一种列车自动存放行李装置及其存放方法与流程

本发明涉及行李存放领域，特别涉及一种列车自动存放行李装置及其存放方法。

背景技术：

目前，铁路交通已经成为了人们出行的主要交通工具，并且乘坐时，常常需要将行李放置到行李架上。但老人、妇女在乘坐列车时，放置行李的过程相对较为困难。并且在一些比较拥挤的列车中，在行李架上存放行李也经常会干涉到其他旅客，也可能会因为存放大件行李时不慎行李跌落对其他旅客造成身体损伤。

因此，如果能够在现有的列车车厢基础上开发一套能够实现自动行李存放的设备将会大大便利旅客的乘车出行。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种列车自动存放行李装置及其存放方法，这种设备可实现对行李的自动存放，以大大便利旅客的乘车出行。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种列车自动存放行李装置，包括位于车厢顶部的行李架，所述行李架有两个且分别位于车厢两侧，两个所述行李架的同一端设置有用以将行李抬升至大于行李架位置高度的行李升降机构，两个所述行李架之间设置有固定于车厢顶部的滑轨，所述滑轨上滑移配合有可将抬升的行李进行抓取并水平送至行李架上的抓取存放机构，所述滑轨上还设置有驱动抓取存放机构沿车厢长度方向进行移动的行走机构。

本发明进一步设置为：所述行李升降机构安装于列车车厢门处，且位于两个所述行李架的同一端。

本发明进一步设置为：所述行李升降机构包括双轴电机、直角锥齿轮副、螺母座、长丝杠、载物板、滑块以及长导轨，所述双轴电机两侧通过轴连接两个锥齿轮，所述双轴电机轴线和长丝杠轴线成直角，所述长丝杠末端通过键连接有一个锥齿轮，并和所述双轴电机轴线上的锥齿轮啮合形成直角锥齿轮副；

所述两侧长丝杠上各有一个螺母座，两个所述螺母座在高度方向上成同一水平线，所述螺母座通过滑块和长导轨可滑动配合，所述长导轨固连在车厢门两侧，所述行李升降机构的结构左右对称，两个所述螺母座与同一个载物板相连接。

本发明进一步设置为：所述抓取存放机构包括有抓取件和存放件，所述抓取件包括载物箱、行李、抓钩、开合电机、前后连接轴、中间曲柄、连杆、开合导轨、开合滑块，所述载物箱可平稳放置在载物板上，所述行李放置于载物箱内部，所述挂钩的个数有四个且每个抓钩一端均与开合滑块固连，每个所述开合滑块均与开合导轨滑动连接，每个所述开合滑块通过连接件与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与中间曲柄铰接，所述开合电机和前后连接轴通过联轴器连接，所述前后连接轴分别和前后的两根中间曲柄通过键连接，所述载物箱的四个角上分别伸出有抓杆，四根所述抓杆分别对应有四个抓钩，每个所述抓钩底部的钩子状均刚好可钩取相应抓杆。

本发明进一步设置为：所述存放件包括相互配合的上连接块以及下连接块，所述上连接块的一侧设置有用以容纳下连接块的凹槽，所述凹槽的开口处设置有挡板，所述下连接块于凹槽内的一端设置有与挡板相配合的限位板，所述限位板与挡板之间设置有双推杆液压缸，所述双推杆液压缸的自由端与限位板相连接，所述双推杆液压缸的个数为2个且分别位于下连接块的两侧；

所述下连接块的顶部设置有下部齿轮以及驱动下部齿轮转动的步进电机，所述上连接块于凹槽内设置有可与下部齿轮相配合的上部齿条，所述下连接块朝向车厢底部的一侧设置有置物槽，所述抓取件于置物槽内与下连接块固定连接。

本发明进一步设置为：所述行走机构包括与滑轨滑动连接的行走架，所述行走架的底部与上连接块的顶部固定连接，所述行走架的一侧还穿设有转动丝杆，所述转动丝杆与行走架螺纹配合，所述转动丝杆的一端设置有可驱动转动丝杆转动的直线电机，所述直线电机的一侧固定于车厢顶部。

一种列车自动存放行李装置的存放方法，包括以下步骤：

s1，旅客将所述行李放置到载物箱内，双轴电机转动，带动左右两侧末端的锥齿轮副以相同的速度旋转，从而使左右长丝杠也以相同速度旋转，同时两侧螺母座在长导轨导向作用下带动载物板做平稳的升降运动，并且当装置运作时，系统会发出警报，防止误伤过往路人；

s2，所述开合电机通过前后连接轴驱动安装在前后侧的中间曲柄实现相同状态的旋转，中间曲柄通过左右两侧连杆带动左右滑块实现滑动，带动抓钩侧向移动，调节开合电机旋向的正反可以实现抓取机构末端四根抓钩的同步开合；

s3，所述双推杆液压缸的推杆伸缩，使得下连接块有径向的平移自由度，从而实现抓取机构对载物箱的抓取；

s4，当所述双推杆液压缸升到最高时，即下连接块处于最高位置时，下部齿轮和上部齿条啮合，此时齿轮转动，即可带动下连接块以及与其连接的抓取机构实现左右的横移，从而将行李放置到两侧的行李架上。

