CN102275571A - 一种列车清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车清洗设备，具体涉及一种列车清洗设备。用于对于列车车厢外表面的清洗，包括一作为主体的机架，其特征在于所述机架上设置有：清洗机构，用于对列车车厢外表面进行清洗；行走机构，作为清洗机的移动部分；感应系统，作为清洗机探测外界状态的监测部分；控制系统，接收感应系统的信息并分析计算，控制与之连接的清洗机构及行走转向机构。本发明的优点是：毛刷外形仿动车外车皮轮廓设计，可兼容多种动车组车型；雷达定位测距，自动转向闭环控制，保证走行可靠灵活，操作简便；多重安全防撞保护：雷达测距保护、防站台跌倒光电感应、导轮防撞。

Description

一种列车清洗设备

技术领域

本发明涉及一种列车清洗设备，具体涉及一种列车清洗设备。 

背景技术

随着科技的进步，轨道交通技术越来越发达，在我国高铁、动车乃至磁悬浮列车已经逐步投入实际使用当中。由于此类列车车速较快，为降低风阻，基本采用流线造型的车身，配合表面白色烤漆，整个外形非常的漂亮抢眼，科技感十足。但是外形美观的同时也带来了更高的保养要求。在列车运行时，空气中灰尘、列车与铁轨摩擦产生粉末附着在车身表面。而列车车身脏污，一来影响轨道交通形象，对于乘客来说也需要注意不要碰触车身，以免弄脏衣物行李；二来风吹日晒后，尘垢、锈蚀也会慢慢渗进烤漆里，影响烤漆结构，致使车身颜色改变，乃至烤漆脱落。故此基本上动车组、磁悬浮列车组以及高铁每天收车后都会进行清洗。现有的列车清洗原理和普通的洗车房洗车原理基本相同，通常是在站点内设置专门的外皮清洗车间，车间内铺设了若干条铁轨，当列车沿铁轨以低速通过清洗房时，光电开关自动感应到列车，先对车皮进行吹风除尘，之后喷出水雾，刷子开始动作，将列车清洗得干干净净。 

上述清洗方式清洗较为彻底，但是需要到指定的站点，并且需要一定的时间，故此现有的清洗方式只能是收车后进行。而高速列车由于采用白色烤漆车身，单程行经各地后表面即附着有一层灰尘，在有限的折返时间中，需要对于上下客的一侧外车皮进行清洗。目前是在短暂的停靠时间里依靠人工清洗，一方面时间短，清洗质量无法保证，另一方面有碍站台整体形象。 

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种列车清洗设备，该列车清洗机采用自动控制行走、清洗动作，一次行走可快速、高质量的沿站台移动并清洗列车单侧外表面，弥补了现有技术的不足。 

本发明目的实现由以下技术方案完成： 

一种列车清洗设备，用于对于列车车厢外表面的清洗，包括一作为主体的机架，其特征在于所述机架上设置有：

清洗机构，由若干喷头、水泵、水箱、旋转电机、转轴及套接于所述转轴上的清洗刷组成；其中，所述若干喷头固定设于所述机架之同一侧，该侧为清洗机清洗列车的工作面；所述若干喷头通过所述水泵与所述水箱连通；所述转轴安装在机架上，且其轴线与地面非平行设置，所述旋转电机的转动直接或间接驱动所述转轴转动，清洗刷同轴转动；所述清洗刷轴向长度不小于清洗面的立面高度，所述清洗刷旋转后构成的外缘轮廓与所清洗的车厢外表面轮廓形状匹配；

行走机构，包括一行走驱动电机、一转向驱动电机、一驱动轮和至少二个承载轮，所述转向驱动轮设于所述机架底面之一端，所述行走驱动电机的转动直接或间接驱动所述驱动轮绕其轴线旋转，所述转向驱动电机的转动直接或间接驱动所述转向轮之轴线水平转动，所述的至少二个承载轮设于所述机架底面相对所述转向驱动轮之另一端；

感应系统，包括防撞触边、至少二个超声波测距传感器及若干光电传感器，其中，所述防撞触边呈首尾相接之环状并兜绕于所述机架下缘，且突出于所述机架表面，所述防撞触边之外层弹性层内设置有连续的干簧片开关；所述若干光电传感器设置于所述机架底面之四角处，且所述光电传感器的探测方向竖直向下；所述测距传感器中至少二个设于所述工作面的两翼；

