CN108330751A - 一种销梯式林业山地单轨车轨道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单轨轨道交通车辆技术领域，公开了一种销梯式林业山地单轨车轨道，包括轨道本体、支撑机构和轮系；所述支撑机构用于支撑所述轨道本体，并使整个轨道能够灵活适应于平地或坡地；所述轮系能够在所述轨道本体上滚动，能够承载单轨车载荷，具有导向功能；所述轨道本体包括轨道梁及销轴，所述轨道梁采用空心方钢，两个所述轨道梁相对设置并通过销轴连接，形成销梯形状；所述轮系包括驱动齿轮、导向轮和承重轮，所述驱动齿轮与所述销轴之间啮合传动。本发明轨道成本低、稳定性好、安装灵活，结构简洁。
Description
技术领域
本发明涉及单轨轨道交通车辆技术领域，更具体的说，特别涉及一种销梯式林业山地单轨车轨道。
背景技术
中国林业地貌地形复杂多样，交通的不便限制了林业生产的发展。单轨车是一种简洁高效的林业山地运输方式，其运输系统的车辆运行在单轨道上，轨道是一种类似梁体的结构，可分为悬挂式和跨坐式两种。悬挂式单轨车是位于轨道下方行驶的，其驱动轮和导向轮位于车辆的上部，跨坐式单轨车与悬挂式单轨车截然不同，车辆在单轨轨道上方，导向轮与驱动轮位于车辆底部。
单轨车起源于欧洲国家，但单轨车的发展是从日本开始的。日本的坡地用单轨车，钢轨采用三角架支撑，轨道底面装有齿条，与齿条啮合的驱动轮由发动机驱动，该车结构简单，安装方便，但其载重较小、速度较慢且成本较高。国内林业山地单轨车技术的研究起步较晚，但发展迅速。2007年哈尔滨森林工程与环境研究所引进了生态型林业山地单轨运输设备以及其关键技术。在此之后，我国研制出适用于地形复杂的山地果园单轨运输车、多功能跨座式林业山地单轨车等。但单轨车目前未得到广泛推广，其中重要原因就是齿轮齿条式轨道成本过高，运行噪音大且不稳定，因此需要着手解决这些不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有单轨车轨道存在的技术问题，提供一种销梯式林业山地单轨车轨道，其稳定性较好、安装灵活，并可承载较大载荷，结构简洁且成本较低。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
一种销梯式林业山地单轨车轨道，包括轨道本体、支撑机构和轮系；所述支撑机构用于支撑所述轨道本体，并使整个轨道能够灵活适应于平地或坡地；所述轮系能够在所述轨道本体上滚动，并能够承载单轨车重量产生的载荷；
所述轨道本体包括轨道梁及销轴，所述轨道梁采用空心方钢，两个所述轨道梁相对设置，并通过所述销轴连接；所述轮系包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述销轴之间啮合传动。
所述销轴为三节阶梯轴，两端直径相等且小于中部直径；所述销轴的两端穿过所述轨道梁上对应的安装孔，两个台阶面与所述轨道梁的侧壁贴合。
所述支撑机构包括支架、支撑立杆、支撑托盘、支撑连接螺栓；所述支撑立杆与所述支撑托盘通过铰连接形成转动副，所述支撑托盘通过所述支撑连接螺栓安装在所述轨道梁上；所述支撑立杆相对的侧面上对称设置有用于承载载荷的支架；所述支架上还设置有止沉盘。
所述支撑立杆顶端与所述支撑托盘之间采用铰接，根据斜坡的坡度调整所述支撑托盘与支撑立杆之间的角度，确定角度后通过紧定螺钉将两者进行固定。
所述支撑立杆纵向上均匀分布有圆通孔，用于调整所述支架在所述支撑立杆上的安装位置。
所述轨道本体包括至少两节轨道本体，相邻两个轨道本体之间安装有所述支撑机构进行支撑；所述轨道本体还包括轨道间连接件，所述轨道间连接件设置在相邻两轨道梁的内侧，所述支撑托盘安装在两轨道梁对接处。
所述轮系包括机架和驱动齿轮，所述驱动齿轮安装在所述机架上；所述驱动齿轮采用腹板式齿轮并与所述销轴啮合传动；所述驱动齿轮的齿根加工成圆弧段，所述圆弧段的直径与所述销轴中部的直径一致。
所述轮系还包括导向轮，所述导向轮通过连接轴安装在所述机架上；所述导向轮的圆周面加工有环形凹槽使其像工字型，所述环形凹槽的底面与所述轨道梁的侧壁贴合，其侧壁与所述轨道梁的上下平面之间留有间隙；
两个所述轨道梁的一侧相对设置有所述导向轮，两个导向轮能够沿销轴方向夹紧所述轨道梁；所述导向轮的外表面套有一层尼龙轮套。
