CN114803335B - 一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，包括支架；轨道系统包括主轨道、第一分叉轨道、第二分叉轨道和连接轨道；主轨道、第一分叉轨道和第二分叉轨道均固定在支架上，并位于同一平面内，且对应的端头之间形成断口；连接轨道位于断口处，且一端与主轨道的端头铰接，另一端能够与第一分叉轨道或第二分叉轨道扣合对接；控制箱固定在支架上，控制箱通过转向立柱与连接轨道连接，并能够带动连接轨道往复摆动，实现与第一分叉轨道和第二分叉轨道的对接切换动作；控制系统安装在控制箱内部。本发明具有显著增加单个运输机在果园的可运行面积，并且可以多车同时运行在不同的轨道上进行工作，提高单轨运输机在实际应用中的效率。

Description

一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置

技术领域

本发明涉及运输设备技术领域，更具体的说是涉及一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置。

背景技术

众所周知，目前山地果园农资运送及喷雾植保等大多依靠人工作业，生产效率低，劳动强度大，生产安全难以保障。以轨道运输机为代表的无人运送装备能够适应复杂地形环境，具有结构简单、爬坡能力强、安全易用等特点，适合丘陵山地果园的生产作业。

但是传统的山地果园单轨运输装备由于其轨道结构的特殊性，无法自动进行轨道切换，用人力进行轨道切换不仅效率低、等待时间长，还需要工人前往户外山地上进行，无法满足当下生产生活的需要。

因此，为了提高自走式电动单轨运输机的运输效率和安全性，设计一种配套山地果园自走式单轨运输装备的轨道切换装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，包括：

支架；

轨道系统；所述轨道系统包括主轨道、第一分叉轨道、第二分叉轨道和连接轨道；所述主轨道、所述第一分叉轨道和所述第二分叉轨道均固定在所述支架上，并位于同一平面内，且对应的端头之间形成断口；所述连接轨道位于所述断口处，且一端与所述主轨道的端头铰接，另一端能够与所述第一分叉轨道或所述第二分叉轨道扣合对接；

控制箱；所述控制箱固定在所述支架上，且位于所述连接轨道下方，所述控制箱通过转向立柱与所述连接轨道连接，并能够带动所述连接轨道往复摆动，实现与所述第一分叉轨道和所述第二分叉轨道的对接切换动作；

