用于单轨运输车的多级变速换向结构的制作方法

1.本发明涉及单轨运输车技术领域，具体地，涉及用于单轨运输车的多级变速换向结构。


背景技术：

2.目前，一些果园和种植基地在采摘过程中大多是采用人工肩担背负的运送方式来运送蔬菜和水果，这种运输方式劳动强度大、效率低和成本高，因此引进了单轨运输车，其中，单轨运输车具有轨道轻便、架设简单、占地面积小、爬坡能力强、运输效率高、可拆卸反复利用等特点，现有的单轨运输车大多由牵引机、拖车和单条轨道组成，牵引机又通过柴油机等动力源来驱动牵引机的车轮转动，这就存在牵引机从山顶到山底和从山底到山顶速度都是相同的弊端，但在现实中，出于对单轨运输车安全性的考虑，从山顶到山底的速度应小于从山底到山顶的速度(从山顶到山底因为其单轨运输车自身的重力加速度影响，为了提高安全性，应适当减小牵引机的速度)，同时现有的单轨运输车在应对上坡下坡、弯道和障碍物等场景时，缺乏有效应对，导致单轨运输车在行驶过程中存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

3.为实现单轨运输车的变速换向效果和增加单轨运输车在应对上下坡、弯道和障碍物场景下的有效应对，本发明提供了用于单轨运输车的多级变速换向结构，所述结构包括：倾角传感器、第一图像采集器、第二图像采集器、处理器、电机组件和变速换向组件，所述倾角传感器用于检测所述单轨运输车运行时与水平面的夹角数据，所述第一图像采集器用于实时采集所述单轨运输车行驶方向前方的障碍物特征数据，所述第二图像采集器用于实时采集所述单轨运输车行驶方向前方的轨道特征数据，所述处理器用于基于所述夹角数据、所述障碍物特征数据和所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度，所述电机组件用于驱动所述变速换向组件，所述变速换向组件用于改变所述单轨运输车行驶的速度和方向。
4.本发明原理：通过设置电机组件和变速换向组件，电机组件作为变速换向组件的动力源，从而能改变单轨运输车在从山顶到山底和从山底到山顶启动时的速度和方向，当单轨运输车在遇到上坡下坡、障碍物和弯道场景时，分别通过倾角传感器获取单轨运输车运行方向与水平面的夹角数据，通过第一图像采集器实时获取单轨运输车行驶方向前方的存在的障碍物的特征数据，通过第二图像采集器实时获取单轨运输车行驶方向前方的轨道特征数据，处理器再基于夹角数据、障碍物特征数据和轨道特征数据来对电机组件的运行速度进行控制，通过控制电机组件运行速度来控制变速换向组件，从而控制单轨运输车的行驶速度，最终实现单轨运输车在面对上下坡、障碍物和弯道场景时能有效应对的效果，提高单轨运输车在行驶过程中的安全性。
5.优选的，所述变速换向组件包括：第一齿轮轴、第二齿轮轴、第三齿轮轴、第一档杆组件、第二档杆组件和支架组件，所述第一齿轮轴上键连接有齿数不等的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮轴上键连接有第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，第三齿轮轴
上键连接有第七齿轮和第八齿轮；通过拨动所述第一档杆组件使所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合或使所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；通过拨动所述第二档杆组件使所述第五齿轮与所述第七齿轮啮合或使所述第六齿轮与用于控制所述单轨运输车行驶的齿轮组啮合；所述第八齿轮与用于控制所述单轨运输车行驶的齿轮组啮合，所述支架组件用于固定所述多级变速换向结构。
6.其中，第一齿轮轴旋转从而带动第一齿轮和第二齿轮旋转，第一齿轮轴上的第一齿轮和第二齿轮齿数不等。当拨动第一档杆组件使第三齿轮与第一齿轮啮合带动第三齿轮旋转，或者使第四齿轮与第二齿轮啮合带动第四齿轮旋转，因为第一齿轮的齿数与第二齿轮的齿数不等，这就导致第三齿轮和第四齿轮在相同时间转的圈数有差异，即导致第二齿轮轴转速存在差异，因为第六齿轮或者第八齿轮跟第二齿轮轴的转速相关，因此第二齿轮轴转速的差异可以影响用于控制单轨运输车行驶的齿轮组的转速，从而达到变速的效果。当拨动第二档杆组件使第五齿轮和第七齿轮啮合或使第六齿轮与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，因为当两个齿轮啮合旋转时方向会发生改变，如一个顺时针旋转的齿轮啮合时会带动另一个齿轮逆时针旋转，因此当第五齿轮和第七齿轮啮合带动第七齿轮旋转，此时第七齿轮旋转方向和第五齿轮相反，第七齿轮旋转带动第三齿轮轴旋转最终让第八齿轮旋转，第八齿轮旋转方向与第七齿轮相同，因为第六齿轮旋转方向与第五齿轮相同，所以第六齿轮的旋转方向和第八齿轮相反，从而达到对单轨运输车实现换向的效果。
