CN114772460B - 一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市轨道车辆检修技术领域，具体是一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法。该方法采用轮式全向移动车作为车体跨库转运载体，在检修库内的跨库通道内设置第一控制节点、第二控制节点、第三控制节点、第四控制节点四类导航控制节点；第一控制节点是始发跨跨库通道中心点，第二控制节点是始发跨跨库通道边界处相邻立柱中心点，第三控制节点是目标跨跨库通道相邻立柱中心点，第四控制节点是目标跨跨库通道中心点；并通过在不同节点处控制车体转动与移动来实现车体跨库转运。采用本发明提供的跨库方法实现了车体在标准间距立柱间的穿行，从根本上解决了传统检修库内上盖物业开发难的问题；显著降低了控制难度以及导航系统的复杂度。

Description

一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法

技术领域

本发明涉及城市轨道车辆检修技术领域，具体是一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法。

背景技术

国内绝大多数检修库中，车体跨库、跨线的转运作业需要借助移车台来完成，一般先由人工将车体从始发跨转运至移车台，再由移车台将车体从始发跨转运至目标跨，最后再由人工将车体从移车台转运至放置车体的目标位置。然而移车台属于大型地面设备，其长度可达30多米。如图1所示，为了保证移车台能够顺利通行，依靠移车台完成车体跨库跨线运输，在移车台运行通道的覆盖范围内无法设置立柱，只能在运行通道两侧设置立柱，因此在运行通道两侧相邻立柱间形成了超大纵向跨距（大于移车台的长度）。然而，库内标准立柱间纵向跨距（立柱间距）为9米，超大纵向跨距是标准立柱间距的数倍，严重影响了上盖的承载能力；同时，影响了检修库内设备资源的均衡配置，例如库内不得不在运行通道两侧均配置重载天车（此处指12T及以上的天车）。

随着土地资源越来越珍贵，例如北、上、广、深等一线大城市早已是寸土寸金，在地铁检修库上盖开发物业也是必然趋势。但是，在配置有移车台的检修库上方开发物业时，因移车台运行通道处上盖的承载能力问题，而不得不避让与移车台运行通道相对应的区域，极大地限制了物业的设计，显著地增加了物业开发的难度。这也是业内当前亟需解决的一大痛点。

要解决这一痛点最理想的办法：将检修库内相邻立柱的大纵向跨距，全部改造为标准立柱间距，即取消移车台、消除大跨距跨库通道，在原跨库通道处设置标准柱距的立柱。改造后的检修库如图2所示，预留了跨库通道，跨库通道两侧分别由四根立柱围成，相邻立柱中心距为9米，立柱横截面是1.8米的正方形，跨库通道理论平面边界是长27米、宽18米的矩形。改造后的检修库将放弃使用传统的移车台完成车体跨线、跨库转运的方式，进而需要一种能够顺利承载着车体穿梭于标准柱距跨库通道的车体转运方法或方法。目前，现有技术中所记载的车体跨库、跨线转运方法难以通过标准柱距通道，尤其是要实现自动化转运，其控制难度较大，数据计算量大，实现成本高，导航方式复杂。

综上所述，为了解决上述问题，急需一种能够在检修库内顺利通过标准柱距跨库通道的车体跨库转运方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是实现车体在标准柱距跨库通道处的顺利穿行，为此，本发明提供了一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法，该方法采用轮式全向移动车作为车体跨库转运载体，在架车线利用地坑架车机或者天车，完成与轮式全向移动车之间的首次车体接驳作业；在检修库内的跨库通道内设置第一控制节点、第二控制节点B、第三控制节点C、第四控制节点D四类导航控制节点，其中，第一控制节点A是始发跨跨库通道中心点，第二控制节点B是始发跨跨库通道边界处相邻立柱中心点，第三控制节点C是目标跨跨库通道相邻立柱中心点，第四控制节点D是目标跨跨库通道中心点；完成首次车体接驳作业后，轮式全向移动车运载车体执行跨库转运作业，具体步骤如下：

