一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机

摘要

本发明涉及一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机，牵引装置和载物装置通过连杆连接，发动机设置在机架上，离合器和发动机通过皮带连接，变速箱包括输入轴和输出轴，输入轴与离合器连接，发动机通过离合器对变速箱进行传递动力或切断动力，输出轴的一端安装有驱动轮，驱动轮在动力驱动下在单轨上做圆周滚动；变速箱的输入轴还连接有自锁式传动机构，输入轴通过自锁式传动机构与输出轴连接，自锁式传动机构驱动输出轴，制动装置控制离合器与输入轴的合并与分离；本发明采用离合器分离、蜗轮蜗杆自锁的制动方式，安全可靠；在轨道两端极限位置自动停车，无需人员时刻跟随，方便使用；应用范围广泛，能适用于山势陡峭地区，能满足不同作业环境和需求。

权利要求

1.一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机，包括单轨以及设置在单轨上的牵引装置和载物装置，牵引装置和载物装置通过连杆连接，所述牵引装置包括机架、发动机、变速箱和离合器，发动机设置在机架上，离合器和发动机通过皮带连接，变速箱包括输入轴和输出轴，输入轴与离合器连接，发动机通过离合器对变速箱进行传递动力或切断动力，输出轴的一端安装有驱动轮，驱动轮在动力驱动下在单轨上做圆周滚动；其特征在于：还包括制动装置；所述变速箱的输入轴还连接有自锁式传动机构，输入轴通过自锁式传动机构与输出轴连接，自锁式传动机构驱动输出轴，所述制动装置控制离合器与输入轴的合并与分离；

所述自锁式传动机构为蜗轮蜗杆传动机构；输入轴的一端与蜗杆连接，蜗杆驱动蜗轮；

所述的蜗轮蜗杆传动机构设置为两套，均设置在变速箱的箱体内；两个蜗杆平行设置，两者之间通过一对外啮合齿轮进行传动连接；变速箱上还设置有换挡装置，所述换挡装置包括啮合套、拨叉和拨杆；拨叉和啮合套连接，拨杆和拨叉连接，啮合套和变速箱的输出轴连接；

拨叉将啮合套从与两个蜗轮中的一个蜗轮啮合切换到与另一个蜗轮啮合，或者使啮合套处在两个蜗轮之间的位置；

所述载物装置包括台车总成，台车总成通过两个轮系机构设置在单轨上，台车总成包括中间台车、左台车和右台车；左台车和右台车分别连接在中间台车的左右两侧，并且左台车、右台车的位置低于中间台车，中间台车、左台车和右台车连接组成一个骑乘式的载物台。

2.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述制动装置包括离合器操纵装置、自动停车压杆装置、前自动停车装置和后自动停车装置；离合器操纵装置、自动停车压杆装置和前自动停车装置均装配在变速箱上，后自动停车装置装配在载物装置的末端；离合器操纵装置和自动停车压杆装置连接；前自动停车装置、后自动停车装置均通过传动钢丝与自动停车压杆装置连接；所述单轨的两端设置有极限挡块，当前自动停车装置或后自动停车装置触碰到极限挡块时，前自动停车装置或后自动停车装置通过传动钢丝拉下自动停车压杆装置，自动停车压杆装置压下离合器操纵装置实现分离离合器。

3.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述单轨采用多段50*50*4的方管无缝加工而成，方管的一壁面上开设有一排圆孔，驱动轮为圆柱球头异形齿轮结构。

4.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述变速箱的一侧设置有张紧轮。

5.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述发动机为单缸汽油机，发动机还配备有电瓶和发电机。

6.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述单轨由支腿总成支撑设置在地面上。

7.根据权利要求1所述的带自锁功能的骑乘式单轨运输机，其特征在于：所述牵引装置还包括一护罩。

说明书

一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机

技术领域

[0001] 本发明涉及单轨运输机技术领域，具体地讲，涉及一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机，主要应用于田间、山地等地势复杂环境下的农业物资搬运。

背景技术

[0002] 传统的用于田间、山地等地势复杂环境下的农业物资搬运主要采用人工、畜力来搬运，此种搬运方式作业效率极低、劳动强度极大、成本高，不利于现代农业的可持续性发展。因此，随着农业机械的快速发展，单轨运输机便应运而生，得到广泛的使用和推广。