控制系统；所述控制系统安装在所述控制箱内部。

通过上述技术方案，本发明通过控制箱的设计和轨道系统的设计，轨道系统在控制系统的指令下，控制支撑结构进行转换，完成轨道的切换。本发明具有显著增加单个运输机在果园的可运行面积，并且可以多车同时运行在不同的轨道上进行工作，提高单轨运输机在实际应用中的效率。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述支架包括空心方形管、轨道支撑柱和肋板；所述空心方形管的数量为三根，三根所述空心方形管的端头固定形成三角形架体，所述控制箱固定在所述三角形架体上；所述轨道支撑柱的数量为三个，且分别竖直固定在所述三角形架体的三个尖角上，所述主轨道、所述第一分叉轨道和所述第二分叉轨道分别固定在三根所述轨道支撑柱的顶端；所述肋板的数量为多个，且固定在所述空心方形管和所述轨道支撑柱的连接处。支架作为整个切换装置的基层，用于对整个轨道切换装置进行支撑固定。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述主轨道和所述连接轨道通过轨道转换接头形成铰接结构，所述轨道转换接头的两个铰接块分别通过螺栓紧固在所述主轨道和所述连接轨道的端头，并通过销轴连接；所述第一分叉轨道和所述第二分叉轨道用于与所述连接轨道对接的端头分别通过螺栓固定有第一扣合块和第二扣合块，所述连接轨道远离所述轨道转换接头的端头通过螺栓固定有末端扣合块，所述末端扣合块能够与所述第一扣合块和所述第二扣合块对接扣合。采用铰接块和扣合块的结构能够使得连接轨道的切换更方便，且更稳定。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述控制箱包括底板和外壳体；所述底板通过螺栓固定在所述支架上；所述外壳体通过螺栓固定在所述底板上，所述外壳体和所述底板组合形成有空腔；所述底板上安装有用于驱动所述转向立柱往复运动的驱动机构，所述外壳体上开设有用于所述转向立柱往复运动的弧形槽；所述外壳体上还开设有用于安装手动控制按钮或接头的安装孔；所述控制系统安装在所述底板上。底板用于放置相关零部件，防止异物进入，安装简单，连接稳定。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述驱动机构包括电机、球头轴承、同步轮、皮带、丝杆、轴承座和转向立柱连接板；所述电机固定在所述底板上；所述球头轴承固定在所述底板上，且位于所述电机的一侧；所述同步轮的数量为两个，其中一个所述同步轮与所述电机的动力输出轴固定连接，另一个所述同步轮的中轴与所述球头轴承的球头固定连接；所述皮带套装在两个所述同步轮上；所述丝杆一端与所述球头轴承的球头固定，且与远离所述电机的同步轮的中轴同轴；所述轴承座与所述丝杆的另一端通过螺栓固定连接，所述轴承座贴合布置在所述底板上；所述转向立柱连接板与所述丝杆螺纹连接，且通过转向立柱连接组件与所述转向立柱连接，所述转向立柱连接组件穿过所述弧形槽，且能够在所述弧形槽内往复滑动。轴承座底部与底板贴合，但不进行固定，在转向立柱移动时丝杆进行摆动，使转向立柱走弧形成为可能，丝杆通过电机、同步轮带动转动，使转向立柱连接板进行弧形的移动，实现用直的丝杆走弧形的可能性。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述转向立柱连接组件包括转向立柱支撑座，所述转向立柱支撑座固定在所述转向立柱底端，所述转向立柱支撑座通过连接螺栓杆固定在所述转向立柱连接板上，所述连接螺栓杆穿过所述弧形槽，所述连接螺栓杆上安装有位于所述转向立柱支撑座下方的推力轴承、石墨轴承和垫圈，减小移动中与弧形槽的摩擦，使得立柱在控制箱外壳体的弧形槽上进行移动。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述驱动机构还包括布置在所述丝杆两端的行程开关；两个所述行程开关均通过两个直角板与所述底板连接，在两个所述直角板中，一个所述直角板通过螺栓固定在所述底板上，另一个所述直角板的直角内侧与其对应布置，并通过多根螺栓杆连接，其中一个螺栓杆对应的调节螺母固定在下端的所述直角板上，其他的所述螺栓杆上套设有弹簧，且对应的螺母调节至最大行程，所述弹簧顶紧在两块所述直角板之间。防止调节过程中使得与调节螺母对应的螺栓杆脱离调节螺母导致无法调节。当转动与调节螺母配合的螺栓杆时，直角板就会跟着变动，从而调节行程开关到达定位处。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述连接轨道的两端顶面均固定有接近开关，用于检测是否有运输机经过。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述控制系统包括锂电池组和主控制系统，锂电池组用于向所述主控制系统和所述电机供电；主控制系统包括与单片机控制板电性连接的电机正反转控制电路、上锁解锁电路、到位检测电路，所述电机正反转控制电路用于所述电机的正反转和启停控制，所述上锁解锁电路用于避免运输机通过所述连接轨道之后的上锁，避免非闭环轨道上运输机无法返回的情况；所述到位检测电路用于检测所述连接轨道切换是否到位；所述单片机控制板固定在所述底板上。控制系统主要是用单片机进行逻辑的编写控制，实现在转向动作时，无法进行其他动作，在触碰到行程开关时输出到位信号之后停下当前动作，之后才能进行下一个动作的选择控制，需要实现轨道受到环境微小变动影响而移动造成周围人员危险和运输机因失误动作的情况。

优选的，在上述一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置中，所述控制系统还包括安装在所述底板上的遥控模块。遥控模块用于远程遥控控制电机。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，具有以下有益效果：

1、本发明采用锂电池组满足无电网覆盖山地的使用。

2、本发明采用丝杆实现变轨，解决了以往手动变轨的问题。

3、本发明行程开关的行程设计方式使得调节更为方便快捷，无需拆卸调节。

4、本发明转向立柱的固定方式和底部与丝杆的部分受力均匀，在切换轨道的时候减小噪音，使得切换过程更加顺滑。

5、本发明上锁解锁控制部分用于避免车辆通过之后轨道被误触切换，导致车辆无法返回的情况发生。

6、本发明采提供了多种控制模式，极大地方便了用户在复杂的山地果园作业环境下使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的整体结构的侧视图；

