CN110774845A - 隧道轮胎轮轨互换式车辆 - Google Patents

Abstract

一种隧道轮胎轮轨互换式车辆，涉及车辆技术领域。该隧道轮胎轮轨互换式车辆包括车架及与车架连接的至少两个轮胎轮轨互换式行走机构；每个轮胎轮轨互换式走行机构均包括位于车架下方的轮轨行走机构、用于驱动轮轨行走机构升降的互换机构、两个对称设于车架两侧的轮胎行走机构及用于驱动两个轮胎行走机构沿车架宽度方向移动的轮胎变跨机构，轮轨行走机构包括至少两个可旋转的轨轮，轮胎行走机构包括至少一个可旋转的轮胎，轮胎被配置成可转动以使其轴线相对水平面上下转动。本申请提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆能够在轮轨行走和适应隧道的轮胎行走之间进行转换，以适应隧道施工的车辆需求。

Description

隧道轮胎轮轨互换式车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种隧道轮胎轮轨互换式车辆。

背景技术

随着城市基础设施建设的快速发展，城市地铁轨道交通也取得了巨大的发展。城市地铁建设过程中由于盾构尺寸的限制使得隧道内施工空间狭小，寻常工程设备难以适用，特别是在地铁建设过程中铺设有轨道的部分可以使用轨道车辆进行物资输送，但是未铺设轨道的部分难以使用普通的车辆进行物资输送，难以满足使用需求。

因此，需要一种能够适应隧道管壁轮胎行走和轨道行走的车辆来提高隧道施工物资输送效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种隧道轮胎轮轨互换式车辆，其能够在轮轨行走和适应隧道的轮胎行走之间进行转换，以适应隧道施工的车辆需求。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种隧道轮胎轮轨互换式车辆，其包括车架及与车架连接的至少两个轮胎轮轨互换式行走机构；每个轮胎轮轨互换式走行机构均包括位于车架下方的轮轨行走机构、用于驱动轮轨行走机构升降的互换机构、两个分别设于车架两侧的轮胎行走机构及用于驱动两个轮胎行走机构沿车架宽度方向移动的轮胎变跨机构，轮轨行走机构包括至少两个可旋转的轨轮，轮胎行走机构包括至少一个可旋转的轮胎，轮胎被配置成可转动以使其轴线相对水平面上下转动。

在一些可选的实施方案中，轮轨行走机构包括轮轨行走架、两个可旋转地与轮轨行走架连接的轨轮及分别用于驱动两个轨轮旋转的液压马达。

在一些可选的实施方案中，轨轮和轮轨行走架之间通过减震缓冲装置连接，减震缓冲装置包括至少一个轴承箱，轴承箱与轨轮通过可旋转的轨轮轴连接，轴承箱与轮轨行走架之间通过至少两个弹簧连接。

在一些可选的实施方案中，互换机构包括至少两个立柱外套及与立柱外套一一对应的立柱内套和立柱油缸，立柱外套与车架连接，立柱内套滑动穿过对应的立柱外套并与轮轨行走机构铰接，立柱油缸的缸体和油缸杆分别与立柱外套和轮轨行走机构铰接。

在一些可选的实施方案中，轮胎轮轨互换式走行机构还包括用于驱动轮轨行走机构沿车架宽度方向移动的横移定位机构。

在一些可选的实施方案中，横移定位机构包括与车架连接的横移外套、滑动穿过横移外套的横移内套及横移油缸，横移油缸的缸体和油缸杆分别和横移外套和横移内套铰接，立柱外套与横移外套连接。

在一些可选的实施方案中，轮胎变跨机构包括与轮胎行走机构一一对应的变跨内套、变跨外套和变跨油缸，变跨内套的一端连接对应的轮胎行走机构，另一端滑动插设于对应的变跨外套内，变跨油缸的缸体和油缸杆分别与对应的变跨内套和变跨外套铰接，变跨外套与车架连接。

