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一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法
申请号	CN202310762575.6	申请日	2023-06-27	公开(公告)号	CN116534144B	公开(公告)日	2024-04-05
申请人	安徽禾泰传动科技有限公司;			发明人	李自强; 肖振宇; 李凯; 杨孝省; 张大千;
摘要	本发明提供一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法，涉及公铁两用车技术领域，包括：悬架底板；固定板；设置于悬架底板下侧；活动部；可位移的设置于固定板下表面；活动部包括第一板和第二板，第一板和第二板均与悬架底板平行设置，第二板左右两端均铰接设置有转动板，第二板上端通过两个连接柱与第一板连接，第二板与连接柱连接处设置有压力感应器，第二板下侧的两端设置有向下延伸的红外测距器，两个红外测距器、两个连接柱以及两个转动板均相对于悬架底板中央纵向轴线对称设置。本发明结构简单，可以直接在车辆的悬挂底板下方进行加装，安装方便成本低，有效对车辆重心进行一定的配平，降低车辆倾覆危险，车辆平衡效果好。
权利要求	1.一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于，包括：悬架底板(1)；固定板(2)；设置于所述悬架底板(1)下侧；活动部(3)；可位移的设置于所述固定板(2)下表面；所述活动部(3)包括第一板(31)和设置于所述第一板(31)下侧的第二板(32)，所述第一板(31)和第二板(32)均与所述悬架底板(1)平行设置，所述第二板(32)左右两端均铰接设置有转动板(33)，所述第二板(32)上端通过两个连接柱(321)与所述第一板(31)连接，所述第二板(32)与所述连接柱(321)连接处设置有压力感应器(322)，所述第二板(32)下侧的两端设置有向下延伸的红外测距器(323)，两个所述红外测距器(323)、两个连接柱(321)以及两个转动板(33)均相对于所述悬架底板(1)中央纵向轴线对称设置。 2.根据权利要求1所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述悬架底板(1)上设置有车轮(11)，所述红外测距器(322)朝向所述车轮(11)下端方向延伸设置。 3.根据权利要求1所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述固定板(2)的下表面倾斜设置；所述活动部(3)设置于所述固定板(2)下表面沿所述悬架底板(1)纵向位移。 4.根据权利要求3所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述固定板(2)和活动部(3)的数量均为两个，且两个所述固定板(2)和两个活动部(3)均相对于所述悬架底板(1)中央横向轴线对称设置。 5.根据权利要求4所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：两个所述活动部(3)的第一板(31)之间通过伸缩气缸(34)连接，所述伸缩气缸(34)电连接有车速检测器。 6.根据权利要求1所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：两个所述转动板(33)之间通过拉绳(34)连接，所述第一板(31)上设置有用于驱动所述拉绳(34)传输的曳引机(35)。 7.根据权利要求6所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述第一板(31)上设置用于引导所述拉绳(34)传输的引导轮(36)。 8.根据权利要求1所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述第一板(31)上侧通过功能杆(37)与所述固定板(2)连接，所述固定板(2)下侧设置有用于方便所述功能杆(37)滑动的滑槽。 9.根据权利要求1所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构，其特征在于：所述转动板 3 (33)的密度不小于11g/cm。 10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种用于低速重载车辆的平衡结构的平衡方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：获取当前车速，根据车速控制伸缩气缸伸缩，伸缩气缸的伸长量与车速成正比； S2：车辆两侧的红外测距器读数值不同时，驱动距离读数值小的一侧的转动板转动收起，直至车辆两侧的红外测距器读数值相同； S3：当车辆两侧的红外测距器读数值在预定时间内均相同时，驱动收起的转动板展开，直至车辆两侧压力感应器读数相同。
