CN110053641B - 具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，该货车包括：转动托架、底架、控制操作***和转向架；转动托架包括托架底板，且托架底板的中心位置设有托架转位组件，托架底板的前后两端设有升降滑轮组件；底架包括中间的货运部车架和位于货运部车架前后两端的转向部车架，货运部车架的上表面低于转向部车架的上表面，在底架中部形成下凹式的车架结构。本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，采用可转位车架，实现公路运输车辆与铁路运输车辆直接对接联运，减少了中间环节，公路货运车辆及集装箱运输车可直接正向驾驶登上铁路货车，及正向行驶从铁路货车开下，提高了装卸效率。

Description

具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆技术领域，具体而言，尤其涉及一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法。

背景技术

公路运输具有机动灵活、便捷方便的特点，可以实现一定距离范围内“门到门”运输，但是运输量小，辐射距离短；铁路运输具有快速安全、运输量大，辐射距离远的特点，并且几乎不受气候的干扰。但是不够灵活，缺乏机动性，无法深入地区内部。于是，公铁联运将这两种方式高效统一，各自发挥优势，补充不足，实现一票式“门到门”的物流服务。一能减轻对道路桥梁的损耗。二是降低重型公路货车交通事故率。三是减少重型公路货车交通量。

为了实现公铁联运的需求，要求车体既可以装载集装箱，又可以将拖挂车、半挂车连带其货物直接装运，亦可以运载普通厢式货车等公路货车。这样货物可以在运输上游起点装载到公路货车上，然后就近在中转平台将货车装载到铁路货车上，进行长距离铁路运输，到达运输下游终点最近的中转平台，然后公路货车驶下铁路货车，最终运往终点，实现货物的“门到门”公铁直接转运服务。

但是现有公路和铁路的联运过程中，现有的铁路货车结构，公路车辆较难与铁路车辆直接对接，并且在公路向铁路上装卸的效率低下，增大运输成本。

发明内容

根据上述提出现有公路和铁路的联运过程中，现有的铁路货车结构，公路车辆较难与铁路车辆直接对接，并且在公路向铁路上装卸的效率低下，增大运输成本的技术问题，而提供一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法。本发明主要利用转动托架和底架，并且在底架转位组件的驱动下，所述转动托架相对所述底架转动，从而增加装卸货的效率，降低了运输过程中的成本。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，包括：

转动托架，包括托架底板，且所述托架底板的中心位置设有托架转位组件，所述托架底板的前后两端设有升降滑轮组件；

底架，包括中间的货运部车架和位于所述货运部车架前后两端的转向部车架，所述货运部车架的上表面低于所述转向部车架的上表面，在所述底架中部形成下凹式的车架结构，下凹式的所述货运部车架设有底架转位组件和转位滑槽，且所述底架转位组件和所述托架转位组件装配形成转位驱动机构，所述转位滑槽设有二个，于所述货运部车架前后两端相对设置，所述升降滑轮组件装配于所述转位滑槽内，并且在转位驱动机构的驱动下，使所述升降滑轮组件在所述转位滑槽内滑动，进而驱动所述转动托架相对所述底架转动；

控制操作***，设于所述底架前端的所述转向部车架上，且控制所述转动托架相对所述底架转动或静止；

转向架，设于所述底架的前后两端的转向部车架底部，且用于支撑所述底架在轨道上行走及转向。

进一步地，所述的托架转位组件包括内齿环、向心轴承和转动支撑销轴，所述转动支撑销轴通过向心轴承安装于所述托架底板中心的安装孔内，所述内齿环焊接固定于所述托架底板底部，并且所述内齿环和所述安装孔内同心；所述底架转位组件包括转位驱动电机组件、电机输出轴、直齿圆柱齿轮、推力轴承和圆形定位托座，所述电机输出轴设于所述转位驱动电机组件上，且在所述转位驱动电机组件的驱动下转动，所述电机输出轴上设有直齿圆柱齿轮，所述底架的中心位置设有圆形定位托座，所述圆形定位托座内设有推力轴承；所述转动支撑销轴装配于所述圆形定位托座的推力轴承内，同时，直齿圆柱齿轮的外齿与所述内齿环的内齿啮合，且在驱动电机组件的驱动下，使所述内齿环转动，进而驱动所述底架以转动支撑销轴为中心转动；所述托架转位组件和所述底架转位组件组成转位驱动机构。