7.优选的，所述电机组件包括电机、主动轮和从动轮，所述电机的主轴与所述主动轮键连接，所述主动轮与所述从动轮传动连接，所述第一齿轮轴与所述从动轮键连接。其中，电机组件主要提供动力给上述变速换向组件，电机启动带动主轴旋转，主轴旋转带动主动轮旋转，因为主动轮与从动轮传动连接，所以带动从动轮旋转，最终通过从动轮旋转带动第一齿轮轴旋转。
8.优选的，所述处理器基于所述夹角数据控制所述电机组件运行速度具体包括：基于所述夹角数据，判断所述单轨运输车为上坡状态或者下坡状态；当所述单轨运输车为上坡状态，所述处理器判断所述夹角信息是否位于第一预设范围内，若所述夹角数据位于所述第一预设范围内，所述处理器控制所述电机组件进行加速；当所述单轨运输车为下坡状态，所述处理器判断所述夹角数据是否位于第二预设范围内，若所述夹角数据位于所述第二预设范围内，所述处理器控制所述电机组件进行减速。
9.其中，处理器基于夹角数据分析出单轨运输车为上坡或者下坡状态(上坡状态的夹角数据应为0-90
°
，下坡状态的夹角数据应为90-180
°
)。当单轨运输车为上坡状态，此时重力在前进方向上的分力会减慢单轨运输车的行驶速度，且这种减慢带来的影响会随着夹角增大而增大，最终导致单轨运输车没有足够速度向上行驶，基于上述情况，当夹角数据位于第一预设范围内，处理器控制电机组件进行加速来减小重力分力带来的影响，让单轨运输车能正常向上行驶。当单轨运输车为下坡状态，此时重力在前进方向上的分力会加快单轨运输车的行驶速度，且这种加快带来的影响会随着夹角减小而增大，最终导致单轨运输车可能出现安全隐患，基于上述情况，当夹角数据位于第二预设范围内，处理器控制电机组件进行减速，降低单轨运输车下坡时因为夹角因素而带来的安全隐患。
10.优选的，所述处理器基于所述障碍物特征数据控制所述电机组件运行速度具体包括：所述处理器将所述障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，若匹配成功，处理器则保
持所述电机组件运行速度不变；若匹配失败，所述处理器控制所述电机组件进行减速。
11.其中，在单轨运输车行驶的轨道上可能存在各种障碍物，倘若单轨运输车在行驶过程中对出现的障碍物不进行有效应对，极可能导致单轨运输车发生侧翻，带来不必要的经济损失。但在这些障碍物中会存在一些轨道两旁的树枝树叶，这些树枝树叶对单轨运输车的行驶不会带来太大的影响，因此将树枝树叶的特征作为预设特征数据，处理器将障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，若匹配成功，此时处理器控制电机组件运行速度保持不变，若匹配失败，即障碍物是除树枝树叶外的其他障碍物，此时处理器控制电机组件进行减速。
12.优选的，所述处理器基于所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度具体包括：所述处理器将所述轨道特征数据与预设弯道特征数据进行匹配，若匹配成功，所述处理器控制所述电机组件进行减速。其中，用于单轨运输车行驶的轨道中会存在一些弯道，当单轨运输车在经过这些弯道时，如果保持速度不变，可能会由于惯性原因而冲出轨道，因此将轨道中的弯道特征数据进行采集作为预设弯道特征数据，处理器将轨道特征数据与预设弯道特征数据进行实时匹配，当匹配成功，说明此时即将进入弯道，处理器控制电机组件减速进行弯道。
13.优选的，所述处理器基于所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度还包括：若所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配失败，则处理器保持所述电机组件运行速度不变；在所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配成功的前提下，所述处理器控制所述电机组件进行减速，直至所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配失败，所述处理器控制所述电机组件进行加速。
