CN214001660U - 单轨运输车自动避障系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了单轨运输车自动避障系统，包括：障碍物清扫块、受力杆、圆筒、滑块、主弹簧、缓冲弹簧、压力传感器和控制器；障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度；圆筒前端设有第一通孔，圆筒后端与单轨运输车的车头固定连接；受力杆前端与障碍物清扫块的后端固定连接，受力杆的后端穿过第一通孔后与滑块前端固定连接；滑块、主弹簧、缓冲弹簧和压力传感器均位于圆筒内；缓冲弹簧后端与圆筒后端固定连接，压力传感器安装在缓冲弹簧前端；压力传感器与控制器连接，控制器与单轨运输车的制动系统连接；本系统能够实现单轨运输车的低成本避障碍制动，保障单轨运输车的安全，同时保障单轨运输车的运输效率。

Description

单轨运输车自动避障系统

技术领域

本实用新型涉及单轨运输车领域，具体地，涉及一种单轨运输车自动避障系统。

背景技术

单轨运输车通常指骑在一条轨道上输送物料的坡地运输机械。单轨运输车(农田单轨铁道搬运车)通常用于坡地果园运输。已成为坡地果园广泛使用的运输机械。在我国云贵川水果种植区使用较为频繁，主要用于丘陵山区坡度45°以下的无路或狭窄地段，人力搬运困难，运量比较集中的果园里。与其它运输机械配合使用，可运输果品、肥料、农药以及林区搬运木材等物品。单轨运输车主要由牵引机、拖车(车箱)和单条轨道组成。

但是山地果园由于环境复杂，如石块、塌方或以及经常施工或劳作使得单轨运输车的轨道上容易出现杂物，如土堆、石块、其他农机设备、肥料、树枝、工具等等，容易使得行驶的单轨运输车与障碍物发生碰撞，使得单轨运输车脱轨或损坏。

现有技术中的障碍物检测以及相应的自动避障系统通常安装在汽车上，这些智能化的自动避障系统涉及了障碍物检测及制动，如涉及图像识别的智能分析处理，如基于双目摄像头的障碍物检测，图像识别障碍物检测，或者涉及红外技术的障碍物检测，如障碍物雷达等等，这些智能检测方式均需要相应的智能处理系统，成本较高，不适用与成本较低的单轨运输车使用。

并且在果园经常会有一些常规的杂物，如树枝或者一些质量较小的障碍物出现在轨道上，传统的避障系统的图像识别处理均会将这些障碍物视为危险，然后进行制动，这样会导致单轨运输车频繁制动，使得其工作效率下降。然而在实际的应用中树枝或这些质量较小的障碍物并不能够影响单轨运输车的正常行驶，其碰撞也不足以让单轨运输车损坏，因此，对于这些障碍物进行频繁的制动反而会影响单轨运输车的运输效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中智能化避障系统成本较高以及频繁制动的缺陷，本实用新型的目的是实现单轨运输车的低成本避障碍制动，保障单轨运输车的安全，同时保障单轨运输车的运输效率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了单轨运输车自动避障系统，所述系统包括：

障碍物清扫块、受力杆、圆筒、滑块、主弹簧、缓冲弹簧、压力传感器和控制器；

障碍物清扫块具有前端和后端，障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度；圆筒前端设有第一通孔，圆筒后端与单轨运输车的车头固定连接；受力杆前端与障碍物清扫块的后端固定连接，受力杆的后端穿过第一通孔后与滑块前端固定连接；滑块、主弹簧、缓冲弹簧和压力传感器均位于圆筒内；滑块侧面与圆筒内壁接触，滑块能够在圆筒内前后滑动；主弹簧前端与滑块后端固定连接，主弹簧后端与圆筒后端固定连接；缓冲弹簧后端与圆筒后端固定连接，缓冲弹簧前端向圆筒前端延伸，压力传感器安装在缓冲弹簧前端，滑块能够与压力传感器接触，在自然状态下缓冲弹簧的长度小于主弹簧的长度；压力传感器与控制器连接，控制器与单轨运输车的制动系统连接。

其中，本实用新型的原理为：将单轨运输车自动避障系统安装在单轨运输车的车头上，随着单轨运输车的移动而移动，并利用单轨运输车自动避障系统检测障碍物的阻力大小，若阻力较大表明障碍物质量较大，则单轨运输车自动避障系统通过控制器控制单轨运输车的制动系统进行制动，避免发生碰撞，当障碍物的质量较小时，则利用单轨运输车自动避障系统中的障碍物清扫块可以对障碍物进行清扫，而单轨运输车继续前进，保障单轨运输车的运输效率。