进一步地，所述升降滑轮组件包括液压支撑机构和转动滑轮组件；所述液压支撑机构包括下安装板、上安装板和多个液压单元，所述上安装板设置于所述下安装板上方，所述液压单元在所述下安装板和上安装板之间均匀排列，每个所述液压单元包括两个杆件、液压缸和液压顶杆，两个所述杆件交叉铰接设置，两个所述杆件的上端和下端分别与所述上安装板和下安装板铰接，其中一个杆件的上端水平设有的液压顶杆，所述液压缸的伸缩杆前端铰接于所述液压顶杆上，底部铰接固定于所述下安装板上，且在所述液压缸的驱动下，使下安装板和上安装板相互接近或分离；所述转动滑轮组件安装于所述下安装板底部，且所述转动滑轮组件具有多个滑动单元，在所述下安装板底面均匀分布，每个所述滑动单元包括转轴、滑轮、两个侧板、滚动轴承和转轴定位卡环，两个所述侧板于所述下安装板底部并排设置，所述滑轮通过转轴、滚动轴承及转轴定位卡环安装于所述侧板底部。

进一步地，两个所述转位滑槽为弧形槽道，且两个所述弧形槽道的圆心同心，所述底架上设有四个弧形液压转臂，所述弧形液压转臂分别铰接于所述转位滑槽的端部；每个所述弧形液压转臂包括转臂支撑器、带滑道弧形转臂和位置传感器，所述带滑道弧形转臂的端部同所述转位滑槽的端部铰接，所述带滑道弧形转臂的槽道内设有用于监控转位的位置传感器，所述带滑道弧形转臂的底部设有多个用于支撑的转臂支撑器。

进一步地，所述转动托架的两端分别设有一组高度补偿机构，所述高度补偿机构包括地面触板、液压缸组件、滑块机构和车辆行走踏板，所述车辆行走踏板一端铰接于所述托架底板端部，另一端铰接有地面触板，所述液压缸组件底部铰接于所述地面触板上，顶部伸缩杆前端通过滑块机构安装于所述车辆行走踏板上，且在所述液压缸组件的驱动下，控制所述地面触板和所述车辆行走踏板的张开角度。

进一步地，所述的转动托架上还包括托架侧墙，且设于所述托架底板两端；所述转位驱动电机组件外部设有电机安装罩，所述电机安装罩通过螺栓固定于所述底架上。

进一步地，所述转动托架和底架之间设有可转动限位块，且在可转动限位块的控制下，使所述转动托架和底架之间能够转位或定位静止。

进一步地，所述的控制操作***包括人机交互界面、控制模块和动力模块。

本发明还提供了一种上述具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车的工作方法，无站台装卸货时，对角设置的一对弧形液压转臂驱动打开，转动托架在底架转位驱动机构的驱动下转动至预设角度，且高度补偿机构位于底架外侧，前后端的高度补偿机构打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货；有站台卸货时，转动托架在底架转位驱动机构的驱动下转动至预设角度，离开底架，且升降滑轮组件位于所述站台上方，升降滑轮组件升降工作，使其底部滑轮同站台接触支撑，前后端的高度补偿机构打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货。

与现有技术相比较，本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，采用可转位车架，实现公路货运车辆及集装箱运输车直接与铁路货车对接，可正向驾驶登上铁路货车及正向行驶从铁路货车开下；如若需要公路车辆的车厢和车头分离，挂接的牵引公路车头也直接可从对角侧正向开下；采用此种方式，第一，从对公路车辆驾驶人员技术角度来说，由于铁路限界要求，公路货运车辆在行驶上铁路货车时，其两侧与铁路货车侧墙内侧间隙极小，正向驾驶公路车辆驶上铁路货车比倒车上铁路货车驾驶难度要大大降低；第二，从装卸公路货运车辆及挂车的时间上看，正向驾驶登上铁路货车及正向行驶从铁路货车开下，比倒车上铁路货车要节省大量时间，因为正向上车调整公路车辆车身位置的时间要大大的低于倒车调整车身位置的时间，这就提高了装卸效率。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，采用的公路货运车辆直接与铁路货车对接运输，公路运输车辆上铁路货车时，无需吊装设备，节省了吊装的安装和搬运试件的时间，及配套的吊装设备成本；节省了吊装安装时间+搬运试件+解除吊装时间使得本货车较吊装方式工作效率，且至少提升30％，并且在减少了的大量调整位置时间+驾驶员熟练倒车操作训练时间，使本发明货车提供的装卸方法较公路车辆倒车上铁路货车工作效率至少提升40％。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，从对铁路站台场地等配套设施的要求角度来说，铁路货车不需要配套吊装设备的需求，并且能适应多种类型站台的场地，降低了货站相应的配套的设备成本和人员成本，并增加了对场地的适应性，从铁路货车结构本身来说，结构简单，制造容易，并未使用繁琐的传动机构，和较难加工的工艺结构，它的经济性在每个结构的设计上都得以考虑，这使得铁路货车制造成本得以降低，从而提升了性价比。对公路司机驾驶技术要求降低，铁路货车与公路货车的对接方式可降低对公路货车驾驶人员的操做要求，并减少了对驾驶员熟练操做的培训时间，从而使本铁路货车全方面的实现与公路车辆更好的对接。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，方便了货物的装卸，实现公路和铁路运输车辆间的高效直接对接，以低成本、高效率为设计出发点，实现高效便捷的公铁联运。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，既可以直接进行公路货车的整体运输，也可以在牵引车将运输集装箱牵引至转动托架上后，牵引车脱钩驶离，单独实现运输集装箱的运输，在公路货车的整体运输时，一个转动托架可以运输一个公路货车或多个公路货车，当运输多个公路货车时，第一个公路货车从入口端正向直接驾驶至转运托架出口端，直到最后一个公路货车驾驶至转运托架内，完成装货，卸货时，第一个公路货车正向直接从出口端驾驶离开，直到最后一个公路货车驾驶离开，完成卸货。