步骤1，完成首次车体接驳后，轮式全向移动车驱动车体移至始发跨的跨库通道内，当车体几何中心的俯视投影O与第一控制节点A重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤2，轮式全向移动车驱动车体以第一控制节点A点为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第一控制节点A和第二控制节点B的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤3，轮式全向移动车驱动车体沿所述第一控制节点A和第二控制节点B的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第二控制节点B重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤4，轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点B为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第二控制节点B和第三控制节点C的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤5，轮式全向移动车驱动车体沿所述第二控制节点B和第三控制节点C的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第三控制节点C重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤6，轮式全向移动车驱动车体以第三控制节点C为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第三控制节点C和第四控制节点D的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤7，轮式全向移动车驱动车体沿所述第三控制节点C和第四控制节点D的连线作直线运动，并向进入目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第四控制节点D重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤8，轮式全向移动车驱动车体以第四控制节点D为中心转动，当车体转动至车体长度方向与目标跨长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤9，轮式全向移动车驱动车体移出目标跨的跨库通道，并移至放置该车体的目标位置处，至此该车体的跨库转运作业完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在标准柱距的跨库通道内设置四类导航控制节点，以及通过轮式全向移动车在各类导航控制节点处利用转动与移动的配合，实现了车体在标准间距立柱间的穿行，从根本上解决了传统检修库内上盖物业开发难的问题；同时，实现了库内重型天车等设备资源的优化配置；采用本发明显著降低了控制难度以及导航系统的复杂度，并且本发明所提供的方法无需做过多的数据计算，降低了标准柱距下实现车体跨库转运的成本。

为取得更好的技术效果，在上述方案的基础上还可以对本发明作进一步改进，具体改进方案如下。

进一步的，当所述始发跨与目标跨为相邻跨时，所述第二控制节点B与所述第三控制节点C重合；此种情况下，步骤四为：轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点B为中心转动，当车体转动至车体长度方向与跨库通道长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；并跳过步骤5直接执行后续步骤。

进一步的，所述步骤1中，轮式全向移动车驱动车体先移至始发跨中央位置处，在沿始发跨长度方向将车体移送至始发跨的跨库通道内，且当车体几何中心俯视投影O与第一控制节点A重合时，轮式全向移动车停止前行。

进一步的，所述轮式全向移动车为潜伏式AGV，利用其举升功能并配合落地式车体托架完成车体的转运作业。

进一步的，所述轮式全向移动车为两台协同、联动控制的潜伏式AGV。

附图说明

为了图中能够清楚显示主要表达内容，图1~4中将省略天车、停车列位（股道）、地坑以及地坑架车机等设备设施。

图1是采用传统移车台的检修库内车体跨库通道示意图；

图2是取消移车台后的检修库内车体跨库通道示意图；

图3是本发明实施例1的车体跨库转运流程示意图；

图4是本发明实施例2的车体跨库转运流程示意图；

图5是对本发明实施例1和2在几何关系验证示意图；

图中：A-第一控制节点；B-第二控制节点；C-第三控制节点；D-第四控制节点；a为等腰直角三角形的斜边长；b是为等腰直角三角形的直角边长；d立柱截面对角线长的一半；w为车体宽的一半；Δl为车体跨库时与立柱间的最小间距。

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。

实施例1：始发跨与目标跨不相邻。

实施例1提供的车体跨库转运方法，该方法采用轮式全向移动车作为车体跨库转运载体，在架车线利用地坑架车机或者天车，完成与轮式全向移动车之间的首次车体接驳作业。如图2所示，改造后的检修库中，跨库通道采用标准柱距；在检修库内的跨库通道内设置第一控制节点A、第二控制节点B、第三控制节点C、第四控制节点D四类导航控制节点。其中，第一控制节点A是始发跨跨库通道中心点，第二控制节点B是始发跨跨库通道边界处相邻立柱中心点，第三控制节点C是目标跨跨库通道相邻立柱中心点，第四控制节点D是目标跨跨库通道中心点；完成首次车体接驳作业后，轮式全向移动车运载车体执行跨库转运作业。

具体实施时，可以在四类导航控制节点处采用二维码或者磁钉，并配合视觉导航或slam导航共同完成车体跨库转运，即利用视觉导航规划整体路径，在导航控制节点处按照匹配的信息执行旋转、移动或静止。

参考图3所示，在完成首次车体接驳作业后，车体跨库转运的具体步骤如下：

步骤1，完成首次车体接驳后，轮式全向移动车驱动车体移至始发跨的跨库通道内，当车体几何中心的俯视投影O与第一控制节点A重合，轮式全向移动车停止前行；在图3中，车体的运动轨迹是：1→2→3。

步骤2，轮式全向移动车驱动车体以第一控制节点A点为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第一控制节点A和第二控制节点B的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；在图3中，车体的运动轨迹是：3→4。

步骤3，轮式全向移动车驱动车体沿所述第一控制节点A和第二控制节点B的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第二控制节点B重合，轮式全向移动车停止前行；在图3中，车体的运动轨迹是：4→5。

步骤4，轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点B为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第二控制节点B和第三控制节点C的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；在图3中，车体的运动轨迹是：5→6。

步骤5，轮式全向移动车驱动车体沿所述第二控制节点B和第三控制节点C的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第三控制节点C重合，轮式全向移动车停止前行；在图3中，车体的运动轨迹是：6→7。

