CN206107254U - 一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构，以解决轨道式斜坡小车在不同方向作业时的转向问题。设计内容包括转向装置的机械部分和控制部分，机械部分包括由直流无刷电机和减速器构成的驱动系统，由啮合的驱动齿轮和从动齿轮及其安装附件如驱动轴、从动轴、安装轴承等构成的传动系统，底座和工作圆盘构成支撑系统，轨道对接时根据坡度设置弯轨并正确对接；转向控制通过单片机控制直流电机控制器来实现机构的平稳启动与停止，在圆盘和底座的360°圆周上安装4个行程开关，通过行程开关的感应实现90°转向，转向方向可以控制。

Description

一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构

技术领域

本实用新型涉及轨道装备转向系统技术领域，具体是一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构。

背景技术

在地势复杂的山地和丘陵地带，物资的搭载和运输十分困难，而最近出现了一种适用于山地斜坡使用的轨道式的移动小车，它采用了两侧双轨加上中间一根齿条轨的形式，两侧双轨主要承担移动小车以及搭载的货物的重量，而中间的齿条轨与小车上的驱动轮形成异化的齿轮齿条啮合，作为小车向前以及爬坡运动的驱动力。由于该轨道式斜坡移动小车通过两侧的夹紧轮与轨道联接，夹紧轮之间的水平调整仅能通过弹簧变形获得，调整间隙小，因此该小车转弯所需的转弯半径很大，十分不利于小车在山地、丘陵等地势下展开工作。本实用新型通过分析轨道运输小车的机械结构特性和运输方式，设计一种配套的移动平台转向机构，通过利用换向圆盘转动轨道的形式来实现小车在短距离内的90°转向，解决了轨道车在不同方向作业时的换向问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决轨道车在不同方向作业时的换向问题，在山地农业的生产中，能更好的进行不同方向上的农业活动，既能不破坏环境又能达到预想绿色生产的效果，进而提高工作效率，增加收入，使有限的山地空间得到合理化的应用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种斜坡轨道移动平台转向机构，包括换向机构机械系统和控制系统，机械系统有平台转向机构和移动平台换接机构。

本实用新型的底座部分结构包括了底部支撑板、四周的支撑柱、以及中心处的台柱。通过底部支撑板结合均匀分布的支撑柱和中心处的中心台柱之支撑整个机构和轨道车的重量。

本实用新型的电机连接在减速机的输入端用以提供机构所需的转矩，带动机构运转。

本实用新型的换向承载轨道根据轨道车结构设置，用以搭载轨道车在换向机构上顺利进行转向。

本实用新型的轨道车经斜坡轨道达到转向机构之间有一个弯角，通过此弯轨对接完成轨道车在两个不同平面内的运动。

本实用新型的换向圆盘的尺寸根据搭载轨道设计，底部有推力球轴承做支撑以便于换向。

本实用新型的圆锥滚子轴承用以支撑中心轴，平复轴向力和径向力。

本实用新型的机架为转向机构的机箱，保护内部零件不被外部侵蚀，以延长使用寿命。

本实用新型的斜坡轨道，即原轨道，按轨道车最大爬坡角度为45°设置，以便于对弯轨对接的设计。

本实用新型的控制系统通过控制器利用单片机控制机构的平稳启动与停止，设置转向角度为90°。

本实用新型的工作原理是：斜坡轨道移动平台转向机构在运行过程中，电机的驱动经过摆线针轮减速机将较大的转速降低，减速机的输出端即是连接齿轮传动系统的输入端，其间通过联轴器连接，经过齿轮啮合平稳减速到转向机构所需的转速，从而由转向机构的中心轴带动转盘进行换向。电机配有相应的电机控制器，控制电机的启动与停止，并在中心轴上设置刹车夹紧装置，通过单片机控制夹紧装置工作，以达到转向机构转过合适角度就平稳停止的功能。刹车夹紧装置与单片机控制器联合使用，除了达到基本功能要求外，还有一个功能就是可以进行紧急刹车，保证转向机构在工作过程中紧急情况做出及时的应对措施，从而增加轨道运输的安全性。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）机械系统包括平台转向机构和移动平台换接机构，通过参考已有的人力轨道转向机，设计一种依靠电气控制的自动化转向机构，由高速到低速的传动通过减速机来完成，保证合理的传动比，保证了小车在短距离的情况下实现大角度的转弯，同时保证了设备的基本功能、提高运输的效率，使的转弯过程更加平稳。

（2）设计轴系和齿轮传动系统。通过方案优化后按照传动比分配进行齿轮传动系统的参数化设计，以齿轮啮合机构传递来自减速机输出端的动力，保证转速再次降低以达到转向机构低速运行。

（3）对接机构的设计。有弯轨对接和平轨对接。弯轨对接应用于斜坡轨道和平台轨道连接，平轨对接应用于小车换向后转向机构与轨道的对接。轨道正确对接，确保小车按轨道顺利换向，同时设置有可靠的刹车装置，以保证转向机构可以平稳刹车。

