一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组

1.本发明涉及煤矿井下辅助运输设备领域，具体的是一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组。


背景技术：

2.随着国家“十四五规划”对煤矿行业发展方向提出了“继续推动行业转型升级”、“煤矿生产智能化”的要求，其中煤矿辅助运输在煤矿生产过程中担负着采掘设备、煤矸石、材料以及工作人员的运输重任，是煤矿安全、高效生产过程中极为重要的一环。单轨吊作为一种很有潜力的现代高效煤矿辅助运输方式，由于其适应性强、驱动力大等优势，势必会得到更大的推广应用，逐渐成为提高井下运输效率，促进煤矿开采安全、高效、智能化的重要保障。
3.现在的柴油机单轨吊在安装过程前要根据巷道的坡度情况对驱动部位置进行规划，在变坡位置还要停车调整，利用经验类比法重新布置驱动部位置，大大浪费了人力及时间成本。而且，轨道安装过程中会存在安装误差，使得轨道与轨道不平行，此时轨道在沿轨道方向存在一个小角度偏折误差，使得拉杆与轨道之间也不再平行，因此拉杆就会通过驱动部对轨道产生一个侧向力。该侧向力与下方轨道传递过来的推力就会对轨道产生多个扭矩，使单轨吊运行时轨道左右摇摆，当单轨吊在面对大坡度巷道大负载情况时甚至会出现轨道折弯失效情况，产生安全隐患，也不能完整发挥柴油机单轨吊的运力。
4.中国神华能源股份有限公司提出了一种用于拆卸单轨吊的升降装置(申请号：cn201120047869.3)，用于减轻单轨吊拆装时的劳动强度，但是无法从根本上解决单轨吊需要根据工况布置驱动部的情况，依然存在安全隐患。山东新阳能源有限公司提出了一种单轨吊机车就地掉头方法(申请号:cn201810694277.7)，此种方法虽然不是针对本发明所提问题提出，但是也间接提供了一种解决方法，但是此种方案一方面需要专门架设掉头用分支巷道，另一方面需要生产专门分叉轨道，导致使用单轨道运输装备的成本上升，只对大型井下巷道有一定的实用性。针对动力分配问题，德国沙尔夫公司增设前后各增设驱动部单元，在上下坡时，利用液压回路的通断来决定能起驱动作用的驱动部数量，从而实现上下坡动力的合理分配。此方法一方面增加了单轨吊运输装备整体长度，加剧了单轨吊运输在狭小煤矿巷道运输的灵活性，同时也增加了整机重量，成本也相应提升。
5.因此，有必要研发一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组，可以减小单轨吊行车过程中对轨道产生的扭矩，实现依据工况下的动力快速分配，确保单轨吊运输装备的安全高效运行。


技术实现要素：

6.为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组，包括轨道，所述轨道连接有驱动部、承载小车和起吊梁，起吊梁设置在驱动部和承载小车的中间位置，驱动部、承载小车、起吊梁之间通过驱动部短拉杆、框型拉杆、驱动部长拉杆连接。
9.进一步地，所述驱动部包括第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部、第四驱动部、第五驱动部、第六驱动部、第七驱动部和第八驱动部，驱动部的结构相同；
10.所述第二驱动部包括驱动车架，驱动车架的中间位置设置有第二驱动部车架连接板，驱动车架的两侧分别设置有第二驱动部车架第一侧板和第二驱动部车架第二侧板，驱动车架的两端分别设置有第二驱动部左连接座和第二驱动部右连接座，第二驱动部右连接座比第二驱动部左连接座的尺寸更长。
11.进一步地，所述驱动部短拉杆包括第一短拉杆、第二短拉杆、第三短拉杆、第四短拉杆，短拉杆的结构相同。
12.进一步地，所述驱动部长拉杆包括第一长拉杆和第二长拉杆，长拉杆的结构相同；
13.所述驱动部长拉杆、驱动部短拉杆均设置有内杆和外杆，便于通过转动外杆调节驱动部长拉杆、驱动部短拉杆整体的长度。
14.进一步地，所述框型拉杆包括第一框型拉杆、第二框型拉杆、第三框型拉杆和第四框型拉杆，框型拉杆的结构相同，框型拉杆上均设置有多个销孔，根据驱动部的尺寸调节框型拉杆的长度，并通过销连接左右两部分；
