基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆的制作方法

本实用新型涉及集装箱运输设备领域，具体而言，涉及基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆。

背景技术：

目前国内已有无论是客运还是货运悬挂式单轨车辆均为橡胶轮胎，具有车辆运行阻力大能耗高、走行装置占用空间大轨道梁尺寸大、车轮磨耗快维修成本高等方面不足。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆及运输方法，以解决现有的集装箱运输系统存在的运行阻力大、维修成本高的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆，其包括集装箱装运系统和两组走行系统；

所述走行系统包括构架、驱动装置和第一减振结构；所述驱动装置包括牵引电机、变速箱和两个钢轮；所述牵引电机连接于构架；所述变速箱的输入轴通过万向轴连接于牵引电机，所述变速箱的两侧输出轴分别连接一个所述钢轮；所述钢轮滚动配合于箱型轨道梁内的钢轨上，并能够受驱在钢轨上滚动；所述第一减振结构沿竖向弹性地支撑于构架和变速箱之间；

所述集装箱装运系统包括水平设置的主吊运架和连接于所述主吊运架下方的多对吊臂；多对所述吊臂沿所述主吊运架长向分布，且各对吊臂分别包括两个能够侧向张开或闭合的吊臂，用于容许集装箱进入和抱紧支撑；

所述主吊运架通过其长向间隔的两处分别连接于两组走行系统之下，且所述主吊运架和所述走行系统之间设有第二减振结构。

本方案中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆使用时，走行系统的牵引电机通过万向轴和变速箱带动两钢轮在钢轨上固定，进而带动整个走行装置和吊在走行装置下方的集装箱装运系统运动(吊臂处于张开状态)至对应集装箱处，吊装集装箱并闭合吊臂，使集装箱支撑于吊臂之上；然后再次启动走行装置带动集装箱运动至所需位置即可。

本方案将传统钢轮钢轨结构与悬挂式单轨列车相结合，是国内外首个基于钢轮钢轨的悬挂式单轨车辆，既保留了传统钢轮钢轨能耗低、维修成本低的优势，又具有悬挂式单轨车辆独立路权、占地小、快捷灵活的特点。同时，传统钢轮钢轨结构相对于橡胶车轮具结构简单、技术成熟、占用空间小等优势，有利于进一步提升悬挂式单轨系统的经济性。

另外，本方案中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆在走行和吊装过程中，由于荷载变化、加速减速等原因，走行系统和钢轨之间可能存在竖向或横向荷载变化导致的竖向或横向相对位置，此时第一减振结构能够对竖向荷载和位移速度进行缓冲，同时牵引电机和变速箱之间由于通过万向轴的连接，而能够适在存在竖向位移和横向位移的情况下保持动力的传输。另外，第二减振结构使得走行系统和集装箱装运系统之间存在二次缓冲的功能，进一步提高了运行的平稳性和安全性。

在一种实施方式中：

所述构架包括顶架和从顶架长向中间向下延伸形成的连接架，以使所述构架呈t字形；每个构架上分别设置有关于所述连接架对称的两组驱动装置，两组驱动装置的变速箱相互靠近并通过连接轴连接在一起；所述主吊运架连接于所述连接架下方。

在一种实施方式中：

所述主吊运架具有朝上的t型槽，所述连接架下端连接有横板，所述横板配合于所述t型槽内，所述第二减振结构为多个叠合的橡胶板，所述第二减振结构弹性地支撑于所述横板和所述t型槽的朝下的槽面之间。

在一种实施方式中：

所述第一减振结构包括四个弹簧，四个弹簧分别支撑于变速箱的四角处，并呈矩阵分布。

在一种实施方式中：

所述吊臂可拆卸地连接于所述主吊运架。

在一种实施方式中：

所述主吊运架侧面设有导向弹簧钢板，底部设有弹簧缓冲装置。

在一种实施方式中：

所述主吊运架两端设有防撞缓冲装置。

本实用新型实施例还提供一种集装箱悬挂式运输方法，其基于前述的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆，包括打开吊臂，通过牵引电机驱动走行系统和连接于其下的集装箱装运系统一起运动至集装箱上方，通过吊运机构起吊集装箱至所需高度；然后闭合吊臂，并将集装箱支撑在吊臂上；最后再次运行走行系统，带动集装箱到指定位置卸载即可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1中示出了本实用新型实施例中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆的正视图(图中通过虚线额外示出了集装箱和钢轨)；