附图说明

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车主视图(拆去四个弧形液压转臂)。

图2为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车俯视图。

图3为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车无站台可转位车架顺时针转位装卸货示意图(斜对角弧形液压转臂打开+高度补偿机构开启)。

图4为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车无站台可转位车架逆时针转位装卸货示意图(斜对角弧形液压转臂打开+高度补偿机构开启)。

图5为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车无站台顺时针或逆时针转位装卸货时高度补偿机构工作主视图(仅保留高度补偿机构和转动托架，其余结构拆除)。

图6为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车无站台顺时针或逆时针转位装卸货时高度补偿机构工作俯视图(仅保留高度补偿机构和转动托架，其余结构拆除)。

图7为图1的I处放大示意图(转位驱动机构局部放大图)。

图8为本发明转动托架的主视图。

图9为本发明转动托架的仰视图。

图10为本发明弧形液压转臂主视图。

图11为本发明弧形液压转臂俯视图。

图12为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车两侧有站台时转位托架装卸货示意图(高度补偿机构开启+滑轮上方液压支撑机构开启)。

图13为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车两侧有站台时滑轮上方液压支撑机构开启主视图。

图14为本发明具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车两侧有站台时滑轮上方液压支撑机构开启俯视图。

图15为图13中II处液压支撑机构的侧视图。

图16为本发明液压支撑机构的主剖视图。

图中：1、转向架，2、车钩，3、底架，4、控制操作***，5、高度补偿机构，6、托架侧墙，7、托架底板，

8、可转动限位块，9、液压支撑机构，10、转动滑轮组件，11、转位滑槽，12、弧形液压转臂，13、转位驱动机构，

14、地面触板，15、液压缸组件，16、滑块机构，17、车辆行走踏板，

18、电机安装罩，19、转位驱动电机组件，21、直齿圆柱齿轮，22、内齿环，23、电机输出轴，

24、限位卡环，25、向心轴承，26、转动支撑销轴，27、推力轴承，28、圆形定位托座，29、螺栓，

30、转臂支撑器，31、带滑道弧形转臂，32、位置传感器，

33、下安装板，34、杆件，35、上安装板，36、转轴，37、滑轮，38、侧板，39、液压缸，40、液压顶杆，41、滚动轴承，42、转轴定位卡环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，包括：转动托架、底架3、控制操作***4和转向架1；所述转动托架包括托架底板7，且所述托架底板7的中心位置设有托架转位组件，所述托架底板7的前后两端设有升降滑轮组件；所述底架3包括中间的货运部车架和位于所述货运部车架前后两端的转向部车架，所述货运部车架的上表面低于所述转向部车架的上表面，在所述底架3中部形成下凹式的车架结构，所述底架3采用下凹式的车架结构，满足了铁路限界在高度上的要求。下凹式的所述货运部车架设有底架转位组件和转位滑槽11，且所述底架转位组件和所述托架转位组件装配形成转位驱动机构13，所述转位滑槽11设有二个，于所述货运部车架前后两端相对设置，所述升降滑轮组件装配于所述转位滑槽11内，并且在转位驱动机构13的驱动下，使所述升降滑轮组件在所述转位滑槽11内滑动，进而驱动所述转动托架11相对所述底架3转动；所述控制操作***4设于所述底架3前端的所述转向部车架上，且控制所述转动托架相对所述底架3转动或静止；弧形液压转臂12、高度补偿机构5和滑轮液压升降组件等机构在所述控制操作***的控制下进行工作。所述转向架1设于所述底架3的前后两端的转向部车架底部，且用于支撑所述底架3在轨道上行走及转向。

