CN201800541U - 一种自行式模块化组合运输车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自行式模块化组合运输车，其动力模块单元包括发动机、变量泵、比例多路阀、液压油箱，动力模块单元与所述模块单元车机械连接，为模块单元车提供液压源、电源、气源；模块单元车的转向系统包括蜗杆回转支撑机构、液压马达、控制器、角度编码器，可实现车辆的多角度转向。模块单元车车架上分别安装液压系统、制动系统和电气系统接口，模块单元车纵向组合或/和横向组合时，通过通信电缆软管和快换接头将各模块单元车对应的系统串联在一起；控制器之间通过CAN总线信号进行通讯，实现各模块单元车之间的协调同步。本实用新型的模块单元车既可机械连接，又可自由定位，既适合公路运输，又适合狭窄的场地运输，大大提高了运输效率。

Description

一种自行式模块化组合运输车

技术领域

 本实用新型涉及电站、矿冶企业、化工、建筑及土方施工等部门运送大型、整体不易拆卸的超长、超宽、超重货物的模块化组合运输车。

背景技术

目前，市场上重型设备的运输主要采用液压组合挂车，但由于液压组合挂车自身不带驱动，需与牵引车连接，采用半挂或全挂方式行驶。其车轮转角范围在±55°之间，因此转向方式只有汽车驾驶、普通驾驶、斜向驾驶三种模式，不能实现原地回转等功能，这一方面增加了轮胎的磨损，另一方面转向性能差，不利于在受限场所完成运输作业任务。另外，现有的挂车之间的拼接也只能为机械连接，不能采用自由定位连接，限制了模块单元车组合的灵活性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自行式模块化组合运输车，它具有多角度转向性能，并且模块单元车之间既可机械连接，又可实现自由定位组合。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自行式模块化组合运输车，包括模块单元车，其特征在于，还包括动力模块单元，所述动力模块单元包括发动机、分动器、空滤器、散热器、中冷器、油冷却器、变量泵、比例多路阀、溢流阀、液压油箱、燃油箱、蓄电池，动力模块单元与所述模块单元车机械连接，为模块单元车提供液压源、电源、气源；

所述模块单元车包括转向系统，所述转向系统包括蜗杆回转支撑机构、液压马达、控制器、角度编码器；每个车轮上方安装所述蜗杆回转支撑机构分别连接车架和悬挂，蜗杆回转支撑机构的蜗杆轴连接所述液压马达，所述角度编码器安装在蜗杆回转支撑机构上；

所述变量泵用于提供压力油给所述比例多路阀，比例多路阀用于分别给每个蜗杆回转支承机构上的液压马达供油，比例多路阀的开度改变液压马达的旋向，从而控制每个蜗杆回转支承机构的转动角度；

控制器用于根据设定的转向模式解析每个悬挂的理论转角，再根据角度编码器反馈的信号确定比例阀的开度，控制角度编码器用于实时检测出悬架的角度反馈给控制器，控制器实时控制比例多路阀的开度，由液压马达推动悬挂转向至所要求的方位，实现车辆的多角度转向。

作为改进，所述模块单元车的车架四角处分别安装液压系统、制动系统和电气系统接口，模块单元车纵向组合或/和横向组合时，通过通信电缆软管和快换接头将各模块单元车对应的系统串联在一起；所述模块单元车的控制器之间通过CAN总线信号进行通讯，实现各模块单元车之间的协调同步；通讯时，一个模块单元车被定义为主控制模块单元车，其它模块单元车接收来自所述主控制模块单元车的转向、驱动、制动命令。这样仅需模块单元车的电气连接，而无需模块单元车车体之间的机械式连接，实现了模块单元车的自由定位组合。

进一步的，所述模块单元车的各驱动轴上安装转速传感器。在行驶过程中，所述控制器实时监测驱动轮的实际转差率，当某个驱动轮的转差率超过设定值时，控制器立刻发出信号，减小该驱动轮的马达排量，从而保证了其余驱动轮的牵引力的发挥，实现了防打滑控制。

