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专利号: 2017108168112
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新型公铁两用车,所述公铁两用车包括车架(1),车架(1)与设置在其下方的中间支架(12)之间通过转盘(11)连接,使车架(1)可绕转盘(11)的中心轴、相对于中间支架(12)旋转;

其特征在于:中间支架(12)的前、后端分别设置可旋转的第一转轴(13),两个第一转轴(13)之间设置复位弹簧(19);第一转轴(13)沿车架(1)横向设置且水平放置;第一转轴(13)的外侧面上安装水平放置的圆弧形导槽(14),导槽(14)的两个内侧面上设置齿条,齿条分别与放置在中间支架(12)两侧的两个辅助齿轮啮合,辅助齿轮内设置的轴承套设在竖直放置的转向轴(15)上,转向轴(15)的外侧面与前支臂(16)的一端或后支臂(17)的一端连接,前支臂(16)沿车架(1)的纵向水平设置在中间支架(12)的前方,后支臂(17)沿车架(1)的纵向水平设置在中间支架(12)的后方;

安装在同一个导槽(14)中的两个转向轴(15)之间设置辅助导向机构;所述的辅助导向机构包括沿车架(1)的横向方向水平设置的双杆液压缸(18),双杆液压缸(18)的两个活塞杆的端头分别与一个球笼式万向节的一个节叉连接,万向节的另一个节叉通过轴承套在转向轴(15)的外侧面上;

所述前支臂(16)的下部与前辅助悬架(2)的上端连接,所述后支臂(17)的下部与后辅助悬架(3)的上端连接,前辅助悬架(2)、后辅助悬架(3)的下端分别安装在前桥、后桥的壳体上,所述的前辅助悬架(2)、后辅助悬架(3)包括螺旋弹簧、减振器、导力杆;所述前桥、后桥的壳体中各设置一根辅助传动轴(4);辅助传动轴(4)与第一转轴(13)平行;

所述辅助传动轴(4)的外侧面上、沿其轴向方向套设旋转机构,所述的旋转机构包括套设在辅助传动轴(4)上、相对于车架(1)的纵向中心面对称设置的两个太阳轮(51),辅助传动轴(4)与太阳轮(51)之间设置辅助离合器(52),太阳轮(51)与设在其侧面的多个行星轮(53)啮合,行星轮(53)套设在行星架(54)上,行星轮(53)还同时与其外侧的齿圈(55)啮合,所述行星架(54)的转轴、齿圈(55)的转轴分别通过轴承安装在前桥(4)或后桥(5)的壳体上,所述行星架(54)的转轴、行星轮(53)附近还设置可使二者分别停止旋转的电磁制动片(56);

所述齿圈(55)的转轴外侧面设置的外花键与第一支腿(57)一端中心设置的内花键相互配合,第一支腿(57)的另一端设置第一旋转电机(58),第一旋转电机(58)的转轴与辅助传动轴(4)平行;第一旋转电机(58)的输出轴插入第二支腿(59)一端设置的花键孔内,第二支腿(59)的另一端设置轴承座;

靠近前桥的辅助传动轴(4)以及靠近后桥的辅助传动轴(4)上分别套设两个旋转机构,其中一个旋转机构中的两个第二支腿(59)下端的轴承座中套入一根轮对转轴(61),该旋转机构设为第一旋转机构,轮对转轴(61)的两端套设轮对(6);另一个旋转机构中的两个第二支腿(59)下端的轴承座中各套入一根车轮转轴(71),该旋转机构设为第二旋转机构,车轮转轴(71)上套设车轮(7);所述轮对(6)位于车轮(7)的内侧;所述的轮对转轴(61)、车轮转轴(71)与辅助传动轴(4)平行;

所述轮对(6)内设置第一压力传感器(85),所述车轮(7)内设置第二压力传感器(86);

所述前支臂(16)的前端、后支臂(17)的后端分别设置摄像头(87);所述第一压力传感器(85)、第二压力传感器(86)、摄像头(87)分别与控制器(88)通信连接。

2.根据权利要求1所述的新型公铁两用车,其特征在于:所述轮对转轴(61)的外侧套设轮对驱动电机,轮对驱动电机安装在相应的第二支腿(59)上;所述车轮(62)为带有轮毂驱动电机的整体式驱动轮。

3.根据权利要求1所述的新型公铁两用车,其特征在于:所述前桥上设置的第一旋转机构、第二旋转机构可分别绕相应的辅助传动轴(4)向后旋转一定角度并向前旋转至相应的第一支腿(57)处于水平状态;所述后桥上设置的第一旋转机构、第二旋转机构可分别绕相应的辅助传动轴(4)向前旋转一定角度并向后旋转至相应第一支腿(57)处于水平状态。