在一些可选的实施方案中，轮胎行走机构包括至少一个与变跨内套连接的转向架、可旋转的与对应的转向架连接的转轴、与对应的转轴连接的摆动桥及固定于对应的摆动桥的一个轮胎；摆动桥还连接有至少一个插销，插销被配置成可沿轴向移动以将转向架和摆动桥之间的位置锁止或解除锁止。

在一些可选的实施方案中，轮胎行走机构还包括与转向架一一对应连接的轮胎转向机构，轮胎转向机构包括竖直布置且可旋转的与均衡梁和对应转向架连接的角度测量装置及回转支承，轮胎转向机构还连接有用于驱动回转支承在水平面内旋转的转向油缸及带动其他转向架转向的转向拉杆。

在一些可选的实施方案中，轮胎行走机构还包括与转向架一一对应连接的轮胎均衡机构，轮胎均衡机构包括与变跨内套连接的均衡铰座、可旋转地与均衡铰座连接的均衡销轴、与均衡销轴连接的均衡梁，转向销轴可旋转的与均衡梁连接，转向销轴的轴线平行于车架的宽度方向。

本申请的有益效果是：本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆包括车架及与车架连接的至少两个轮胎轮轨互换式行走机构；每个轮胎轮轨互换式走行机构均包括位于车架下方的轮轨行走机构、用于驱动轮轨行走机构升降的互换机构、两个对称设于车架两侧的轮胎行走机构及用于驱动两个轮胎行走机构沿车架宽度方向移动的轮胎变跨机构，轮轨行走机构包括至少两个可旋转的轨轮，轮胎行走机构包括至少一个可旋转的轮胎，轮胎被配置成可转动以使其轴线相对水平面上下转动。本申请提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆能够在轮轨行走和适应隧道的轮胎行走之间进行转换，以适应隧道施工的车辆需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆中车架和轮胎轮轨互换式行走机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆中轮轨行走架和减震缓冲装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆中轮胎行走机构和轮胎变跨机构的第一视角的剖视图；

图5为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆中轮胎行走机构和轮胎变跨机构的第二视角的结构示意图。

图中：100、车架；200、轮轨行走机构；210、轨轮；211、轨轮轴；220、轮轨行走架；230、液压马达；240、轴承箱；250、弹簧；300、互换机构；310、立柱外套；320、立柱内套；330、立柱油缸；340、横移外套；350、横移内套；360、横移油缸；400、轮胎行走机构；410、轮胎；420、转向架；430、转轴；440、摆动桥；450、插销；460、角度测量装置；470、回转支承；480、转向油缸；490、均衡铰座；491、均衡销轴；492、均衡梁；500、轮胎变跨机构；510、变跨内套；520、变跨外套；530、变跨油缸。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的隧道轮胎轮轨互换式车辆的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种隧道轮胎轮轨互换式车辆，其主要用于在隧道内管壁和轨道上行走和作业，从而满足隧道施工时不同工况下对于管壁和轨道行走进行切换的需求。该隧道轮胎轮轨互换式车辆包括车架100及安装于车架100上的驾驶室、动力和控制系统，车架100上连接有混凝土搅拌罐或其他主要功能部件，车架100的前端和后端分别连接有一个轮胎轮轨互换式行走机构，每个轮胎轮轨互换式走行机构均包括位于车架100下方的轮轨行走机构200、用于驱动轮轨行走机构200沿车架100宽度方向移动的横移定位机构、用于驱动轮轨行走机构200升降的互换机构300、两个对称设于车架100两侧的轮胎行走机构400及用于驱动两个轮胎行走机构400沿车架100宽度方向移动的轮胎变跨机构500；

其中，如图2所示，横移定位机构包括与车架100连接的横移外套340、滑动穿过横移外套340的横移内套350及一个横移油缸360，横移外套340水平布置且沿车架100的宽度方向布置，横移油缸360的缸体和油缸杆分别和横移外套340和横移内套350铰接；互换机构300包括分别与横移外套340两端连接的立柱外套310，两个立柱外套310相互平行且竖直布置，每个立柱外套310均连接有一个滑动穿过其的立柱内套320，每个立柱外套310的外壁顶部均与一个立柱油缸330的缸体铰接，横移外套340的下方设有可升降的轮轨行走机构200，轮轨行走机构200与立柱油缸330的油缸杆铰接；

