阅读说明：本技术 隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法 (Conversion method for tire walking and rail walking of tunnel vehicle ) 是由 张尚尉 刘继平 刘中玲 孙连佳 董平华 张雄超 孙华平 蔡苠升 尹桂芳 胡兰霞 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：一种隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法,涉及车辆技术领域。该隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法包括以下步骤：控制轮轨行走机构顶升整车,控制轮胎行走机构的轮胎转动,控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向升缩向靠近隧道内壁方向移动,使轮胎的外周面抵压隧道的内壁,控制轮轨行走机构回收并使轨轮脱离对应的轨道；或控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道使得轮胎行走机构不受力,控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向向脱离隧道内壁方向移动,控制轮轨行走机构的轮轨转动。本申请提供的隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法能够使车辆在隧道内轮胎行走和轨道行走之间转换,从而适应隧道内不同行走工况的作业和施工需求。(A method for converting tire walking and rail walking of tunnel vehicles relates to the technical field of vehicles. The conversion method of the tire walking and the rail walking of the tunnel vehicle comprises the following steps: controlling the wheel-rail travelling mechanism to lift the whole vehicle, controlling the tire of the tire travelling mechanism to rotate, controlling the tire travelling mechanism to move towards the direction close to the inner wall of the tunnel along the width direction of the vehicle in a lifting and contracting manner, enabling the outer peripheral surface of the tire to be pressed against the inner wall of the tunnel, and controlling the wheel-rail travelling mechanism to recover and enable the rail wheels to be separated from the corresponding tracks; or the wheel-rail travelling mechanism is controlled to descend and the rail wheels are pressed against the corresponding rails, so that the tire travelling mechanism is not stressed, the tire travelling mechanism is controlled to move towards the direction of separating from the inner wall of the tunnel along the width direction of the vehicle, and the wheel rail of the wheel-rail travelling mechanism is controlled to rotate. The method for converting the tire walking and the rail walking of the tunnel vehicle can convert the vehicle between the tire walking and the rail walking in the tunnel, so that the method is suitable for operation and construction requirements of different walking working conditions in the tunnel.)

隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法。

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，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。

因此，需要一种能够在隧道管壁轮胎行走和轨道行走之间进行转换的方法来提高隧道车辆的施工物资输送效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法，其能够使车辆在隧道内轮胎行走和轨道行走之间转换，从而适应隧道内不同行走作业和施工需求。

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车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法，车辆包括至少两个可升降的轮轨行走机构及至少四个可沿车辆宽度方向移动的轮胎行走机构，至少四个轮胎行走机构对称布置于车辆的两侧，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；转换方法包括以下步骤：

控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道使得轮胎行走机构不受力，控制轮胎行走机构的轮胎转动，控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向朝靠近隧道内壁方向移动，使轮胎的外周面抵压隧道的内壁，控制轮轨行走机构上升并使轨轮脱离对应的轨道，实现轮胎方式行走；

或，控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道使得轮胎行走机构不受力，控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向朝远离隧道内壁方向移动，控制轮轨行走机构的轮轨转动，实现轮轨方式行走。

在一些可选的实施方案中，轮轨行走机构被配置成可沿车辆的宽度方向移动；控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道之前，控制轮轨行走机构沿车辆的宽度方向移动，使轨轮移动至对应的轨道上方。

在一些可选的实施方案中，轮胎行走机构被配置成可升降地连接于车辆；控制轮胎行走机构的轮胎转动，使轮胎的外周面抵压或脱离隧道的内壁之前，控制轮胎行走机构升降使轮胎移动至隧道内的预设位置。

在一些可选的实施方案中，轮胎被配置成可沿竖直方向旋转的连接于轮胎行走机构；控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道之前，控制轮胎沿竖直方向旋转并驱动车辆移动，使轨轮移动至对应的轨道上方。

