CN120986294A - 一种自适应调节的轻量化车架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及跨运车技术领域，特别是涉及一种自适应调节的轻量化车架结构，包括架体、吊运组件和车轮组件，吊运组件连接于架体上，车轮组件数量有四个，且四个车轮组件分别设于架体下方的四角，其中三个车轮组件与架体直接连接，另一个车轮组件与架体之间连接有竖向牵引组件。本发明设置了竖向牵引组件，对集装箱进行堆码时，通过使得其中一个车轮组件能够抬起至沿着集装箱的上表面齐平，这样对批量的集装箱进行堆码时，只需使得相邻两个集装箱之间只留出供吊运组件的副吊绳活动的缝隙，而不需要留出供车轮组件移动的过道，因此可以提高集装箱的堆放密度，使得仓储空间被最大化的利用。

Description

一种自适应调节的轻量化车架结构

技术领域

本发明涉及跨运车技术领域，特别是涉及一种自适应调节的轻量化车架结构。

背景技术

跨运车是一种广泛应用于港口、铁路场站和物流中心的大型集装箱搬运设备，跨运车最显著的特点是其骑跨式结构，两侧高大的支腿能够跨越集装箱堆垛，直接在集装箱上方进行作业，无需额外的通道空间，极大地提高了堆场内的空间利用率。

工作时，跨运车的门式车架横跨在集装箱上方，通过精密的液压系统或电动提升装置控制集装箱专用吊具锁住箱体四角的转锁孔，然后将集装箱吊起，实现“抓取-运输-堆放”的全流程作业。

然而现有的跨运车在使用时存在以下问题：跨运车的两侧支腿的存在需要货物在堆积的时候额外空余出供跨运车的两侧支腿移动的通道，这样不可避免地导致集装箱无法密集堆放，如此不利用仓储空间的最大化利用。

发明内容

基于此，有必要针对目前的跨运车所存在的问题，提供一种自适应调节的轻量化车架结构，用于解决现有的跨运车无法使得集装箱密集堆放的问题。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种自适应调节的轻量化车架结构包括：

架体；

吊运组件，连接于架体上；

车轮组件，数量有四个，且分别设于架体下方的四角，其中三个车轮组件与架体直接连接，另一个车轮组件与架体之间连接有竖向牵引组件，用于牵引与其所连接的车轮组件在竖直方向上移动。

优选的，所述车轮组件包括轮体、轮架和支撑柱，轮体转动设置在轮架上，支撑柱竖直配置，支撑柱的下端与轮架转动连接，支撑柱的上端连接在架体上，其中三个车轮组件所对应的支撑柱固定设置在架体上，另一个车轮组件所对应的支撑柱滑动设置在架体上。

优选的，所述竖向牵引组件包括齿条、第一齿轮和驱动源，齿条设置在可滑动的支撑柱的侧面上，第一齿轮转动设置在架体上，第一齿轮与齿条相啮合，驱动源设于机架上，驱动源与第一齿轮动力连接，用于驱动第一齿轮周向转动。

优选的，所述驱动源包括线性执行单元、齿带、第二齿轮和弹性件，第二齿轮与第一齿轮同轴固定连接，第二齿轮的直径大于第一齿轮的直径，线性执行单元设置在架体上，齿带的一端与线性执行单元的活动端固定连接，齿带的另一端与弹性件相连接，且第二齿轮与齿带相啮合，弹性件远离齿带的一端设置在架体上，弹性件配置成能够沿着线性执行单元的活动端轴线伸长。

优选的，所述线性执行单元为能够输出直线运动的任一种执行单元。

优选的，所述线性执行单元的活动端还设置有卡销，支撑柱上设置有卡孔；

当可滑动的车轮组件所对应的轮体着地时，卡销与卡孔相互卡接。

优选的，所述自适应调节的轻量化车架结构还包括重心调整组件，设于架体上，并与竖向牵引组件相连接，用于在竖向牵引组件牵引车轮组件上升后，适应性地降低车架结构的重心高度。