在本发明的实施方式中，所述转向架1为常规设计，包括从动轮、减震器组件和悬挂组件，实现底架3在转向架1的支撑下于轨道上行走及转向功能。

在本发明的实施方式中，所述的托架转位组件包括内齿环22、向心轴承25和转动支撑销轴26，所述转动支撑销轴26通过向心轴承25安装于所述托架底板7中心的安装孔内，所述内齿环22焊接固定于所述托架底板7底部，并且所述内齿环22和所述安装孔内同心；所述底架转位组件包括转位驱动电机组件19、电机输出轴23、直齿圆柱齿轮21、推力轴承27和圆形定位托座28，所述电机输出轴23设于所述转位驱动电机组件19上，且在所述转位驱动电机组件19的驱动下转动，所述电机输出轴23上设有直齿圆柱齿轮21，所述电机输出轴23和直齿圆柱齿轮21通过键连接，且端部设有限位卡环24固定，所述底架3的中心位置设有圆形定位托座28，且焊接固定，所述圆形定位托座28内设有推力轴承27；所述转动支撑销轴26装配于所述圆形定位托座28的推力轴承27内，同时，直齿圆柱齿轮21的外齿与所述内齿环22的内齿啮合，且在驱动电机组件19的驱动下，使所述内齿环22转动，进而驱动所述底架3以转动支撑销轴26为中心转动；所述托架转位组件和所述底架转位组件组成转位驱动机构13。

在本发明的实施方式中，所述升降滑轮组件包括液压支撑机构9和转动滑轮组件10；所述液压支撑机构9包括下安装板33、上安装板35和多个液压单元，所述上安装板35设置于所述下安装板33上方，所述液压单元在所述下安装板33和上安装板35之间均匀排列，每个所述液压单元包括两个杆件34、液压缸39和液压顶杆40，两个所述杆件34交叉铰接设置，两个所述杆件34的上端和下端分别与所述上安装板35和下安装板33铰接，其中一个杆件34的上端水平设有的液压顶杆40，所述液压缸39的伸缩杆前端铰接于所述液压顶杆40上，底部铰接固定于所述下安装板33上，且在所述液压缸39的驱动下，使下安装板33和上安装板35相互接近或分离；所述转动滑轮组件10安装于所述下安装板33底部，且所述转动滑轮组件10具有多个滑动单元，在所述下安装板33底面均匀分布，每个所述滑动单元包括转轴36、滑轮37、两个侧板38、滚动轴承41和转轴定位卡环42，两个所述侧板38于所述下安装板33底部并排设置，所述滑轮37通过转轴36、滚动轴承41及转轴定位卡环42安装于所述侧板38底部。

在本发明的实施方式中，两个所述转位滑槽11为弧形槽道，且两个所述弧形槽道的圆心同心，所述底架3上设有四个弧形液压转臂12，所述弧形液压转臂12分别铰接于所述转位滑槽11的端部；每个所述弧形液压转臂12包括转臂支撑器30、带滑道弧形转臂31和位置传感器32，所述带滑道弧形转臂31的端部同所述转位滑槽11的端部铰接，所述带滑道弧形转臂31的槽道内设有用于监控转位的位置传感器32，所述带滑道弧形转臂31的底部设有2个用于支撑的转臂支撑器30。所述弧形液压臂12与底架3铰接处均设有步进电机，通过步进电机驱动铰接处进行一定角度的转动展开工作。

在本发明的实施方式中，所述转动托架的两端分别设有一组高度补偿机构5，所述高度补偿机构5包括地面触板14、液压缸组件15、滑块机构16和车辆行走踏板17，所述车辆行走踏板17一端铰接于所述托架底板7端部，另一端铰接有地面触板14，所述液压缸组件15底部铰接于所述地面触板14上，顶部伸缩杆前端通过滑块机构16安装于所述车辆行走踏板17上，且在所述液压缸组件15的驱动下，控制所述地面触板14和所述车辆行走踏板17的张开角度。

在本发明的实施方式中，所述的转动托架上还包括托架侧墙6，且设于所述托架底板7两端；所述转位驱动电机组件19外部设有电机安装罩18，所述电机安装罩18通过螺栓29固定于所述底架3上。