优选的，所述模块单元车的车架两端头下部设置若干片耳柄，耳柄上加工耳柄孔，车架上方加工若干大车架孔、小车架孔；模块单元车纵向组合时，分别用连接销在耳柄和车架孔处将前后模块单元车连接在一起，用螺栓在小车架孔处紧固两个模块单元车；在车架侧面横梁处布置侧孔，模块单元车横向组合时，在侧孔处用横向连接件和螺栓将两个模块单元车连接在一起。从而实现模块单元车之间车体的机械连接。

更加优化的，本实用新型还包括遥控器，用于与所述控制器有线或无线通信，并操纵控制器。用于实现模块单元车的加速、提升和下降、前进和后退、左右转向、点火、熄火、急停、驻车制动、转向模式的设定、信息监测功能。

优选的，所述模块单元车为带驱动的四轴线模块单元车和/或六轴线模块单元车。

本实用新型的模块单元车既可机械连接，又可自由定位，使运输货物的吨位得到大大提升；由于自带动力，省去了牵引车，从而缩小了行驶的转弯半径，降低了运输设备购置成本；其转向方式多样化，既适合公路运输，又适合狭窄的场地运输，大大提高了运输效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1为动力模块单元布置图。

图2为带驱动的六轴线模块单元车布置图。

图3为带驱动的四轴线模块单元车布置图。

图4为两辆带驱动的六轴线模块单元车的组合方式图。

图5为带驱动的六轴线模块单元车转向模式图。

图6为四套10轴线并车图。

图中：1---油散热器，2---蓄电池，3---燃油箱，4---液压油箱，5---PPU提升油缸，6---并车销，7---液压油泵，8---发动机，9---中冷器、散热器；11---回转驱动，12---驱动桥，13---顶升油缸 ，14---制动桥，15---悬架；16---回转驱动，17---驱动桥，18---顶升油缸，19---制动桥，20---悬架；21---动力模块单元，22---带驱动的六轴线模块单元车，23---带驱动的四轴线模块单元车 ，24---横并电缆，25---纵并电缆。

具体实施方式

如图1所示的动力模块单元为一个单独的模块，包括发动机、分动器、空滤器、散热器、中冷器、油冷却器、变量泵、比例多路阀、溢流阀、液压油箱、燃油箱、蓄电池，动力模块单元与所述模块单元车机械连接，为模块单元车提供液压源、电源、气源；动力模块单元与带驱动的4轴线模块单元车或带驱动的6轴线模块单元车进行机械连接。

图2为带驱动的六轴线模块单元车布置图。其组成部件和系统有车架、悬挂系统、行走机构、转向系统、制动系统、电气系统。第二、五轴线为驱动桥，产生驱动力，第一、三、四、六轴线为制动桥，产生制动力，驱动桥、制动桥与悬挂系统装配在一起，组成行走机构。每个模块单元车宽度为3m，轴距为1.5m，轮距1.8m，自重24吨，每轴线承载能力36吨，总计216吨（含自重）。每轴线由2个独立悬挂系统组成，悬挂系统为液压悬挂，高度补偿量能够达到600mm，货台最低高度为980mm，最高高度为1580mm。转向系统包括蜗杆回转支撑机构、液压马达、控制器、角度编码器；每个车轮上方安装的蜗杆回转支撑机构分别连接车架和悬挂，蜗杆回转支撑机构的蜗杆轴连接液压马达，角度编码器安装在蜗杆回转支撑机构上；变量泵用于提供压力油给所述比例多路阀，比例多路阀用于分别给每个蜗杆回转支承机构上的液压马达供油，比例多路阀的开度改变液压马达的旋向，从而控制每个蜗杆回转支承机构的转动角度；控制器用于根据设定的转向模式解析每个悬挂的理论转角，再根据角度编码器反馈的信号确定比例阀的开度，控制角度编码器用于实时检测出悬架的角度反馈给控制器，控制器实时控制比例多路阀的开度，由液压马达推动悬挂转向至所要求的方位，实现车辆的多角度转向。