步骤6，轮式全向移动车驱动车体以第三控制节点C为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第三控制节点C和第四控制节点D的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；在图3中，车体的运动轨迹是：7→8。

步骤7，轮式全向移动车驱动车体沿所述第三控制节点C和第四控制节点D的连线作直线运动，并向进入目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第四控制节点D重合，轮式全向移动车停止前行；在图3中，车体的运动轨迹是：8→9。

步骤8，轮式全向移动车驱动车体以第四控制节点D为中心转动，当车体转动至车体长度方向与目标跨长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；在图3中，车体的运动轨迹是：9→10。

步骤9，轮式全向移动车驱动车体移出目标跨的跨库通道，并移至放置该车体的目标位置处，至此该车体的跨库转运作业完成；在图3中，车体的运动轨迹是：10→11→12。

步骤9中，当车体移动到目标位置附近处，可由位于该跨的双架天车协同作业，来完成将车体放置到车体目标列位处的工作。一般可在目标列位提前按照架车点位置，放置好车体支墩。

实施例2：始发跨与目标跨相邻。

实施例2与实施例1所应用的工具、适用的场合相同，其区别在于始发跨与目标跨相邻，则此时第二控制点B和第三控制点C重合为一点，轮式全向移动车运载车体执行跨库转运作业，具体步骤如下：

步骤1，完成首次车体接驳后，轮式全向移动车驱动车体移至始发跨的转运通道内，当车体几何中心的俯视投影O与第一控制节点A重合，轮式全向移动车停止前行；在图4中，车体的运动轨迹是：1→2→3。

步骤2，轮式全向移动车驱动车体以第一控制节点A点为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第一控制节点A和第二控制节点B的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；在图4中，车体的运动轨迹是：3→4。

步骤3，轮式全向移动车驱动车体沿所述第一控制节点A和第二控制节点B的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第二控制节点B重合，轮式全向移动车停止前行；在图4中，车体的运动轨迹是：4→5。

步骤4，轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点B为中心转动，当车体转动至车体长度方向与通道长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；在图4中，车体的运动轨迹是：5→6。

步骤5，轮式全向移动车驱动车体再以第二控制节点B（第三控制节点）为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第二控制节点B（第三控制节点）和第四控制节点D的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；在图4中，车体的运动轨迹是：6→7。

步骤6，轮式全向移动车驱动车体沿所述第二控制节点B（第三控制节点）和第四控制节点D的连线作直线运动，并向进入目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影O与第四控制节点D重合，轮式全向移动车停止前行；在图4中，车体的运动轨迹是：7→8。

步骤7，轮式全向移动车驱动车体以第四控制节点D为中心转动，当车体转动至车体长度方向与目标跨长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；在图4中，车体的运动轨迹是：8→9。

步骤8，轮式全向移动车驱动车体移出目标跨的转运通道，并移至放置该车体的目标位置处，至此该车体的跨库转运作业完成。在图4中，车体的运动轨迹是：9→10→11。

实施例2中的步骤5、6、7、8，分别对应实施例1中的步骤6、7、8、9。在具体应用实施例2所提供的方法时，可将步骤5与步骤6合并执行。

以常见地铁车辆A、B两种车型为例对本发明实施例的跨库方法进行说明及验证，两种车型的基本尺寸见表1。

表1 地铁A、B型车辆基本尺寸

车辆型号	长度（米）	宽度（米）	高度（米）
				A型车	22.0	3.0	3.8
B型车	19.0	2.8	3.8

背景技术部分已经介绍了改造后的跨库通道基本几何尺寸，现可对跨库通道进行简化，简化结果如图5所示，由于相邻立柱中心间距为9米，通道宽为18米，则图5中所示车体长度方向与水平方向呈45°，并且车体将沿该方向移动（若需要）。

在靠近车体最近的立柱中心点，向车体长度方向作垂线，与车体中心线交于一点，连接上述两点，并将该两点分别与B点连接，则此三点围成的三角形为等腰直角三角形。图5中，a为等腰直角三角形的斜边长；b是为等腰直角三角形的直角边长；d立柱截面对角线长的一半；w为车体宽度的一半；Δl为车体跨库时与立柱间的最小间距。通过图5所示的几何关系得出如下公式：

（1）

由图5中几何关系可知：a其值为4.5米，d为1.27米。当A型车跨库转运过程中，w值为1.5米；则此时可由公式（1）计算得出：Δl为4.09米；当B型车跨库转运过程中，w值为1.4米；则此时可由公式（1）计算得出：Δl为5.10米。

图5中，当前车体所在的直线可看为是18米*18米正方形的对角线，该对角线的长度应为25.45米，该距离均远大于A型车和B型车的长度。

上述以“米”为单位的计算结果均采用去尾法保留两位小数，通过计算结果不难看出，采用本发明所提供的车体跨库转运方法，A型车和B型车均能够顺利的在标准柱距跨库通道处穿行，并且与立柱间的最小距离