在本发明的实施方式中，所述转动托架和底架3之间设有可转动限位块8，且在可转动限位块8的控制下，使所述转动托架和底架3之间能够转位或定位静止。所述可转位限位块8采用电机驱动转动，实现对于转动托架的转动控制。所述的控制操作***4包括人机交互界面、控制模块和动力模块。

一种上述具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车的工作方法，无站台装卸货时，对角设置的一对弧形液压转臂12驱动打开，转动托架在底架转位驱动机构13的驱动下转动至预设角度，且高度补偿机构5位于底架外侧，前后端的高度补偿机构5打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货；有站台卸货时，转动托架在底架转位驱动机构13的驱动下转动至预设角度，离开底架3，且升降滑轮组件位于所述站台上方，升降滑轮组件升降工作，使其底部滑轮同站台接触支撑，前后端的高度补偿机构5打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货。

在本发明的一种实施方式中，如图1和图2所示，本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，整备(复位)工况，采用底架3和托架底板7双层分离架体结构，此时单节公铁便捷联运铁路货车处于未装载货物状态，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)关闭，转位驱动机构13关闭，托架底板7在可转动限位块8的作用下处在不能转动的状态，高度补偿机构5关闭，弧形液压臂12(4个)关闭，为了保证满足铁路限界宽度尺寸要求，弧形液压臂12在关闭时均收回到底架上的弧形槽内，如图2所示，转向架1和车钩2为通用部件在本发明中不做过多说明。

在本发明的一种实施方式中，应用于公铁便捷联运铁路货车无站台(站场)装卸货工况，如图3所示为公铁便捷联运铁路货车转位托架顺时针转动+无站台(站场)装卸货工况，如图4所示为公铁便捷联运铁路货车转位托架逆时针转动+无站台(站场)装卸货工况。

当公铁便捷联运铁路货车停靠在两侧进行无站台(站场)的装卸货作业时，根据公路车辆(挂车、集装箱车)停靠在的铁路货车相对位置，铁路货车选取图3或图4的托架底板7的转位方向进行装卸货，二者工作原理相同(仅斜对角弧形液压臂12开启不同)。以转位托架顺时针转动装卸货，即图3为例，工作流程如下：

工步1：开启控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出指令将成斜对角布置的两个弧形液压臂12展开(另外斜对角的两个弧形液压臂关闭)，为了保证装卸货过程中的整体支撑，弧形液压臂12下方装有两个转臂支撑器30，弧形液压臂12展开后，两个转臂支撑器30液压缸开启向下方地面方向伸出，直至落实到地面完成支撑弧形液压臂12的工作，弧形液压臂12有和底架3同弧度的滑槽，方便下一步转位中转动托架7上的滑轮组件10在滑槽内沿弧形行走。

工步2：工步1完成后，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出指令给3底架两侧的可转动限位块8，使可转动限位块8转动，撤销对托架底板7及其组件的限位功能，接着给转位驱动机构13(转位驱动机构工作原理见局部放大图I，如图7所示)发出顺时针转动转位指令，转位驱动机构13驱动托架底板7顺时针转动，托架底板7下表面沿车长两端安装有固连的滑轮上方液压支撑机构9和滑轮组件10，此时滑轮上方液压支撑机构9处于锁紧状态，托架底板7通过滑轮上方液压支撑机构9带动滑轮组件10先在底架3上的弧形槽内行走，当托架底板7转角不断增大时，托架底板7通过滑轮上方液压支撑机构9带动滑轮组件10进入到弧形液压臂12上的同弧度滑槽内继续行走，直到滑轮组件10触碰到弧形液压臂12上位置传感器32，位置传感器32给控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出停止转位驱动机构13工作信号，此工步完成。

工步3：转位工步2完成后，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)继续发出托架底板7上的高度补偿机构5开启指令，高度补偿机构5开启后，公路车辆(挂车、集装箱车)即可沿着高度补偿机构5上的车辆行走踏板17正向或逆向行驶，完成装卸货工作。

工步4：公铁便捷联运铁路货车完成货物的装卸后，经历前三个工步的逆过程，即可完成复位工作。

如图5和图6所示，公铁便捷联运铁路货车无站台顺时针或逆时针转位装卸货时高度补偿机构的具体工作，如图5所示为高度补偿机构5的开启状态，当上述工步2完成后，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出开启高度补偿机构5指令，托架底板7两端的高度补偿机构5整体沿着与底架3的铰接转轴向外侧转动，当高度补偿机构5上的地面触板14与地面接触后，为了保证车辆行走踏板17足够的刚度，在车辆行走踏板17与地面触板装14间有液压缸组件15和滑块机构16，液压缸组件15可以有效的对有公路车辆行驶的车辆行走踏板17支撑，保证装卸重载公路运输车辆的工作需求。