所述轮系还包括承重轮，所述承重轮通过承重轮安装支架安装在所述机架上；所述承重轮的轴线与所述驱动齿轮的轴线平行，并与所述轨道梁的上平面贴合；
所述机架上并位于所述驱动齿轮的两端对称设置有两个所述承重轮，所述承重轮位于所述导向轮和所述驱动齿轮之间；所述承重轮的材料选用高强度聚氨酯。
两个所述轨道梁之间均匀设置有销轴，并采用轨道安装螺栓穿过两个所述轨道梁以将其固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中通过支撑机构支撑轨道本体，所述轮系采用轨道梁和销轴形成销梯，通过驱动齿轮与销轴啮合传动带动单轨车运行，整个轨道的结构简单加工方便，所述轨道梁采用空心方钢并通过所述销轴连接，实现了在保证结构可靠的前提下显著降低成本；此外，整个轨道安装方便、承载能力强，可灵活适应于平地或坡地，故能将单轨车进行大范围推广。
2、本发明的支撑机构采用“人”字型结构对轨道本体进行支撑，由于单轨车在行走时，车身产生相切于速度方向的震动易左右晃动或者发生侧翻，采用“人”字型设置的支架同时承载载荷，保证了轨道的安全稳定性；此外，支架上设置止沉盘来增大受力面积，也增大了轨道的安全稳定性。
3、本发明通过支撑机构上的支撑托盘与支撑立杆间采用铰接的方式，来实现了轨道在坡地上的灵活安装。轨道铺设在平面上时，支撑托盘与支撑立杆通过紧定螺钉固定成90°；当在斜坡上时，松开紧定螺钉，支撑托盘可根据斜坡的坡度与支撑立杆成相应角度，从而保证支撑立杆与水平面始终垂直，提高轨道的适用范围；此外，通过支撑托盘与轨道梁间连接件共同作用以保证两节轨道梁的共线。
4、本发明轮系采用工字型导向轮，在需要拐弯的时候，导向轮随轨道的走向变向，并且导向轮采用对称设置且导向轮与轨道梁之间留有一定空隙，可以防止单轨车侧翻和上跳。
附图说明
图1为本发明销梯式林业山地单轨车轨道的整体轴测图。
图2为本发明轨道本体的轴测爆炸图。
图3为本发明轨道本体的端面全剖视图。
图4为本发明支撑机构的轴测图。
图5为本发明支撑机构的局部爆炸图。
图6为本发明轮系的整体轴测图。
附图标记说明：1-轨道本体、2-支撑机构、3-轮系、11-轨道梁、12-销轴、13-轨道安装螺栓、14-轨道间连接件、21-支架、22-支撑立杆、23-支撑托盘、24-支撑连接螺栓、25-止沉盘、26-紧定螺钉、30-机架、31-驱动齿轮、32-圆弧段、33-导向轮、34-连接轴、35-承重轮、36-承重轮安装支架、37-同步带轮、38-减速箱输出轴。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，本发明提供的一种销梯式林业山地单轨车轨道，包括轨道本体1、支撑机构2和轮系3，所述轨道本体1上设置有所述支撑机构2和轮系3。所述支撑机构2用于支撑所述轨道本体1，并使整个轨道能够灵活适应于平地或坡地；所述轮系3能够在所述轨道本体1上滚动。
如附图2和附图3所示，所述轨道本体1包括轨道梁11，两个所述轨道梁11相对设置，两者之间设置有销轴12，即两个轨道梁11之间通过销轴12进行连接。本实施例中，所述轨道梁11采用空心方钢，其尺寸为25mm×25mm×0.99m，两个轨道梁11之间的距离为20mm。为了保证安装的可靠性，两个所述轨道梁11之间均匀设置有销轴12，并采用轨道安装螺栓13穿过两个所述轨道梁11以将两者进行固定，采用上述结构使整个轨道类似销梯。
本实施例中，所述销轴12采用三节阶梯轴，其中部的直径大于两端，中部直径为14mm，两端直径均为10mm。所述销轴12的两端穿过所述轨道梁11上对应的安装孔，两个台阶面与所述轨道梁11的侧壁贴合，相邻两个销轴12间隔30mm。由于销轴12的工艺简单、价格便宜，因此可以大大降低轨道成本。此外，通过采用空心方钢使整个轨道本体1的排布形似梯子，其结构简单，结构稳定也可靠。
如附图4所示，所述支撑机构2安装在所述轨道本体1上，用于对所述轨道本体1进行支撑，并使整个轨道能够灵活适应于平地或坡地。
所述支撑机构2包括支架21、支撑立杆22、支撑托盘23、支撑连接螺栓24；所述支撑立杆22通过所述支撑托盘23安装在所述轨道梁11上，所述支撑托盘23通过所述支撑连接螺栓24安装在所述轨道梁11上。所述支撑立杆22相对的侧面上对称设置有用于承载载荷的支架21，使得整个支撑机构2似“人”字形，结构稳定也可靠。两个所述支架21之间的夹角在30～120°之间可以设置，本实施例中，两个支架21之间的夹角优选为60°。