说明书全文	一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法技术领域 [0001] 本发明涉及公铁两用车技术领域，尤其是，本发明涉及一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法。背景技术 [0002] 公铁两用车是一种具有在公路和铁路上进行运输作业的专用车辆，其被广泛的应用于轨道运输行业。公铁运输车以铁路干线运输为主，公路运输为辅，能够实现货物从门到门的快速转场运输；由于其载重量极大，为了确保安全，除了极个别车型之外，大多重载的公铁两用车只能低速行驶，一般在公路上行驶速度不超过85公里每小时，在铁路上的行驶速度不超过80公里每小时。 [0003] 由于低速重载车辆其载重量大，货物繁多，一旦车辆重心偏移，对于车辆和道路的支撑要求十分之高，且需要在公路和铁路处进行切换，导致车辆瞬时重心偏移量较大，极易发生侧倾甚至翻覆的危险，于是对于这类低速重载车辆的平衡设计十分重要，例如中国专利发明专利CN114810815A提供了适用于重载低速工况下的改进型轴承，涉及轴承技术领域，包括：下圈座、中间保持架和上圈座；所述下圈座的底部两侧一体式设置有两组延伸通道；所述下圈座的顶部内侧和上圈座的底部内侧均为锥面结构；上圈座的中间底部一体式设置有中间凸筒，中间保持架旋转设置在中间凸筒外；中间保持架的外部一体式设置有十八组装配转桩；承载锥辊，所述承载锥辊旋转设置在装配转桩外部，承载锥辊和分压滚珠，提供了承载锥辊为主，分压滚珠为辅助的应力分担结构，内环槽的内部设置有平衡辊轮，平衡辊轮扶持中间凸筒的旋转，可以进一步保持轴承的平稳，增加运行时的稳定性，解决了现有造成缺乏辅助分担的应力结构的问题。 [0004] 但是上述重载低速的平衡结构依然存在以下缺点：仅仅是依靠轴承进行减震，不仅结构麻烦，需要对车辆结构进行较大改动，成本高昂，且依然无法避免车辆在重心变化下的倾覆危险，且低速重载车量在铁路上和公路上的行驶速度和路况均不同，没有兼顾低速重载车辆的公铁两种场景的平衡。 [0005] 因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的用于低速重载车辆的平衡结构对我们来说是很有必要的。发明内容 [0006] 本发明的目的在于提供一种用于低速重载车辆的平衡结构，其结构简单，可以直接在车辆的悬挂底板下方进行加装，安装方便成本低，有效对车辆重心进行一定的配平，降低车辆倾覆危险，车辆平衡效果好。 [0007] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的： [0008] 一种用于低速重载车辆的平衡结构，包括： [0009] 悬架底板； [0010] 固定板；设置于所述悬架底板下侧； [0011] 活动部；可位移的设置于所述固定板下表面； [0012] 所述活动部包括第一板和设置于所述第一板下侧的第二板，所述第一板和第二板均与所述悬架底板平行设置，所述第二板左右两端均铰接设置有转动板，所述第二板上端通过两个连接柱与所述第一板连接，所述第二板与所述连接柱连接处设置有压力感应器，所述第二板下侧的两端设置有向下延伸的红外测距器，两个所述红外测距器、两个连接柱以及两个转动板均相对于所述悬架底板中央纵向轴线对称设置。 [0013] 作为本发明的优选，所述悬架底板上设置有车轮，所述红外测距器朝向所述车轮下端方向延伸设置。 [0014] 作为本发明的优选，所述固定板的下表面倾斜设置；所述活动部设置于所述固定板下表面沿所述悬架底板纵向位移。 [0015] 作为本发明的优选，所述固定板和活动部的数量均为两个，且两个所述固定板和两个活动部均相对于所述悬架底板中央横向轴线对称设置。 [0016] 作为本发明的优选，两个所述活动部的第一板之间通过伸缩气缸连接，所述伸缩气缸电连接有车速检测器。 [0017] 作为本发明的优选，两个所述转动板之间通过拉绳连接，所述第一板上设置有用于驱动所述拉绳传输的曳引机。 [0018] 作为本发明的优选，所述第一板上设置用于引导所述拉绳传输的引导轮。 [0019] 作为本发明的优选，所述第一板上侧通过功能杆与所述固定板连接，所述固定板下侧设置有用于方便所述功能杆滑动的滑槽。 [0020] 作为本发明的优选，所述转动板的密度不小于11g/cm3。 [0021] 本发明还提供一种用于低速重载车辆的平衡结构的气压控制方法，包括以下步骤： [0022] S1：获取当前车速，根据车速控制伸缩气缸伸缩，伸缩气缸的伸长量与车速成正比； [0023] S2：车辆两侧的红外测距器读数值不同时，驱动距离读数值小的一侧的转动板转动收起，直至车辆两侧的红外测距器读数值相同； [0024] S3：驱动收起的转动板展开，直至车辆两侧压力感应器读数相同。 [0025] 本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法的有益效果在于：结构简单，可以直接在车辆的悬挂底板下方进行加装，安装方便成本低，有效对车辆重心进行一定的配平，降低车辆倾覆危险，且可以根据车辆在铁路上和公路上的行驶状况进行调节，兼顾低速重载车辆的公铁两种场景的平衡，车辆平衡效果好。