图2为图1的部分放大图；

图3为图1的侧向视图(图中用虚线额外示出了集装箱和钢轨、用点画线示出了处于张开状态处的吊臂)；

图4为集装箱吊运时的示意图。

图标：走行系统1、构架1.1、牵引电机1.2、万向轴1.3、变速箱1.4、第一减振结构1.5、第二减振结构1.6、钢轮1.7、驱动装置1.8、顶架1.9、连接架1.10、连接轴1.11、横板1.12、转动销1.13、连接耳1.14、输入轴1.15、输出轴1.17、集装箱装运系统2、主吊运架2.1、吊臂2.2、导向弹簧钢板2.4、弹簧缓冲装置2.5、防撞缓冲装置2.6、t型槽2.7、朝下的槽面2.8、空间2.9、钢轨3.1、集装箱3.2、吊运机构3.3。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2和图3，本实施例提出一种基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆，其包括集装箱装运系统2和两组走行系统1。

其中，走行系统1包括构架1.1、驱动装置1.8和第一减振结构1.5；驱动装置1.8包括牵引电机1.2、变速箱1.4和两个钢轮1.7；牵引电机1.2连接于构架1.1；变速箱1.4的输入轴1.15通过万向轴1.3连接于牵引电机1.2，变速箱1.4的两侧输出轴1.17分别连接一个钢轮1.7；钢轮1.7滚动配合于箱型轨道梁内的钢轨3.1上，并能够受驱在钢轨3.1上滚动；第一减振结构1.5沿竖向弹性地支撑于构架1.1和变速箱1.4之间。可选地，第一减振结构1.5包括四个弹簧，四个弹簧分别支撑于变速箱1.4的四角处，并呈矩阵分布。变速箱1.4可以是齿轮减速箱，通过伞齿轮传递扭矩和运动。

可选地，如图中所示，构架1.1包括顶架1.9和从顶架1.9长向中间向下延伸形成的连接架1.10，以使构架1.1呈t字形；每个构架1.1上分别设置有关于连接架1.10对称的两组驱动装置1.8，两组驱动装置1.8的变速箱1.4相互靠近并通过连接轴1.11连接在一起。

集装箱装运系统2包括水平设置的主吊运架2.1和连接于主吊运架2.1下方的多对吊臂2.2；多对吊臂2.2沿主吊运架2.1长向分布，且各对吊臂2.2分别包括两个能够侧向张开或闭合的吊臂2.2，用于容许集装箱3.2进入和抱紧支撑。可选地，吊臂2.2可通过电动推杆(未示出)带动张开或闭合。多对吊臂2.2可用于分别用于gb/t1413-2008定义的“1a”、“1aa”、“1c”、“1cc”4等型号集装箱3.2的装运。吊臂2.2可拆卸地连接于主吊运架2.1，根据需要进行拆装即可。

本实施例中，主吊运架2.1通过其长向间隔的两处分别连接于两组走行系统1之下，且主吊运架2.1和走行系统1之间设有第二减振结构1.6，可选地，主吊运架2.1连接于连接架1.10下方。主吊运架2.1具有朝上的t型槽2.7，连接架1.10下端连接有横板1.12，横板1.12配合于t型槽2.7内，第二减振结构1.6为多个叠合的橡胶板，第二减振结构1.6弹性地支撑于横板1.12和t型槽2.7的朝下的槽面2.8之间。本实施例中，连接架1.10通过转动销1.13转动连接横板1.12上端的连接耳1.14上，如此，可避免走行系统1加减速时由于重量可能很大的集装箱3.2惯性导致的在连接位置的过大应力，具有保护两者连接部位的作用。其中，t型槽2.7的形成可以采用现有形式，例如将主吊运架2.1上部设置为可拆卸结构，如在柱吊运架上方宽度较大的槽上盖合一宽度较小的盖板来实现。

本方案中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆使用时，走行系统1的牵引电机1.2通过万向轴1.3和变速箱1.4带动两钢轮1.7在钢轨3.1上固定，进而带动整个走行装置和吊在走行装置下方的集装箱装运系统2运动(吊臂2.2处于张开状态)至对应集装箱3.2处，吊装集装箱3.2并闭合吊臂2.2，使集装箱3.2支撑于吊臂2.2之上；然后再次启动走行装置带动集装箱3.2运动至所需位置即可。