优选的，所述重心调整组件包括导轨、配重块、导轮、配重钢缆和卷辊，卷辊与第二齿轮同轴固定连接，配重钢缆的一端卷绕在卷辊上，配重钢缆的另一端与配重块相连接，导轮转动设置在架体上，配重钢缆与导轮传动连接，导轨设置在架体上，且导轨的延伸线与水平面呈夹角设置，配重块滑动连接在导轨内侧。

优选的，所述导轮还能够沿水平方向移动，进而使得配重块在其自身重力作用下沿着导轨向下滑动。

优选的，所述导轨可拆卸地设置在架体上。

本发明的有益效果是：

本发明设置了竖向牵引组件，对集装箱进行堆码时，通过使得其中一个车轮组件能够抬起至沿着集装箱的上表面齐平，这样对批量的集装箱进行堆码时，只需使得相邻两个集装箱之间只留出供吊运组件的副吊绳活动的缝隙，而不需要留出供车轮组件移动的过道，因此可以提高集装箱的堆放密度，使得仓储空间被最大化的利用。

附图说明

图1为本发明一种自适应调节的轻量化车架结构的结构示意图；

图2为图1中A处结构放大的示意图；

图3为本发明一种自适应调节的轻量化车架结构的侧视图示意图；

图4为图3中B-B剖视图；

图5为图4中C处结构放大的示意图；

图6为本发明一种自适应调节的轻量化车架结构的后视图；

图7为本发明一种自适应调节的轻量化车架的码箱状态示意图。

其中：

100、架体；

200、吊运组件；

300、车轮组件；310、轮体；320、轮架；330、支撑柱；331、卡孔；

400、竖向牵引组件；410、齿条；420、第一齿轮；430、驱动源；

431、线性执行单元；432、齿带；433、第二齿轮；434、弹性件；435、卡销；

500、重心调整组件；510、导轨；520、配重块；530、导轮；540、配重钢缆；550、卷辊；

600、集装箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图7所示，一种自适应调节的轻量化车架结构用于吊运集装箱600，该自适应调节的轻量化车架结构包括架体100、吊运组件200和车轮组件300，吊运组件200连接于架体100上，车轮组件300数量有四个，且四个车轮组件300分别设于架体100下方的四角，其中三个车轮组件300与架体100直接连接，另一个车轮组件300与架体100之间连接有竖向牵引组件400，竖向牵引组件400用于牵引与其所连接的车轮组件300在竖直方向上移动。

要补充说明的是，对于吊运组件200采用现有的结构即可，现有的吊运组件200包括液压缸、导向轮、主吊绳、矩形吊架和副吊绳，液压缸有两个，两个液压缸分别设置在架体100的两侧，且液压缸的轴线水平，主吊绳有两个，两个主吊绳的一端连接在对应的液压缸的活动端，两个主吊绳的另一端分叉后分别连接在矩形吊架的上部四角，导向轮有多个，且均设于架体100的两侧，用于对主吊绳进行导向支撑，副吊绳有四个，四个副吊绳分别设置在矩形吊绳的下部四角，副吊绳上设置有挂钩，用于和集装箱600四角的转锁孔相连接。

堆码集装箱600时，工作人员控制吊运组件200，通过吊运组件200将首个集装箱600吊起，然后通过车轮组件300移动架体100，使得首个集装箱600被吊运到码箱位置处，接下来将首个集装箱600放下，再继续移动架体100，通过吊运组件200将第二个集装箱600吊运至码箱位置处，并使得可在竖直方向上移动的车轮组件300位于已码箱的集装箱600所在的一侧，当可在竖直方向上移动的车轮组件300靠近已码箱的集装箱600时，启动竖向牵引组件400，通过竖向牵引组件400将该车轮组件300向上牵引，以使得该车轮组件300的高度与集装箱600的上表面高度相齐平，接下来通过车轮组件300使得架体100沿待码箱的集装箱600的长度方向移动，此时固定连接在架体100上的三个车轮组件300在地面上移动，抬起的车轮组件300则在已码箱的集装箱600的上表面移动，当待码箱的集装箱600与已码箱的集装箱600两端相齐平时，使得车轮组件300停止移动，接下来通过吊运组件200将该集装箱600放下，此时相邻两个集装箱600之间只留出供吊运组件200的副吊绳活动的缝隙，而不需要留出供车轮组件300移动的过道，因此可以提高集装箱600的堆放密度，使得仓储空间被最大化的利用，码放第三个及以后的集装箱600的操作步骤与码放第二个的操作步骤一致，此处不再赘述。