[0003] 申请号为2015101813579，公布号为CN104843441A的中国专利：一种车头车身一体化的电动单轨运输机，此发明中以车头牵引车身运行方式驱动，车头车身一体化，轻量化整体结构，实现同样功能的同时也降低了制造成本，但是存在以下缺点：（1）车身前后两端均无极限位置自动停车装置，使用时操作人员必须时刻跟随，不便使用；（2）动力及控制都采用电模式，车身装有大量的电子元器件，在野外下雨的环境中，雨水容易造成电子元器件短路，导致其无法正常使用。

[0004] 申请号为2017112454352，公布号为CN107804325A的中国专利：一种具有缓冲功能的单轨运输系统，此发明中存在以下缺点：（1）采用液压制动，液压系统成本高，且故障率高，维修不便；（2）车身采用了较多的传感器进行各种动作识别和控制，传感器在室外复杂环境下容易出现故障或失效，一旦出现故障或失效情况，车身的安全运行将无法保证，安全方面存在较大隐患；（3）机头牵引部分的传动、控制机构都暴露在外面，没有保护罩，容易在野外运行过程中碰到树枝等，而造成机构受损或失效，同时一些旋转零部件容易产生安全事故，对操作人员人身安全存在隐患。

[0005] 此外，上述两个专利中均存在以下缺点：（1）制动后均无自锁功能；（2）车斗结构设计不合理，导致车身重心高于轨道水平面，造成平稳性差；（3）车身在单轨上的行走模式采用齿轮齿条结构，由于齿条是采用薄钢板压制成形的，使其承载能力差，爬坡性能弱，无法重载运行，作业效率低。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，操纵简单、方便，使用可靠，能实现轨道两端极限位置自动停车制动及制动后具有自锁功能的单轨运输机。

[0007] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

[0008] 一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机，包括单轨以及设置在单轨上的牵引装置和载物装置，牵引装置和载物装置通过连杆连接，所述牵引装置包括机架、发动机、变速箱和离合器，发动机设置在机架上，离合器和发动机通过皮带连接，变速箱包括输入轴和输出轴，输入轴与离合器连接，发动机通过离合器对变速箱进行传递动力或切断动力，输出轴的一端安装有驱动轮，驱动轮在动力驱动下在单轨上做圆周滚动；其特征在于：还包括制动装置；所述变速箱的输入轴还连接有自锁式传动机构，输入轴通过自锁式传动机构与输出轴连接，自锁式传动机构驱动输出轴，所述制动装置控制离合器与输入轴的合并与分离。

[0009] 作为优选，本发明所述制动装置包括离合器操纵装置、自动停车压杆装置、前自动停车装置和后自动停车装置；离合器操纵装置、自动停车压杆装置和前自动停车装置均装配在变速箱上，后自动停车装置装配在载物装置的末端；离合器操纵装置和自动停车压杆装置连接；前自动停车装置、后自动停车装置均通过传动钢丝与自动停车压杆装置连接；所述单轨的两端设置有极限挡块，当前自动停车装置或后自动停车装置触碰到极限挡块时，前自动停车装置或后自动停车装置通过传动钢丝拉下自动停车压杆装置，自动停车压杆装置压下离合器操纵装置实现分离离合器，从而实现了在单轨两端极限位置自动停车，无需操作人员时刻跟随，更加方便使用。

[0010] 作为优选，本发明所述自锁式传动机构为蜗轮蜗杆传动机构；输入轴的一端与蜗杆连接，蜗杆驱动蜗轮。

[0011] 作为优选，本发明所述的蜗轮蜗杆传动机构设置为两套，均设置在变速箱的箱体内；两个蜗杆平行设置，两者之间通过一对外啮合齿轮进行传动连接；变速箱上还设置有换挡装置，所述换挡装置包括啮合套、拨叉和拨杆；拨叉和啮合套连接，拨杆和拨叉连接，啮合套和变速箱的输出轴连接；拨叉将啮合套从与两个蜗轮中的一个蜗轮啮合切换到与另一个蜗轮啮合，或者使啮合套处在两个蜗轮之间的位置。