图3为带驱动的四轴线模块单元车布置图。其组成部件和系统有车架、悬挂系统、行走机构、转向系统、制动系统、电气系统。第二、三轴线为驱动桥，产生驱动力，第一、四轴线为制动桥，产生制动力，驱动桥、制动桥与悬挂系统装配在一起，组成行走机构。每个模块单元车宽度为3m，轴距为1.5m，轮距1.8m，自重16吨，每轴线承载能力36吨，总计144吨（含自重）。每轴线由2个独立悬挂系统组成，悬挂系统为液压悬挂，高度补偿量能够达到600mm，货台最低高度为980mm，最高高度为1580mm。

带驱动的6轴线模块单元车最大可载重192吨，带驱动的4轴线模块单元车最大可载重128吨，根据货物的形状、尺寸和重量，采用不同数量的模块，采用平行、T形、Y形、V形、环形等多种组合方式，分别如图4-(a)、4-(b)、4-(c)、4-(d)、4-(e)。

带驱动的6轴线模块单元车或4轴线模块单元车均可以采用7种转向模式，实现任意吨位货物的运输。所述7种转向模式分别为横向驾驶模式、普通驾驶模式、前轴转向驾驶模式、后轴转向驾驶模式、斜向驾驶模式、角向90°驾驶模式、原地转圈驾驶模式，分别对应图5-(a)、5-(b)、5-(c)、5-(d)、5-(e)、5-(f)、5-(g)。如果转向偏差超过设定值，运输车的驱动系统将会自动关闭，不能行驶或报警。

所述带驱动的4轴线模块单元车、带驱动的6轴线模块单元车的车架四角处分别安装液压系统、制动系统和电气系统接口，模块单元车纵向组合或/和横向组合时，通过通信电缆软管和快换接头将各模块单元车对应的系统串联在一起；所述模块单元车的控制器之间通过CAN总线信号进行通讯，实现各模块单元车之间的协调同步；通讯时，一个模块单元车被定义为主控制模块单元车，其它模块单元车接收来自所述主控制模块单元车的转向、驱动、制动命令。这样仅需模块单元车的电气连接，而无需模块单元车车体之间的机械式连接，实现了模块单元车的自由定位组合。

模块单元车的各驱动轴上安装转速传感器。在行驶过程中，所述控制器实时监测驱动轮的实际转差率，当某个驱动轮的转差率超过设定值时，控制器立刻发出信号，减小该驱动轮的马达排量，从而保证了其余驱动轮的牵引力的发挥，实现了防打滑控制。

提升液压系统将所有举升油缸连接在一起，配置液压阀组元件，改变阀组件开启组合状态，模块单元车支撑可以获得一点支撑、三点支撑和四点支撑。

该制动系统设计为两路压缩空气系统。它由一套行车制动系统和一套独立的驻车制动系统组成。行车制动时，压缩空气直接从储气筒通过控制阀到膈膜气缸，进行制动。驻车制动是由制动气缸的弹簧压力来制动，因此能通过弹簧施加压力来制动。

电气系统额定电压为28V，配备2个180AH 蓄电池，动力模块单元配置的电控、监测设备采用液晶彩色显示器。微控系统直接采用工程车专用控制器及其扩展模块，使自行式模块单元车各系统控制的可靠性和稳定性更好。控制器与控制器、控制器与显示器之间均采用CAN 总线形式进行数据传输。除具有一般操作、监视功能外，还设如下显示功能。仪表显示：车速、发动机转速、油压、油温、水温、制动系统气压。灯光报警：高压转向过滤警示灯、预热控制指示灯、吸回油过滤驱动系统警示灯、气压制动警示灯、回油滤油器报警警示灯、蓄电池充电指示灯、驻车制动指示灯、燃油低报警指示灯、机油压力报警指示灯、冷却剂温度报警指示灯、液压油位警示灯、空气过滤报警警示灯。照明：转向、倒车、警示灯、示宽灯。

