【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及运输设备领域，特别涉及一种多挡位大范围可调速重载齿轨车及调速方法。
技术介绍
1、在矿业生产中，运输环节的重要性不言而喻。齿轨车作为矿业辅助运输设备之一，在爬坡和承载方面具有突出优势，在整个运输环节中扮演着重要角色。
2、然而，现有技术中，大多数齿轨车采用传统的机械传动系统，包括齿轮箱、离合器、传动轴等部件，通过固定的传动比来实现动力的传递。这种系统结构相对简单，但在面对复杂多变的工况时，灵活性不足。虽然部分齿轨车已经配备了速度调节功能，但大多只能在预设的几个速度档位之间进行手动切换，这种调速方式在需要人为操作，精细控制速度，或应对连续变化的路况时显得力不从心。尤其在矿业运输需要较大输出扭矩的情况下，现有齿轨车电机无法直接驱动负载，爬坡性能差，无法适应一些大功率需求的场合，并且系统在负载较大时容易受到冲击和损坏。
3、综上所述，多档位调速重载齿轨车的研发和应用，通过扩大速度范围和提高齿轨车承载能力和性能，对于提升矿业运输效率、降低运营成本、增强设备可靠性以及促进矿业绿色可持续发展，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的问题是：提供一种多挡位大范围可调速重载齿轨车及调速方法，能够适应更大功率的工作需求，平稳地降低输出转速，增加系统的可靠性和稳定性，并且可以在不同工况下灵活调节输出扭矩和转速。
2、本专利技术采用如下技术方案：一种多挡位大范围可调速重载齿轨车，包括：驾驶舱、驱动单元、副驾驶舱、储能车箱、转运平板车，
3、所述驱动单元中，动力单元通过减震连接盘固定在底盘上，所述动力单元包括：三相电机、扭矩传感器、第一直线电机、第二直线电机、同步器、多级齿轮、壳体和负载敏感泵。
4、所述三相电机的输出轴与多级齿轮的输入轴相连，多级齿轮的输出轴与负载敏感泵的输入轴相连；扭矩传感器安装于三相电机与多级齿轮的连接处，用于检测三相电机输出轴扭矩变化；三相电机、多级齿轮、负载敏感泵安装在驱动单元的安装板上，通过多级齿轮与负载敏感泵联合控制，调节第一直线电机和第二直线电机位置，改变齿轨车挡位，调节齿轨车速度。
5、优选地，所述驾驶舱，包括视觉传感器、行驶状态显示模块、随车电脑；所述行驶状态显示模块用于显示行驶速度、液压系统压力、电机输出扭矩；所述视觉传感器检测的图像输入随车电脑，检测前方轨道上人或障碍物图像信息；所述随车电脑用于检测由视觉传感器获得的图像信息。视觉传感器安装在驾驶舱前方的安装孔内，当识别到齿轨车前方存在障碍物时，随车电脑控制齿轨车主动刹车。
6、进一步地，所述视觉传感器使用ccd鱼眼相机，所述随车电脑对采集的图片手动添加标签后构建深度学习模型并进行模型训练，提取图片中特征信息，建立轨道避障模型，进行齿轨车，实时监测和避障。
7、优选地，所述减震连接盘包括：上盘、底盘、橡胶减震器；所述橡胶减震器用于吸收和减轻齿轨车运行时产生的振动，通过螺钉安装于底盘上，所述底盘用于分散和缓解齿轨车运行时产生的冲击力；所述上盘用于固定橡胶减震器，与橡胶减震器通过中间螺钉连接。
8、优选地，所述多级齿轮的外部壳体内设有可使直线电机运动的滑槽，所述第一直线电机和第二直线电机安装在壳体内的滑槽里，带动所述同步器直线运动，调节齿轨车挡位。
9、优选地，所述多级齿轮包括齿轮组、主动轴、从动轴、连杆，多级齿轮通过主动轴和从动轴固定在壳体上，连杆两端分别与直线电机与同步器相连。多级齿轮设有三组齿轮，分别对应2:1、1:1、1:2三种减速比；所述扭矩传感器根据三相电机输出轴扭矩变化，调节第一直线电机和第二直线电机位置，改变齿轨车挡位。
10、优选地，所述第一直线电机拨动同步器左移使多级齿轮的第一级齿轮啮合，第一直线电机拨动同步器右移使多级齿轮的第二级齿轮啮合，第二直线电机拨动同步器右移使多级齿轮的第三级齿轮啮合，分别对应多级齿轮的三种减速比。
11、进一步地，所述负载敏感泵排量随负载增大而减小，在多级齿轮减速比不变情况下，进行自适应无级变速。
12、优选地，所述第一直线电机和第二直线电机根据扭矩传感器通过plc逻辑控制自主动作，进行换挡操作。
13、本专利技术技术方案还提供了一种多挡位大范围可调速重载齿轨车的调速方法，应用于上述任一可调速重载齿轨车，包括如下步骤：
14、s1、扭矩传感器获取三相电机的输出扭矩；
15、s2、当三相电机扭矩在450nm-1000nm之间时，第一直线电机右移，第二直线电机在中位，多级齿轮减速比为1：1；
16、s3、当三相电机扭矩大于1000nm时，第二直线电机保持中位，第一直线电机左移，减速比变为2：1，降低液压系统流量，齿轨车低速运行；
17、s4、当三相电机扭矩小于450nm时，第一直线电机移动到中位，第二直线电机左移，多级齿轮减速比变为1：2，提高负载敏感泵的输入转速，齿轨车高速运行。
18、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
19、1、本专利技术可调速重载齿轨车，通过多级齿轮与负载敏感泵联合使用，使齿轨车速度可调节范围增大，承载能力更强，车速变化更平稳，提高整车系统工作效率。当齿轨车重载遇到陡坡时，传感器感知电机输出轴扭矩增大，自动增大多级齿轮减速比，可以获得更大动力；当齿轨车轻载平缓路段时，传感器感知电机输出轴扭矩降低，自动降低多级齿轮减速比，可以获得更快速度。