控制系统，连接有一蓄电池，连接并接收所述干簧片开关、测距传感器及光电传感器发至的信号，并连接控制所述水泵、旋转电机、行走驱动电机及转向驱动电机。

所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗片组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗片于所述轴套上沿径向伸展以呈放射状布置，所述清洗片之外缘形状与所述列车清洗面形状吻合。 

所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗条组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗条一端固定于所述轴套上。 

所述清洗刷高度为1800mm-2500mm，最大直径范围为800mm-1200mm。 

所述水箱内设置有洗涤液箱；所述若干喷头均分为两组，并分列于所述清洗刷之两侧；所述机架于所述清洗刷外设有防水雾飞溅的外罩，该外罩一侧具有一开口以使所述清洗刷外缘凸出所述工作面。 

所述行走机构包括有二个平衡轮，所述二个平衡轮对称设于所述转向驱动轮两侧。

所述光电传感器每两个为一组共分为4组，每组光电传感器设置于所述机架底面之一角，光电传感器探测方向竖直向下。

所述机架于其行进方向的前后端分别设置有至少一个所述测距传感器。 

所述控制系统中设置有判断模块，该判断模块中预设有标准距离阈值表，基于所述工作面上测距仪所传输的距离信息及该距离阈值，通过计算测距仪采集距离信息之间的差，及分别与该距离阈值的差，以控制所述转向电机转动。 

本发明的优点是： 

1、毛刷外形仿动车外车皮轮廓设计，可兼容多种动车组车型；

2、雷达定位测距，自动转向闭环控制，保证走行可靠灵活，操作简便；

3、多重安全防撞保护：雷达测距保护、防站台跌倒光电感应、导轮防撞；

4、采用蓄电池提供动力源，噪音小，无内燃机的尾气排放等特点；

5、泡棉毛刷，轻盈不易沾污含沙，洗净度高，脱水性好；

6、采用可无级变频调节流量水压的水泵，雾化喷头，节约用水。

附图说明

图1为本发明清洗机使用状态示意图； 

图2为本发明清洗机构结构示意图I； 

图3为本发明清洗机构结构示意图II；

图4为本发明行走机构示意图；

图5为本发明清洗机工作原理示意图；

图6为本发明感应系统结构示意图I；

图7为本发明感应系统结构示意图II；

图8为本发明感应系统结构示意图III。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解： 

如图1至图8所示，总参考标号1-19分别表示：站台1、列车2、清洗刷3、挡水罩4、喷头5、水泵6、水箱7、洗涤液箱8、驱动轮9、承载轮10、平衡轮11、电机减速器12、防撞触边13、超声波距离传感器14、光电传感器15、蓄电池16、电控箱17、转向轴18、转向驱动电机19。

参见图1-8所示，本发明主要由清洗机构、行走机构、感应系统及电控部分组成，以下对于上述组成部分进行详细描述： 

清洗机构

主要由喷头5、水泵6、水箱7、旋转电机（图中未示意）、转轴（位于清洗刷3的中轴，图中未示意）及套接于所述转轴上的清洗刷3组成。清洗刷3的轴线应该平行于列车2的待清洗面，但是由于列车侧面为弧状，故此清洗刷3轴线必须与地面地面呈一定角度，尤其以清洗刷3垂直于地面设置的情况（即交角为90°为最佳），此时改变清洗刷3旋转后的外形即可。旋转电机通过涡轮蜗杆减速器驱动所述转轴转动，这里涉及的驱动还可以包括：旋转电机输出轴通过皮带与转轴连接，或者旋转电机输出轴与转轴为一级齿轮连动关系的连接等等，此为本领域技术人员习见手段，不再赘述。清洗刷3的结构可以有两种：其一是由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗片组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗片于所述轴套上沿径向伸展以呈放射状布置，所述清洗片之外缘形状与所述列车2侧面形状吻合；另一种结构是所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗条组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗条的一端固定与所述轴套上，所述清洗条旋转飘起呈放射状后构成之外形与所述列车2侧面形状吻合。这两种都是通过离心力使清洗片（条）绕转轴急速旋转，从而带走列车上附着的污垢。由于其设计上配合列车形状，加上清洗条（片）为软质材料，外形有不匹配处也可通过清洗条（片）弯折弥补，故此可适应流线造型的高速列车。上述的清洗片（条）可采用泡棉、纤维、棉、布等各种材质。同时由上述的清洗原理可以看出，在工作时清洗刷3之外缘必须凸出清洗机的工作面。清洗刷3高度以及直径需要和列车配合，其高度应该在1800mm-2500mm之间，最大直径在800mm-1200mm之间。以CRH1、CRH2、CRH3、CRH380、CRH5的动车为例，清洗刷3高度为2100mm(与上述动车需清洗部位高度一致)、直径最小处为900mm，最大处为1100mm。喷头5共12个，均分为两组，固定设于清洗机用于清洗列车2的工作面。此两组喷头5分列于清洗刷3之两侧，且每两个喷头5通过一个水泵6驱动并与水箱7连通。为清洗顽固污渍，水箱7内还设置有洗涤液箱8，洗涤液箱8内容置有为列车2专门配置的洗涤剂。为避免清洗刷3旋转导致的水珠、水雾飞溅，清洗机于清洗刷3外设有防水雾飞溅的挡水罩4，该挡水罩4一侧具有一开口以使清洗刷3外缘凸出工作面。