（4）使用电动机作为动力来源，配以相应的电机控制器，实现了转向机构的停止、转动以及电气制动的自动化进行。

附图说明

图1为轨道式斜坡小车与轨道的工作示意图

图2为换向机构内部结构示意图

图3为换向机构外部整体示意图

图4为换向机构驱动部分示意图

图5为换向机构正视图

图6为换向机构工作状态示意图

图7是本实用新型的轨道车程序控制流程图

图8是本实用新型的转向机构程序控制流程图

附图标记：1.直流电机 2.减速器 3.联轴器 4.主动轴 5.主动轴端盖 6.主动轴下安装轴承 7.主动齿轮 8.主动轴上安装轴承 9.换向圆盘 10.推力球轴承 11.从动轴端盖 12.从动轴 13.从动齿轮 14.从动轴上安装轴承 15.从动轴下安装轴承 16.底座 17工作轨道安装螺栓 18.工作轨道 19.斜坡轨道 20.目标轨道a 21.目标轨道b

具体实施方式

本实用新型为一种斜坡轨道移动平台转向机构，由图6、图2就能示出本发明的实施方式，主要包括：1.直流电机，2.减速器，3.联轴器，4.主动轴，5.主动轴端盖，6.主动轴下安装轴承，7.主动齿轮，8.主动轴上安装轴承，9.换向圆盘，10.推力球轴承，11.从动轴端盖12.从动轴，13.从动齿轮，15.从动轴下安装轴承，16.底座，17.工作轨道安装螺栓，18.工作轨道，19.斜坡轨道，20.目标轨道a，21.目标轨道b。

所述平台转向机构，当轨道车沿着斜坡轨道[19]接近转向机构时，行程开关收到轨道车接近信号，信号传给控制系统，驱动换向圆盘旋转相应角度，与斜坡轨道实现对接，轨道车行驶上换向圆盘即停止行驶，控制系统控制转向机构旋转相应角度与目标轨道a[20]或目标轨道b[21]对接，对接完毕，轨道车继续行驶去往目的地，当轨道车返程时，控制过程同上。

机架的上部分是换向圆盘[9]（见图6），下部分是底座。机架上部分的换向圆盘用钢板根据轨道车的整体尺寸设计，是机构的转动部分，由图2换向盘[9]上铺设有一条根据小车的驱动轮结构设置的轨道[22]，在双轨之间铺设有一条齿轮轨道，根据小车的实际结构，轨道外侧的两条承重轨道是为了承受来自小车的重力，并且轨道的两个外边平面为小车侧夹紧轮所在位置，为防止小车侧翻而设；轨道上下方为小车上下夹紧轮所在的位置，为防止小车上跳而设；小车的驱动力来源于轨道中间的齿条轨道与小车驱动轮的啮合。轨道上两条外部轨道采用矩管，中间部分利用方管焊相接，而下方的支撑底架采用钢板，通过螺钉连接在换向转盘上方，既保证连接强度有比较容易拆卸。

底座部分的结构，如图2、图3，包括了底部支撑板，四周的支撑柱以及中心处的台柱。通过底部支撑板结合均匀分布的支撑柱和中心处的中心台柱之支撑整个机构和轨道车的重量。支撑柱用以配合中间的中心轴所在支撑柱，两者支撑机构重量，在机架内部掏空以便于设置传动系统。外部结构可搭配建立相应的水泥浇筑平台用以保护内部机构。

由图2，电机[1]带动摆线针轮减速机[2]，把动力通过主动轴[4]传给直齿圆柱齿轮啮合机构主齿轮[7]、从动齿轮[13]，带动换向圆盘[9]旋转。

控制系统中，设置转向机构的转角为90度，假设轨道车运输路线为十字形，向左转设为A通道，向右转设为B通道，而不转向设为对准进入通道，即转向后的复位通道，此时为初始化零状态。每一个通道设置一个行程开关，当转向机构转到指定角度时行程开关会做出反应，使机构停止运行，从而轨道车前进进入工作轨道。除此之外，在控制系统中设置急停按钮，以防止紧急情况的发生。控制流程图如图7所示。

除了转向机构需要进行控制之外，小车在轨道上的运行也必须与转向机构的控制相结合，从而才能实现所需功能。小车的控制功能主要是小车在行驶至进入通道过程中触碰到了行程开关，通过反馈控制小车停止。直至转向机构对准进入通道时，小车才又开始行走。之后通过无线串口控制小车停在转盘上，等待转向机构对准所需进入的A通道或B通道时，再控制小车运动，完成所要求的功能。控制流程图如图8所示。

根据上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更与修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，凡在本发明的精神和原则内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.本实用新型公布了一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构，包括由直流电机和减速箱构成的驱动系统，由啮合关系的驱动齿轮和从动齿轮及其安装附件构成的传动系统，由换向圆盘和支座构成的支撑系统以及由单片机，直流电机控制器，行程开关构成的转向控制系统，其特征在于：换向圆盘由安装于机架上的推力球轴承支撑，换向圆盘与从动轴通过螺钉固定，从动轴上安装有从动大齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，通过齿轮之间的啮合实现换向圆盘的换向旋转。

2.根据权利要求1所述的一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构，其特征在于：主动齿轮安装固定在主动轴上，主动轴通过轴承安装在底座上，主动轴一段通过联轴器与减速器的输出端相连，减速器的输入端由直流电机驱动，底座的结构包括了底部支撑板、四周的支撑柱、以及中心处的台柱，换向圆盘上固定有一段工作轨道，供斜坡小车在旋转换向时停留。

3.根据权利要求1所述的一种配合轨道式斜坡移动小车转向的新机构，其特征在于：由控制系统的单片机控制电机驱动摆线针轮减速机旋转，旋转角度控制通过单片机感应行程开关的信号来实现，控制旋转角度为90度，实现圆盘轨道上工作轨道与斜坡弯轨以及目标轨道的对接，换向圆盘底部有推力球轴承做支撑以便于换向。