图2附图为本发明提供的控制箱内部的俯视图；

图3附图为本发明提供的行程开关的结构示意图；

图4附图为本发明提供的行程开关的侧视图；

图5附图为本发明提供的整体结构的左视图的剖视图；

图6附图为图5中局部A的放大图；

图7附图为本发明提供的轨道转换接头的示意图；

图8附图为本发明提供的第一扣合块的示意图；

图9附图为本发明提供的第二扣合块的示意图；

图10附图为本发明提供的末端扣合块的示意图；

图11附图为本发明控制箱的外壳体的展开示意图。

其中：

1-支架；2-轨道系统；3-控制箱；4-控制系统；5-空心方形管；6-肋板；7-轨道支撑柱；8-主轨道；9-轨道转换接头；10-第一扣合块；11-第一分叉轨道；12-第二扣合块；13-第二分叉轨道；14-转向立柱；15-连接轨道；16-末端扣合块；17-外壳体；18-底板；19-电机；20-单片机控制板；21-遥控模块；22-丝杆；23-球头轴承；24-轴承座；25-转向立柱连接板；26-连接螺栓杆；27-石墨轴承；28-推力轴承；29-垫圈；30-转向立柱支撑座；31-行程开关；32-皮带；33-同步轮；34-接近开关；35-直角板；36-螺栓杆；37-调节螺母；38-弹簧。

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。

参见附图1至附图11，本发明实施例公开了一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，包括：

支架1；

轨道系统2；轨道系统2包括主轨道8、第一分叉轨道11、第二分叉轨道13和连接轨道15；主轨道8、第一分叉轨道11和第二分叉轨道13均固定在支架1上，并位于同一平面内，且对应的端头之间形成断口；连接轨道15位于断口处，且一端与主轨道8的端头铰接，另一端能够与第一分叉轨道11或第二分叉轨道13扣合对接；

控制箱3；控制箱3固定在支架1上，且位于连接轨道15下方，控制箱3通过转向立柱14与连接轨道15连接，并能够带动连接轨道15往复摆动，实现与第一分叉轨道11和第二分叉轨道13的对接切换动作；

控制系统4；控制系统4安装在控制箱3内部。

为了进一步优化上述技术方案，支架1包括空心方形管5、轨道支撑柱7和肋板6；空心方形管5的数量为三根，三根空心方形管5的端头固定形成三角形架体，控制箱3固定在三角形架体上；轨道支撑柱7的数量为三个，且分别竖直固定在三角形架体的三个尖角上，主轨道8、第一分叉轨道11和第二分叉轨道13分别固定在三根轨道支撑柱7的顶端；肋板6的数量为多个，且固定在空心方形管5和轨道支撑柱7的连接处。

为了进一步优化上述技术方案，主轨道8和连接轨道15通过轨道转换接头9形成铰接结构，轨道转换接头9的两个铰接块分别通过螺栓紧固在主轨道8和连接轨道15的端头，并通过销轴连接；第一分叉轨道11和第二分叉轨道13用于与连接轨道15对接的端头分别通过螺栓固定有第一扣合块10和第二扣合块12，连接轨道15远离轨道转换接头9的端头通过螺栓固定有末端扣合块16，末端扣合块16能够与第一扣合块10和第二扣合块12对接扣合。

为了进一步优化上述技术方案，控制箱3包括底板18和外壳体17；底板18通过螺栓固定在支架1上；外壳体17通过螺栓固定在底板18上，外壳体17和底板18组合形成有空腔；底板18上安装有用于驱动转向立柱14往复运动的驱动机构，外壳体17上开设有用于转向立柱14往复运动的弧形槽；外壳体17上还开设有用于安装手动控制按钮或接头的安装孔；控制系统4安装在底板18上。

