CN116853940A - 直线-曲线交替运行的驱动装置及其速度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线‑曲线交替运行的驱动装置其速度控制方法。一种直线‑曲线交替运行的驱动装置，包括二级平衡梁，二级平衡梁的上部设有三级回转支座，其前后两侧均设有一个一级平衡梁，二级平衡梁与一级平衡梁之间设有一个二级回转支座，一级平衡梁的前后两侧均设有两个驱动台车，一级平衡梁与驱动台车之间设有一个一级回转支座，每组驱动台车设有一组水平轮组。有益效果：和现有技术相比，本发明在设有三级水平的回转支座，在直线‑曲线交替运行中，能进行自适应的调整，使驱动装置运行更加安全。

Description

直线-曲线交替运行的驱动装置及其速度控制方法

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种直线-曲线交替运行的驱动装置其速度控制方法。

背景技术

转运平台、起重机、启闭机等在航天装备及大型水利工程等领域有非常广泛的应用，这些设备的运行中，需要使用驱动机构，驱动机构一般四组车轮，为了适应轨道不平的问题，已经有了适应的驱动机构，比如公开（公告）号为CN101717041A的专利文献。

如图4，驱动机构包括两个（组）前轮的附图标记为81，两个（组）后轮的附图标记为82，前轮轴线的附图标记为83，后轮轴线的附图标记为84，驱动机构轴线的附图标记为85，驱动机构的轴线在双轨的直线轨道90变为曲线轨道92中。

如图4，驱动机构运行到直线轨道90的尽头。

如图5，当驱动机构的前轮81运行到曲线轨道92、其后轮82运行到直线轨道90时，其前轮轴线83在曲线轨道92的半径方向上、后轮轴线84在直线轨道90的垂直方向上，二者有夹角。

这样，在直线-曲线交替运行中，驱动机构自身也需要进行局部调整。

技术问题：文献中的驱动机构采用空间十字铰，能够实现适应轨道不平（垂直方向上的不适应）的问题，但是其不能适应直线-曲线交替运行中的匹配。

发明内容

为解上述适应直线-曲线交替运行中的匹配的技术问题，本发明提供了一种直线-曲线交替运行的驱动装置。

具体方案如下：

一种直线-曲线交替运行的驱动装置，包括二级平衡梁，二级平衡梁的上部设有三级回转支座，其前后两侧均设有一个一级平衡梁，二级平衡梁与一级平衡梁之间设有一个二级回转支座，一级平衡梁的前后两侧均设有两个驱动台车，一级平衡梁与驱动台车之间设有一个一级回转支座，每组驱动台车设有一组水平轮组，一个水平轮组包括至少两个轮子，每个水平轮组的轮子中有一个为驱动轮，其他的轮子为支撑轮，三级回转支座、二级回转支座、一级回转支座均为水平回转支座。

一种起重机在直线-曲线交替运行时的速度控制方法，起重机的四个角部均设有一个上述直线-曲线交替运行的驱动装置，其中三级回转支座的上部固定在起重机上，速度控制方法具体为：

S1、当前驱动装置的中心进入“进入曲线段A21”后，前内驱动装置、后内驱动装置均速V运行，前外驱动装置、后外驱动装置均加速运行，加速度为a；

a=2（L1-L2）/(L2/V)²；

其中， L1为前外驱动装置的中心进入“进入曲线段A21” 行走的路程，L2为前内驱动装置的中心进入“进入曲线段A21” 行走的路程；

S2、前驱动装置的中心进入“刚刚进入曲线段A21”内的时刻，起重机70整机进入弯道，前外驱动装置、后外驱动装置停止加速，四个驱动装置均速运行，其中前外驱动装置与后外驱动装置的速度为Vt、前内驱动装置与后内驱动装置的速度为V，Vt与V之比恰好为R与r；

其中， r为弯曲段的内圆轨道的曲率半径，R为弯曲段的外圆轨道的曲率半径。

有益效果：和现有技术相比，本发明在设有三级水平的回转支座，在直线-曲线交替运行中，能进行自适应的调整，使驱动装置运行更加安全。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是轨道的示意图。

图3是弯道轨道的放大示意图。

图4是现有技术的示意图（1）。

图5是现有技术的示意图（2）。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1， 一种直线-曲线交替运行的驱动装置，包括二级平衡梁7，二级平衡梁7的上部设有三级回转支座6，其前后两侧均设有一个一级平衡梁3，二级平衡梁7与一级平衡梁3之间设有一个二级回转支座5，一级平衡梁3的前后两侧均设有两个驱动台车2，一级平衡梁3与驱动台车2之间设有一个一级回转支座4，每组驱动台车2设有一组水平轮组1，一个水平轮组1包括至少两个轮子8，每个水平轮组1的轮子8中有一个为驱动轮，其他的轮子8为支撑轮（被动轮），轮子8的数量根据轮压需求设定。

三级回转支座6、二级回转支座5、一级回转支座4均为水平回转支座，二级平衡梁7与一级平衡梁3的轴向方向相同（不是垂直的）。

其工作原理为：

安装：起重机70的四个角部均设有一个上述直线-曲线交替运行的驱动装置，其中三级回转支座6的上部钢性固定在起重机70，类似于汽车的四个轮子。

为了方便说明，该四个上述直线-曲线交替运行的驱动装置定义为：前外驱动装置（前面的外侧轨道上的驱动装置，以下类似，不在赘述）、前内驱动装置、后外驱动装置、后内驱动装置。其中前两个统称为前驱动装置，后两个统称为后驱动装置。