[0012] 作为优选，本发明所述载物装置包括台车总成，台车总成通过两个轮系机构设置在单轨上，台车总成包括中间台车、左台车和右台车；左台车和右台车分别连接在中间台车的左右两侧，并且左台车、右台车的位置低于中间台车，中间台车、左台车和右台车连接组成一个骑乘式的载物台，其重心降低，运行时能够很好的保持车身平稳性，大大减小了车身与单轨的磨损，提高运输机的使用寿命。

[0013] 作为优选，本发明所述单轨采用多段50*50*4的方管无缝加工而成，方管的一壁面上开设有一排圆孔，驱动轮为圆柱球头异形齿轮结构，圆柱球头异形齿轮结构的驱动轮啮合单轨上的圆孔实现行走功能，行走更加平稳可靠，减小了单轨的磨损，提高单轨的使用寿命，而且单轨通过冲孔、压弯等加工工艺制作而成，加工简单，制造成本低，安装、运输方便。

[0014] 作为优选，本发明所述变速箱的一侧设置有张紧轮，用于调节皮带的松紧度。

[0015] 作为优选，本发明所述发动机为单缸汽油机，发动机还配备有电瓶和发电机。

[0016] 作为优选，本发明所述单轨由支腿总成支撑设置在地面上。

[0017] 作为优选，本发明所述牵引装置还包括一护罩，用于保护变速箱、离合器等部件。

[0018] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

[0019] （1）采用离合器分离、蜗轮蜗杆自锁的制动方式，制动安全可靠；

[0020] （2）实现了在轨道两端极限位置自动停车，无需操作人员时刻跟随，更加方便使用；

[0021] （3）设计为呈圆柱球头异形齿轮结构的驱动轮啮合单轨上的圆孔实现行走功能，行走更加平稳可靠，减小了单轨的磨损，提高单轨的使用寿命，而且单轨采用50*50*4的方管，通过冲孔、压弯等加工工艺制作而成，加工简单，制造成本低，安装、运输方便；

[0022] （4）台车总成设计为一个呈骑乘式结构的载物台，其重心降低，运行时能够很好的保持车身平稳性，大大减小了车身与单轨的磨损，提高运输机的使用寿命；

[0023] （5）爬坡性能好，承载能力强，最大运行坡度可达45°，额定载重量可达400KG；

[0024] （6）作业效率高，其空载运行速度能达到40m/min，满载运行速度能达到38m/min，作业效率能达到人工作业的几十倍以上；

[0025] （7）整台运输机采用机械式结构，具有结构简单、制造容易、安装维护方便、性能可靠、故障率低的特点；操纵方式采用机械式操纵，具有简单、方便、可靠的特点；应用范围广泛，能适用于各种山势水平弯曲和上下起伏以及山势陡峭的地区，能满足不同的作业环境和作业需求。

附图说明

[0026] 图1是本发明实施例的立体结构示意图一。

[0027] 图2是本发明实施例的立体结构示意图二（去掉护罩）。

[0028] 图3是本发明实施例的主视结构示意图（去掉护罩）。

[0029] 图4是本发明实施例的左视结构示意图（去掉护罩）。

[0030] 图5是本发明实施例的俯视结构示意图（去掉护罩）。

[0031] 图6是本发明实施例中变速箱的结构示意图。

[0032] 图7是本发明实施例中驱动轮和单轨的装配结构示意图。

[0033] 附图标记说明：牵引装置001；载物装置002；发动机1；机架2；电瓶3；支腿总成4；变速箱5；输入轴5-1；齿轮B5-2；齿轮A5-3；蜗杆A5-4；蜗轮A5-5；输出轴5-6；箱体5-7；蜗轮B5-8；蜗杆B5-9；单轨6；圆孔6-1；轮系机构7；台车总成8；中间台车8-1；右台车8-2；左台车8-3；
连杆9；换挡装置10；拨杆10-1；拨叉10-2；啮合套10-3；离合器11；张紧轮12；后自动停车装置13；括离合器操纵装置14；自动停车压杆装置15；前自动停车装置16；护罩17；驱动轮18。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