其中，单轨运输车自动避障系统中设有障碍物清扫块，障碍物清扫块位于整个系统的前端，即单轨运输车行进方向的最前端，当有障碍物时障碍物清扫块最先与障碍物接触，而由于障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度，这样的设计可以将障碍物向单轨运输车两侧推挤，进而形成障碍物清扫的作用。

其中，当有障碍物时，障碍物清扫块首先与障碍物接触，然后这种作用力通过受力杆传输至滑块，然后使得滑块滑动，滑块滑动进而压缩主弹簧，当障碍物质量较小时，滑块使得主弹簧的压缩形变较小，进而使得滑块并未与压力传感器接触，进而控制器与不会触发制动系统对单轨运输车进行制动，使得单轨运输车继续行进保障单轨运输车的运输效率，当障碍物质量较大时，此时的受力杆作用力较大，使得主弹簧的形变较大，进而使得滑块向后端移动较多与压力传感器接触，压力传感器将压力信息传输至控制器，控制器控制单轨运输车的制动系统进行制动，避免与障碍物发送剧烈的碰撞。

其中，本实用新型中的主弹簧一方面可以提供缓冲，另一方面可以对滑块的移动进行回位。

其中，本实用新型中压力传感器与控制器进行控制与现有技术中常用的控制方式，而控制器对单轨运输车的制动系统进行控制也是现有技术中的控制方式，本实用新型保护的是系统的组合原理以及相应的连接方式。

优选的，本实用新型中障碍物清扫块为圆锥或圆台。

圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线，并且用圆台台轴的字母表示圆台。

圆锥的底面与截面是圆台的底面，圆锥的侧面在截面与底面之间的部分是圆台的侧面，圆锥的母线在截面与底面之间的部分是圆台的母线。

以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台.旋转轴叫做圆台的轴.直角梯形上、下底旋转所成的圆面称为圆台的上、下底面，另一腰旋转所成的曲面称为圆台的侧面，侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线，圆台的轴上的梯形的腰的长度叫做圆台的高，圆台的高也是上、下底面间的距离。圆台也可认为是圆锥被它的轴的两个垂直平面所截的部分，因此也可称为“截头圆锥”。这样设计使得障碍物清扫块侧面为光滑的斜面，便于对障碍物进行更好的清扫。

优选的，本实用新型中障碍物清扫块为木块或橡胶块。木块或橡胶块具有缓冲作用，能够对单轨运输车和被撞目标进行保护。

优选的，本实用新型中障碍物清扫块与受力杆之间和受力杆与滑块之间均采用螺纹连接。

优选的，本实用新型中单轨运输车自动避障系统还包括预设电源，压力传感器和控制器通过预设电源供电。

优选的，本实用新型中压力传感器和控制器通过单轨运输车供电。

优选的，本实用新型中单轨运输车自动避障系统还包括定位模块和通信模块，定位模块和通信模块均安装在单轨运输车上，并通过单轨运输车供电，定位模块和通信模块均与控制器连接。单轨运输车在制动以后需要工作人员检查制动原因，而单轨运输车的轨道较长，工作人员若沿路线寻找则需要耗费较多的时间，通过定位模块获得单轨运输车的位置信息，在单轨运输车制动时将单轨运输车的位置信息通过通信模块发送给工作人员，使得工作人员能够快速获得制动的单轨运输车的实时位置。

优选的，本实用新型中主弹簧的弹性系数大于缓冲弹簧的弹性系数，主弹簧的长度为a，圆筒的长度为b，0.5b<a<b,缓冲弹簧的长度为c，c＝0.5b。即将主弹簧的弹性系数设计为较大，使其能够承受一定的压力，使得较小的障碍物使其形变较小，不会触发制动系统进行制动，将质量较大的障碍物时，主弹簧形变较大会触发制动系统进行制动。

优选的，本实用新型中障碍物清扫块与单轨运输车的导轨之间具有间隙。这样设计是避免障碍物清扫块与单轨之间形成摩擦，影响单轨运输车的正常行进。

优选的，本实用新型中单轨运输车的车头设有缓冲垫，圆筒与所述缓冲垫固定连接。其中利用缓冲垫可以进一步对撞击进行缓冲，对单轨运输车进行保护。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型能够实现单轨运输车的低成本避障碍制动，保障单轨运输车的安全，同时保障单轨运输车的运输效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

图1为单轨运输车的结构示意图；

图2为单轨运输车自动避障系统的结构示意图；

其中，1-车头，2-连接器，3-货箱，4-导轨，5-障碍物清扫块，6-受力杆，7-圆筒，8-滑块，9-主弹簧，10-缓冲弹簧，11-压力传感器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