如图7所示，为转位驱动机构局部放大图，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出转位指令给转位驱动电机组件19，转位驱动电机组件19被电机安装罩18靠螺栓29连接在底架3上，转位驱动电机组件19通过电机输出轴23及键连接带动直齿圆柱齿轮21转动，直齿圆柱齿轮21与内齿环22(与转位托架焊接)啮合，带动内齿环22转动，内齿环22通过焊接方式与托架底板7固连，从而驱动内齿环22带动托架底板7沿着转动支撑销轴26旋转，转动支撑销轴26下端装在推力轴承27内，根据推力轴承工作特点，推力轴承27动圈即上圈与转动支撑销轴26下端是过盈配合，故上圈随着转动支撑销轴26下端转动，但推力轴承27定圈即下圈与26转动支撑销轴下端是间隙配合，故下圈不随转动支撑销轴26下端转动，从而完成7转位托架及其组件的转动工作。

如图8和图9所示，为托架底板7的具体示意图，其底部中心设有内齿环22作为转位传动结构，端部具有液压支撑机构9和转动滑轮组件10，所述液压支撑机构9用于控制托架底板7的高度，所述转动滑轮组件10用于保证托架底板7的转动润滑。

如图10和图11所示，为弧形液压转臂12的具体示意图，其主体带滑道弧形转臂31，设有配合所述转动滑轮组件10的滑槽，且设有滑动位置监控的位置传感器32，在转臂支撑器30的支撑下，实现弧形液压转臂12承载。

如图12所示，公铁便捷联运铁路货车有站台(站场)装卸货工况，如图13所示，公铁便捷联运铁路货车两侧有站台时转位托架装卸货+高度补偿机构开启+滑轮上方液压支撑机构开启，

当公铁便捷联运铁路货车停靠在两侧进行有站台(站场)的装卸货作业时，根据公路车辆(挂车、集装箱车)停靠在的铁路货车相对位置，铁路货车仍可进行顺时针和逆时针的转位方向进行装卸货，二者工作原理相同，但为了保证支撑需要，铁路货车两侧与站台间的间隙不能大于托架底板7的宽度。以托架底板7逆时针转动装卸货，即图12为例，工作流程如下：

工序1：由控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出给底架3两侧的可转动限位块8，使可转动限位块8转动，撤销对托架底板7及其组件的限位功能，接着给转位驱动机构13发出逆时针转动转位指令，开启转位驱动机构13驱动托架底板7逆时针转动指令，此时弧形液压臂12始终都处于关闭状态，转位驱动机构13驱动托架底板7带动滑轮上方液压支撑机构9带动滑轮组件10先在底架3上的弧形槽内行走，当滑轮组件10全部转出底架3上的弧形槽轨道后，托架底板7开始转到站台地面上方时，滑轮上方液压支撑机构9开启(开启原理见局部放大图II，如图15和16所示)，滑轮上方液压支撑机构9开启后，使滑轮组件10与站台地面的接触，保证了转位工序1完成后托架底板7及其附属结构与站台地面的支撑。

工序2：在工序1完成转位后，控制操作***4(人机交互界面+控制模块+动力模块)发出开启托架底板7上的高度补偿机构5的开启指令，完成支撑工作，高度补偿机构5开启。

工步3：公铁便捷联运铁路货车完成货物的装卸后，经历前两个工步的逆过程，即可完成复位工作。

如图13至图16所示，公铁便捷联运铁路货车两侧有站台时滑轮上方液压支撑机构开启，当公铁便捷联运铁路货车停靠在两侧进行有站台(站场)的装卸货作业时，由于站台(站场)地面与滑轮组件10存在高度差，为了克服高度差和保证托架底板7在完成转位后，托架底板7两端在装卸货时有足够的支撑，故在滑轮组件10上方设置了可调节支撑高度的滑轮上方液压支撑机构9，滑轮上方液压支撑机构9通过上安装板35固联于托架底板7，当滑轮上方液压支撑机构9收到开启指令后，滑轮上方液压支撑机构9上的液压缸39伸出液压杆推动液压顶杆40移动，从而使滑轮组件10和托架底板7底板间的距离增加，滑轮上方液压支撑机构9在滑轮组件10与站台(站场)地面接触良好后，液压缸39进行停位保压工作，从而保证了托架底板7在装卸货时有足够的支撑。