还要补充说明的是，本发明所提供的自适应调节的轻量化车架结构适用于集装箱600的单层码箱应用场景。

在进一步的实施例中，如图1所示，车轮组件300包括轮体310、轮架320和支撑柱330，轮体310转动设置在轮架320上，支撑柱330竖直配置，支撑柱330的下端与轮架320转动连接，支撑柱330的上端连接在架体100上，其中三个车轮组件300所对应的支撑柱330固定设置在架体100上，另一个车轮组件300所对应的支撑柱330滑动设置在架体100上。

当需要使得车轮组件300抬起时，使得对应的支撑柱330竖直向上移动，此时支撑柱330通过轮架320带动轮体310同步向上移动，直至该轮体310与相邻的集装箱600的上表面相接触。

进一步的，为减小轮压，可在每个轮架320上同轴设置多个轮体310，从而防止因吊运的集装箱600的重量过大而导致轮体310受损。具体的，轮体310可采用聚氨酯填充实心胎形式，可有效防止因吊运的集装箱600的重量过大而导致轮体310受损或者爆胎，以便于增加设备行驶的安全性。

进一步的，车轮组件300还与转向组件相连接，转向组件用于驱动车轮组件300转向，具体的，转向组件包括转向油缸和连杆，对于固定连接在架体100上的三个车轮组件300，所对应的转向油缸的缸筒固定设置在支撑柱330上，对于滑动连接在架体100上的车轮组件300，所对应的转向油缸的缸筒则设于架体100上并且与支撑柱330滑动配合，转向油缸的伸出端与连杆相铰接，连杆的另一端与轮架320相铰接，如此使得转向油缸能够带动轮架320转动，进而调整该自适应调节的轻量化车架结构的转动方向。

进一步的，架体100上还设有动力总成，动力总成用于提供动力，动力总成包括柴油内燃机，柴油内燃气连接有液压泵，液压泵连接有液压油箱总成，柴油内燃机带动液压泵运转，液压泵通过液压油箱总成向转向油缸提供液压油，以带动转动油缸转动。

进一步的，轮体310连接有驱动泵，驱动泵与液压油箱总成相连，液压油箱总成向驱动泵提供液压油，带动驱动泵转动，进而带动轮体310转动。

在进一步的实施例中，如图1和图2所示，竖向牵引组件400包括齿条410、第一齿轮420和驱动源430，齿条410设置在可滑动的支撑柱330的侧面上，第一齿轮420转动设置在架体100上，第一齿轮420与齿条410相啮合，驱动源430设于机架上，驱动源430与第一齿轮420动力连接，用于驱动第一齿轮420周向转动。

当需要可滑动的支撑柱330沿竖直方向向上移动时，启动驱动源430，通过驱动源430为第一齿轮420输出扭矩，使得第一齿轮420逆时针转动，第一齿轮420通过其与齿条410的齿啮合带动该支撑柱330竖直向上移动，该支撑柱330通过轮架320带动轮体310向上移动，直至轮体310与集装箱600的上表面齐平，反之，当需要可滑动的支撑柱330沿竖直方向向下移动时，启动驱动源430，通过驱动源430为第一齿轮420输出反向扭矩，使得第一齿轮420顺时针转动，第一齿轮420通过其与齿条410的齿啮合带动该支撑柱330竖直向下移动，该支撑柱330通过轮架320带动轮体310向下移动，直至轮体310与地面接触。