进一步地，所述支架21上还设置有止沉盘25，可以增大受力面积，从而增大所述支架机构2的平稳性，并能够防止整个轨道下沉。
如附图5所示，进一步地，所述支撑机构2结合人体踝关节构造，设计支撑托盘23与支撑立杆22间的连接方式。所述支撑立杆22顶端与所述支撑托盘23之间采用铰接，这样所述支撑托盘23可以根据斜坡的坡度与支撑立杆22成相应角度，从而保证所述支撑立杆22与水平面始终垂直，确定角度后通过紧定螺钉26将两者进行固定。
上述中，所述支撑机构2可依据地势灵活安装，在平面上时，所述支撑托盘23与支撑立杆22通过紧定螺钉26固定成90°；当在斜坡上时，松开紧定螺钉26，所述支撑托盘23可根据斜坡的坡度与支撑立杆22成斜坡坡度相同的角度，从而保证支撑立杆22与水平面始终垂直，确定角度后使用紧定螺钉26将其固定，安装方便，适应性强。
进一步地，所述支撑立杆22在纵向上均匀分布有圆通孔，用于调整所述支架21在所述支撑立杆22上的安装位置，从而可在635mm～755mm范围内调节所述轨道梁11高度。本实施例中，所述圆通孔的直径为10mm，所述轨道梁11距地面高度为635mm。
本实施例中，所述轨道本体1包括至少两节轨道本体1，相邻两个轨道本体1之间安装有所述支撑机构2进行支撑。所述轨道本体1还包括轨道间连接件14，所述轨道间连接件14设置在相邻两轨道梁11的内侧，所述支撑托盘23安装在相邻两轨道梁11的对接处，通过所述支撑托盘23与轨道梁间连接件14的共同作用，从而保证相邻两节轨道梁11的共线。如图4所示，由于本发明的轨道铺设在平地上，故所述支撑托盘23与所述支撑立柱22之间的夹角为90°。
如附图6所示，所述轮系3包括机架30和驱动齿轮31，所述机架30设置在所述轨道梁11上，所述驱动齿轮31安装在所述机架30上。所述驱动齿轮31采用腹板式齿轮与所述销轴12啮合传动，采用销齿传动驱动力大且传动平稳。本实施例中，所述驱动齿轮31的齿根加工成圆弧段32，所述圆弧段32的直径与所述销轴12中部的直径一致，这样两者可以更好的啮合，并能够缓冲运动过程产生的冲击。本实施例中，所述驱动齿轮31的分度圆直径为172mm，模数为2mm，齿数为18。所述驱动齿轮31与减速箱输出轴38连接，减速箱通过同步带轮37获得动能为整个轮系3提供动力。
进一步地，所述轮系3还包括导向轮33，所述导向轮33通过连接轴34安装在所述机架30上，用于在所述驱动齿轮32与所述销轴12啮合传动时起导向作用，并能防止轮系3在运动过程中产生侧翻。所述导向轮33的圆周面加工有环形凹槽使其呈工字形，所述环形凹槽的底面与所述轨道梁11的侧壁贴合，其侧壁与所述轨道梁11的上下平面之间留有间隙，这样也可保证单轨车不会侧倒。
本实施例中，两个所述轨道梁11的一侧相对设置有所述导向轮33，两个导向轮33能够沿销轴12方向夹紧所述轨道梁11，从而保证所述轮系3在所述轨道本体1上能够可靠移动。进一步地，所述驱动齿轮31的两侧分别设置有一组所述导向轮33，用于保证所述轮系3运动的可靠性。
本实施例中，由于导向轮33与轨道梁11之间摩擦磨损严重，振动噪声大，所述导向轮33的外表面套有一层尼龙轮套，从而降低导向过程中产生的磨损和噪声。
进一步地，所述轮系3还包括承重轮35，所述承重轮35通过承重轮安装支架36安装在所述机架30上，用于承载单轨车的载荷。所述承重轮35的轴线与所述驱动齿轮31的轴线平行，并与所述轨道梁11的上平面贴合。
本实施例中，所述机架30上并位于所述驱动齿轮31的两侧对称设置有两个所述承重轮35，进一步地，所述承重轮35位于所述导向轮33和所述驱动齿轮31之间，从而更可靠地保证所述轮系3在所述轨道本体1上稳定移动。
本实施例中，所述承重轮35采用平顶脚轮，并选用高强度聚氨酯作为承重轮35的材料，可减小所述承重轮35在所述轨道梁11上滚动噪声。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：该轨道系统包括轨道本体(1)、支撑机构(2)和轮系(3)；所述支撑机构(2)用于支撑所述轨道本体(1)，并使整个轨道能够灵活适应于平地或坡地；所述轮系(3)能够在所述轨道本体(1)上滚动；