[0035] 实施例。

[0036] 参见图1至图7。

[0037] 本实施例一种带自锁功能的骑乘式单轨运输机，包括制动装置、单轨6以及设置在单轨6上的牵引装置001和载物装置002，牵引装置001和载物装置002通过连杆9连接。牵引装置001包括机架2、发动机1、变速箱5和离合器11。发动机1设置在机架2上，机架2与变速箱5形成左右相连，离合器11和发动机1通过皮带连接，发动机1通过离合器11对变速箱5进行传递动力或切断动力。变速箱5包括输入轴5-1和输出轴5-6，输入轴5-1的一端连接有自锁式传动机构，自锁式传动机构驱动输出轴5-6，输出轴5-6的一端安装有驱动轮18，驱动轮18在动力驱动下在单轨6上做圆周滚动。制动装置用来控制离合器11与输入轴5-1的合并与分离。

[0038] 本实施例中，制动装置包括离合器操纵装置14、自动停车压杆装置15、前自动停车装置16和后自动停车装置13。

[0039] 离合器操纵装置14、自动停车压杆装置15和前自动停车装置16均装配在变速箱5上。前自动停车装置16是装配在变速箱5前端上方，靠近单轨6，其作用是用于运输机前进方向到极限位置时的自动停车。后自动停车装置13装配在载物装置002的末端，其作用是用于运输机后退方向到极限位置时的自动停车。

[0040] 自动停车压杆装置15和离合器操纵装置14连接，且自动停车压杆装置15装配在离合器操纵装置14的上方。前自动停车装置16、后自动停车装置13均通过传动钢丝与自动停车压杆装置15连接。单轨6的两端均设置有极限挡块（示意图未给出），当运输机前进或后退到极限位置时，前自动停车装置16或后自动停车装置13触碰到极限挡块，前自动停车装置16或后自动停车装置13通过传动钢丝拉下自动停车压杆装置15，自动停车压杆装置15压下离合器操纵装置14实现分离离合器11，形成发动机1和变速箱5的动力分离，达到制动的功能，从而实现了在单轨6两端极限位置自动停车，无需操作人员时刻跟随，更加方便使用。

[0041] 本实施例中，变速箱5内设置的自锁式传动机构为蜗轮蜗杆传动机构。蜗轮蜗杆传动机构设置为两套，包括蜗杆A5-4、蜗杆B5-9、蜗轮A5-5、蜗轮B5-8，均设置在变速箱5的箱体5-7内，蜗杆A5-4、蜗杆B5-9平行设置，蜗杆A5-4与蜗轮A5-5直接啮合，蜗杆B5-9与蜗轮B5-8直接啮合，蜗杆A5-4和蜗杆B5-9之间通过一对外啮合齿轮（齿轮A5-3、齿轮B5-2）进行传动连接。变速箱5的输入轴5-1的一端与蜗杆B5-9连接，输入轴5-1的另一端与离合器11连接，变速箱5的动力输入是由离合器11带动输入轴5-1来输入动力。变速箱5上还设置有换挡装置10，换挡装置10包括啮合套10-3、拨叉10-2和拨杆10-1；拨叉10-2和啮合套10-3连接，拨杆10-1和拨叉10-2连接，啮合套10-3和变速箱5的输出轴5-6连接；拨叉10-2将啮合套10-3从与两个蜗轮中的一个蜗轮啮合切换到与另一个蜗轮啮合，或者使啮合套10-3处在两个蜗轮之间的位置，从而实现单轨运输机的前进、后退的换挡操作。

