一种公铁两用的车辆牵引装置的制作方法

本发明属于一种牵引装置领域，尤其涉及一种公铁两用的车辆牵引装置。

背景技术：

在机车、车辆或重型装备维护或维修过程中，需要移动这些机车、车辆或重型装备到不同的工序上，目前市面上公铁两用牵引车具备人工驾驶和无线遥控两种操作方式，人工驾驶是依靠多人和辅助工具推动车辆或设备，需要专业人员操作，但这样操作时工作人员的安全不能得到保证，且智能化程度低；无线遥控是依靠无线遥控手柄控制辅助工具推动车辆和设备，但是智能化水平依然不高，无法准确监控当前状况，设备出现问题不能及时找到故障所在地，亦不能及时观察四周状况，但整体而言，目前的牵引装置其灵活度低，操作不便，存在安全风险。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明的目的在于提供一种既能满足轨道车辆装备牵引需要又能满足公路车辆装备牵引需求的多功能公铁两用车辆牵引装置，同时其移动灵活，安全性高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种公铁两用的车辆牵引装置，包括车体、第一驱动装置、第二驱动装置、导向组件和伸缩机构，所述车体左右两侧分别具有两个驱动轮，且四个所述驱动轮呈矩形分布，所述第一驱动装置和第二驱动装置分别设有四个，且分别与四个所述驱动轮一一对应，每个所述驱动轮的轮座分别与所述车体转动连接，其可在沿所述车体在水平面内沿周向转动以对驱动轮进行转向，所述第一驱动装置分别安装在所述车体上，且其驱动端分别与对应的所述轮座传动连接，所述第二驱动装置分别安装在对应所述轮座上，且其驱动端分别与对应所述驱动轮的轮轴传动连接，所述导向组件设有两个，并分别转动设置在所述车体的前后两端，所述伸缩机构设有两个，并与两个所述导向组件一一对应，两个所述伸缩机构分别安装在所述车体上靠近对应所述导向组件的位置，且其驱动端分别与对应所述导向组件传动连接，两个所述伸缩机构可分别驱动对应所述导向组件上下转动。

上述技术方案的有益效果在于：通过对每个所述驱动轮设置一个第二驱动装置和第一驱动装置，其中，有对应的第一驱动装置驱动对应所述驱动轮转向，而由对应的第二驱动装置驱动对应的驱动轮前进或后退，如此和实现四个轮子同步转向或同步驱动，一来使得其属于四轮驱动，牵引能力强，另外四轮转向可缩小转向半径。

上述技术方案中所述第一驱动装置为伺服电机。

上述技术方案的有益效果在于：伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

上述技术方案中所述第二驱动装置为变频电机。

上述技术方案的有益效果在于：控制方便。

上述技术方案中所述伸缩机构为伸缩电缸，且所述伸缩电缸与所述控制器通过变频器电连接。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，且其伸缩长度可控。

上述技术方案中还包括通讯模块、控制器和蓄电模块，所述控制器、通讯模块和蓄电模块均设置在所述车体上，所述通讯模块、所述蓄电模块、四个所述第一驱动装置、四个所述第二驱动装置和两个所述伸缩机构分别与所述控制器电连接，所述通讯模块用以与遥控终端无线连接以接收其遥控指令。