15.所述驱动部长拉杆、驱动部短拉杆和框型拉杆的两端均设置有万向节，灵活应对各种转弯和不同坡度的轨道。
16.进一步地，所述承载小车包括第一承载小车和第二承载小车，承载小车的结构相同；
17.所述第一承载小车和第二承载小车的内部均设置有空间，第一长拉杆和第二长拉杆从第一承载小车和第二承载小车的内部穿过时两者没有接触。
18.进一步地，所述第一承载小车和第二承载小车的两侧安装有四个纠偏装置，承载小车的中间位置设置有承载小车连接板，承载小车连接板的底端安装有承载轮，承载小车连接板的两端分别安装有承载小车第一侧板和承载小车第二侧板。
19.进一步地，所述起吊梁包括起吊梁主体，起吊梁主体的上端设置有起吊梁承载车，起吊梁主体的两端上方设置有两个起吊梁定拉杆，用于传递第四驱动部的驱动力；起吊梁主体的两端下方设置有两个可调整伸出长度的起吊梁活动拉杆，用于传递第二驱动部的驱动力。
20.进一步地，所述单轨吊驱动部具有四条向起吊梁7传递驱动力的路径：
21.一：第一驱动部、第一短拉杆、第二驱动部、第一框型拉杆、第一承载小车、第二框型拉杆、起吊梁依次首尾相连，第一驱动部的驱动力通过第一短拉杆传递向第二驱动部，第一驱动部与第二驱动部的总驱动力通过第一框型拉杆、第一承载小车、第二框型拉杆传递到起吊梁；
22.二：第三驱动部、第一长拉杆、第四驱动部、第二短拉杆、起吊梁依次首尾相连，第三驱动部的驱动力通过第一长拉杆传递向第四驱动部，第三驱动部与第四驱动部的总驱动力通过第二短拉杆传递到起吊梁；
23.三：第八驱动部、第四短拉杆、第七驱动部、第四框型拉杆、第二承载小车、第三框
型拉杆、起吊梁依次首尾相连，第八驱动部的驱动力通过第四短拉杆传递向第七驱动部，第八驱动部与第七驱动部的总驱动力通过第四框型拉杆、第二承载小车、第三框型拉杆传递到起吊梁；
24.四：第六驱动部、第二长拉杆、第五驱动部、第三短拉杆、起吊梁依次首尾相连，第六驱动部的驱动力通过第二长拉杆传递向第五驱动部，第六驱动部与第五驱动部的总驱动力通过第三短拉杆传递到起吊梁。
25.本发明的有益效果：
26.1、由于采用机械式动力分配方案，有如下技术优势：
27.1)易于实现：不用对现有的单轨吊液压系统进行任何改变，避免液压系统改造所需的试验成本。
28.2)成本低廉：本发明仅在原有单轨吊设备上加载了四根框型拉杆和两台承载小车，对一部分驱动部承载小车侧板进行小部分改装，改装方便，改装成本小。
29.3)适用性广：本发明是在原有单轨吊设备上进行了一部分升级改装，不影响已经生产出来的单轨吊产品的使用，对已经在用的单轨吊都可以使用此方法进行升级。
30.4)可靠性高：本发明在原有单轨吊大量安全使用数据的基础上，仅通过在设备上加装附件的方式，减小了靠近起吊梁位置驱动部对轨道垂直于轨道腹板方向上分力的大小，在不影响原设备的安全性的前提下，达到避免轨道失效的效果，增加了轨道安全性和可靠性。
31.2、由于采用自动切换方案，有如下技术优势：
32.1)降低工人劳动强度：本发明能够更好的面对变坡轨道，不用停车对驱动部进行再分配，大大节省了时间成本和人力成本，减少了辅助运输阶段的安全隐患。
33.2)适应性强：各驱动部与拉杆之间采用万向节连接，对单轨吊转弯、上下坡具有更强的适应性。
34.3)降低自重：相比于传统单轨吊在坡度较大的轨道上采用“甩驱”，来保证轨道的安全性，本发明使驱动部的利用率为100％，避免了驱动部的冗余，减小了设备自重。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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的附图；
36.图1为本发明的整体结构示意图；
37.图2为本发明驱动部车架主视图；
38.图3为本发明驱动部车架俯视图；
39.图4为本发明驱动部短拉杆结构示意图；
40.图5为本发明框型拉杆结构示意图；
41.图6为本发明承载小车主视图；
42.图7为本发明承载小车俯视图；
43.图8为本发明承载小车左视图；
44.图9为本发明图1中a
‑
a处截面图；
45.图10为本发明起吊梁结构示意图；