行走机构 

作为清洗机的移动部分。主要由一行走驱动电机、一转向驱动电机19、一驱动轮9、二个平衡轮11和至少二个承载轮10组成。行走驱动电机设置的目的是作为清洗机整体移动的驱动电机，而转向驱动电机19则作为清洗机移动中改变方向的驱动电机，当行走机构偏离列车时，转向驱动电机19调整驱动轮的方向，使行走机构与列车保持平行相对位置关系。参见附图，驱动轮9的中轴两端均与一转向轴18固定，转向轴18垂直设置于驱动轮9正上方。驱动轮9设于清洗机底面之前端，行走驱动电机的转动直接或间接驱动驱动轮9绕其轴线旋转，转向驱动电机19的转动直接或间接驱动转向轴18绕其轴线旋转，进而使驱动轮9之轴线水平转动。这里直接或间接驱动包括：行走（转向）驱动电机输出轴通过皮带或齿轮与驱动轮9（转向轴18）连接等等，此为本领域技术人员习见手段，不再赘述。所述二个平衡轮11对称设于所述驱动轮9两侧，所述承载轮10中至少二个设于所述清洗机底面相对所述述驱动轮9之另一端。这里承载轮10的数量可以为两个、四个甚至更多，譬如选用4个承载轮10+2个平衡轮11+1个驱动轮9，既满足小轮径、低底盘、载重大、驱动结构紧凑、转向操控性灵活；也可使用2个承载轮10+2个平衡轮11+1个驱动轮9，既满足小轮径、低底盘、载重大、驱动结构紧凑、转向操控性灵活。此种结构的选择为本领域技术人员习见手段，在此不再赘述。

感应系统 

包括防撞触边13、至少二个超声波距离传感器14及若干光电传感器15。其中：

所述防撞触边13呈首尾相接之环状并兜绕于所述清洗机下缘，所述防撞触边13的外层弹性橡胶层，其中分布有连续的干簧片开关（图中未示）。由于防撞触边13凸出于清洗机的下缘，当清洗机即将触碰到物体之前，防撞触边13首先接触该物体，同时触动干簧片开关，干簧片开关发送信号至电控箱17，清洗机自动紧急制动。

所述光电传感器14每两个为一组共分为4组，每组光电传感器14设置于所述清洗机底面之一角，且探头的探测方向竖直向下，每个角落设置两个光电传感器，目的是探测火车站站台边缘，每个角落用两个的目的是冗余设计。光电传感器14的作用是实时探测站台边缘，通过计算分析得出清洗机是否超出站台边缘，如超出边缘，控制器接收到光电传感器的动作信号，清洗机自动紧急制动。 

在清洗机的工作面上设置两个超声波距离传感器15，且分别设于该工作面的两翼。工作面上的两个超声波距离传感器15用于实时测量清洗机与动车组的距离，通过前后两个超声波测距传感器15实时测得与列车的距离，来计算出清洗机与列车的相对位置，通过计算结果来驱动转向电机实时调整行走方向。参见图4，清洗机于其行进方向的前端设置有三个测距仪15，用于检测清洗机移动方向上是否有阻碍物，如有清洗机自动紧急制动。 

控制系统 

主要部件为电控箱17，电控箱17连接有一蓄电池16，蓄电池16同时连接电动水泵、转向电机、行走电机、旋转电机等等清洗机上的执行部件。电控箱17连接并接收所述干簧片开关、超声波距离传感器15及光电传感器14发至的信号，并控制连接所述水泵6、转向电机、行走电机及旋转电机。电控箱17中设置有判断模块，该判断模块中预设有标准距离阈值表，标准距离阈值表与清洗刷3上清洗片（条）旋转后的半径长度以及站台1的结构有关。基于工作面上测距仪15所传输的距离信息及该距离阈值，通过计算测距仪15采集距离信息之间的差，及分别与该距离阈值的差，以控制所述转向电机转动。