14.其中，当轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败，即表示没有进入弯道，此时处理器控制电机组件保持运行速度不变。对于轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败还存在一种情况，就是在轨道特征数据与预设特征数据匹配成功的前提下，处理器控制电机组件减速进入弯道，第二图像采集器实时采集轨道特征数据，直到轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败，说明单轨运输车已驶出弯道，处理器再控制电机组件进行加速。
15.优选的，所述第一档杆组件包括第一档杆、第一固定卡、第一固定柱、第一滑杆、第一固定架和第一固定轮，所述第一固定轮置于所述第三齿轮与所述第四齿轮之间且与所述第一齿轮轴连接，所述第一固定架上设有三个限位槽，所述第一档杆一端置于所述三个限位槽中的任意一个，所述第一档杆另一端与所述第一固定卡顶部连接，所述第一固定卡底部与所述第一固定柱顶部固定连接，所述第一固定柱底部与所述第一固定架转动连接，所述第一滑杆一端与所述第一固定柱侧面连接，所述第一滑杆另一端与所述第一固定轮连接。
16.其中，第一档杆一端位于三个限位槽的中的任意一个，当需要使用第一档杆来进行变速时，将第一档杆从第一固定架中间的限位槽拨动至左右两边限位槽，第一档杆拨动通过第一固定卡带动第一固定柱转动，由于第一滑杆一端与第一固定柱侧面连接，第一固定柱转动带动第一滑杆移动，再通过第一滑杆移动带动第一固定轮滑动，最终第一固定轮滑动使第三齿轮与第一齿轮啮合或使第四齿轮与第二齿轮啮合，达到对单轨运输车进行变速的效果。
17.优选的，所述第二档杆组件包括第二档杆、第二固定卡、第二固定柱、第二滑杆、第
二固定架和第二固定轮，所述第二固定架上设有两个限位槽，所述第二固定轮置于所述第五齿轮一侧且与所述第一齿轮轴连接，所述第二档杆一端置于所述两个限位槽中的任意一个，所述第二档杆另一端与所述第二固定卡顶部连接，所述第二固定卡底部与所述第二固定柱顶部固定连接，所述第二固定柱底部与所述第二固定架转动连接，所述第二滑杆一端与所述第二固定柱侧面连接，所述第二滑杆另一端与所述第二固定轮连接。
18.其中，第二档杆一端位于两个限位槽中的任意一个，当需要使用第二档杆来进行换向时，将第二档杆从第二固定架上的一个限位槽拨动至另一个限位槽，第二档杆拨动通过第二固定卡带动第二固定柱转动，由于第二滑杆一端与第二固定柱侧面连接，第二固定柱转动带动第二滑杆移动，再通过第二滑杆移动带动第二固定轮滑动，最终第二固定轮滑动使第五齿轮与第七齿轮啮合或使第六齿轮与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，第五齿轮和第七齿轮啮合后，带动第八齿轮与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，达到对单轨运输车进行换向的效果。
19.优选的，所述支架组件包括第一挡板、第二挡板、外壳和四块盖板，所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴和所述第三齿轮轴的一端均与所述第一挡板转动连接，所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴和所述第三齿轮轴的另一端均与所述第二挡板转动连接，所述外壳用于覆盖所述主动轮与所述从动轮，所述四块盖板用于覆盖所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴与所述第三齿轮轴，所述四块盖板两侧分别与所述第一挡板和所述第二挡板连接。其中，外壳起到对主动轮和从动轮覆盖和保护的作用。一方面，第一挡板和第二挡板作为第一齿轮轴、第二齿轮轴和第三齿轮轴两端的连接端，为第一齿轮轴、第二齿轮轴和第三齿轮轴的转动提供支撑，另一方面，第一挡板、第二挡板结合四块盖板为第一齿轮轴、第二齿轮轴和第三齿轮轴提供覆盖和保护作用。
20.本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
21.多级变速换向结构通过设置变速换向组件，能实现单轨运输车的变速换向效果；多级变速换向结构通过设置倾角传感器、第一图像采集器、第二图像采集器和处理器，让单轨运输车能有效应对上下坡、障碍物和弯道场景，提高单轨运输车在行驶过程中的安全性。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