在进一步的实施例中，如图2、图3和图5所示，驱动源430包括线性执行单元431、齿带432、第二齿轮433和弹性件434，第二齿轮433与第一齿轮420同轴固定连接，第二齿轮433的直径小于第一齿轮420的直径，线性执行单元431设置在架体100上，齿带432的一端与线性执行单元431的活动端固定连接，齿带432的另一端与弹性件434相连接，且第二齿轮433与齿带432相啮合，弹性件434远离齿带432的一端设置在架体100上，弹性件434配置成能够沿着线性执行单元431的活动端轴线伸长。

当需要可滑动的支撑柱330沿竖直方向向上移动时，启动线性执行单元431，使得线性执行单元431的活动端收缩，线性执行单元431的活动端拉动齿带432，齿带432带动第二齿轮433逆时针转动，第二齿轮433带动第一齿轮420同步转动，第一齿轮420的逆时针转动带动齿条410向上移动，齿条410带动支撑柱330同步移动，支撑柱330带动轮架320以及轮体310同步向上移动，直至轮体310与集装箱600上表面齐平。

当需要可滑动的支撑柱330沿竖直方向向下移动时，启动线性执行单元431，使得线性执行单元431的活动端伸出，线性执行单元431的活动端拉动齿带432，齿带432带动第二齿轮433顺时针转动，第二齿轮433带动第一齿轮420同步转动，第一齿轮420的顺时针转动带动齿条410向下移动，齿条410带动支撑柱330同步移动，支撑柱330带动轮架320以及轮体310同步向下移动，直至轮体310与地面接触。

可以理解的是，使得第一齿轮420的直径大于第二齿轮433的直径，是利用杠杆原理，以减小驱动支撑柱330移动所需的力的大小。

进一步的，线性执行单元431为能够输出直线运动的任一种执行单元，例如气缸、液压缸、电动伸缩杆等，以液压缸为例，液压缸与液压油箱总成相连接，用于向液压缸内输送液压油，以驱动液压缸的活动端伸出或者缩回。

在进一步的实施例中，如图2和图5所示，线性执行单元431的活动端还设置有卡销435，支撑柱330上设置有卡孔331。

当线性执行单元431的活动端伸出时，线性执行单元431的活动端带动卡销435同步移动，当线性执行单元431的活动端移动至可滑动的车轮组件300所对应的轮体310着地时，卡销435与卡孔331相互卡接，如此是为了使得四个车轮组件300受力均匀，防止架体100侧翻。

在进一步的实施例中，如图1所示，自适应调节的轻量化车架结构还包括重心调整组件500，重心调整组件500设于架体100上，并与竖向牵引组件400相连接，用于在竖向牵引组件400牵引车轮组件300上升后，适应性地降低车架结构的重心高度。

可以理解的是，与竖向牵引组件400相连接的车轮组件300抬起后，车架结构的整体重心高度偏上，如此会造成车架结构不稳定，易倾倒，为解决此问题，则通过重心调整组件500自适应地降低车架结构的重心高度，以使得与竖向牵引组件400相连接的车轮组件300抬起后，车架结构的整体重心高度不会上升过多，从而使得车架结构更稳定，不易倾倒。

在进一步的实施例中，如图1、图5和图6所示，重心调整组件500包括导轨510、配重块520、导轮530、配重钢缆540和卷辊550，卷辊550与第二齿轮433同轴固定连接，配重钢缆540的一端卷绕在卷辊550上，配重钢缆540的另一端与配重块520相连接，导轮530转动设置在架体100上，配重钢缆540与导轮530传动连接，导轨510通过架体100一侧所加装的侧挡安装在架体100上，且导轨510的延伸线与水平面呈夹角设置，配重块520滑动连接在导轨510内侧。

初始状态下，配重块520位于导轨510的中间位置，当线性执行单元431的活动端收缩时，线性执行单元431拉动齿带432，齿带432带动第二齿轮433顺时针转动，第二齿轮433带动卷辊550同步顺时针转动，收卷在卷辊550上的配重钢缆540逐渐脱离收卷，于是配重块520沿着导轨510下降，从而使得车架结构的整体高度不会上升过多，进而使得车架结构更稳定，不易倾倒。

