6所示，本申请实施例还提供了一种多车联动转运平台，包括至少两个所述的转运小车100，任意两个所述转运小车100之间通过连接机构140组装到一起。

所述控制系统114具有整体操作、独立操作两种功能选项。整体操作即多个转运小车100组合为多车联动转运平台一体工作时，对平台进行的整体操控。独立操作即单个转运小车100独立工作时的操控。单个转运小车100的控制系统114的核心部分通常包括主控制器、运动控制器、遥控器、BMS系统、通信系统及操作面板。其中主控制器是核心，运动控制器通过通信系统接收主控制器的命令完成各运动轴的控制，而操作面板则完成人机交互的功能。主控制器是单个转运小车100车体控制的大脑，它集成多种通讯方式与外部器件控制端口为一体，目的使通讯更加快捷、灵活、方便，通过CAN/RS232/485通讯接口与安装运输台架中其它模块进行通讯，发送和接收指令，实现对单个转运小车100整体运行的操作。

控制系统114控制方式采用无线工业摇杆手柄操控，操作人员通过工业摇杆手柄控制转运小车100/多车联动转运平台行走；操作人员通过无线工业摇杆遥控转运小车100行走，人工操作，五档速度调节，无极变速灵活方便，适应精确位移及定位等各种工况。采用433MHZ无线通信模块与主控制器通信，具有抗干扰能力强、通信距离远、安全可靠等优点。本地控制箱跟工业手柄采用无线进行通信，操作方便。

BMS系统(Building Management System，建筑设备管理系统)：系统通过对电池组放电过程中的电压、电流实时检测，实现对电源系统的过流、欠压保护等功能。

如图3所示，本申请实施例转运小车100还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括设于所述运输平台101周边的安全触边121，所述安全触边121与所述控制系统114通信连接。

安全防护系统在非正常情况下可以让转运小车100紧急停车，保障现场人员及设备的安全。

安全触边121，是一种橡胶带状的压敏开关。为满足工况环境要求、增加其安全性，在转运小车100的运输平台101的边沿安装安全触边121，当受到人体或其他物体挤压时安全触边121会输出一个开关信号，安全触边121通常用于那些动力撤除后运动部件能立刻停止的机器上，其结构橡胶缓冲带性质柔软，形状特殊，允许安全边缘超过90度。安全触边121由铝合金支架、橡胶缓冲带(安全触条)、信号感应件和控制器组成。安全触条内置一个控制器，安全触边121与控制系统114一道构成灵活通用的紧急停止系统，碰到物体断开，物体移开连上继续行驶。

如图4所示，所述安全防护系统还包括设于所述运输平台101周边的避障系统122，所述避障系统122与所述控制系统114通信连接。所述避障系统122为激光扫描传感器，采用激光扫描传感器，实现测距避障功能。激光扫描传感器可实现直径4m、270°扇形区域的扫描。在运输平台101对角线安装两台扫激光扫描传感器，可实现对运输平台101的包络扫描，为全向移动的运动形式提供更安全、可靠的避障功能。

安全触边121与避障系统122互相配合实现了双重保障，即使遇到突发事情避障系统122失效，安全触边121的特殊形状(橡胶侧面)也可保护安全接触条不受破坏，从而安全保护转运小车100。

避障系统122的避障，包括以下步骤：

1.避障系统122接收上位机的设置信息(输入信号)，操作者通过控制系统114设置转运小车100的速度、安全距离，并对行驶路程和时间清零；

2.避障系统122通过激光扫描全局定位传感器系统对转运小车100整体轮廓进行定位，通过霍尔电磁传感器自动导航，并且用激光扫描雷达对周围物体进行实时扫描，将扫描结果发送给上位机；