23.图1是本发明中多级变速换向结构的装置示意图；
24.图2是本发明中多级变速换向结构的内部示意图；
25.图3是本发明中第一档杆组件和第二档杆组件的结构示意图；
26.其中，1-处理器，2-倾角传感器，3-第一图像采集器，4-第二图像采集器，5-外壳，6-第一挡板，7-第二挡板，8-盖板，9-主动轮，10-从动轮，11-电机，12-第一齿轮轴，13-第二齿轮轴，14-第三齿轮轴，15-第一齿轮，16-第二齿轮，17-第三齿轮，18-第四齿轮，19-第五齿轮，20-第六齿轮，21-第七齿轮，22-第八齿轮，23-第一档杆，24-第一安装架，25-第一固定卡，26-第一固定柱，27-第一滑杆，28-第一固定轮，29-第二档杆，30-第二安装架，31-第二固定卡，32-第二固定柱，33-第二滑杆，34-第二固定轮。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
29.实施例一
30.请参考图1，为本发明中多级变速换向结构的装置示意图，该结构包括：倾角传感器2、第一图像采集器3、第二图像采集器4、处理器1、电机组件和变速换向组件，倾角传感器2用于检测单轨运输车运行时与水平面的夹角数据，第一图像采集器3用于实时采集单轨运输车行驶方向前方的障碍物特征数据，第二图像采集器4用于实时采集单轨运输车行驶方向前方的轨道特征数据，处理器1用于基于夹角数据、障碍物特征数据和轨道特征数据控制电机组件运行速度，电机组件用于驱动变速换向组件，变速换向组件用于改变单轨运输车行驶的速度和方向。
31.其中，倾角传感器2包括有动态倾角传感器和静态倾角传感器，静态倾角传感器主要用于测量被测载体静止时的倾斜角度，动态倾角传感器则是用于测量被测载体在动态环境下的倾斜角度，对于本发明实施例而言，优选动态倾角传感器。动态倾角传感器原理是利用陀螺仪和加速度传感器的共同作用，由陀螺仪进行动态测量，而加速度传感器进行静态测量，两者互补，再结合生产工艺和算法校正补偿等优化措施，能精确地测量出运动物体的角度与变化。对于动态倾角传感器的选型，可以选择lvt526h双轴数字系列、2k-hrtm系列或者sai360系列等其他倾角传感器，可根据实际需求进行选择，本发明不做具体限定。
32.其中，第一图像采集器3和第二图像采集器4分别用于实时采集单轨运输车行驶前方的障碍物特征数据和轨道特征数据，第一图像采集器3和第二图像采集器4类型上可以选择摄像头、摄像机和相机等其他具有实时采集图像功能的设备，本发明不做具体限定。第一图像采集器3和第二图像采集器4的具体型号，可以选择esp32系列、k210系列或者huskylens系列等其他图像采集设备，可根据实际需求进行选择，本发明不做具体限定。
33.其中，处理器1基于夹角数据、障碍物特征数据和轨道特征数据来控制电机组件，处理器1的具体型号可以选择avr32、arm系列、dsp系列或者fpag系列等处理器，可根据实际需求进行选择，本发明不做具体限定。
34.请参考图2，为本发明中多级变速换向结构的内部示意图，变速换向组件包括：第一齿轮轴12、第二齿轮轴13、第三齿轮轴14、第一档杆组件、第二档杆组件和支架组件，第一齿轮轴12上键连接有齿数不等的第一齿轮15和第二齿轮16，第二齿轮轴13上键连接有第三齿轮17、第四齿轮18、第五齿轮19和第六齿轮20，第三齿轮轴14上键连接有第七齿轮21和第八齿轮22；通过拨动第一档杆组件使第三齿轮17与第一齿轮15啮合或使第四齿轮18与第二齿轮16啮合；通过拨动第二档杆组件使第五齿轮19与第七齿轮21啮合或使第六齿轮20与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合；第八齿轮22与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，支架组件用于固定多级变速换向结构。第一齿轮轴12转动带动第一齿轮15和第二齿轮16转动，拨动第一档杆组件使第三齿轮17与第一齿轮15啮合或使第四齿轮18与第二齿轮16