可以理解的是，对于不同标准的集装箱600，其高度会有所不同，以干货集装箱为例，20英尺标准集装箱的高度为2.39米，40英尺高箱的高度为2.896米，而上述的重心调整组件500的调整量又跟车轮组件300的上升高度正相关，因此对于高度偏低的集装箱600，会导致配重块520移动量偏低，进而导致配重块520的重心调整不显著，为解决此问题，在进一步的实施例中，如图6所示，导轮530还能够沿水平方向移动，进而使得配重块520在其自身重力作用下沿着导轨510向下滑动。

以图6所示，当同一批次内的集装箱600中既有高箱，又有低箱时，工作人员可根据吊运的集装箱600的先后顺序，预先调整导轮530的位置，例如，先吊运的集装箱600为高度较低的集装箱600时，则使得导轮530向右滑动一定距离后再将其固定在架体100上，这样配重钢缆540能够使得配重块520下移更多的距离，以使得车架结构保持稳定，不易倾倒。

在进一步的实施例中，导轨510可拆卸地设置在架体100上。

当批次集装箱600不需要密集放置时，为使得车架结构轻量化设计，工作人员可将导轨510以及安装导轨510的侧挡从架体100拆下，并使得配重块520与配重钢缆540脱离，这样便使得车架结构更轻，驱动所需的动力更小。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，包括：

架体；

吊运组件，连接于架体上；

车轮组件，数量有四个，且分别设于架体下方的四角，其中三个车轮组件与架体直接连接，另一个车轮组件与架体之间连接有竖向牵引组件，用于牵引与其所连接的车轮组件在竖直方向上移动。

2.根据权利要求1所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述车轮组件包括轮体、轮架和支撑柱，轮体转动设置在轮架上，支撑柱竖直配置，支撑柱的下端与轮架转动连接，支撑柱的上端连接在架体上，其中三个车轮组件所对应的支撑柱固定设置在架体上，另一个车轮组件所对应的支撑柱滑动设置在架体上。

3.根据权利要求2所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述竖向牵引组件包括齿条、第一齿轮和驱动源，齿条设置在可滑动的支撑柱的侧面上，第一齿轮转动设置在架体上，第一齿轮与齿条相啮合，驱动源设于机架上，驱动源与第一齿轮动力连接，用于驱动第一齿轮周向转动。

4.根据权利要求3所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述驱动源包括线性执行单元、齿带、第二齿轮和弹性件，第二齿轮与第一齿轮同轴固定连接，第二齿轮的直径大于第一齿轮的直径，线性执行单元设置在架体上，齿带的一端与线性执行单元的活动端固定连接，齿带的另一端与弹性件相连接，且第二齿轮与齿带相啮合，弹性件远离齿带的一端设置在架体上，弹性件配置成能够沿着线性执行单元的活动端轴线伸长。

5.根据权利要求4所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述线性执行单元为能够输出直线运动的任一种执行单元。

6.根据权利要求4或5所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述线性执行单元的活动端还设置有卡销，支撑柱上设置有卡孔；

当可滑动的车轮组件所对应的轮体着地时，卡销与卡孔相互卡接。

7.根据权利要求4所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，还包括重心调整组件，设于架体上，并与竖向牵引组件相连接，用于在竖向牵引组件牵引车轮组件上升后，适应性地降低车架结构的重心高度。

8.根据权利要求7所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述重心调整组件包括导轨、配重块、导轮、配重钢缆和卷辊，卷辊与第二齿轮同轴固定连接，配重钢缆的一端卷绕在卷辊上，配重钢缆的另一端与配重块相连接，导轮转动设置在架体上，配重钢缆与导轮传动连接，导轨设置在架体上，且导轨的延伸线与水平面呈夹角设置，配重块滑动连接在导轨内侧。

9.根据权利要求8所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述导轮还能够沿水平方向移动，进而使得配重块在其自身重力作用下沿着导轨向下滑动。

10.根据权利要求8所述的一种自适应调节的轻量化车架结构，其特征在于，所述导轨可拆卸地设置在架体上。