46.图中附图标记：1、轨道；201、第一驱动部；202、第二驱动部；2021、第二驱动部左连接座；2022、第二驱动部车架第一侧板；2023、第二驱动部车架连接板；2024、第二驱动部车架第二侧板；2025、第二驱动部右连接座；203、第三驱动部；204、第四驱动部；205、第五驱动部；206、第六驱动部；207、第七驱动部；208、第八驱动部；301、第一短拉杆；302、第二短拉杆；303、第三短拉杆；3031、内杆；3032、外杆；304、第四短拉杆；401、第一框型拉杆；402、第二框型拉杆；403、第三框型拉杆；404、第四框型拉杆；501、第一长拉杆；502、第二长拉杆；601、第一承载小车；6011、纠偏装置；6012、承载轮；6013、承载小车第一侧板；6014、承载小车连接板；6015、承载小车第二侧板；602、第二承载小车；7、起吊梁；701、起吊梁活动拉杆；702、起吊梁定拉杆；703、起吊梁承载车；704、起吊梁主体。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
48.一种机械式动力快速分配的单轨吊驱动单元组，如图1
‑
10所示，包括轨道1、驱动部、驱动部短拉杆、框型拉杆、驱动部长拉杆、承载小车、起吊梁7。轨道1连接驱动部、承载小车和起吊梁7，起吊梁7设置在驱动部和承载小车的中间位置，驱动部、承载小车、起吊梁之间通过驱动部短拉杆、框型拉杆、驱动部长拉杆连接。
49.驱动部包括第一驱动部201、第二驱动部202、第三驱动部203、第四驱动部204、第五驱动部205、第六驱动部206、第七驱动部207和第八驱动部208，驱动部的结构相同。
50.驱动部短拉杆包括第一短拉杆301、第二短拉杆302、第三短拉杆303、第四短拉杆30，短拉杆的结构相同。
51.框型拉杆包括第一框型拉杆401、第二框型拉杆402、第三框型拉杆403和第四框型拉杆404，框型拉杆的结构相同。
52.驱动部长拉杆包括第一长拉杆501和第二长拉杆502，长拉杆的结构相同。
53.承载小车包括第一承载小车601和第二承载小车602，承载小车的结构相同。
54.其中，单轨吊驱动部具有四条向起吊梁7传递驱动力的路径，框型拉杆将远离起吊梁7位置的驱动部驱动力直接传递给起吊梁7，其目的是通过串并联布置单轨吊驱动部的方式，减小驱动部驱动力的累积峰值，以解决单轨吊行车过程中由于驱动部造成的轨道水平方向折弯失效问题，提升单轨吊运输装备的可靠性和适应性。路径如下：
55.一：第一驱动部201、第一短拉杆301、第二驱动部202、第一框型拉杆401、第一承载小车601、第二框型拉杆402、起吊梁7依次首尾相连，通过第一框型拉杆401、第一承载小车601、第二框型拉杆402直接与起吊梁7固定连接；
56.二：第三驱动部203、第一长拉杆501、第四驱动部204、第二短拉杆302、起吊梁7依次首尾相连；
57.三：第八驱动部208、第四短拉杆304、第七驱动部207、第四框型拉杆404、第二承载小车602、第三框型拉杆403、起吊梁7依次首尾相连，通过第四框型拉杆404、第二承载小车
602、第三框型拉杆403直接与起吊梁7固定连接；
58.四：第六驱动部206、第二长拉杆502、第五驱动部205、第三短拉杆303、起吊梁7依次首尾相连。
59.其中，如图2和3所示，第二驱动部202包括驱动车架，驱动车架的中间位置设置有第二驱动部车架连接板2023，驱动车架的两侧分别设置有第二驱动部车架第一侧板2022和第二驱动部车架第二侧板2024，驱动车架的两端分别设置有第二驱动部左连接座2021和第二驱动部右连接座2025，用于承接第一框型拉杆401的第二驱动部右连接座2025拥有比第二驱动部左连接座2021更长的尺寸，使得第一驱动部201、第二驱动部202的驱动力能够越过第三驱动部203，直接通过第一框型拉杆401、第一承载小车601、第二框型拉杆402向起吊梁7传递。
60.如图9所示，第一承载小车601和第二承载小车602的内部均设置有空间，第一长拉杆501和第二长拉杆502从第一承载小车601和第二承载小车602的内部穿过时两者没有接触。