物流行业要促进降本增效，提高经济竞争力；其次是要更加快速化、多样化，更加注重运输的效益和时效性；最后就是要更加便捷化、准确化，提升服务的质量，解决“最先一公里”和“最后一公里”的问题。面对以上这些要求和问题，发展多式联运尤其是公铁联运提供了一个很好的解决方案。

本发明基于对欧洲、北美公路铁路联运技术装备运用现状分析，针对国内多式联运发展需求，设计出一种适合我国铁路条件的可实现公路铁路便捷联运的铁路货车。以满足公铁多式联运为目标，研究确定满足公路、铁路限界要求和与铁路货车相匹配的公路货车尺寸标准化参数要求。

本发明设计的公铁联运专用货车可适性好，与既有站场、线桥、公路货车、装卸设施等进行匹配设计。同步完成车体装卸功能及载荷传递、承载结构与地面适配、机构控制等关键技术；

发明过程中充分考虑公铁联运标准化专用半挂车和车辆悬挂件的通用匹配性。在此基础上，建立运输安全、转接作业高效、站场匹配简捷的公铁联运货车，克服公路货物在与铁路货车装卸过程中吊装流程中带来的时间、吊装成本、吊装安全等额外需求。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，所设计的货车考虑我国铁路限界及目前公路货车(挂车、集装箱车)尺寸标准，铁路货车的承载凹底架结构特点，降低了装载后的整体高度，增加车内装货空间容积，满足了铁路限界的要求，降低车辆运输和铁路运输过程中的风阻效应，实现节能降耗。整体结构简单、功能性好、经济性好，市场需求前景广阔。

本发明的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车的装卸货方式采用公路车辆双向行驶上铁路货车装货、双向行驶上铁路货车卸货的方式，即公路货车驾驶人员直接将公路货车(挂车、集装箱车)开到铁路货车上，到达货运目的地亦可正向将货车(挂车、集装箱车)从另一侧开下，完成装卸货操作，克服了由于铁路限界导致铁路货车侧墙内侧宽(两侧墙内侧面距离为2750mm左右)和公路货车外侧(挂车宽2400mm左右\集装箱宽为2438mm)总间隙仅有300mm左右，带来的有些货车(挂车、集装箱车)受铁路货车结构限制只能单向倒向行驶上铁路货车装卸货，对驾驶人员的较高的技术要求和装卸货时间长等缺点。

本发明将有利于完善我国在公铁联运铁路货车领域的技术需求，有助于提升我国铁路货运快速化技术的自主创新能力，有利于建立以铁路为骨干的综合运输一体化平台，为货物运输提供了经济、快速的运输新渠道，提升物流的运输能力和效率，为我国的经济发展注入新的动力，具有良好的社会、经济效益。

公铁便捷联运货车的生产制造，为制造企业和相关配套企业带来可观经济效益，既形成相关产业配套能力和产品研发基地，又形成技术先进、体系完整的装备产业链，对于新增国家经济增长点、保障国民经济健康可持续发展具有重要意义。

本发明所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车及其工作方法，公铁便捷联运货车技术发展有助于推动我国交通运输和物流业转型升级，构建高效运行的多式联运体系，支撑国家低碳发展战略，发挥铁路运输安全可靠、绿色环保、成本低、运能大、全天候运行的特点，有利于解决物流领域长期存在的成本高、效率低的问题。研制公铁便捷联运货车，可满足国家战略、行业发展和市场的需求，对我国经济社会发展、民生改善和国家安全起到支撑作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于包括：

转动托架，包括托架底板，且所述托架底板的中心位置设有托架转位组件，所述托架底板的前后两端设有升降滑轮组件；

底架，包括中间的货运部车架和位于所述货运部车架前后两端的转向部车架，所述货运部车架的上表面低于所述转向部车架的上表面，在所述底架中部形成下凹式的车架结构，下凹式的所述货运部车架设有底架转位组件和转位滑槽，且所述底架转位组件和所述托架转位组件装配形成转位驱动机构，所述转位滑槽设有二个，于所述货运部车架前后两端相对设置，所述升降滑轮组件装配于所述转位滑槽内，并且在转位驱动机构的驱动下，使所述升降滑轮组件在所述转位滑槽内滑动，进而驱动所述转动托架相对所述底架转动；

