周伟春;鄢飞
【摘 要】论述了一种可以根据路况自动调平载货平台的履带运输车的开发,此运输车主要适用于山地、丘陵及沼泽等复杂路况下的运输.详细介绍了运输车的开发背景、总体结构、液压系统、控制系统及其性能测试结果.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2011(040)010
【总页数】4页(P62-65)
【关键词】自动调平;履带运输车;开发
【作 者】周伟春;鄢飞
【作者单位】吴江良工机械有限公司,江苏吴江 215223;吴江良工机械有限公司,江苏吴江 215223
【正文语种】中 文
【中图分类】U469.6+94
1 开发背景
在军事、电力、通讯及建设等领域中，经常需要在山地、丘陵、沼泽等地区运输设备和物资等。由于这些地区地形复杂，路况很差，甚至根本没有道路可言，故常规的轮式运输车往往无力胜任此类运输任务。而现有的履带式运输车存在的最大问题是:当其负重上、下坡或者行走于高低颠簸的山道时，运输货物会随路况变化而倾斜，由此会产生一个与上坡的方向相反、与下坡的方向相同的分力。这个分力会造成运输车上坡时能耗加大，爬坡性能减弱；下坡时制动困难，刹不住车。更甚者，当此分力足够大时，足以造成运输货物的自滑动、倾翻，甚至造成翻车事故。基于此种现状，本文摈弃了传统车辆底盘与载货平台固定连接的设计思路，提出了一种载货平台可根据路况自动调平，而且路况适应能力强、载货能力突出、操控简单方便、安全性能高的新型运输工具 ［1］。
2 设备的开发
2.1 总体设计
本运输车根据山地、丘陵、沼泽等特殊地形而设计，其总体示意如图1所示。整车主要包括履带底盘、前后调平油缸、左右调平油缸、载货平台、液压系统及控制系统等。整车分为上下两层，上层为载货平台，下层为履带底盘，两者通过前后调平油缸、左右调平油缸及十字轴铰座相连接。其中前后调平油缸的钢筒端通过轴铰座连接于履带底盘，活塞杆端通过球铰座与载货平台连接；左右调平油缸的钢筒端通过螺栓固定于履带底盘，活塞杆端通过十字轴铰座与载货平台连接。两个十字轴铰座和一个球铰座三点稳定支撑载货平台。柴油机、油泵、油箱、电器箱及电磁换向阀等部件皆合理布置于上、下两层之间。
图1 总体设计示意图
履带运输车由柴油机驱动液压油泵提供动力，双马达履带底盘为行走执行件。通过两电液换向阀分别控制行走马达的通断油，可方便地实现运输车的行走、停止、转向和换头。当运输车上、下坡时，自动调平系统会检测到载货平台前后方向的倾斜角度，给出调平指令以控制前后调平油缸伸缩，带动载货平台绕十字轴铰座1和2调整相应角度，使载货平台自动调整至水平状态。前后方向调平示意如图2所示。同理，当运输车行驶于左高右低或右高
左低的颠簸路段时，自动调平系统亦会检测到载货平台左右方向的倾斜角度，给出调平指令以控制左右调平油缸的伸缩，带动载货平台绕十字铰座1及球铰座调整相应角度，使载货平台自动调整至水平状态。左右方向调平示意如图3所示。如此，无论此履带运输车行驶于何种路况，其载货平台都可迅速、自动地调整至水平状态。同时，亦可通过前后调平油缸的伸缩实现自动卸货。
图2 前后方向调平示意图
图3 左右方向调平示意图
2.2 液压系统
整车全液压驱动，液压系统由恒功率变量柱塞泵、电液换向阀、行走马达及调平油缸等组成,既能满足特殊地形的行驶要求,又能满足载货平台的调平控制。图4所示为该车液压系统原理图。系统以液压油泵为动力，电液换向阀为控制件，行走马达及调平油缸为执行件。电磁溢流阀控制系统压力，节流阀控制调平油缸的动作速度。
图4 液压系统原理图
2.3 控制系统
履带运输车摈弃了传统的自带驾驶室的操控方式，整车采用全遥控控制。这样优点有三:其一，充分保障了驾驶员的安全，不会因翻车而造成人员伤亡；其二，增大了驾驶员的视野，可随时随地查看路况，以做出正确的操控；其三，节省了驾驶室空间，增大了载货体积及重量。遥控器接线示意图为图5所示。
图5 遥控接线示意图
载货平台调平方式手动、自动可自由切换。自动调平控制系统以三菱FX-1S系列PLC为主控单元，以Wi30248水平传感器为检测装置，调平油缸为被控对象。自动调平控制系统接线示意图如图6所示。其中水平传感器具有二维水平检测与动态调整功能，可检测前、后、左、右四个方向，校正角度为:（-2.0°±0.2°）≤0≤（2.0°±0.2°）。当载货平台某一方向的倾斜角度超出此校正角度范围时，水平传感器会输出对应的开关量节点信号给PLC，PLC运算后通过电磁换向阀控制相应调平油缸的伸缩以实现载货平台的自动调平。控制流程如图7所示。
图6 自动调平控制系统接线示意图
图7 自动调平控制流程
3 性能测试
履带运输车调试成功后经过了负重能力测试、爬坡性能测试、遥控能力测试、无故障运行时间测试等一系列严格的性能检测。检测结果如表1所示，表明运输车完全满足设计与使用要求。
表1 履带运输车性能测试结果测试项目最快行走速度最大爬坡角度最大负重能力（依设计不同）最远遥控距离前后可调平角度左右可调平角度自动调平精度系统额定压力最小离地间隙接地比压（空载/满载）载货平台高度无故障运行时间结果3.5km/h 35°3t/5t/10t 100m 35°15°±2°20MPa 200mm 0.020MPa/0.040MPa 1100mm 500h
4 结束语
本运输车已申请国家发明专利并通过科技局鉴定，现已投产与使用。从实际运行来看，本运输车具有路况适应能力强、载货能力突出、自动化程度高、操控简单方便、安全性能高等诸多优点，为山地、丘陵、沼泽等特殊地带的运输提供了一种适用的运输工具。
参考文献:
［1］福建省第二电力建设公司.履带式运输车 ［P］.中国专利:200920182741.0，2009-08-31.
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