[0042] 本实施例中，变速箱5的工作过程为：变速箱5的动力输入是由离合器11带动输入轴5-1来输入动力，输入轴5-1直接驱动齿轮B5-2和蜗杆B5-9，蜗杆B5-9与蜗轮B5-8啮合，齿轮A5-3与齿轮B5-2形成外啮合从而驱动蜗杆A5-4相对于蜗杆B5-9进行反向转动，蜗杆A5-4又与蜗轮A5-5啮合，此时蜗轮A5-5与蜗轮B5-8旋向相反；蜗轮A5-5和蜗轮B5-8与输出轴5-6均没有径向相连，啮合套10-3与输出轴5-6通过花键联接，驱动轮18与输出轴5-6通过平键联接；当拨杆10-1将啮合套10-3拨向左边与蜗轮B5-8啮合时，输出轴5-6将驱动驱动轮18顺时针转动（从驱动轮18往箱体5-7方向看），从而实现前进行走功能；当拨杆10-1将啮合套10-3拨向右边与蜗轮A5-5啮合时，输出轴5-6将驱动驱动轮18逆时针转动（从驱动轮18往箱体5-7方向看），从而实现后退行走功能；当拨杆10-1处于中立位置时，啮合套10-3既不与蜗轮A5-5啮合，也不与蜗轮B5-8啮合，此时输出轴5-6不转动，驱动轮18也无法转动，实现空档功能。当变速箱5需要换挡时，必须在离合器11处于分离状态、切断变速箱5动力源的条件下，拨杆10-1才能将啮合套10-3从啮合状态下分离出来，拨至相反方向，实现换挡操作。停车制动是由离合器11分离切断变速箱5动力源，再由蜗杆A5-4与蜗轮A5-5及蜗杆B5-9与蜗轮B5-8所组成的两组蜗轮蜗杆传动机构形成自锁原理分别实现前进、后退两个方向的停车制动及自锁功能，制动安全可靠。

[0043] 本实施例中，载物装置002包括台车总成8，台车总成8通过两个轮系机构7设置在单轨6上，台车总成8包括中间台车8-1、左台车8-3和右台车8-2；左台车8-3和右台车8-2分别连接在中间台车8-1的左右两侧，并且左台车8-3、右台车8-2的位置低于中间台车8-1，中间台车8-1、左台车8-3和右台车8-2连接组成一个骑乘式的载物台，其重心降低，运行时能够很好的保持车身平稳性，大大减小了车身与单轨6的磨损，提高运输机的使用寿命。

[0044] 本实施例中，单轨6采用多段50*50*4的方管无缝加工而成，方管的一壁面上开设有一排圆孔6-1，驱动轮18为圆柱球头异形齿轮结构。圆柱球头异形齿轮结构的驱动轮18啮合单轨6上的圆孔6-1实现行走功能，行走更加平稳可靠，减小了单轨6的磨损，提高单轨6的使用寿命，而且单轨6通过冲孔、压弯等加工工艺制作而成，加工简单，制造成本低，安装、运输方便。

[0045] 本实施例中，发动机1为单缸汽油机，爬坡性能好，承载能力强，最大运行坡度可达45°，额定载重量可达400KG；发动机1还配备有发电机和12V的电瓶3，使发动机1可以采用电启动的启动方式，发电机可持续电力供应。

[0046] 本实施例中，变速箱5的一侧设置有张紧轮12，用于调节皮带的松紧度。

[0047] 本实施例中，单轨6由支腿总成4支撑安装在地面上。

[0048] 本实施例中，牵引装置001还包括一护罩17，用于保护变速箱5、离合器11等部件。

[0049] 本实施例的单轨运输机的工作过程为：由发动机1提供动力，启动方式可手拉启动或电启动，发动机1输出端通过V型皮带带动离合器11，并降低转速，离合器11驱动变速箱5，通过变速箱5可以实现动力传递方向的改变、降低转速、正反转切换，从而驱动单轨运输机实现前进、后退功能；制动是采用离合器11分离来切断动力、结合变速箱5中的蜗轮蜗杆传动机构的自锁功能来实现安全制动；单轨6两端都设有足够强度的极限挡块，前自动停车装置16及后自动停车装置13分别用传动钢丝与自动停车压杆装置15相连，当单轨运输机到达轨道极限位置时，前自动停车装置16或后自动停车装置13触碰到极限挡块时，会将自动停车压杆装置15向下拉，从而压下离合操纵装置，使离合器11分离，实现自动停车的功能。

[0050] 本实施例的单轨运输机采用机械式结构，具有结构简单、制造容易、安装维护方便、性能可靠、故障率低的特点；操纵方式采用机械式操纵，具有简单、方便、可靠的特点；应用范围广泛，能适用于各种山势水平弯曲和上下起伏以及山势陡峭的地区，能满足不同的作业环境和作业需求，作业效率高，其空载运行速度能达到40m/min，满载运行速度能达到38m/min，作业效率能达到人工作业的几十倍以上。

[0051] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。