为了进一步优化上述技术方案，驱动机构包括电机19、球头轴承23、同步轮33、皮带32、丝杆22、轴承座24和转向立柱连接板25；电机19固定在底板18上；球头轴承23固定在底板18上，且位于电机19的一侧；同步轮33的数量为两个，其中一个同步轮33与电机19的动力输出轴固定连接，另一个同步轮33的中轴与球头轴承23的球头固定连接；皮带32套装在两个同步轮33上；丝杆22一端与球头轴承23的球头固定，且与远离电机19的同步轮33的中轴同轴；轴承座24与丝杆22的另一端通过螺栓固定连接，轴承座24贴合布置在底板18上；转向立柱连接板25与丝杆22螺纹连接，且通过转向立柱连接组件与转向立柱14连接，转向立柱连接组件穿过弧形槽，且能够在弧形槽内往复滑动。

为了进一步优化上述技术方案，转向立柱连接组件包括转向立柱支撑座30，转向立柱支撑座30固定在转向立柱14底端，转向立柱支撑座30通过连接螺栓杆26固定在转向立柱连接板25上，连接螺栓杆26穿过弧形槽，连接螺栓杆26上安装有位于转向立柱支撑座30下方的推力轴承28、石墨轴承27和垫圈29。

为了进一步优化上述技术方案，驱动机构还包括布置在丝杆22两端的行程开关31；两个行程开关31均通过两个直角板35与底板18连接，在两个直角板35中，一个直角板35通过螺栓固定在底板18上，另一个直角板35的直角内侧与其对应布置，并通过多根螺栓杆36连接，其中一个螺栓杆36对应的调节螺母37固定在下端的直角板35上，其他的螺栓杆36上套设有弹簧38，且对应的螺母调节至最大行程，弹簧38顶紧在两块直角板35之间。防止调节过程中使得与调节螺母37对应的螺栓杆36脱离调节螺母37导致无法调节。

为了进一步优化上述技术方案，连接轨道15的两端顶面均固定有接近开关34。

为了进一步优化上述技术方案，控制系统4包括锂电池组和主控制系统，锂电池组用于向主控制系统和电机19供电；主控制系统包括与单片机控制板20电性连接的电机正反转控制电路、上锁解锁电路、到位检测电路，电机正反转控制电路用于电机19的正反转和启停控制，上锁解锁电路用于避免运输机通过连接轨道15之后的上锁，避免非闭环轨道上运输机无法返回的情况；到位检测电路用于检测连接轨道15切换是否到位；单片机控制板20固定在底板18上。

为了进一步优化上述技术方案，控制系统4还包括安装在底板18上的遥控模块21。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，包括：

支架(1)；

轨道系统(2)；所述轨道系统(2)包括主轨道(8)、第一分叉轨道(11)、第二分叉轨道(13)和连接轨道(15)；所述主轨道(8)、所述第一分叉轨道(11)和所述第二分叉轨道(13)均固定在所述支架(1)上，并位于同一平面内，且对应的端头之间形成断口；所述连接轨道(15)位于所述断口处，且一端与所述主轨道(8)的端头铰接，另一端能够与所述第一分叉轨道(11)或所述第二分叉轨道(13)扣合对接；

控制箱(3)；所述控制箱(3)固定在所述支架(1)上，且位于所述连接轨道(15)下方，所述控制箱(3)通过转向立柱(14)与所述连接轨道(15)连接，并能够带动所述连接轨道(15)往复摆动，实现与所述第一分叉轨道(11)和所述第二分叉轨道(13)的对接切换动作；

控制系统(4)；所述控制系统(4)安装在所述控制箱(3)内部；

所述控制箱(3)包括底板(18)和外壳体(17)；所述底板(18)通过螺栓固定在所述支架(1)上；所述外壳体(17)通过螺栓固定在所述底板(18)上，所述外壳体(17)和所述底板(18)组合形成有空腔；所述底板(18)上安装有用于驱动所述转向立柱(14)往复运动的驱动机构，所述外壳体(17)上开设有用于所述转向立柱(14)往复运动的弧形槽；所述外壳体(17)上还开设有用于安装手动控制按钮或接头的安装孔；所述控制系统(4)安装在所述底板(18)上；