请参考图1，图1为单轨运输车的结构示意图，其中，1为车头，为单轨运输车的动力源，通常为柴油发动机或汽油发动机或电机驱动，2为连接器，用于连接车头与货箱，或者货箱与货箱之间进行连接，3为货箱，用于装载货物，4为导轨，用于车头和货箱在导轨上进行行进。

图2为单轨运输车自动避障系统的结构示意图，本实用新型提供了单轨运输车自动避障系统，所述系统包括：

障碍物清扫块5、受力杆6、圆筒7、滑块8、主弹簧9、缓冲弹簧10、压力传感器11和控制器；

障碍物清扫块具有前端和后端，障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度；圆筒前端设有第一通孔，圆筒后端与单轨运输车的车头固定连接；受力杆前端与障碍物清扫块的后端固定连接，受力杆的后端穿过第一通孔后与滑块前端固定连接；滑块、主弹簧、缓冲弹簧和压力传感器均位于圆筒内；滑块侧面与圆筒内壁接触，滑块能够在圆筒内前后滑动；主弹簧前端与滑块后端固定连接，主弹簧后端与圆筒后端固定连接；缓冲弹簧后端与圆筒后端固定连接，缓冲弹簧前端向圆筒前端延伸，压力传感器安装在缓冲弹簧前端，滑块能够与压力传感器接触，在自然状态下缓冲弹簧的长度小于主弹簧的长度；压力传感器与控制器连接，控制器与单轨运输车的制动系统连接。

其中，本实用新型的原理为：将单轨运输车自动避障系统安装在单轨运输车的车头上，随着单轨运输车的移动而移动，并利用单轨运输车自动避障系统检测障碍物的阻力大小，若阻力较大表明障碍物质量较大，则单轨运输车自动避障系统通过控制器控制单轨运输车的制动系统进行制动，避免发生碰撞，当障碍物的质量较小时，则利用单轨运输车自动避障系统中的障碍物清扫块可以对障碍物进行清扫，而单轨运输车继续前进，保障单轨运输车的运输效率。

其中，单轨运输车自动避障系统中设有障碍物清扫块，障碍物清扫块位于整个系统的前端，即单轨运输车行进方向的最前端，当有障碍物时障碍物清扫块最先与障碍物接触，而由于障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度，这样的设计可以将障碍物向单轨运输车两侧推挤，进而形成障碍物清扫的作用。

其中，当有障碍物时，障碍物清扫块首先与障碍物接触，然后这种作用力通过受力杆传输至滑块，然后使得滑块滑动，滑块滑动进而压缩主弹簧，当障碍物质量较小时，滑块使得主弹簧的压缩形变较小，进而使得滑块并未与压力传感器接触，进而控制器与不会触发制动系统对单轨运输车进行制动，使得单轨运输车继续行进保障单轨运输车的运输效率，当障碍物质量较大时，此时的受力杆作用力较大，使得主弹簧的形变较大，进而使得滑块向后端移动较多与压力传感器接触，压力传感器将压力信息传输至控制器，控制器控制单轨运输车的制动系统进行制动，避免与障碍物发送剧烈的碰撞。

其中，本实用新型中的主弹簧一方面可以提供缓冲，另一方面可以对滑块的移动进行回位。

其中，本实用新型中压力传感器与控制器进行控制与现有技术中常用的控制方式，而控制器对单轨运输车的制动系统进行控制也是现有技术中的控制方式，本实用新型保护的是系统的组合原理以及相应的连接方式。

其中，在本实施例中受力杆、圆筒、滑块的材质可以采用轴承钢，且表面可涂抹防锈漆。

其中，压力传感器和控制器可采用本领域中现有的相关型号，能够实现压力的检测以及相应的控制功能即可，本实施例不对压力传感器和控制器的具体型号进行限定。

其中，在本实施例中，本实用新型中障碍物清扫块为圆锥或圆台。

圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线，并且用圆台台轴的字母表示圆台。

圆锥的底面与截面是圆台的底面，圆锥的侧面在截面与底面之间的部分是圆台的侧面，圆锥的母线在截面与底面之间的部分是圆台的母线。

以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台.旋转轴叫做圆台的轴.直角梯形上、下底旋转所成的圆面称为圆台的上、下底面，另一腰旋转所成的曲面称为圆台的侧面，侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线，圆台的轴上的梯形的腰的长度叫做圆台的高，圆台的高也是上、下底面间的距离。圆台也可认为是圆锥被它的轴的两个垂直平面所截的部分，因此也可称为“截头圆锥”。这样设计使得障碍物清扫块侧面为光滑的斜面，便于对障碍物进行更好的清扫。