啮合，因为第一齿轮15和第二齿轮16齿数不等，这就导致第三齿轮17与第四齿轮18在相同时间内转的圈数存在差异，又因为第三齿轮17与第四齿轮18均与第二齿轮轴13键连接，所以第三齿轮17或者第四齿轮18转动带动第二齿轮轴13转动，且两种情况下的第二齿轮轴13转速存在差异。拨动第二档杆组件使第五齿轮19与第七齿轮21啮合或使第六齿轮20与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，第二齿轮轴13转动带动第五齿轮19与第六齿轮20转动，且第五齿轮19与第六齿轮20的转动方向一致，当第五齿轮19与第七齿轮21啮合，此时第五齿轮19与第七齿轮21转动方向相反，第七齿轮21转动再带动第三齿轮轴14旋转从而带动第八齿轮22转动，且第七齿轮21转动方向与第八齿轮22一致，导致第六齿轮20转动方向与第八齿轮22相反，又因为第六齿轮20与第八齿轮22均用于与控制单轨运输车行驶的齿轮轴啮合，所以最终导致单轨运输车行驶的方向和速度发生改变。
35.其中，电机组件包括电机11、主动轮9和从动轮10，电机11的主轴与主动轮9键连接，主动轮9与从动轮10传动连接，第一齿轮轴12与从动轮10键连接。电机组件用于为变速换向组件提供动力，电机11启动带动主轴旋转，电机11主轴旋转带动主动轮9转动，主动轮9又通过传动连接带动从动轮10转动，从动轮10转动带动第一齿轮轴12转动。
36.其中，处理器1基于夹角数据控制电机组件运行速度具体包括：基于夹角数据，判断单轨运输车为上坡状态或者下坡状态；当单轨运输车为上坡状态，处理器1判断夹角信息是否位于第一预设范围内，若夹角数据位于第一预设范围内，处理器1控制电机组件进行加速；当单轨运输车为下坡状态，处理器1判断夹角数据是否位于第二预设范围内，若夹角数据位于第二预设范围内，处理器1控制电机组件进行减速。当单轨运输车为上坡状态，夹角数据为0-90
°
，当单轨运输车为下坡状态，夹角数据为90-180
°
，因此可以通过判断夹角数据来判定单轨运输车的行驶状态。若判定单轨运输车为上坡状态，此时再判断夹角数据是否位于第一预设范围内，如夹角数据为55
°
，第一预设范围为50-90
°
，夹角数据位于第一预设范围内，此时处理器1控制电机组件进行加速；若判定单轨运输车位下坡状态，此时再判断夹角数据是否位于第二预设范围内，如夹角数据为125
°
，第二预设范围为90-135
°
，夹角数据位于第二预设范围内，此时处理器1控制电机组件进行减速。
37.其中，处理器1基于障碍物特征数据控制电机组件运行速度具体包括：处理器1将障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，若匹配成功，处理器1则保持电机组件运行速度不变；若匹配失败，处理器1控制电机组件进行减速。单轨运输车在行驶的轨道上经常会存在一些障碍物，如山上的滚石，劳耕用的工具还有轨道两旁的树枝树叶等，但轨道两旁的树枝树叶并不会影响单轨运输车的正常行驶，因此将轨道两旁的树枝树叶作为预设特征数据，再通过障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，当匹配成功，说明此时障碍物为树枝树叶，此时处理器1保持电机组件运行速度不变，当匹配失败，说明障碍物为树枝树叶以外的其他障碍物，且这些障碍物会影响单轨运输车的正常行驶严重可能会导致单轨运输车发生侧翻，因此处理器1需要对电机组件进行减速。
38.其中，处理器1基于轨道特征数据控制电机组件运行速度具体包括：处理器1将轨道特征数据与预设弯道特征数据进行匹配，若匹配成功，处理器1控制电机组件进行减速。在单轨运输车行驶过程中，会存在一些弯道，如果保持原有速度不变，则有可能因为惯性原因导致单轨运输车冲出轨道或者发生侧翻，因此需要在单轨运输车进入弯道前进行减速处理。通过第二图像采集器4实时获取轨道特征数据，处理器1将实时获取的轨道特征数据与
预设弯道特征数据进行匹配，当匹配成功，说明此时单轨运输车即将进入弯道，处理器1控制电机组件进行减速。
39.其中，处理器1基于轨道特征数据控制电机组件运行速度还包括：若轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败，则处理器1保持电机组件运行速度不变；在轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配成功的前提下，处理器控制电机组件进行减速，直至轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败，处理器1控制电机组件进行加速。当轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败时，说明此时单轨运输车行驶前方未出现弯道，此时处理器1保持电机组件运行速度不变；在轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配成功的前提下，单轨运输车减速进入弯道，直到轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败，说明此时单轨运输车已驶出弯道，处理器1控制电机组件进行加速。