当进入弯道后，依靠三个回转支座，相对于起重机70的轴线，二级平衡梁7、一级平衡梁3、驱动台车2的轴线均能自适应的调整，使水平轮组1的方向与弯道的切向尽量一致的同时，还能避免本直线-曲线交替运行的驱动装置自身的形变。

直线-曲线交替运行的驱动装置的具体工作过程为：

如图2，假设轨道包括串联的直线段A20、弯曲段23、直线段B26、反向弯曲段29、直线段C32，直线段A20与弯曲段23的连接处包括刚刚进入曲线段A21、完全进入曲线段A22，弯曲段23与直线段B26的连接处包括进入直线段A24、离开直线段A25，直线段B26与反向弯曲段29的连接处包括刚刚进入曲线段B27、完全进入曲线段B28，反向弯曲段29与直线段C32的连接处包括进入直线段B30、离开直线段B31。

仅仅已当起重机70从直线段A20向弯曲段23过度时为例进行说明，其他轨道轮类似。

当前驱动装置的最前方的驱动台车2进入“刚刚进入曲线段A21”，此时，驱动台车2的轴线逐渐偏离起重机70的轴向，随着起重机70进入“刚刚进入曲线段A21”的距离逐渐变长，一级平衡梁3、二级平衡梁7的轴线逐渐也偏离起重机70的轴向，这样，二级平衡梁7、一级平衡梁3、驱动台车2的轴线均能自适应的独立调整，彼此不再依赖，方便使水平轮组1的方向与弯道的切向尽量一致。

这样，水平轮组1、一级平衡梁3（驱动台车2）、二级平衡梁7均独立进行调整，更能使每一个水平轮组1均能保持与轨道的方向或者切向保持一致。

当前驱动装置的中心（三级回转支座6的回转中心）进入“进入曲线段A21”后，为了使该驱动装置整体保持均速V运行，前内驱动装置、后内驱动装置均速V运行，前外驱动装置、后外驱动装置均加速运行，加速度为a；

a=2（L1-L2）/(L2/V)²；

其中，如图3，其中， L1为前外驱动装置的中心进入“进入曲线段A21”行走的路程，L2为前内驱动装置的中心进入“进入曲线段A21” 行走的路程。

上述等式可以通过下面的两个式子得出：

（1） L2=V×t

（2） L1=L2+ 1/2×a×t²

其中，t为前驱动装置在进入曲线段A21内运行的时间。

这样，当前驱动装置的中心进入“刚刚进入曲线段A21”内，起重机70整机进入弯道，前外驱动装置、后外驱动装置停止加速，四个驱动装置均速运行，其中前外驱动装置与后外驱动装置的速度为Vt、前内驱动装置与后内驱动装置的速度为V，Vt与V之比恰好为R与r，也为L2与L1之比。

本申请驱动装置的核心在于：当前驱动装置的中心进入“刚刚进入曲线段A21”时就开始加速，当后驱动装置的中心进入“刚刚进入曲线段A21”时加速完毕，尽量适应了直道向弯道的转换。

r为弯曲段的内圆轨道的曲率半径，R为弯曲段的外圆轨道的曲率半径。

当该驱动装置从弯曲段向直线段过度时，与前文类似，只是两个外驱动装置都是均减速运动，加速度为-a，该处的a与前文所述的a一样，不再赘述。

其他参见现有技术。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种直线-曲线交替运行的驱动装置，包括二级平衡梁（7），其特征在于：二级平衡梁（7）的上部设有三级回转支座（6），其前后两侧均设有一个一级平衡梁（3），二级平衡梁（7）与一级平衡梁（3）之间设有一个二级回转支座（5），一级平衡梁（3）的前后两侧均设有两个驱动台车（2），一级平衡梁（3）与驱动台车（2）之间设有一个一级回转支座（4），每组驱动台车（2）设有一组水平轮组（1），一个水平轮组（1）包括至少两个轮子（8），每个水平轮组（1）的轮子（8）中有一个为驱动轮，其他的轮子（8）为支撑轮，三级回转支座（6）、二级回转支座（5）、一级回转支座（4）均为水平回转支座。

2.一种起重机在直线-曲线交替运行时的速度控制方法，其特征在于：起重机（70）的四个角部均设有一个如权利要求1所述的直线-曲线交替运行的驱动装置，其中三级回转支座（6）的上部固定在起重机（70）上，速度控制方法具体为：

S1、当前驱动装置的中心进入“进入曲线段A21”后，前内驱动装置、后内驱动装置均速V运行，前外驱动装置、后外驱动装置均加速运行，加速度为a；

a=2（L1-L2）/(L2/V)²；

其中， L1为前外驱动装置的中心进入“进入曲线段A21” 行走的路程，L2为前内驱动装置的中心进入“进入曲线段A21” 行走的路程；

S2、前驱动装置的中心进入“刚刚进入曲线段A21”内的时刻，起重机（70整机进入弯道，前外驱动装置、后外驱动装置停止加速，四个驱动装置均速运行，其中前外驱动装置与后外驱动装置的速度为Vt、前内驱动装置与后内驱动装置的速度为V，Vt与V之比恰好为R与r；

其中， r为弯曲段的内圆轨道的曲率半径，R为弯曲段的外圆轨道的曲率半径。