附图说明 [0026] 图1为本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构的一个实施例的整体结构的主视示意图； [0027] 图2为本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构的一个实施例的整体结构的侧视示意图； [0028] 图3为本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构的一个实施例的活动部的结构示意图； [0029] 其中：1、悬架底板，11、车轮，2、固定板，3、活动部，31、第一板，32、第二板，321、连接柱，322、压力感应器，323、红外测距器，33、转动板，34、伸缩气缸，35、曳引机，36、引导轮，37、功能杆。具体实施方式 [0030] 以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 [0031] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。 [0032] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。 [0033] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0034] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。 [0035] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为本说明书的一部分。 [0036] 实施例一：如图1至3所示，一种用于低速重载车辆的平衡结构，包括： [0037] 一种用于低速重载车辆的平衡结构，包括： [0038] 悬架底板1； [0039] 固定板2；设置于所述悬架底板1下侧； [0040] 活动部3；可位移的设置于所述固定板2下表面； [0041] 所述活动部3包括第一板31和设置于所述第一板31下侧的第二板32，所述第一板31和第二板32均与所述悬架底板1平行设置，所述第二板32左右两端均铰接设置有转动板 33，所述第二板32上端通过两个连接柱321与所述第一板31连接，所述第二板32与所述连接柱321连接处设置有压力感应器322，所述第二板32下侧的两端设置有向下延伸的红外测距器323，两个所述红外测距器323、两个连接柱321以及两个转动板33均相对于所述悬架底板 1中央纵向轴线对称设置。 [0042] 在本发明中，悬挂底板1就是整个公铁两用的低速重载车辆的悬挂架，固定板2固定设置于所述悬挂底板1的下侧，而活动部3则活动设置于所述固定板2的下侧，通过对活动部3的活动，对低速重载车量进行重心调节达到车辆平衡的目的。 [0043] 当然，所述固定板2设置于所述悬挂底板1的中部，活动部3设置于所述固定板2的下表面处，且安装初始时，所述固定板2和活动部3均沿着所述悬架底板1中央纵向轴线左右对称设置，确保固定板2和活动部3在安装时其重心也位于车辆横向方向的中部区域。 [0044] 其中活动部3主要有第一板31和第二板32两个板体组成，第一板31位于第二板32上方，且第一板31和第二板32均与悬挂底板1平行设置，当车辆重心位于车辆横向方向的中部区域时，第一板31和第二板32均为水平设置；反之，当车辆重心偏移时，第一板31和第二板32也会同步倾斜设置，例如车辆向左侧重心偏移，那么车辆左侧会下压，第一板31和第二板32的左侧会降低，第一板31和第二板32的右侧会抬高。 [0045] 而所述第二板32左右两端均铰接设置有转动板33，转动板33可绕与第二板32连接处转动，使得转动板33远离第二板32的一端上下升降，当转动板33向水平方向转动时，转动板33“展开”，反之，当转动板33向倾斜方向转动时，转动板33“收起”，通过两侧的转动板33的展开和收起，将活动部3乃至于整个车辆的中心进行横向移动。 [0046] 所述第二板32下侧的两端设置有向下延伸的红外测距器323，用于测量第二板32的两端与车辆行驶面之间的距离，那么当车辆重心向左偏移，车辆左侧下压，那么第二板32左侧的红外测距器323的读数就小于第二板32右侧的红外测距器323的读数；为了对车辆进行平衡，就将左侧的转动板33收起，整个车辆重心向右移动，使得车辆重心向其横向方向的中部靠近。 [0047] 也就是，当车辆两侧的红外测距器读数值不同时，为了避免车辆重心移动过大导致车辆倾覆，驱动距离读数值小的一侧的转动板转动收起，直至车辆两侧的红外测距器读数值相同，则说明车辆重心又回到车辆中部，第二板32水平设置。 [0048] 在车辆两侧的红外测距器读数值相同之前，两侧的距离读数是时刻变化的，当然，两侧的转动板33也是时刻进行相应的转动调节的。 [0049] 所述第二板32上端通过两个连接柱321与所述第一板31连接，所述第二板32与所述连接柱321连接处设置有压力感应器322，车辆重心偏移通过对转动板33的转动调节车辆重心之后，若是车辆两侧的红外测距器读数值在预定时间内均相同，则车辆重心恢复正常，此时驱动收起的转动板33展开，直至车辆两侧压力感应器322读数相同，此时第二板32两侧的转动板33对称设置。 [0050] 当然，车辆两侧的红外测距器读数值差值越大，转动板33收起速度越快，且收起程度越大。 [0051] 需要注意的是，两个所述红外测距器323、两个连接柱321以及两个转动板33均相对于所述悬架底板1中央纵向轴线对称设置，也就是以悬架底板1中间为中心，左右对称设置。 [0052] 本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构，其结构简单，可以直接在车辆的悬挂底板下方进行加装，安装方便成本低，有效对车辆重心进行一定的配平，降低车辆倾覆危险，车辆平衡效果好。 [0053] 实施例二，仍如图1至3所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构中，所述固定板2的下表面倾斜设置；所述活动部3设置于所述固定板2下表面沿所述悬架底板1纵向位移，也就是说，固定板2的下表面在车辆的纵向方向上倾斜设置，如图2所示，活动部3只能沿着车辆的纵向方向进行位移，从而调节活动部3的高度，调节部3高度越低，整个低速重载车量的重心也越低，整个车辆更平稳一些。 [0054] 在这里，所述固定板2和活动部3的数量均为两个，且两个所述固定板2和两个活动部3均相对于所述悬架底板1中央横向轴线对称设置，也就是两个所述固定板2和两个活动部3均以车辆中间为中心，前后对称设置。 [0055] 所述固定板2的下表面倾斜设置，固定板2远离悬架底板1中心的一端的高度越低。 [0056] 并且，两个所述活动部3的第一板31之间通过伸缩气缸34连接，所述伸缩气缸34电连接有车速检测器，通过车速检测器获取低速重载车辆的当前车速，根据车速控制伸缩气缸伸缩，伸缩气缸的伸长量与车速成正比，也就是车速越快，伸缩气缸的伸长量越大，两个活动部3之间距离越大，两个活动部3的高度也就越低，车辆行驶更加平稳。 [0057] 且低速重载车辆在公路上行驶速度略大于在铁路上的行驶速度，公路上路况更复杂，活动部3高度更低，车辆行驶平稳性更好。 [0058] 需要注意的是，车辆在公路行驶和铁路行驶之间进行切换时，速度会进行降低，此时活动部3高度上升，给低速重载车91下方预留空间方便车辆进行公铁切换。 [0059] 实际上，本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构安装完毕之后，就根据车辆行驶速度进行控制活动部3的高度。 [0060] 实施例三，仍如图1至3所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础3 上，本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构中，所述转动板33的密度不小于11g/cm，整个转动板33密度大，自身自重大，平衡调节能力更好。 [0061] 所述悬架底板1上设置有车轮11，所述红外测距器322朝向所述车轮11下端方向延伸设置，由于车辆行驶的下方路况复杂，红外测距器322直接测与地面的距离误差较大，为了消除测量误差，直接默认车轮11的下端与公路/铁轨连接处为行驶平面，也就是直接通过红外测距器322测量其与车轮11下端的距离，作为红外测距器322与行驶面之间的距离。 [0062] 还有，两个所述转动板33之间通过拉绳34连接，所述第一板31上设置有用于驱动所述拉绳34传输的曳引机35，曳引机35对拉绳34的中部进行曳引，使得一侧的转动板33收起时，另一侧的转动板33同步进行展开，两个转动板33相互作为配重，不仅降低两个转动板33的转动驱动功率，而且两侧转动板33的车辆平衡调节效率更高，另外还能有效辅助支撑两个转动板33，防止转动板33向下掉落。在这里，由于转动板33自身自重大，更需要拉绳34进行辅助支撑，两个转动板33相互作为配重效果也更好。 [0063] 当车辆重心向左偏移，车辆左侧下压，那么第二板32左侧的红外测距器323的读数就小于第二板32右侧的红外测距器323的读数；曳引机35工作使得左侧的转动板33收起，右侧的转动板33同时进行展开，整个车辆重心向右移动，使得车辆重心向其横向方向的中部靠近。 [0064] 若是车辆两侧的红外测距器读数值在预定时间内均相同，则车辆重心恢复正常，此时左侧收起的转动板33展开，右侧的转动板33同时进行收起，直至车辆两侧压力感应器322读数相同，此时第二板32两侧的转动板33对称设置。 [0065] 当然，所述第一板31上设置用于引导所述拉绳34传输的引导轮36。 [0066] 最后，所述第一板31上侧通过功能杆37与所述固定板2连接，所述固定板2下侧设置有用于方便所述功能杆37滑动的滑槽，为了确保整个活动部的稳定悬挂，功能杆37与第一板31一体成型设置，且功能杆37上端的侧面设置有凸起块，滑槽为T型槽，功能杆37从滑槽的端部(靠近车辆中心的一端，也是滑槽的上端)插入，避免功能杆37从滑槽处脱落。 [0067] 实施例四，本发明还提供上述所有实施例中的一种用于低速重载车辆的平衡结构的方法，包括以下步骤： [0068] S1：获取当前车速，根据车速控制伸缩气缸伸缩，伸缩气缸的伸长量与车速成正比； [0069] S2：车辆两侧的红外测距器读数值不同时，驱动距离读数值小的一侧的转动板转动收起，直至车辆两侧的红外测距器读数值相同； [0070] S3：驱动收起的转动板展开，直至车辆两侧压力感应器读数相同。 [0071] 本发明一种用于低速重载车辆的平衡结构及方法，其结构简单，可以直接在车辆的悬挂底板下方进行加装，安装方便成本低，有效对车辆重心进行一定的配平，降低车辆倾覆危险，且可以根据车辆在铁路上和公路上的行驶状况进行调节，兼顾低速重载车辆的公铁两种场景的平衡，车辆平衡效果好。 [0072] 本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。