40.请参考图3，为本发明中第一档杆组件和第二档杆组件的结构示意图。第一档杆组件包括第一档杆23、第一固定卡25、第一固定柱26、第一滑杆27、第一固定架24和第一固定轮28，第一固定轮28置于第三齿轮17与第四齿轮18之间且与第一齿轮轴12连接，第一固定架24上设有三个限位槽，第一档杆23一端置于三个限位槽中的任意一个，第一档杆23另一端与第一固定卡25顶部连接，第一固定卡25底部与第一固定柱26顶部固定连接，第一固定柱26底部与第一固定架24转动连接，第一滑杆27一端与第一固定柱26侧面连接，所述第一滑杆27另一端与第一固定轮28连接。第一档杆23一端位于第一固定架24上三个限位槽中的任意一个，将第一档杆23从一个限位槽拨动至另一个限位槽，带动第一档杆23转动，从而通过第一固定卡25带动第一固定柱26转动，再通过第一滑杆27带动第一固定轮28滑动，最终达到通过拨动第一档杆23来实现调整第三齿轮17与第四齿轮18位置的效果。
41.第二档杆组件包括第二档杆29、第二固定卡31、第二固定柱32、第二滑杆33、第二固定架30和第二固定轮34，第二固定架30上设有两个限位槽，第二固定轮34置于第五齿轮19一侧且与第一齿轮轴12连接，第二档杆29一端置于两个限位槽中的任意一个，第二档杆29另一端与第二固定卡31顶部连接，第二固定卡31底部与第二固定柱32顶部固定连接，第二固定柱32底部与第二固定架30转动连接，第二滑杆33一端与第二固定柱32侧面连接，第二滑杆33另一端与第二固定轮34连接。第二档杆29一端置于第二固定架30上两个限位槽中的任意一个，将第二档杆29从一个限位槽拨动至另一个限位槽，带动第二档杆29转动，从而通过第二固定卡31带动第二固定柱32转动，再通过第二滑杆33带动第二固定轮34滑动，最终达到通过拨动第二档杆29来实现调整第五齿轮19与第六齿轮20位置的效果。
42.其中，支架组件包括第一挡板6、第二挡板7、外壳5和四块盖板8，第一齿轮轴12、第二齿轮轴13和第三齿轮轴14的一端均与第一挡板6转动连接，第一齿轮轴12、第二齿轮轴13和第三齿轮轴14的另一端均与第二挡板7转动连接，外壳5用于覆盖主动轮9与从动轮10，四块盖板8用于覆盖第一齿轮轴12、第二齿轮轴13与第三齿轮轴13，四块盖板8两侧分别与第一挡板6和第二挡板7连接。第一挡板6和第二挡板7为第一齿轮轴12、第二齿轮轴13和第三齿轮轴14的转动提供支撑，且第一挡板6和第二挡板7结合四块盖板8为第一齿轮轴12、第二齿轮轴13和第三齿轮轴14及其附属齿轮提供覆盖和保护作用，外壳5对主动轮9与从动轮10提供覆盖和保护作用。
43.在本实施例中，一种配置了多级变速换向结构的单轨运输车从山脚向山顶行驶，首先将第一档杆23拨动至三个限位槽中的右边限位槽，此时第一齿轮15与第三齿轮17啮
合，将第二档杆29拨动至两个限位槽中的左边限位槽，此时第六齿轮20与用于控制单轨运输车行驶的齿轮组啮合，电机11启动带动主动轮9旋转，从而带动从动轮10转动，从动轮再带动第一齿轮轴12上的第一齿轮15转动，再带动第三齿轮17转动，第三齿轮17转动带动第二齿轮轴13转动，从而带动第六齿轮20转动，第六齿轮20再带动用于控制单轨运输车行驶的齿轮组转动，从而让单轨运输车能以快速和正向的速度向前行驶。在单轨运输车向前行驶过程中遇到弯道时，处理器1将第二图像采集器4实时获取的轨道特征数据与预设弯道特征数据进行匹配，此时匹配成功，处理器1控制电机组件进行减速，让单轨运输车能减速进入弯道，当轨道特征数据与预设弯道特征数据匹配失败时，说明此时单轨运输车已驶出弯道，处理器1控制电机组件进行加速，让单轨运输车驶出弯道后进行加速回到正常速度。在单轨运输车行驶过程中遇到上坡路段时，此时处理器1基于倾角传感器2获取到的夹角数据判定单轨运输车为上坡状态，并对夹角数据是否位于第一预设范围进行判定，夹角数据为55
°
，第一预设范围为50-90
°