3.当扫描发现有物体会进入转运小车100的安全区域内，对扫描物体的运动速度进行判断，并根据判断的结果进行避障；若物体的运动速度大于设置上限，则上位机控制转运小车100报错鸣笛并且停车，直至物体离开安全区域；若物体的运动速度小于等于设置上限，则对转运小车100车速进行调控，使得物体或转运小车100到达交汇处时相距等于设定距离，然后绕过物体；若物体为静止的障碍物挡在转运小车100的行驶路线上，并且在绕行范围内没有其他障碍物，则转运小车100进入绕行模式，绕行时，通过激光扫描雷达，使得物体一直在转运小车100的安全距离外。

4.避障系统122的避障安全区域是以转运小车100为中心扫描。

所述安全防护系统还包括设于所述运输平台101上的声光报警器123和急停开关124，所述声光报警器123和急停开关124均与所述控制系统114通信连接。转运小车100上设有灯光和声音报警装置，当转运小车100的避障系统122扫描区出现物体(人或者墙体、设备等)时候，即通过灯光、声音提示转运小车100的操作者，产生报警提示，操作者做出相应的处理。急停开关124安装于运输平台101车身前面便于识别、操作的位置，方便一旦刹车失控紧急断电使用；手按急停开关124按钮就可紧急停止，紧急停车后，操作人员解决完毕异常状况后，释放急停开关124，转运小车100便可继续运行。

在电力切断或电池供电不足的情况下，转运小车100的驱动系统113伺服电机刹车断电，刹车解锁，转运小车100可在外力作用下移动行走。

如图1所示，所述运输平台101上还设有吊装机构130。为便于吊装搬运，在转运小车100车体前后两端各配置两个吊装机构130，吊环具备更好的韧性和耐疲劳性能。单个吊环安全系数大于工装自身重量4倍安全系数。

所述转运小车100还包括电池系统，所述电池系统与所述控制系统114电性连接，使得所述控制系统114具有供电能力。驱动系统113、安全防护系统内的各元器件均由控制系统114供电及控制。转运小车100采用锂电池为整个系统提供动力，并实时监测、显示蓄电池剩余电量，确保转运小车100的正常使用，并在蓄电池低电量时自动发出提示。

如图5和图6所示，本申请实施例所述的一种多车联动转运平台由4个转运小车100、8个连接机构140组成。如图7所示，所述连接机构140包括第一连接座141、第二连接座142和销轴143，通过螺栓紧固件安装于运输平台101车体结构上。所述第一连接座141和所述第二连接座142具有相互配合的结合处；所述第一连接座141和所述第二连接座142分别设于两个相邻的所述转运小车100上，所述销轴143连接于所述第一连接座141和所述第二连接座142的结合处。为适应现场的不同规格，不同型号(尺寸、重量)的水泵电机200的转运，4个转运小车100通过8个连接机构140可连接为一体,组成多车联动转运平台，对水泵电机200进行搬运、转场。当作为多车联动转运平台使用时，需将4台转运小车100平行组装运输，并用连接机构140连接，重型水泵电机200固定安装在多车联动转运平台上，通过一台遥控器进行控制；需要运输轻型水泵电机200时，将多车联动转运平台分开使用，单独使用转运小车100即可。

多车联动转运平台工作过程如下：核电站下达水泵电机200维修命令后，操作员在水泵电机200转运通道上铺设钢板，确保转运通道地面强度满足转运要求。多车联动转运平台启动，稳定行走至水泵电机200安装位置，水泵电机200拆卸完成，通过吊机将水泵电机200吊装至多车联动转运平台上，待水泵电机200固定后，开始启动转运，转运之前充分检查运输通道在运输过程中是否能够顺利通过，确保通道满足转运需求后，启动多车联动转运平台，缓慢沿运输通道将水泵电机200运输至吊装口，完成水泵电机200的转运过程。

多车联动转运平台四车联动同步操作技术面世为进一步满足市场需求，该项目深入研究了四车联动多用途重载全向转运平台(四车联动AGV(Automated Guided Vehicle，是指装备有电磁或光学等自动导引装置))技术，该技术填补国内该领域空白的同时，也进一步缩短与国外先进AGV企业的技术差距。据了解，截至目前国内四车联动AGV技术尚属空白阶段，而国外AGV协调同步项目技术已应用于能源、航空航天、电力施工、冶金、化工等领域。四车联动AGV技术对AGV在运输行走过程中的平台稳定性、车辆位置误差都有极高的要求，而该项目的顺利完成在填补国内该项技术空白的同时，也打破了国外在AGV协调同步项目上的垄断地位。