61.驱动部长拉杆、驱动部短拉杆和框型拉杆的两端均设置有万向节，灵活应对各种转弯和不同坡度的轨道。框型拉杆在单轨吊上下坡时，驱动部在框型拉杆的框内活动，避免了单轨吊行车时该拉杆与驱动部的干涉。
62.如图4所示，驱动部长拉杆、驱动部短拉杆均设置有内杆3031和外杆3032，可以通过转动外杆3032调节驱动部长拉杆、驱动部短拉杆整体的长度。
63.如图5所示，框型拉杆上均设置有多个销孔，可以根据驱动部的尺寸调节框型拉杆的长度，并通过销连接左右两部分。
64.如图6
‑
8所示，第一承载小车601和第二承载小车602的两侧安装有四个纠偏装置，用于承载小车的定位，防止承载小车在水平方向的扭转。承载小车的中间位置设置有承载小车连接板6014，承载小车连接板6014的底端安装有承载轮6012，承载小车连接板6014的两端分别安装有承载小车第一侧板6013和承载小车第二侧板6015。
65.如图10所示，起吊梁7包括起吊梁主体704，起吊梁主体704的上端设置有起吊梁承载车703。起吊梁主体704的两端上方设置有两个起吊梁定拉杆702，用于传递第四驱动部204的驱动力；起吊梁主体704的两端下方设置有两个可调整伸出长度的起吊梁活动拉杆701，用于传递第二驱动部202的驱动力。
66.当单轨吊行车时，本发明将远离起吊梁7位置的驱动部，通过框型拉杆越过靠近起吊梁7位置的驱动部，直接与起吊梁连接起来，将原有起吊梁7两端只有两条动力传递路径增加到四条动力传递路径，将原有的所有驱动部串联的方式，改为分为四条传递路径并联，每条传递路径有多个驱动部串联。
67.第一条传递路径：第一驱动部201与第二驱动部202串联，第一驱动部201的驱动力通过第一短拉杆301传递向第二驱动部202，第一驱动部201与第二驱动部202的总驱动力通过第一框型拉杆401、第一承载小车601、第二框型拉杆402传递到起吊梁7。
68.第二条传递路径：第三驱动部203与第四驱动部204串联，第三驱动部203的驱动力通过第一长拉杆501传递向第四驱动部204，第三驱动部203与第四驱动部204的总驱动力通过第二短拉杆302传递到起吊梁7。
69.第三条传递路径：第八驱动部208与第七驱动部207串联，第八驱动部208的驱动力
通过第四短拉杆304传递向第七驱动部207，第八驱动部208与第七驱动部207的总驱动力通过第四框型拉杆404、第二承载小车602、第三框型拉杆403传递到起吊梁7。
70.第四条传递路径：第六驱动部206与第五驱动部205串联，第六驱动部206的驱动力通过第二长拉杆502传递向第五驱动部205，第六驱动部206与第五驱动部205的总驱动力通过第三短拉杆303传递到起吊梁7。
71.与现有单轨吊设备相比，本发明的技术效果和优点：
72.1、由于采用机械式动力分配方案，有如下技术优势：
73.1)易于实现：不用对现有的单轨吊液压系统进行任何改变，避免液压系统改造所需的试验成本。
74.2)成本低廉：本发明仅在原有单轨吊设备上加载了四根框型拉杆和两台承载小车，对一部分驱动部承载小车侧板进行小部分改装，改装方便，改装成本小。
75.3)适用性广：本发明是在原有单轨吊设备上进行了一部分升级改装，不影响已经生产出来的单轨吊产品的使用，对已经在用的单轨吊都可以使用此方法进行升级。
76.4)可靠性高：本发明在原有单轨吊大量安全使用数据的基础上，仅通过在设备上加装附件的方式，减小了靠近起吊梁位置驱动部对轨道垂直于轨道腹板方向上分力的大小，在不影响原设备的安全性的前提下，达到避免轨道失效的效果，增加了轨道安全性和可靠性。
77.2、由于采用自动切换方案，有如下技术优势：
78.1)降低工人劳动强度：本发明能够更好的面对变坡轨道，不用停车对驱动部进行再分配，大大节省了时间成本和人力成本，减少了辅助运输阶段的安全隐患。
79.2)适应性强：各驱动部与拉杆之间采用万向节连接，对单轨吊转弯、上下坡具有更强的适应性。
80.3)降低自重：相比于传统单轨吊在坡度较大的轨道上采用“甩驱”，来保证轨道的安全性，本发明使驱动部的利用率为100％，避免了驱动部的冗余，减小了设备自重。
81.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。