本方案将传统钢轮钢轨结构与悬挂式单轨列车相结合，是国内外首个基于钢轮钢轨的悬挂式单轨车辆，既保留了传统钢轮1.7钢轨3.1能耗低、维修成本低的优势，又具有悬挂式单轨车辆独立路权、占地小、快捷灵活的特点。同时，传统钢轮钢轨结构相对于橡胶车轮具结构简单、技术成熟、占用空间2.9小等优势，有利于进一步提升悬挂式单轨系统的经济性。

另外，本方案中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆在走行和吊装过程中，由于荷载变化、加速减速等原因，走行系统1和钢轨3.1之间可能存在竖向或横向荷载变化导致的竖向或横向相对位置，此时第一减振结构1.5能够对竖向荷载和位移速度进行缓冲，同时牵引电机1.2和变速箱1.4之间由于通过万向轴1.3的连接，而能够适在存在竖向位移和横向位移的情况下保持动力的传输。另外，第二减振结构1.6使得走行系统1和集装箱装运系统2之间存在二次缓冲的功能，进一步提高了运行的平稳性和安全性。

本实施例中，可选地，主吊运架2.1侧面设有导向弹簧钢板2.4，底部设有弹簧缓冲装置2.5，即可保证集装箱3.2顺利吊装到位，也可避免吊装时集装箱3.2与主吊运架2.1产生钢性撞击。主吊运架2.1两端设有防撞缓冲装置2.6，用于意外撞车情况下对车上其它设备的保护。

本实施例中，装箱角件上方对应的主吊运架2.1位置预留有空间2.9，从结构上保证了集装箱3.2在吊装时即可从底部升举，也可从顶部起吊。

本实施例中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆可通过电气控制系统控制运行或停止。正常情况下，电气控制系统接受自动驾驶系统的行车信号控制行车；地面自动驾驶系统故障或在部分装卸区、救援区等需要小范围动车的区域可通过随车配置的4g遥控系统手动操控车辆。车辆可装载荷传感器，在每次启动之前反馈重量信号给牵引电机1.2和制动系统，由车辆微机根据车辆重量信息和提前给定的加、减速度计算并控制车辆牵引力和制动力输出，以有效解决货运车辆空重车黏着力变化范围大，容易出现打滑的情况。

车辆主传动系统为直-交传动，供电电压±dc1500v。由第三轨供电轨供电，车载受流装置安装于走行装置之上。

车辆牵应电机性能可满足在牵引加速、制动减速区段长期以两倍于额定功率的峰值功率运用的要求，且可通过控制系统实现牵引电机1.2制动输出特性和牵引输出特性完全一致，实现零速锁定功能。因此，车辆常用制动完全由电制动实施，且可全速范围内将制动能量回馈电网或车载储能装置。

紧急制动由集成于牵引电机1.2尾部的三级电磁制动器实施，电磁制动器为失电制动型，既当车辆突然断电，电制动失效时，电磁摩擦制动自动施加，且在在紧急情况下，依然可以根据不同的重量信息输出三档制动力，避免滑行和过大冲击对车上设备的损坏。

配合参见图4，本实用新型实施例还提供一种集装箱悬挂式运输方法，其基于前述的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆，包括打开吊臂2.2，通过牵引电机1.2驱动走行系统1和连接于其下的集装箱装运系统2一起运动至集装箱3.2上方，通过吊运机构3.3起吊集装箱3.2至所需高度；然后闭合吊臂2.2，并将集装箱3.2支撑在吊臂2.2上；最后再次运行走行系统1，带动集装箱3.2到指定位置卸载即可。

综合以上描述，本实施例中的基于钢轮钢轨的集装箱悬挂式运输车辆至少具有以下有益效果之一：

1)走行系统1为传统钢轮钢轨，结构成熟，经济性好；

2)安全性和运行稳定性好；

3)车辆常用制动可完全由电制动实施，可实现零速锁定，全速度段制动能量回馈电网，结构简单，节约能耗；

4)车辆紧急摩擦制动可由三级电磁制动器实施，可以根据车辆载荷变化自动调整制动力，保证不同载荷下相同的制动距离。且和传统的液压制动、空气制动相比具有结构简单、价格低廉等优势；

5)车辆可采用dc±1500v的第三轨供电方式，对于车辆，两个转向架上的电机供电电压分别为dc+1500v和dc-1500v，对于供电系统，相当于供电电压为3000v,可有效减少地面供电设备投资；

6)吊臂2.2可同时满足20尺(1c、1cc)和40尺(1a、1aa)集装箱3.2吊运。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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