，夹角数据位于第一预设范围内，处理器1控制电机组件进行加速。在单轨运输车行驶过程中遇到障碍物时，处理器1将第一图像采集器3实时获取的障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，匹配成功，说明障碍物此时为轨道两旁的树枝树叶，处理器1控制电机组件保持运行速度不变。当单轨运输车达到山顶后，此时需要单轨运输车从山顶到山脚，将第一档杆23拨动至三个限位槽中的左边限位槽，此时第二齿轮16与第四齿轮18啮合，将第二档杆29拨动至两个限位槽中的右边限位槽，此时第五齿轮19与第七齿轮20啮合，电机11启动带动主动轮9旋转，从而带动从动轮10转动，从动轮再带动第一齿轮轴12上的第二齿轮16转动，再带动第四齿轮18转动，第四齿轮18转动带动第二齿轮轴13转动，第二齿轮轴13转动第五齿轮15转动，从而带动第七齿轮21转动，第七齿轮21转动带动第三齿轮轴14转动从而让第八齿轮22转动，第八齿轮22再带动用于控制单轨运输车行驶的齿轮组转动，让单轨运输车能以慢速和反向的速度行驶，上述提到的快速、慢速以及正向和方向都是对比单轨运输车本身而言。在单轨运输车遇到下坡路段时，处理器1此时基于夹角数据判定单轨运输车行驶状态为下坡状态，夹角数据为130
°
，第二预设范围为90-135
°
，夹角数据位于第二预设范围内，处理器1控制电机组件进行减速。上述所涉及到的数据和举例只是起到解释说明的作用，可根据实际需求进行调整，本发明实施例不做具体限定。
44.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
45.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述结构包括：倾角传感器、第一图像采集器、第二图像采集器、处理器、电机组件和变速换向组件，所述倾角传感器用于检测所述单轨运输车运行时与水平面的夹角数据，所述第一图像采集器用于实时采集所述单轨运输车行驶方向前方的障碍物特征数据，所述第二图像采集器用于实时采集所述单轨运输车行驶方向前方的轨道特征数据，所述处理器用于基于所述夹角数据、所述障碍物特征数据和所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度，所述电机组件用于驱动所述变速换向组件，所述变速换向组件用于改变所述单轨运输车行驶的速度和方向。2.根据权利要求1所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述变速换向组件包括：第一齿轮轴、第二齿轮轴、第三齿轮轴、第一档杆组件、第二档杆组件和支架组件，所述第一齿轮轴上键连接有齿数不等的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮轴上键连接有第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述第三齿轮轴上键连接有第七齿轮和第八齿轮；通过拨动所述第一档杆组件使所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合或使所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；通过拨动所述第二档杆组件使所述第五齿轮与所述第七齿轮啮合或使所述第六齿轮与用于控制所述单轨运输车行驶的齿轮组啮合；所述第八齿轮与用于控制所述单轨运输车行驶的齿轮组啮合，所述支架组件用于固定所述多级变速换向结构。3.根据权利要求2所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述电机组件包括电机、主动轮和从动轮，所述电机的主轴与所述主动轮键连接，所述主动轮与所述从动轮传动连接，所述第一齿轮轴与所述从动轮键连接。4.根据权利要求1所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述处理器基于所述夹角数据控制所述电机组件运行速度具体包括：基于所述夹角数据，判断所述单轨运输车为上坡状态或者下坡状态；当所述单轨运输车为上坡状态，所述处理器判断所述夹角信息是否位于第一预设范围内，若所述夹角数据位于所述第一预设范围内，所述处理器控制所述电机组件进行加速；当所述单轨运输车为下坡状态，所述处理器判断所述夹角数据是否位于第二预设范围内，若所述夹角数据位于所述第二预设范围内，所述处理器控制所述电机组件进行减速。5.