[发明专利]机械转向铰接式台车运输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在联邦公路系统上运输诸如钻井井架等的大型结构的机械转向铰接式台车运输系统。一般地，本发明涉及一种利用独特的机械系统使第一台车自动转向的铰接式台车系统，该第一台车具有由第二台车保持的负载物的运动所产生的路径。更具体地，本发明提供了一种机械转向系统，该机械转向系统具有吸收(incorporate)转向系统部件的变形的等腰梯形转向系统。该系统本身在无电动或液压控制系统辅助的情况下绕较小半径曲线机械地转向。该系统具有有限的对准调整能力、最小的重量并依赖于仅用于装卸或停车操作的手动液压转向控制。另外，虽然两个转向连杆共同承受本发明的转向负载以形成对称组件，但如果任一连杆失效，则另一个连杆可单独维持转向控制，从而提供高可靠性且因此提供安全性。

背景技术

将非常长且笨重的结构运输穿过联邦和州公路是多个行业的共同需求。作为这种需求的具体实例，在石油、天然气和地热能源的勘探中，钻探作业用于在地球上形成钻井或井。用于地下勘探的钻机必须被运到要进行钻探活动的地方。这些地方通常位置偏远且处于恶劣的地形中。在州际公路上运输这种钻机需要遵守公路安全法并符合桥梁下方或隧道内的间隙。一旦运到目的地，大型钻机部件必须各自从运输挂车移走，以与位于钻井台上的其它部件接合。

移动全尺寸钻机需要将井架拆卸成之后必须被运输的两个或三个部分。井架部分接着被装载在牵引车挂车与设计成跟随牵引车挂车的台车系统之间。该台车系统必须以精确的方式跟随牵引车，否则，负载物将变得不稳定和危险。安全性是一个至关重要的问题。在运输期间，与安全问题和停工期的高成本一致的是系统的可靠性。如果钻机不可用，那故障会是既危险又昂贵的。也关键的是，运输井架部分(或其它结构负载物)而不会将过度应力给到它们的结构上，使得井架的结构强度不受损害。

也必要的是，运输简便，具有较小的转弯半径且在运输之前不需要对负载物的显著规划或平衡。也必要的是，系统精确地操纵负载物，使得可避免燃料无效率和对台车轮胎的非期望磨损。也期望的是，系统需要最小的维护且依赖于最小的液压和电子功能。

例如，Fox的美国专利No.2,167,943公开了车辆的转向机构，更具体地，是牵引车和被牵引车之间的转向机构，通过该转向机构，使得被牵引车的车轮在转弯中“跟踪”或跟随牵引车的车轮路径。然而，Fox专利使用液压部件，而不是简单地实施机械联动转向系统，且没有为台车的直接控制提供冗余连接。因此，Fox专利的设备需要更多的部件，付出了增加重量和复杂性的代价。由于包含液压组件，Fox专利的设备可靠性低且将需要额外的维护操作，从而使装置的总成本上升。

Sauer的美国专利No.3,403,925公开了用于车辆的自定心车轴以及可振荡运动组件，该车辆具有至少一个固定的单车轴或多车轴，该可振荡运动组件包括用于支撑可振荡运动组件的轮轴，并且该可振荡运动组件适合于附连到包括适于支撑负载物的底盘的公路牵引运载车辆。Sauer的设备不是简单地用于实施机械转向联动装置，而是依赖于滚道、夹子、臂和轴的复杂组件以有助于车轴转向。因此，与简单机械联动转向系统相比，Sauer的设备可能是低可靠性的且更容易出故障。因此，Sauer的设备具有比机械转向系统高的成本和可靠性的问题。

Fikse的美国专利No.3,542,390公开了一种牵引车和挂车组合体，更具体地，涉及包括前后一组相对的侧向支撑轮的挂车，该支撑轮旋转以便于挂车通过后轮跟随转弯弧度而转弯。Fikse专利还公开了具有前一组可转向和后一组可转向的相对的侧向支撑轮的挂车构造或者被支撑在旋转装置上的台车。然而，Fikse专利的设备未提供可控转向；而是，它依赖于后台车上的互连旋轴以便于挂车转向。与机械联动转向系统相比，Fikse专利的旋转转向系统提供了一种低精确、低稳定的转向方法。