综上所述，本发明具有以下有益效果：工作时，行李放置于行李升降机构上，并经由行李升降机构抬升至大于行李架位置高度。此时再通过抓取存放机构对已经抬升的行李进行抓取，并在行走机构作用下进行移动。当找到空位后，再通过抓取存放机构的水平运动将行李放置两侧的行李架上，最后抓取存放机构脱离、整个装置复位。该装置可以对现有的列车进行方便的改装，能够实现旅客行李从地面到行李架的自动化存取，解决了旅客将沉重行李放到行李架上的困难。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的实施例一的行李升降机构的结构示意图；

图2为抓取件与行李升降机构在配合状态下的结构示意图；

图3为图2中的抓取件的结构示意图；

图4为行李升降机构、抓取件以及部分存放件在配合状态下的结构示意图；

图5为抓取件与存放件在配合状态下的结构示意图；

图6为存放件的部分结构示意图；

图7为车厢顶部、行李架以及行走机构的结构示意图。

附图标记：1、行李架；2、行李升降机构；3、滑轨；4、抓取存放机构；5、行走机构；6、双轴电机；7、直角锥齿轮副；8、螺母座；9、长丝杠；10、载物板；11、滑块；12、长导轨；13、抓取件；14、存放件；15、载物箱；16、行李；17、抓钩；18、开合电机；19、连接轴；20、中间曲柄；21、连杆；22、开合导轨；23、开合滑块；24、连接件；25、抓杆；26、上连接块；27、下连接块；28、凹槽；29、挡板；30、限位板；31、双推杆液压缸；32、下部齿轮；33、上部齿条；34、置物槽；35、行走架；36、转动丝杆；37、直线电机；38、车厢顶部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-图7所示，一种列车自动存放行李装置，包括位于车厢顶部38的行李架1，行李架1有两个且分别位于车厢两侧。两个行李架1的同一端设置有用以将行李16抬升至大于行李架1位置高度的行李升降机构2，两个行李架1之间设置有固定于车厢顶部38的滑轨3，滑轨3上滑移配合有可将抬升的行李16进行抓取并水平送至行李架1上的抓取存放机构4，滑轨3上还设置有驱动抓取存放机构4沿车厢长度方向进行移动的行走机构5。

工作时，行李16放置于行李升降机构2上，并经由行李升降机构2抬升至大于行李架1位置高度。此时再通过抓取存放机构4对已经抬升的行李16进行抓取，并在行走机构5作用下进行移动。当找到空位后，再通过抓取存放机构4的水平运动将行李16放置两侧的行李架1上，最后抓取存放机构4脱离、整个装置复位。

进一步的，行李升降机构2安装于列车车厢门处，且位于两个行李架1的同一端。

进一步的，行李升降机构2包括双轴电机6、直角锥齿轮副7、螺母座8、长丝杠9、载物板10、滑块11以及长导轨12。双轴电机6两侧通过轴连接两个锥齿轮，并且双轴电机6轴线和长丝杠9轴线成直角，长丝杠9末端也通过键连接有一个锥齿轮，并和双轴电机6轴线上的锥齿轮啮合形成直角锥齿轮副7。

如图2所示，两侧长丝杠9上各有一个螺母座8，两个螺母座8在高度方向上成同一水平线，螺母座8通过滑块11和长导轨12可滑动配合。长导轨12固连在车厢门两侧，行李升降机构2的结构左右对称，两螺母座8与同一个载物板10相连接。

工作时，双轴电机6转动，带动左右两侧末端的锥齿轮副以相同的速度旋转，从而使左右长丝杠9也以相同速度旋转。此时两侧螺母座8在长导轨12导向作用下带动载物板10做平稳的升降运动。在实际应用中，平常状态下载物板10处于最底部，不会对行人有阻碍。当需要将地面的行李16升起或者将行李架1上行李16搬运下来时，系统会发出警报，防止误伤过往路人。

进一步的，抓取存放机构4包括有抓取件13和存放件14，抓取件13包括载物箱15、行李16、抓钩17、开合电机18、前后连接轴19、中间曲柄20、连杆21、开合导轨22、开合滑块23，载物箱15可平稳放置在载物板10上，行李16放置于载物箱15内部，挂钩的个数有四个且每个抓钩17一端均与开合滑块23固连，每个开合滑块23均与开合导轨22滑动连接，每个开合滑块23通过连接件24与连杆21的一端铰接，连杆21的另一端与中间曲柄20铰接，开合电机18和前后连接轴19通过联轴器连接，前后连接轴19分别和前后的两根中间曲柄20通过键连接，载物箱15的四个角上分别伸出有抓杆25，四根抓杆25分别对应有四个抓钩17，每个抓钩17底部的钩子状均刚好可钩取相应抓杆25。