均能达到400mm以上，足以保证车体跨库运行时的安全性，同时显著地降低了对车体导航定位的要求。

在使用实施例1和实施例2所提供的车体跨库转运方法时，可以对步骤1进行优化，例如：步骤1中，轮式全向移动车驱动车体先移至始发跨中央位置处，在沿始发跨长度方向将车体移送至始发跨的转运通道内，且当车体几何中心俯视投影O与第一控制节点A重合时，轮式全向移动车停止前行。因使用轮式全向移动车，所以采用直线驱动，更便于导航定位与控制，以及到达第一控制点时的姿态保持与调整。同样，该优化方法也适用于最后一步（实施例1的第9步，实施例2的第8步）从目标跨将车体转运至目标放置位置的过程。

在实施例1和实施例2中所用的轮式全向移动车均可以采用潜伏式AGV，利用其举升功能并配合落地式车体托架完成车体的转运作业。这样便能够直接将车体放置到目标位置，无需再通过双架天车协作吊运，但在实施过程中需要准备多一些车体托架。

在实施例1和实施例2中，所述轮式全向移动车采用两台协同、联动控制的潜伏式AGV。此种方式增加了轮式全向移动车的灵活度和机动性，同时再非工作时间便于存储，占地空间小。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于地铁检修库的车体跨库转运方法，该方法采用轮式全向移动车作为车体跨库转运载体，在架车线利用地坑架车机或者天车，完成与轮式全向移动车之间的首次车体接驳作业；其特征在于，在检修库内的跨库通道内设置第一控制节点（A）、第二控制节点（B）、第三控制节点（C）、第四控制节点（D）四类导航控制节点，其中，第一控制节点（A）是始发跨跨库通道中心点，第二控制节点（B）是始发跨跨库通道边界处相邻立柱中心点，第三控制节点（C）是目标跨跨库通道相邻立柱中心点，第四控制节点（D）是目标跨跨库通道中心点；完成首次车体接驳作业后，轮式全向移动车运载车体执行跨库转运作业，具体步骤如下：

步骤1，完成首次车体接驳后，轮式全向移动车驱动车体移至始发跨的跨库通道内，当车体几何中心的俯视投影（O）与第一控制节点（A）重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤2，轮式全向移动车驱动车体以第一控制节点（A）点为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第一控制节点（A）和第二控制节点（B）的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤3，轮式全向移动车驱动车体沿所述第一控制节点（A）和第二控制节点（B）的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影（O）与第二控制节点（B）重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤4，轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点（B）为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第二控制节点（B）和第三控制节点（C）的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤5，轮式全向移动车驱动车体沿所述第二控制节点（B）和第三控制节点（C）的连线作直线运动，并向靠近目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影（O）与第三控制节点（C）重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤6，轮式全向移动车驱动车体以第三控制节点（C）为中心转动，当车体转动至车体长度方向与第三控制节点（C）和第四控制节点（D）的连线平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤7，轮式全向移动车驱动车体沿所述第三控制节点（C）和第四控制节点（D）的连线作直线运动，并向进入目标跨的方向移动，当车体几何中心俯视投影（O）与第四控制节点（D）重合，轮式全向移动车停止前行；

步骤8，轮式全向移动车驱动车体以第四控制节点（D）为中心转动，当车体转动至车体长度方向与目标跨长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；

步骤9，轮式全向移动车驱动车体移出目标跨的跨库通道，并移至放置该车体的目标位置处，至此该车体的跨库转运作业完成。

2.根据权利要求1所述的车体跨库转运方法，其特征在于：当所述始发跨与目标跨为相邻跨时，所述第二控制节点（B）与所述第三控制节点（C）重合；此种情况下，步骤四为：轮式全向移动车驱动车体以第二控制节点（B）为中心转动，当车体转动至车体长度方向与跨库通道长度方向平行时，轮式全向移动车停止转动；并跳过步骤5直接执行后续步骤。

3.根据权利要求1所述的车体跨库转运方法，其特征在于：所述步骤1中，轮式全向移动车驱动车体先移至始发跨中央位置处，在沿始发跨长度方向将车体移送至始发跨的跨库通道内，且当车体几何中心俯视投影（O）与第一控制节点（A）重合时，轮式全向移动车停止前行。

4.根据权利要求1所述的车体跨库转运方法，其特征在于：所述轮式全向移动车为潜伏式AGV，利用其举升功能并配合落地式车体托架完成车体的转运作业。

5.根据权利要求1~4任一项所述的车体跨库转运方法，其特征在于：所述轮式全向移动车为两台协同、联动控制的潜伏式AGV。

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