根据权利要求1所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述处理器基于所述障碍物特征数据控制所述电机组件运行速度具体包括：所述处理器将所述障碍物特征数据与预设特征数据进行匹配，若匹配成功，处理器则保持所述电机组件运行速度不变；若匹配失败，所述处理器控制所述电机组件进行减速。6.根据权利要求1所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述处理器基于所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度具体包括：所述处理器将所述轨道特征数据与预设弯道特征数据进行匹配，若匹配成功，所述处理器控制所述电机组件进行减速。7.根据权利要求6所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述处理器基于所述轨道特征数据控制所述电机组件运行速度还包括：若所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配失败，则处理器保持所述电机组件运行速度不变；在所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配成功的前提下，所述处理器控制所述电机组件进行减速，直至所述轨道特征数据与所述预设弯道特征数据匹配失败，所述处理器控制所述电机组件进行加速。
8.根据权利要求2所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述第一档杆组件包括第一档杆、第一固定卡、第一固定柱、第一滑杆、第一固定架和第一固定轮，所述第一固定轮置于所述第三齿轮与所述第四齿轮之间且与所述第一齿轮轴连接，所述第一固定架上设有三个限位槽，所述第一档杆一端置于所述三个限位槽中的任意一个，所述第一档杆另一端与所述第一固定卡顶部连接，所述第一固定卡底部与所述第一固定柱顶部固定连接，所述第一固定柱底部与所述第一固定架转动连接，所述第一滑杆一端与所述第一固定柱侧面连接，所述第一滑杆另一端与所述第一固定轮连接。9.根据权利要求2所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述第二档杆组件包括第二档杆、第二固定卡、第二固定柱、第二滑杆、第二固定架和第二固定轮，所述第二固定架上设有两个限位槽，所述第二固定轮置于所述第五齿轮一侧且与所述第一齿轮轴连接，所述第二档杆一端置于所述两个限位槽中的任意一个，所述第二档杆另一端与所述第二固定卡顶部连接，所述第二固定卡底部与所述第二固定柱顶部固定连接，所述第二固定柱底部与所述第二固定架转动连接，所述第二滑杆一端与所述第二固定柱侧面连接，所述第二滑杆另一端与所述第二固定轮连接。10.根据权利要求2所述的用于单轨运输车的多级变速换向结构，其特征在于，所述支架组件包括第一挡板、第二挡板、外壳和四块盖板，所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴和所述第三齿轮轴的一端均与所述第一挡板转动连接，所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴和所述第三齿轮轴的另一端均与所述第二挡板转动连接，所述外壳用于覆盖所述主动轮与所述从动轮，所述四块盖板用于覆盖所述第一齿轮轴、所述第二齿轮轴与所述第三齿轮轴，所述四块盖板两侧分别与所述第一挡板和所述第二挡板连接。

技术总结
本发明公开了用于单轨运输车的多级变速换向结构，涉及单轨运输车技术领域，该结构包括：倾角传感器、第一图像采集器、第二图像采集器、处理器、电机组件和变速换向组件，倾角传感器检测单轨运输车运行时的夹角数据，第一图像采集器采集单轨运输车行驶方向前方的障碍物特征数据，第二图像采集器采集单轨运输车行驶方向前方的轨道特征数据，处理器基于夹角数据、障碍物特征数据和轨道特征数据控制电机组件运行速度，电机组件驱动变速换向组件，变速换向组件用于改变单轨运输车行驶的速度和方向。上述结构的设置，能实现单轨运输车的变速换向效果；同时让单轨运输车能有效应对上下坡、障碍物和弯道场景，提高单轨运输车在行驶过程中的安全性。过程中的安全性。过程中的安全性。


技术研发人员：石浪涛 赵飞 黄红波
受保护的技术使用者：四川耀农农业装备有限公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/1/13