开合电机18通过前后连接轴19可以驱动安装在前后侧的中间曲柄20实现相同状态的旋转，中间曲柄20通过左右两侧连杆21带动左右的开合滑块23在开合导轨22内实现滑动，同时带动抓钩17移动，调节开合电机18旋向的正反可以实现抓取机构末端四根抓钩17的开合，在存放件14的位移配合下，实现对载物箱15上四根抓杆25的抓取。

进一步的，存放件14包括相互配合的上连接块26以及下连接块27，上连接块26的一侧设置有用以容纳下连接块27的凹槽28，凹槽28的开口处设置有挡板29，下连接块27于凹槽28内的一端设置有与挡板29相配合的限位板30，限位板30与挡板29之间设置有双推杆液压缸31，双推杆液压缸31的自由端与限位板30相连接，双推杆液压缸31的个数为2个且分别位于下连接块27的两侧。

下连接块27的顶部设置有下部齿轮32以及驱动下部齿轮32转动的步进电机(附图未示出)，上连接块26于凹槽28内设置有可与下部齿轮32相配合的上部齿条33，下连接块27朝向车厢底部的一侧设置有置物槽34，抓取件13于置物槽34内与下连接块27固定连接。使抓钩17承受的径向力大部分转移至下连接块27处，从而提高机构的稳定性。

工作时，双推杆液压缸31通过推杆伸缩，使得下连接块27有径向的平移自由度，方便对载物箱15的抓取。当双推杆液压缸31升到最高时，即下连接块27处于最高位置时，下部齿轮32和上部齿条33啮合。下部齿轮32转动，即可带动下连接块27以及与其连接的抓取件13实现左右的横移，从而将行李16放置到两侧的行李架1上。通过双推杆液压缸31，可使得下连接板的位置高度得到调整，以配合抓取件13实现对载物箱15上四根抓杆25的抓取。

进一步的，行走机构5包括与滑轨3滑动连接的行走架35，行走架35的底部与上连接块26的顶部固定连接。行走架35的一侧还穿设有转动丝杆36，转动丝杆36与行走架35螺纹配合。转动丝杆36的一端设置有可驱动转动丝杆36转动的直线电机37，该直线电机37的一侧固定于车厢顶部38。

通过直线电机37的驱动，使得丝杆发生转动，进而带动螺纹配合的行走架35进行转动，但是行走架35又与滑轨3相配合，使得行走架35不能进行转动，而仅能沿丝杆轴向进行往复移动，以带动行走架35沿车厢长度方向移动。当行走架35移动至有空位的行李架1一侧时，存放件14进行横移，将整个载物箱15放置于行李架1上，然后抓取件13脱离。

进一步的，行走架35朝向行李架1的一侧设置有可识别行李架1上是否有空位的红外线传感器，位于行走架35同一侧的红外线传感器的个数为2个，且两个红外线传感器的间距与载物箱15的宽度一致。每个红外传感器均通过控制器与直线电机信号连接。上述连接方式与信号传输方式均为现有技术，在此不加以详细赘述。

在实际使用时，若位于行走架35同一侧的两个红外线传感器均感应到行李架1上有行李16，则不是空位。若两个红外线传感器中有一个检测到有行李16，另一个是空位，则表示该空位间距不够，不足以将载物箱15放置于行李架1上。只有位于行走架35同一侧的两个红外线传感器均感应到行李架1上有空位时，则信号传输至控制器，控制器控制直线电机停止转动。

一种列车自动存放行李装置的存放方法，包括以下步骤：

s1，旅客将行李16放置到载物箱15内，双轴电机6转动，带动左右两侧末端的锥齿轮副以相同的速度旋转，从而使左右长丝杠9也以相同速度旋转，同时两侧螺母座8在长导轨12导向作用下带动载物板10做平稳的升降运动，并且当装置运作时，系统会发出警报，防止误伤过往路人。

s2，开合电机18通过前后连接轴19驱动安装在前后侧的中间曲柄20实现相同状态的旋转，中间曲柄20通过左右两侧连杆21带动左右滑块11实现滑动，带动抓钩17侧向移动，调节开合电机18旋向的正反可以实现抓取机构末端四根抓钩17的同步开合。

s3，双推杆液压缸31的推杆伸缩，使得下连接块27有径向的平移自由度，从而实现抓取机构对载物箱15的抓取。

s4，当双推杆液压缸31升到最高时，即下连接块27处于最高位置时，下部齿轮32和上部齿条33啮合，此时齿轮转动，即可带动下连接块27以及与其连接的抓取机构实现左右的横移，从而将行李16放置到两侧的行李架1上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。