在一些可选的实施方案中，轨轮通过轨轮轴连接有至少一个轴承箱，轴承箱通过至少两个减振装置与轮轨行走机构连接。

本申请的有益效果是：本申请实施例提供的隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法包括以下步骤：控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道使得轮胎行走机构不受力，控制轮胎行走机构的轮胎转动，控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向朝靠近隧道内壁方向移动，使轮胎的外周面抵压隧道的内壁，控制轮轨行走机构上升并使轨轮脱离对应的轨道，实现轮胎方式行走；或，控制轮轨行走机构下降并使轨轮抵压对应的轨道使得轮胎行走机构不受力，控制轮胎行走机构沿车辆的宽度方向朝远离隧道内壁方向移动，控制轮轨行走机构的轮轨转动，实现轮轨方式行走。本申请提供的隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法能够使车辆在隧道内轮胎行走和轨道行走之间转换，从而适应隧道内不同行走作业和施工需求。

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转换至同时保持轮胎行走和轨道行走的中间状态时的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆转换至轮胎行走时的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的隧道轮胎轮轨互换式车辆转换至轨道行走时的结构示意图；

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轨行走架和减震缓冲装置的结构示意图；

图6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7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、橡胶弹簧；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、转向销轴；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特征和性能作进一步的详细描述。

如图1所示，本申请实施例提供的隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法其主要用于在隧道内管壁和轨道上行走和作业，从而使车辆在隧道管壁轮胎行走和轨道行走之间进行切换。该隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法是基于隧道轮胎轮轨互换式车辆进行的。

该隧道轮胎轮轨互换式车辆包括车架100，车架100的下方连接有两个轮轨行走机构200，每个轮轨行走机构200均连接有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及用于驱动轮轨行走机构200升降的互换机构300，车架100还连接有四个对称设于车架100两侧的轮胎行走机构400及用于驱动四个轮胎行走机构400沿车架100宽度方向移动的轮胎变跨机构500。

其中，如图2、图5、图6和图7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对应的两个橡胶弹簧250，橡胶弹簧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；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，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内套510和变跨外套520铰接；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通过半桥连接有一个轮胎410，摆动桥440还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与均衡梁492连接的转向销轴460及与转向销轴460连接的回转支承470，回转支承470与转向架420连接，转向销轴460的轴线沿竖直方向布置，均衡梁492还连接有用于驱动两个回转支承470分别绕对应的转向销轴460旋转的转向油缸480，转向油缸480为双向油缸，转向油缸480的油缸杆的两端分为与两个回转支承470铰接，转向油缸480的缸体与均衡梁492连接。

隧道车辆轮胎行走和轨道行走的转换方法包括以下步骤：

如图2和图4所示，将轮胎行走转换为轨道行走时，控制轮轨行走机构200下降并使轨轮210抵压对应的轨道，使轮胎410的外周面脱离抵压隧道的内壁，控制轮胎行走机构400沿车辆的宽度方向和远离隧道内壁方向移动，控制轮胎行走机构400的轮胎410转动；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，最后控制变跨油缸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沿车架100的宽度方向和靠近车架100方向移动，使轮胎行走机构400的轮胎410沿车辆的宽度方向离开隧道内壁。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；

其中，在控制轮轨行走机构200下降并使轨轮210抵压对应的轨道时，可以控制转向油缸480的油缸杆移动能够驱动两个回转支承470分别绕对应的转向销轴460旋转，从而带动转向销轴460连接的回转支承470、转向架420及轮胎410沿竖直方向旋转，以调节每个轮胎行走机构400中的两个轮胎410同步沿竖直方向旋转进行转向，随后控制车架100移动来调整车架100的中轴向与车架100下方的轨道的相对位置，以使车架100连接的轨轮210移动至对应的轨道上方。

如图2和图3所示，将轨道行走转换为轮胎行走时，首先利用轮胎变跨机构500驱动各个轮胎行走机构400沿车架100的宽度方向和靠近隧道内壁方向移动，随后控制轮胎行走机构400的轮胎410转动，使各个轮胎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近似平行，控制轮轨行走机构200上升并使各个轮胎410抵压隧道的内壁，控制轮轨行走机构200上升并使轨轮210脱离对应的轨道；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，随后旋转插销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使轮胎410的外周面与隧道内的预设位置近似平行随后通过互换机构300驱动轮轨行走机构200上升，使轮胎410的外周面抵压隧道的内壁并使两个轮轨行走机构200及轨轮210上升脱离轨道收起，可以利用各个轮胎行走机构400的轮胎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。

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。