4.根据权利要求2至权利要求3所述的任意一种新型公铁两用车的道路切换的方法,其特征在于:所述的方法包括以下步骤:公路行驶、前桥定位、后桥定位;离开轨道;

所述的公路行驶步骤为:辅助传动轴(4)不旋转;车轮(7)与地面接触,与前桥连接的轮对(6)位于前桥连接的辅助传动轴(4)的前方,与后桥连接的轮对(6)位于后桥连接的辅助传动轴(4)的后方;轮毂驱动电机依次带动车轮(7)、车架(1)运动;

所述的前桥定位步骤为:保持车架(1)的纵向中心线与铁轨之间的角度为30°-60°之间,并保持两用车处于行驶状态,使两用车爬上轨道旁的路基,爬坡时摄像头(87)实时拍摄地面情况形成照片,第二压力传感器(86)实时发送车轮(7)与地面之间的压力信号,并将压力信号传递给控制器(88),控制器(88)分析照片并确定铁轨的位置,同时根据压力信号判断每个车轮(7)是否跨过轨道以及跨过轨道的数量;当与前桥连接的靠近轨道的车轮(7)跨过第二条轨道后,则控制与该车轮(7)相连的转向轴(15)沿导槽(14)向前运动,控制与前桥连接的另一侧的车轮(7)相连的转向轴(15)沿导槽(14)向后运动,同时双杆液压缸(18)两端的活塞杆长度变化,使前桥的车轮(7)始终保持与轨道平行;

前桥的车轮(7)与轨道平行的同时,位于前桥壳体内的辅助传动轴(4)开始旋转,第一旋转机构中的辅助离合器(52)连接,第一旋转机构中的电磁制动片(56)动作使相应行星轮(53)不自转,相应的旋转支腿(58)带动轮对(6)向下旋转至与铁轨接触;然后前桥中的第二旋转机构的辅助离合器(52)连接,前桥中的第二旋转机构的电磁制动片(56)动作使相应行星轮(53)不旋转,相应的旋转支腿(58)带动与前桥连接的车轮(7)旋转,此时车轮(7)的旋转方向与轮对(6)同向,车轮(7)旋转的同时,相应的第二旋转机构中的第一旋转电机(58)旋转,使相应的第二旋转机构中的第二支腿(59)旋转,第二支腿(59)的旋转方向与轮对(6)反向,则与前桥连接的车轮(7)向后上方旋转的同时向上收缩;前桥的车轮(7)与地面分离后停止旋转;

当与前桥连接的轮对(6)与轨道完全接触后,控制器(88)控制与前桥连接的第一旋转机构中的辅助离合器(52)断开,然后控制与前桥连接的第二旋转机构中的电磁制动片(56)动作使相应行星轮(53)开始旋转,相应行星架(54)停转,此时与前桥连接的第二旋转机构的齿圈(55)相对于太阳轮(51)反向旋转,使与前桥连接的车轮(7)反向旋转,相应的第二旋转机构的第一支腿(57)旋转至水平后停止,同时相应的第二旋转机构中的第一旋转电机(58)反向旋转,使相应的第二旋转机构中的第二支腿(59)旋转至水平后停止;然后相应的第二旋转机构中的辅助离合器(52)断开,前桥的辅助传动轴(4)停止运动;

所述的后桥定位步骤为:与后桥连接的车轮(7)在其上设置的轮毂驱动电机的驱动下旋转,前方轮对(6)与轨道接触实现导向作用,使中间支架(1)逐渐运动至其纵向方向与轨道平行;接着将后桥中与地面接触的车轮(7)切换为轮对(6),切换的方法与前桥定位步骤中相应的车轮(7)与轮对(6)的切换过程一致。

5.根据权利要求4所述的任意一种新型公铁两用车的道路切换的方法,其特征在于:

所述的离开轨道步骤为:与前桥、后桥分别连接的辅助传动轴(4)同时旋转,使前桥、后桥上安装的车轮(7)同时向下旋转至与地面接触,然后使前桥上安装的轮对(6)向后上方旋转并收起一定角度,使后桥上安装的轮对(6)向前上方旋转并收起一定角度;当车轮(7)与地面完全接触,使前桥上安装的轮对(6)向前方旋转至水平,使后桥上安装的轮对(6)向后方旋转至水平;然后启动轮毂驱动电机,将两用车驶离轨道。