其中，在本实施例中，本实用新型中障碍物清扫块为木块或橡胶块。木块或橡胶块具有缓冲作用，能够对单轨运输车和被撞目标进行保护，也可以采用其他材质本实施例不对障碍物清扫块的具体材质进行限定。

其中，在本实施例中，本实用新型中障碍物清扫块与受力杆之间和受力杆与滑块之间均采用螺纹连接。其中也可以采用焊接等其他固定连接方式，本发明对具体连接方式不进行限定。

其中，在本实施例中，本实用新型中单轨运输车自动避障系统还包括预设电源，压力传感器和控制器通过预设电源供电。

其中，在本实施例中单轨运输车可以通过相应的供电线路进行供电，压力传感器和控制器可通过相应的供电电路与单轨运输车的电路进行连接采电。

其中，在本实施例中，本实用新型中压力传感器和控制器通过单轨运输车供电。

其中，在本实施例中，本实用新型中单轨运输车自动避障系统还包括定位模块和通信模块，定位模块和通信模块均安装在单轨运输车上，并通过单轨运输车供电，定位模块和通信模块均与控制器连接。单轨运输车在制动以后需要工作人员检查制动原因，而单轨运输车的轨道较长，工作人员若沿路线寻找则需要耗费较多的时间，通过定位模块获得单轨运输车的位置信息，在单轨运输车制动时将单轨运输车的位置信息通过通信模块发送给工作人员，使得工作人员能够快速获得制动的单轨运输车的实时位置。

其中，本实施例中定位模块和通信模块均采用本领域中现有的相关信号的定位模块和通信模块，能够满足本实施例的定位和通信功能即可，本实施例对其具体型号不进行限定。

其中，本实施例中，本实用新型中主弹簧的弹性系数大于缓冲弹簧的弹性系数，主弹簧的长度为a，圆筒的长度为b，0.5b<a<b,缓冲弹簧的长度为c，c＝0.5b。即将主弹簧的弹性系数设计为较大，使其能够承受一定的压力，使得较小的障碍物使其形变较小，不会触发制动系统进行制动，将质量较大的障碍物时，主弹簧形变较大会触发制动系统进行制动。

其中，本实施例中，本实用新型中障碍物清扫块与单轨运输车的导轨之间具有间隙。这样设计是避免障碍物清扫块与单轨之间形成摩擦，影响单轨运输车的正常行进。

其中，本实施例中，本实用新型中单轨运输车的车头设有缓冲垫，圆筒与所述缓冲垫固定连接。其中利用缓冲垫可以进一步对撞击进行缓冲，对单轨运输车进行保护。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.单轨运输车自动避障系统，其特征在于，所述系统包括：

障碍物清扫块、受力杆、圆筒、滑块、主弹簧、缓冲弹簧、压力传感器和控制器；

障碍物清扫块具有前端和后端，障碍物清扫块的前端宽度小于障碍物清扫块的后端宽度；圆筒前端设有第一通孔，圆筒后端与单轨运输车的车头固定连接；受力杆前端与障碍物清扫块的后端固定连接，受力杆的后端穿过第一通孔后与滑块前端固定连接；滑块、主弹簧、缓冲弹簧和压力传感器均位于圆筒内；滑块侧面与圆筒内壁接触，滑块能够在圆筒内前后滑动；主弹簧前端与滑块后端固定连接，主弹簧后端与圆筒后端固定连接；缓冲弹簧后端与圆筒后端固定连接，缓冲弹簧前端向圆筒前端延伸，压力传感器安装在缓冲弹簧前端，滑块能够与压力传感器接触，在自然状态下缓冲弹簧的长度小于主弹簧的长度；压力传感器与控制器连接，控制器与单轨运输车的制动系统连接。

2.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，障碍物清扫块为圆锥或圆台。

3.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，障碍物清扫块为木块或橡胶块。

4.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，障碍物清扫块与受力杆之间和受力杆与滑块之间均采用螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，单轨运输车自动避障系统还包括预设电源，压力传感器和控制器通过预设电源供电。

6.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，压力传感器和控制器通过单轨运输车供电。

7.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，单轨运输车自动避障系统还包括定位模块和通信模块，定位模块和通信模块均安装在单轨运输车上，并通过单轨运输车供电，定位模块和通信模块均与控制器连接。

8.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，主弹簧的弹性系数大于缓冲弹簧的弹性系数，主弹簧的长度为a，圆筒的长度为b，0.5b<a<b,缓冲弹簧的长度为c，c＝0.5b。

9.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，障碍物清扫块与单轨运输车的导轨之间具有间隙。

10.根据权利要求1所述的单轨运输车自动避障系统，其特征在于，单轨运输车的车头设有缓冲垫，圆筒与所述缓冲垫固定连接。

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