所述轨道本体(1)包括轨道梁(11)及销轴(12)，所述轨道梁(11)采用空心方钢，两个所述轨道梁(11)相对设置并通过所述销轴(12)连接；所述轮系(3)包括驱动齿轮(31)，所述驱动齿轮(31)与所述销轴(12)之间啮合传动。
2.根据权利要求1所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述销轴(12)为三节阶梯轴，两端直径相等且小于中部直径；所述销轴(12)的两端穿过所述轨道梁(11)上对应的安装孔，两个台阶面与所述轨道梁(11)的侧壁贴合。
3.根据权利要求2所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述支撑机构(2)包括支架(21)、支撑立杆(22)、支撑托盘(23)、支撑连接螺栓(24)；所述支撑立杆(22)与所述支撑托盘(23)通过铰连接形成转动副，所述支撑托盘(23)通过所述支撑连接螺栓(24)安装在所述轨道梁(11)上；所述支撑立杆(22)相对的侧面上对称设置有用于承载载荷的支架(21)；所述支架(21)上还设置有止沉盘(25)。
4.根据权利要求3所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述支撑立杆(22)顶端与所述支撑托盘(23)之间采用铰接，根据斜坡的坡度调整所述支撑托盘(23)与支撑立杆(22)之间的角度，确定角度后通过紧定螺钉(26)将两者进行固定。
5.根据权利要求4所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述支撑立杆(22)纵向上均匀分布有圆通孔，用于调整所述支架(21)在所述支撑立杆(22)上的安装位置。
6.根据权利要求4或5所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述轨道本体(1)包括至少两节轨道本体(1)，相邻两个轨道本体(1)之间安装有所述支撑机构(2)进行支撑；所述轨道本体(1)还包括轨道间连接件(14)，所述轨道间连接件(14)设置在相邻两轨道梁(11)的内侧，所述支撑托盘(23)安装在相邻两轨道梁(11)的对接处。
7.根据权利要求6所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述轮系(3)包括机架(30)和驱动齿轮(31)，所述驱动齿轮(31)安装在所述机架(30)上并与所述销轴(12)啮合传动；所述驱动齿轮(31)的齿根加工成圆弧段(32)，所述圆弧段(32)的直径与所述销轴(12)中部的直径一致。
8.根据权利要求7所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述轮系(3)还包括导向轮(33)，所述导向轮(33)通过连接轴(34)安装在所述机架(30)上；所述导向轮(33)的圆周面加工有环形凹槽，所述环形凹槽的底面与所述轨道梁(11)的侧壁贴合，其侧壁与所述轨道梁(11)的上下平面之间留有间隙；
两个所述轨道梁(11)的一侧相对设置有所述导向轮(33)，两个导向轮(33)能够沿所述销轴(12)方向夹紧所述轨道梁(11)；所述导向轮(33)的外表面套有一层尼龙轮套。
9.根据权利要求8所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：所述轮系(3)还包括承重轮(35)，所述承重轮(35)通过承重轮安装支架(36)安装在所述机架(30)上；所述承重轮(35)的轴线与所述驱动齿轮(31)的轴线平行，并与所述轨道梁(11)的上平面贴合；
所述机架(30)上并位于所述驱动齿轮(31)的两侧对称设置有两个所述承重轮(35)，所述承重轮(35)位于所述导向轮(33)和所述驱动齿轮(31)之间；所述承重轮(35)的材料选用高强度聚氨酯。
10.根据权利要求1所述的销梯式林业山地单轨车轨道，其特征在于：两个所述轨道梁(11)之间均匀设置有销轴(12)，并采用轨道安装螺栓(13)穿过两个所述轨道梁(11)以将其固定。
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