多车联动转运平台的安全防护系统主要采用了避障系统122、安全触边121和急停开关124等技术的结合，在非正常情况下可以通过操作急停开关124使电机立即断电，让车体紧急停车，保障现场人员及设备的安全。

多车联动转运平台采用16套驱动系统113，16套驱动系统113独立控制完成整车的前进，后退，横移，斜移，原地360°旋转等功能，控制灵活，可实现全方位运行。每套驱动系统113配备一套独立悬挂系统112，当运输平台101车体在承受一定负载时，轴承座通过导向立柱上下移动以挤压阻尼式弹簧，阻尼式弹簧根据承受额不同的压力调节自身高度，起到车体减震效果，保证麦克纳姆轮111始终与地面处于接触状态。

多车联动转运平台同步移动过程中速度可达0～0.5m/s，定位精度±20mm，最大爬坡角度3°(横向)。可利用四车联动AGV控制技术实现超长、超重型设备的运输工作；高精度重载四车联动AGV技术还可应用在航空航天、铁路、桥梁建筑等领域，而该项目也将推动此项技术的应用，进一步提高在业界的影响力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转运小车，其特征在于：所述转运小车(100)包括运输平台(101)和设于所述运输平台(101)底部的驱动行走机构(110)；所述转运小车(100)内设有控制系统(114)，所述控制系统(114)与所述驱动行走机构(110)通信连接，用于调整所述驱动行走机构(110)的运动姿态。

2.如权利要求1所述的一种转运小车，其特征在于：所述驱动行走机构(110)包括麦克纳姆轮(111)、悬挂系统(112)和驱动系统(113)；所述麦克纳姆轮(111)通过所述悬挂系统(112)安装于所述运输平台(101)的底部，所述驱动系统(113)与所述麦克纳姆轮(111)驱动连接，并且所述驱动系统(113)与所述控制系统(114)通信连接。

3.如权利要求2所述的一种转运小车，其特征在于：所述转运小车(100)还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括设于所述运输平台(101)周边的安全触边(121)，所述安全触边(121)与所述控制系统(114)通信连接。

4.如权利要求3所述的一种转运小车，其特征在于：所述安全防护系统还包括设于所述运输平台(101)周边的避障系统(122)，所述避障系统(122)与所述控制系统(114)通信连接。

5.如权利要求4所述的一种转运小车，其特征在于：所述避障系统(122)设有两个，且两个所述避障系统(122)分别设于所述运输平台(101)的对角处。

6.如权利要求3所述的一种转运小车，其特征在于：所述安全防护系统还包括设于所述运输平台(101)上的声光报警器(123)，所述声光报警器(123)与所述控制系统(114)通信连接。

7.如权利要求1所述的一种转运小车，其特征在于：所述运输平台(101)上设有吊装机构(130)。

8.如权利要求1-7中任一项所述的一种转运小车，其特征在于：所述转运小车(100)还包括电池系统，所述电池系统与所述控制系统(114)电性连接，使得所述控制系统(114)具有供电能力。

9.一种多车联动转运平台，其特征在于：包括至少两个如权利要求1-7中任一项所述的转运小车(100)，任意两个所述转运小车(100)之间通过连接机构(140)组装到一起。

10.如权利要求9所述的一种多车联动转运平台，其特征在于：所述连接机构(140)包括第一连接座(141)、第二连接座(142)和销轴(143)；所述第一连接座(141)和所述第二连接座(142)具有相互配合的结合处；所述第一连接座(141)和所述第二连接座(142)分别设于两个相邻的所述转运小车(100)上，所述销轴(143)连接于所述第一连接座(141)和所述第二连接座(142)的结合处。

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