20、2、本专利技术可调速重载齿轨车，在驱动单元与动力单元之间增加减震器，提高齿轨车的稳定性，减少在运行过程中的震动和噪音，保护齿轨车元件。
21、3、本专利技术可调速重载齿轨车，通过视觉传感器实时监测周围环境，主动避障，提高了齿轨车的安全性和驾驶员的行车体验。
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1.一种多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于，包括：驾驶舱(1)、驱动单元(2)、副驾驶舱(3)、储能车箱(4)、转运平板车(5)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述驾驶舱(1)，包括视觉传感器(1-1)、行驶状态显示模块(1-2)、随车电脑(1-3)；
3.根据权利要求2所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述视觉传感器(1-1)使用CCD鱼眼相机，所述随车电脑(1-3)对采集的图片手动添加标签后构建深度学习模型并进行模型训练，提取图片中特征信息，建立轨道避障模型，进行齿轨车，实时监测和避障。
4.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述减震连接盘(2-2)包括：上盘(2-2-1)、底盘(2-2-3)、橡胶减震器(2-2-2)；
5.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述第一直线电机(2-1-3)和所述第二直线电机(2-1-4)安装在壳体(2-1-7)内的滑槽里，带动所述同步器(2-1-5)直线运动，调节齿轨车挡
6.根据权利要求5所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述多级齿轮(2-1-6)通过主动轴和从动轴固定在壳体(2-1-7)上，设有三级齿轮，分别对应2:1、1:1、1:2三种减速比；所述扭矩传感器(2-1-2)根据三相电机(2-1-1)输出轴扭矩变化，调节第一直线电机(2-1-3)和第二直线电机(2-1-4)位置，改变齿轨车挡位。
7.根据权利要求6所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述第一直线电机(2-1-4)通过拨动同步器(2-1-5)左移，与多级齿轮(2-1-6)的第一级齿轮啮合；第一直线电机(2-1-4)通过拨动同步器(2-1-5)右移，与多级齿轮(2-1-6)的第二级齿轮啮合；第二直线电机(2-1-4)通过拨动同步器右移，与多级齿轮(2-1-6)的第三级齿轮啮合，分别对应多级齿轮(2-1-6)的三种减速比。
8.根据权利要求7所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述负载敏感泵(2-1-6)排量随负载增大而减小，在多级齿轮(2-1-6)减速比不变情况下，进行自适应无级变速。
9.根据权利要求7所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述第一直线电机(2-1-3)和所述第二直线电机(2-1-4)根据扭矩传感器(2-1-2)通过PLC逻辑控制自主动作，进行换挡操作。
10.一种多挡位大范围可调速重载齿轨车的调速方法，应用于权利要求1至9任一项所述的可调速重载齿轨车，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于，包括：驾驶舱(1)、驱动单元(2)、副驾驶舱(3)、储能车箱(4)、转运平板车(5)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述驾驶舱(1)，包括视觉传感器(1-1)、行驶状态显示模块(1-2)、随车电脑(1-3)；
3.根据权利要求2所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述视觉传感器(1-1)使用ccd鱼眼相机，所述随车电脑(1-3)对采集的图片手动添加标签后构建深度学习模型并进行模型训练，提取图片中特征信息，建立轨道避障模型，进行齿轨车，实时监测和避障。
4.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述减震连接盘(2-2)包括：上盘(2-2-1)、底盘(2-2-3)、橡胶减震器(2-2-2)；
5.根据权利要求1所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述第一直线电机(2-1-3)和所述第二直线电机(2-1-4)安装在壳体(2-1-7)内的滑槽里，带动所述同步器(2-1-5)直线运动，调节齿轨车挡位。
6.根据权利要求5所述的多挡位大范围可调速重载齿轨车，其特征在于：所述多级齿轮(2-1-6)通过主动轴和从动轴固定在壳体(2-1-7)上，设有三级齿...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建平，罗江南，俎志炎，刘坦然，张涛，刘洋，王卓，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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