如图2和图3所示，轮轨行走机构200包括两端分别与两个立柱内套320铰接的轮轨行走架220，两个立柱油缸330的油缸杆分别与轮轨行走架220的两端铰接，轮轨行走架220的两端分别连接有减震缓冲装置、一个可旋转的轨轮210及用于驱动轨轮210旋转的液压马达230，每个减震缓冲装置均包括两个轴承箱240、两端分别可旋转的与两个轴承箱240连接的轨轮轴211及与每个轴承箱240对应的两个弹簧250，弹簧250的两端分别与轮轨行走架220和对应的轴承箱240连接，轨轮210套设于对应的轨轮轴211上，液压马达230的输出轴与对应的轨轮轴211同轴连接，轨轮轴211水平布置且沿车架100的宽度方向延伸；弹簧250为橡胶弹簧。

如图4所示，轮胎变跨机构500包括两个对称布置于车架100两侧的变跨外套520，变跨外套520水平布置且沿车架100的宽度方向布置，变跨外套520与车架100连接，每个变跨外套520均连接有一个滑动插设于其内的变跨内套510，每个变跨外套520和对应的变跨内套510之间还设有变跨油缸530，变跨油缸530的缸体和油缸杆分别与对应的变跨外套520和变跨内套510铰接。

如图4和图5所示，每个轮胎行走机构400均包括与对应的变跨内套510连接的轮胎均衡机构、与轮胎均衡机构连接的两个轮胎转向机构及与轮胎转向机构一一对应连接的两个转向架420，每个转向架420均连接有可旋转的转轴430，转轴430的轴线沿车架100的长度方向延伸，每个转轴430连接有摆动桥440，每个摆动桥440通过对应的半桥连接有一个轮胎410，每个摆动桥440连接有三个可沿轴向移动的插销450，插销450沿轴向移动以将对应的转向架420和摆动桥440之间的位置锁止或解除锁止，轮胎410可绕转轴430的轴线旋转以使轮胎410的轴线相对水平面上下转动；其中，轮胎均衡机构包括与变跨内套510连接的均衡铰座490、可旋转地与均衡铰座490连接的均衡销轴491及与均衡销轴491连接的均衡梁492，均衡销轴491沿水平方向布置且轴线沿车架100的宽度方向延伸，轮胎转向机构包括竖直布置且可旋转的分别与均衡梁492和转向架420连接的角度测量装置460及回转支承470，均衡梁492还连接有用于驱动两个回转支承470分别在水平面内旋转的转向油缸480，转向油缸480为双向油缸，转向油缸480的油缸杆的两端分别与两个回转支承470铰接，转向油缸480的缸体与均衡梁492连接。其中，角度测量装置使用的是现有的技术，因此以下不再赘述。

本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆作业时能够在隧道管壁轮胎行走和隧道轨道行走之间进行转换，以便于适应隧道车辆行走的不同作业要求，其中：

在进行轨道行走作业时，使车架100前端和后端连接的轮胎轮轨互换式行走机构切换至轮轨行走模式，以一个轮胎轮轨互换式行走机构为例，互换机构300驱动轮轨行走机构200下降，以利用轮轨行走机构200连接的两个轨轮210抵压轨道进行轨道行走作业，同时轮胎变跨机构500驱动两个轮胎行走机构400向靠近车架100移动，使两个轮胎行走机构400收起；具体的，控制两个立柱油缸330分别驱动油缸杆伸出，以驱动轮轨行走架220稳定的下降，从而带动轮轨行走架220两端的减震缓冲装置连接的轨轮210下降至轨道上方，此时作业人员可以利用横移定位机构将两个轨轮210和轨道上下对齐，即控制横移油缸360的油缸杆伸出，驱动横移内套350沿横移外套340和车架100的宽度方向移动，从而带动横移内套350连接的立柱油缸330和轮轨行走架220沿车架100的宽度方向移动，以使两个轨轮210和轨道对齐，最后两个立柱油缸330进一步驱动轮轨行走架220和两个轨轮210下降至轨道上，即可使用两个液压马达230驱动对应的轨轮210旋转驱动隧道轮胎轮轨互换式车辆沿轨道移动；同时控制两个变跨油缸530的油缸杆收缩，驱动两个变跨内套510相对于两个变跨外套520沿靠近车架100方向移动，以带动两个变跨内套510连接的两个转向架420向靠近车架100方向移动，轮胎410的外周壁停止抵压隧道的内壁，将轮胎行走机构400收起；旋转插销450使其沿轴向移动停止锁止转向架420和摆动桥440之间的位置，作业人员绕转轴430旋转轮胎410，使轮胎410的轴线转动至沿水平方向。