控制操作***，设于所述底架前端的所述转向部车架上，且控制所述转动托架相对所述底架转动或静止；

转向架，设于所述底架的前后两端的转向部车架底部，且用于支撑所述底架在轨道上行走及转向。

2.根据权利要求1所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述的托架转位组件包括内齿环、向心轴承和转动支撑销轴，所述转动支撑销轴通过向心轴承安装于所述托架底板中心的安装孔内，所述内齿环焊接固定于所述托架底板底部，并且所述内齿环和所述安装孔内同心；

所述底架转位组件包括转位驱动电机组件、电机输出轴、直齿圆柱齿轮、推力轴承和圆形定位托座，所述电机输出轴设于所述转位驱动电机组件上，且在所述转位驱动电机组件的驱动下转动，所述电机输出轴上设有直齿圆柱齿轮，所述底架的中心位置设有圆形定位托座，所述圆形定位托座内设有推力轴承；

所述转动支撑销轴装配于所述圆形定位托座的推力轴承内，同时，直齿圆柱齿轮的外齿与所述内齿环的内齿啮合，且在驱动电机组件的驱动下，使所述内齿环转动，进而驱动所述底架以转动支撑销轴为中心转动；

所述托架转位组件和所述底架转位组件组成转位驱动机构。

3.根据权利要求1所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述升降滑轮组件包括液压支撑机构和转动滑轮组件；

所述液压支撑机构包括下安装板、上安装板和多个液压单元，所述上安装板设置于所述下安装板上方，所述液压单元在所述下安装板和上安装板之间均匀排列，每个所述液压单元包括两个杆件、液压缸和液压顶杆，两个所述杆件交叉铰接设置，两个所述杆件的上端和下端分别与所述上安装板和下安装板铰接，其中一个杆件的上端水平设有的液压顶杆，所述液压缸的伸缩杆前端铰接于所述液压顶杆上，底部铰接固定于所述下安装板上，且在所述液压缸的驱动下，使下安装板和上安装板相互接近或分离；

所述转动滑轮组件安装于所述下安装板底部，且所述转动滑轮组件具有多个滑动单元，在所述下安装板底面均匀分布，每个所述滑动单元包括转轴、滑轮、两个侧板、滚动轴承和转轴定位卡环，两个所述侧板于所述下安装板底部并排设置，所述滑轮通过转轴、滚动轴承及转轴定位卡环安装于所述侧板底部。

4.根据权利要求1、2或3所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

两个所述转位滑槽为弧形槽道，且两个所述弧形槽道的圆心同心，所述底架上设有四个弧形液压转臂，所述弧形液压转臂分别铰接于所述转位滑槽的端部；

每个所述弧形液压转臂包括转臂支撑器、带滑道弧形转臂和位置传感器，所述带滑道弧形转臂的端部同所述转位滑槽的端部铰接，所述带滑道弧形转臂的槽道内设有用于监控转位的位置传感器，所述带滑道弧形转臂的底部设有多个用于支撑的转臂支撑器。

5.根据权利要求4所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述转动托架的两端分别设有一组高度补偿机构，所述高度补偿机构包括地面触板、液压缸组件、滑块机构和车辆行走踏板，所述车辆行走踏板一端铰接于所述托架底板端部，另一端铰接有地面触板，所述液压缸组件底部铰接于所述地面触板上，顶部伸缩杆前端通过滑块机构安装于所述车辆行走踏板上，且在所述液压缸组件的驱动下，控制所述地面触板和所述车辆行走踏板的张开角度。

6.根据权利要求2所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述的转动托架上还包括托架侧墙，且设于所述托架底板两端；

所述转位驱动电机组件外部设有电机安装罩，所述电机安装罩通过螺栓固定于所述底架上。

7.根据权利要求1所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述转动托架和底架之间设有可转动限位块，且在可转动限位块的控制下，使所述转动托架和底架之间能够转位或定位静止。

8.根据权利要求1所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车，其特征在于，

所述的控制操作***包括人机交互界面、控制模块和动力模块。

9.一种上述权利要求5所述的具有可转位车架的公铁便捷联运铁路货车的工作方法，其特征在于，

无站台装卸货时，对角设置的一对弧形液压转臂驱动打开，转动托架在底架转位驱动机构的驱动下转动至预设角度，且高度补偿机构位于底架外侧，前后端的高度补偿机构打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货；

有站台卸货时，转动托架在底架转位驱动机构的驱动下转动至预设角度，离开底架，且升降滑轮组件位于所述站台上方，升降滑轮组件升降工作，使其底部滑轮同站台接触支撑，前后端的高度补偿机构打开，形成供公路货车行驶的行走面，进行装卸货。

Images