上述技术方案的有益效果在于，其智能化程度高，环保且安全性高，可实现远端遥控操作。

上述技术方案中还包括摄像模块，所述摄像模块设置在所述车体上，并与所述控制器电连接，其拍摄的影像信息经所述通讯模块传送给所述遥控终端。

上述技术方案的有益效果在于：设置摄像模块，并由控制模块将摄像模块所拍摄的影像资料传送至遥控终端，并由遥控人员来根据影像资料来遥控操控牵引装置的运行状态。

上述技术方案中所述摄像模块为360°全景摄像头。

上述技术方案的有益效果在于：便于了解车体周边范围内的情况，以利于操控人员进行操控。

上述技术方案中所述车体还包括两个用以挂接被牵引设备的挂接件，两个所述挂接件分别安装于所述车体的前后两端。

上述技术方案的有益效果在于：设置挂接件可便于其挂接机车等装备进行牵引。

上述技术方案中每个所述导向组件均包括摆臂、连杆和两个导向轮，两个所述摆臂均沿前后方向置于所述车体的前后端，且二者相互靠近的一端分别与所述车体的前后端转动连接，两个所述连杆均沿左右方向水平设置，且其长度方向对应的中部均与对应的所述摆臂的相互远离的一端垂直连接，每个所述导向组件对应的两个导向轮分别转动安装于对应所述连杆的两端，两个所述伸缩机构的驱动端分别与两个所述摆臂或连杆传动连接。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，在轨前进时，可通过车体前方的伸缩机构驱动两个所述导向轮与轨道配合，从而在车体前方进行自动导向，同时还能防止车辆脱轨，而车体在轨后退时，可通过车体后方的伸缩机构驱动所述导向轮下降至限位导向，而牵引公路车辆时，两个所述伸缩机构均驱动对应的导向上翘起。

上述技术方案中所述导向轮为轨轮。

上述技术方案的有益效果在于：能有效的对车辆进行限位并导向。

附图说明

图1为本发明实施例所述公铁两用的车辆牵引装置的结构简图；

图2为本发明实施例中所述驱动轮、车体、第一驱动装置和第二驱动装置的配合图；

图3为本发明实施例中所述驱动轮的两种结构；

图4为本发明实施例所述公铁两用的车辆牵引装置纵向模式简图；

图5为本发明实施例所述公铁两用的车辆牵引装置横向模式简图。

图中：1车体、11驱动轮、111轮座、12挂接件、2第一驱动装置、3第二驱动装置、4导向组件、41摆臂、42连杆、43导向轮、5伸缩机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本实施例提供了包括车体1、第一驱动装置2、第二驱动装置3、导向组件4和伸缩机构5，所述车体1左右两侧分别具有两个驱动轮11，且四个所述驱动轮11呈矩形分布，所述第一驱动装置2和第二驱动装置3分别设有四个，且分别与四个所述驱动轮11一一对应，每个所述驱动轮11的轮座111分别与所述车体1转动连接，其可在沿所述车体在水平面内沿周向转动以对驱动轮进行转向，所述第一驱动装置2分别安装在所述车体1上，且其驱动端分别与对应的所述轮座111传动连接，所述第二驱动装置3分别安装在对应所述轮座111上，且其驱动端分别与对应所述驱动轮11的轮轴传动连接，所述导向组件4设有两个，并分别转动设置(上下摆转)在所述车体1的前后两端，所述伸缩机构5设有两个，并与两个所述导向组件4一一对应，两个所述伸缩机构5分别安装在所述车体1上靠近对应所述导向组件4的位置，且其驱动端分别与对应所述导向组件4传动连接，两个所述伸缩机构5可分别驱动对应所述导向组件4上下转动，通过对每个所述驱动轮设置一个第二驱动装置和第一驱动装置，其中，有对应的第一驱动装置驱动对应所述驱动轮转向，而由对应的第二驱动装置驱动对应的驱动轮前进或后退，如此和实现四个轮子同步转向或同步驱动，一来使得其属于四轮驱动，牵引能力强，另外四轮转向可缩小转向半径。

其中，所述第一驱动装置为伺服电机，采用伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

其中，所述第二驱动装置为变频电机，变频电机控制方便。

其中，所述伸缩机构为伸缩电缸，且所述伸缩电缸与所述控制器通过变频器电连接，其结构简单，且其伸缩长度可控。

其中，需要注意的是，为了避免四个所述第二驱动装置的电源线绕转，四个所述驱动轮的轮座均不能旋转超过360°。

上述技术方案中还包括通讯模块、控制器和蓄电模块，所述控制器、通讯模块和蓄电模块均设置在所述车体1上，所述通讯模块、所述蓄电模块、四个所述第一驱动装置2、四个所述第二驱动装置3和两个所述伸缩机构5分别与所述控制器电连接，所述通讯模块用以与遥控终端无线连接以接收其遥控指令，如此可提高其智能化程度，同时使其环保且安全性高，可实现远端遥控操作。