遥控器分有线遥控器、紧急转向遥控器。有线遥控可实现加速、提升和下降、前进和后退、左右转向、点火、熄火、急停、驻车制动、转向模式的设定、信息监测等功能。

各模块单元车之间可横向或纵向拼接。模块之间纵向拼接时采用液压连接销，横向连接时采用通讯电缆。各模块都自身带有一套控制系统，可实现自身转向协调同步等功能。模块之间通过CAN 总线信号进行通讯，实现各模块之间的协调同步。通讯时，一个模块单元车被定义为主控制模块单元，其它的模块接收来自主控制模块单元的转向、驱动、制动等命令。

各系统组合接口，均设置在车架上。结构连接方式为在车架两端头下部设置五片耳柄，耳柄上加工直径为120mm的孔，车架上方设置6个直径35mm的孔和2个直径100mm的孔。模块纵向组合时，分别用连接销在直径120mm孔和直径100mm孔处将模块车连接在一起，用6件螺栓在直径35mm孔处紧固两个模块车。在车架侧面横梁处布置6个直径35mm的孔，模块横向组合时，用横向连接件和螺栓将两个模块车连接在一起。液压系统、制动系统和电气系统接口均在车架四角处布置，模块纵向组合和横向组合时，用软管和快换接头将各模块车相关系统串联在一起。模块车之间纵向组合和横向组合，通过上面所述方法组合。

模块车之间既可机械连接，又可自由定位连接，见图6所示。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种自行式模块化组合运输车，包括模块单元车，其特征在于，还包括动力模块单元，所述动力模块单元包括发动机、分动器、空滤器、散热器、中冷器、油冷却器、变量泵、比例多路阀、溢流阀、液压油箱、燃油箱、蓄电池，动力模块单元与所述模块单元车机械连接，为模块单元车提供液压源、电源、气源；

所述模块单元车包括转向系统，所述转向系统包括蜗杆回转支撑机构、液压马达、控制器、角度编码器；每个车轮上方安装所述蜗杆回转支撑机构分别连接车架和悬挂，蜗杆回转支撑机构的蜗杆轴连接所述液压马达，所述角度编码器安装在蜗杆回转支撑机构上；

所述变量泵用于提供压力油给所述比例多路阀，比例多路阀用于分别给每个蜗杆回转支承机构上的液压马达供油，比例多路阀的开度改变液压马达的旋向，从而控制每个蜗杆回转支承机构的转动角度；

控制器用于根据设定的转向模式解析每个悬挂的理论转角，再根据角度编码器反馈的信号确定比例阀的开度，控制角度编码器用于实时检测出悬架的角度反馈给控制器，控制器实时控制比例多路阀的开度，由液压马达推动悬挂转向至所要求的方位。

2.根据权利要求1所述的自行式模块化组合运输车，其特征在于，所述模块单元车的车架四角处分别安装液压系统、制动系统和电气系统接口，模块单元车纵向组合或/和横向组合时，通过通信电缆软管和快换接头将各模块单元车对应的系统串联在一起；所述模块单元车的控制器之间通过CAN总线信号进行通讯，实现各模块单元车之间的协调同步。

3.根据权利要求2所述的自行式模块化组合运输车，其特征在于，所述模块单元车的各驱动轴上安装转速传感器。

4.根据权利要求3所述的自行式模块化组合运输车，其特征在于，所述模块单元车的车架两端头下部设置若干片耳柄，耳柄上加工耳柄孔，车架上方加工若干大车架孔、小车架孔；模块单元车纵向组合时，分别用连接销在耳柄和车架孔处将前后模块单元车连接在一起，用螺栓在小车架孔处紧固两个模块单元车；在车架侧面横梁处布置侧孔，模块单元车横向组合时，在侧孔处用横向连接件和螺栓将两个模块单元车连接在一起。

5.根据权利要求4所述的自行式模块化组合运输车，其特征在于，还包括遥控器，用于与所述控制器有线或无线通信，并操纵控制器。

6.根据权利要求5所述的自行式模块化组合运输车，其特征在于，所述模块单元车为带驱动的四轴线模块单元车和/或六轴线模块单元车。

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