在进行轮胎行走作业时，使车架100前端和后端连接的轮胎轮轨互换式行走机构切换至轮胎行走模式，以一个轮胎轮轨互换式行走机构为例，轮胎变跨机构500驱动两个轮胎行走机构400向远离车架100移动，使两个轮胎行走机构400伸出，变跨过程中并转动轮胎410绕转轴430的轴线旋转，使轮胎410的轴线相对水平面转动至轮胎410外周面与隧道内的预设位置内壁平行，随后互换机构300驱动轮轨行走机构200上升，使两个轮轨行走机构200收起，此时可以利用轮胎在隧道内壁行走；具体的，控制两个变跨油缸530的油缸杆伸出，驱动两个变跨内套510相对于两个变跨外套520沿远离车架100方向移动，以带动两个变跨内套510连接的两个转向架420向远离车架100方向移动，同时旋转插销450使其沿轴向移动停止锁止转向架420和摆动桥440之间的位置，作业人员绕转轴430旋转轮胎410，使轮胎410的轴线相对水平面上下转动，并控制两个立柱油缸330收缩油缸杆降低轮胎410的高度，使轮胎410的外周壁抵压隧道的内壁，最后控制两个立柱油缸330分别驱动油缸杆收回，以驱动轮轨行走架220稳定的上升，从而带动轮轨行走架220两端的减震缓冲装置连接的轨轮210上升脱离轨道，既可以利用轮胎410支撑隧道轮胎轮轨互换式车辆沿隧道的内壁移动，以便于在隧道中未铺设轨道的位置进行移动和作业。

此外，轮胎行走机构400中的轮胎转向机构能够帮助轮胎410进行转向以适应隧道的方向变化，具体的，通过控制转向油缸480的油缸杆移动能够驱动两个回转支承470在水平面内分别绕其轴线旋转，从而带动角度测量装置460、回转支承470、转向架420及轮胎410转动，以调节每个轮胎行走机构400中的两个轮胎410同步移动进行转向，以适应隧道的方向变化。

轮胎行走机构400中的轮胎均衡机构能够保证轮胎410沿隧道内壁行走的两侧受力均衡，当轮胎410旋转移动时，轮胎410将受到得应力传递至均衡梁492及可旋转的连接均衡梁492和均衡铰座490的均衡销轴491，从而通过均衡销轴491的旋转作用平衡轮胎410受到得过大应力，保证各个轮胎410行走时受力均衡。

在一些可选的实施例中，隧道轮胎轮轨互换式车辆还可以设置三个、四个、五个或五个以上的轮胎轮轨互换式行走机构；每个轮轨行走机构200还可以包括四个、六个、八个或八个以上的轨轮210；可选的，每个轮胎行走机构400还可以包括一个、二个、三个、四个或四个以上的轮胎410；可选的，每个减震缓冲装置还可以包括一个、三个、四个或四个以上的轴承箱240；可选的，轴承箱240与轮轨行走架220之间还可以通过一个、三个、四个或四个以上的弹簧250连接；可选的，还可以不设置双头油缸作为转向油缸480，而是设置与回转支承470一一对应的转向油缸480，且使各个转向油缸480的缸体分别与均衡梁492连接，使各个转向油缸480的油缸杆分别与对应的回转支承470铰接。