另外，上述技术方案中还包括摄像模块，所述摄像模块设置在所述车体上，并与所述控制器电连接，其拍摄的影像信息经所述通讯模块传送给所述遥控终端，设置摄像模块，并由控制模块将摄像模块所拍摄的影像资料传送至遥控终端，并由遥控人员来根据影像资料来遥控操控牵引装置的运行状态，其中，优选的，所述摄像模块为360°全景摄像头，如此便于了解车体周边范围内的情况，以利于操控人员进行操控。

其中，优选的，所述蓄电模块置于所述车体内，且在所述车体上具有与其电连接的充电接口。

其中，所述驱动轮的轮座可以为倒u形结构或倒l形结构，具体可参见附图2。

上述技术方案中所述车体还包括两个用以挂接被牵引设备的挂接件12，两个所述挂接件12分别安装于所述车体1的前后两端。设置挂接件可便于其挂接机车等装备进行牵引，其中，优选的，所述挂接件为挂钩。

上述技术方案中上述技术方案中每个所述导向组件4均包括摆臂41、连杆42和两个导向轮43，两个所述摆臂41均沿前后方向置于所述车体1的前后端，且二者相互靠近的一端分别与所述车体1的前后端转动连接(上下摆转)，两个所述连杆42均沿左右方向水平设置，且其长度方向对应的中部均与对应的所述摆臂41的相互远离的一端垂直连接，每个所述导向组件4对应的两个导向轮43分别转动安装于对应所述连杆42的两端，两个所述伸缩机构5的驱动端分别与两个所述摆臂41或连杆42传动连接。其结构简单，在轨前进时，可通过车体前方的伸缩机构驱动两个所述导向轮与轨道配合，从而在车体前方进行自动导向，同时还能防止车辆脱轨，而车体在轨后退时，可通过车体后方的伸缩机构驱动所述导向轮下降至限位导向，而牵引公路车辆时，两个所述伸缩机构均驱动对应的导向上翘起。

上述技术方案中所述导向轮43为轨轮，具体可如图3中所述记载的两种结构，其能有效的对车辆进行限位并导向。

上述技术方案中所述控制器为plc控制器，其功能强，设置方便。

其中，所述车体在运行时具有两种模式即纵向模式(即车体沿前后方向行走)和横向模式(即车体在纵向模式下每个驱动轮的轮座旋转90°，变为沿左右方向移动)，具体如图4和图5所示，四个所述驱动轮的在运行时其需要满足如下两个公式：

ω1＝ω2*(cosα)²/[1+(cotα-2h/l)²]，其中，

其中，纵向模式时ω2为驱动轮a的角速度(同驱动轮b的角速度)，横向模式时ω2为驱动轮a的角速度(同驱动轮c的角速度)；纵向模式时ω1为驱动轮c角速度(同驱动轮d的角速度)，横向模式时ω1为驱动轮b的角速度(同驱动轮d的角速度)；在纵向模式时α为驱动轮a的转角(同驱动轮b的转角)，在横向模式时α为驱动轮a的转角(同驱动轮c的转角)；纵向模式时β为驱动轮c和驱动轮d的转角，横向模式时β为驱动轮b和驱动轮d的转角；l为纵向模式时同侧前后轮轮轴之间的间距(相当于汽车领域前后两轴的轴间距)；h为纵向模式时车体两前轮或后轮之间的间距(相当于汽车领域轴长)；纵向模式时r1为驱动轮a的线速度(同驱动轮b的线速度)，横向模式时r1为驱动轮a的线速度(同驱动轮c的线速度)；纵向模式时r2为所求的驱动轮c的线速度(同驱动轮d的线速度)，横向模式时r2为驱动轮b的线速度(同驱动轮d的线速度)，其中驱动轮a和驱动轮c表示车体前侧的两个转向驱动轮而驱动轮b和驱动轮d表示车体后侧的两个转向驱动轮；根据上述公式，当各驱动轮所测量的数值不在误差范围(预先由人为设定)内，由所述plc控制器进行自动纠正四个驱动轮对应的第二驱动装置和第一驱动装置运行状态。

其中，所述plc控制器优选的为西门子生产的s7-1200cpu1217型控制器，所述通讯模块可采用wi-fi装置，其与遥控终端通过网络连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。