所述驱动机构包括电机(19)、球头轴承(23)、同步轮(33)、皮带(32)、丝杆(22)、轴承座(24)和转向立柱连接板(25)；所述电机(19)固定在所述底板(18)上；所述球头轴承(23)固定在所述底板(18)上，且位于所述电机(19)的一侧；所述同步轮(33)的数量为两个，其中一个所述同步轮(33)与所述电机(19)的动力输出轴固定连接，另一个所述同步轮(33)的中轴与所述球头轴承(23)的球头固定连接；所述皮带(32)套装在两个所述同步轮(33)上；所述丝杆(22)一端与所述球头轴承(23)的球头固定，且与远离所述电机(19)的同步轮(33)的中轴同轴；所述轴承座(24)与所述丝杆(22)的另一端通过螺栓固定连接，所述轴承座(24)贴合布置在所述底板(18)上；所述转向立柱连接板(25)与所述丝杆(22)螺纹连接，且通过转向立柱连接组件与所述转向立柱(14)连接，所述转向立柱连接组件穿过所述弧形槽，且能够在所述弧形槽内往复滑动；

所述转向立柱连接组件包括转向立柱支撑座(30)，所述转向立柱支撑座(30)固定在所述转向立柱(14)底端，所述转向立柱支撑座(30)通过连接螺栓杆(26)固定在所述转向立柱连接板(25)上，所述连接螺栓杆(26)穿过所述弧形槽，所述连接螺栓杆(26)上安装有位于所述转向立柱支撑座(30)下方的推力轴承(28)、石墨轴承(27)和垫圈(29)。

2.根据权利要求1所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述支架(1)包括空心方形管(5)、轨道支撑柱(7)和肋板(6)；所述空心方形管(5)的数量为三根，三根所述空心方形管(5)的端头固定形成三角形架体，所述控制箱(3)固定在所述三角形架体上；所述轨道支撑柱(7)的数量为三个，且分别竖直固定在所述三角形架体的三个尖角上，所述主轨道(8)、所述第一分叉轨道(11)和所述第二分叉轨道(13)分别固定在三根所述轨道支撑柱(7)的顶端；所述肋板(6)的数量为多个，且固定在所述空心方形管(5)和所述轨道支撑柱(7)的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述主轨道(8)和所述连接轨道(15)通过轨道转换接头(9)形成铰接结构，所述轨道转换接头(9)的两个铰接块分别通过螺栓紧固在所述主轨道(8)和所述连接轨道(15)的端头，并通过销轴连接；所述第一分叉轨道(11)和所述第二分叉轨道(13)用于与所述连接轨道(15)对接的端头分别通过螺栓固定有第一扣合块(10)和第二扣合块(12)，所述连接轨道(15)远离所述轨道转换接头(9)的端头通过螺栓固定有末端扣合块(16)，所述末端扣合块(16)能够与所述第一扣合块(10)和所述第二扣合块(12)对接扣合。

4.根据权利要求1所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述驱动机构还包括布置在所述丝杆(22)两端的行程开关(31)；两个所述行程开关(31)均通过两个直角板(35)与所述底板(18)连接，在两个所述直角板(35)中，一个所述直角板(35)通过螺栓固定在所述底板(18)上，另一个所述直角板(35)的直角内侧与其对应布置，并通过多根螺栓杆(36)连接，其中一个螺栓杆(36)对应的调节螺母(37)固定在下端的所述直角板(35)上，其他的所述螺栓杆(36)上套设有弹簧(38)，且对应的螺母调节至最大行程，所述弹簧(38)顶紧在两块所述直角板(35)之间。

5.根据权利要求4所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述连接轨道(15)的两端顶面均固定有接近开关(34)。

6.根据权利要求5所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述控制系统(4)包括锂电池组和主控制系统，锂电池组用于向所述主控制系统和所述电机(19)供电；主控制系统包括与单片机控制板(20)电性连接的电机正反转控制电路、上锁解锁电路、到位检测电路，所述电机正反转控制电路用于所述电机(19)的正反转和启停控制，所述上锁解锁电路用于避免运输机通过所述连接轨道(15)之后的上锁，避免非闭环轨道上运输机无法返回的情况；所述到位检测电路用于检测所述连接轨道(15)切换是否到位；所述单片机控制板(20)固定在所述底板(18)上。

7.根据权利要求6所述的一种山地果园自走式单轨运输轨道切换装置，其特征在于，所述控制系统(4)还包括安装在所述底板(18)上的遥控模块(21)。