例如工作面上前一超声波距离传感器15大于后一超声波距离传感器15，且两者测得距离均大于距离阈值，则清洗机已经脱离列车2，且趋于远离列车2，此时电控箱17控制转向电机转动，驱动轮9转动使清洗机靠近列车2。如工作面上前一测距仪15大于后一测距仪15，且两者测得距离均小于距离阈值，此时清洗机太靠近列车2，且趋于远离列车2，清洗机前进方向正确，可保持该方向。由此，通过不断地检测清洗机离列车2的距离来实时调整转向系统，每次计算后的方向调整都是对于上一次动作的修正，在设定合适的时间间距后，使清洗机离列车2在有效的工作范围内，保证了清洗刷3始终对于列车2具有适当的压强和工作距离，确保了清洗效果。 

上述实施例中使用的超声波距离传感器15，可以根据具体需求，选择不同类型的测距仪，如激光测距仪、红外测距仪等等，同时上述实施例中对光电传感器14数量的选择也不仅仅局限于此，在满足其他条件的情况下，根据具体情况，对数量进行任意增减，在此不再赘述。 

Claims (9)

1.一种列车清洗设备，用于对于列车车厢外表面的清洗，包括一作为主体的机架，其特征在于所述机架上设置有：

清洗机构，由若干喷头、水泵、水箱、旋转电机、转轴及套接于所述转轴上的清洗刷组成；其中，所述若干喷头固定设于所述机架之同一侧，该侧为清洗机清洗列车的工作面；所述若干喷头通过所述水泵与所述水箱连通；所述转轴安装在机架上，且其轴线与地面非平行设置，所述旋转电机的转动直接或间接驱动所述转轴转动，清洗刷同轴转动；所述清洗刷轴向长度不小于清洗面的立面高度，所述清洗刷旋转后构成的外缘轮廓与所清洗的车厢外表面轮廓形状匹配；

行走机构，包括一行走驱动电机、一转向驱动电机、一驱动轮和至少二个承载轮，所述转向驱动轮设于所述机架底面之一端，所述行走驱动电机的转动直接或间接驱动所述驱动轮绕其轴线旋转，所述转向驱动电机的转动直接或间接驱动所述转向轮之轴线水平转动，所述的至少二个承载轮设于所述机架底面相对所述转向驱动轮之另一端；

感应系统，包括防撞触边、至少二个超声波测距传感器及若干光电传感器，其中，所述防撞触边呈首尾相接之环状并兜绕于所述机架下缘，且突出于所述机架表面，所述防撞触边之外层弹性层内设置有连续的干簧片开关；所述若干光电传感器设置于所述机架底面之四角处，且所述光电传感器的探测方向竖直向下；所述测距传感器中至少二个设于所述工作面的两翼；

控制系统，连接有一蓄电池，连接并接收所述干簧片开关、测距传感器及光电传感器发至的信号，并连接控制所述水泵、旋转电机、行走驱动电机及转向驱动电机。

2.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗片组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗片于所述轴套上沿径向伸展以呈放射状布置，所述清洗片之外缘形状与所述列车清洗面形状吻合。

3.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗条组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗条一端固定于所述轴套上。

4.如权利要求1、2或3所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述清洗刷高度为1800mm-2500mm，最大直径范围为800mm-1200mm。

5.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述水箱内设置有洗涤液箱；所述若干喷头均分为两组，并分列于所述清洗刷之两侧；所述机架于所述清洗刷外设有防水雾飞溅的外罩，该外罩一侧具有一开口以使所述清洗刷外缘凸出所述工作面。

6.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述行走机构包括有二个平衡轮，所述二个平衡轮对称设于所述转向驱动轮两侧。

7.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述光电传感器每两个为一组共分为4组，每组光电传感器设置于所述机架底面之一角，光电传感器探测方向竖直向下。

8.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述机架于其行进方向的前后端分别设置有至少一个所述测距传感器。

9.如权利要求1所述的一种列车清洗设备，其特征在于：所述控制系统中设置有判断模块，该判断模块中预设有标准距离阈值表，基于所述工作面上测距仪所传输的距离信息及该距离阈值，通过计算测距仪采集距离信息之间的差，及分别与该距离阈值的差，以控制所述转向电机转动。

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