在一些可选的实施例中，还可以不设置轮胎均衡机构，而是将均衡梁492直接与变跨内套510连接；当然在其他可选的实施例中，还可以在不设置轮胎均衡机构的前提下进一步不设置轮胎转向机构，此时，将转向架420直接与变跨内套510连接即可。在一些可选的实施例中，摆动桥440还可以通过对应的减速器连接有一个轮胎410。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，其包括车架及与所述车架连接的至少两个轮胎轮轨互换式行走机构；每个所述轮胎轮轨互换式走行机构均包括位于所述车架下方的轮轨行走机构、用于驱动所述轮轨行走机构升降的互换机构、两个分别设于所述车架两侧的轮胎行走机构及用于驱动两个所述轮胎行走机构沿所述车架宽度方向移动的轮胎变跨机构，所述轮轨行走机构包括至少两个可旋转的轨轮，所述轮胎行走机构包括至少一个可旋转的轮胎，所述轮胎被配置成可转动以使其轴线相对水平面上下转动。

2.根据权利要求1所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮轨行走机构包括轮轨行走架、两个可旋转地与所述轮轨行走架连接的所述轨轮及分别用于驱动两个轨轮旋转的液压马达。

3.根据权利要求2所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轨轮和所述轮轨行走架之间通过减震缓冲装置连接，所述减震缓冲装置包括至少一个轴承箱，所述轴承箱与所述轨轮通过可旋转的轨轮轴连接，所述轴承箱与所述轮轨行走架之间通过至少两个弹簧连接。

4.根据权利要求1所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述互换机构包括至少两个立柱外套及与所述立柱外套一一对应的立柱内套和立柱油缸，所述立柱外套与所述车架连接，所述立柱内套滑动穿过对应的所述立柱外套并与所述轮轨行走机构铰接，所述立柱油缸的缸体和油缸杆分别与所述立柱外套和所述轮轨行走机构铰接。

5.根据权利要求4所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮胎轮轨互换式走行机构还包括用于驱动所述轮轨行走机构沿所述车架宽度方向移动的横移定位机构。

6.根据权利要求5所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述横移定位机构包括与所述车架连接的横移外套、滑动穿过所述横移外套的横移内套及横移油缸，所述横移油缸的缸体和油缸杆分别和所述横移外套和所述横移内套铰接，所述立柱外套与所述横移外套连接。

7.根据权利要求1所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮胎变跨机构包括与所述轮胎行走机构一一对应的变跨内套、变跨外套和变跨油缸，所述变跨内套的一端连接对应的所述轮胎行走机构，另一端滑动插设于对应的所述变跨外套内，所述变跨油缸的缸体和油缸杆分别与对应的所述变跨内套和所述变跨外套铰接，所述变跨外套与所述车架连接。

8.根据权利要求7所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮胎行走机构包括至少一个与所述变跨内套连接的转向架、可旋转的与对应的所述转向架连接的转轴、与对应的所述转轴连接的摆动桥及固定于对应的所述摆动桥的一个所述轮胎；所述摆动桥还连接有至少一个插销，所述插销被配置成可沿轴向移动以将所述转向架和所述摆动桥之间的位置锁止或解除锁止。

9.根据权利要求8所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮胎行走机构还包括与所述转向架一一对应连接的轮胎转向机构，所述轮胎转向机构包括竖直布置且可旋转的分别与均衡梁和所述转向架连接的角度测量装置及连接所述转向架和均衡梁的回转支承，所述轮胎转向机构还连接有用于驱动所述回转支承在水平面内旋转的转向油缸及带动其他转向架转动的转向连杆。

10.根据权利要求9所述的隧道轮胎轮轨互换式车辆，其特征在于，所述轮胎行走机构还包括与所述转向架一一对应连接的轮胎均衡机构，所述轮胎均衡机构包括与所述变跨内套连接的均衡铰座、可旋转地与所述均衡铰座连接的均衡销轴、与所述均衡销轴连接的均衡梁，所述转向销轴可旋转的与所述均衡梁连接，所述转向销轴的轴线平行于所述车架的宽度方向。

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