CN106560358A - 高速机车智能清洗系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速机车智能清洗系统及方法，所述系统包括在机车轨道两侧安装的左右结构对称、功能相同的子系统，所述子系统包括半封闭的罩体，罩体内安装有用于化学药剂注入的化学药剂注入单元、用于喷淋和清洗的清水冲洗单元、用于污水回收的污水回收单元、用于机车烘干的烘干单元、用于上述单元控制的控制单元。本发明提供一种自动控制的高速机车清洗技术，提高生产效率，降低人工成本；过滤后的清洗水可以回收循环使用，实现节能环保目的。
Description
技术领域
本发明涉及机车清洗设备技术领域，尤其是涉及一种快速就位安装的高速机车智能清洗系统及方法。
背景技术
目前国内高铁机车清洗技术落后，主要体现为：自动清洗设备成本高,占地面积大，清洗效果差，为满足每天清洗任务，需大量的采取人工清洗,人工清洗耗费时间长效率低，水资源无法有效回收。
发明内容
本发明的目的在于结合工业4.0智能机器人技术，并采用模块化集成和高效的水循环工艺技术，开展研发出高效智能的快速就位安装的高速机车智能清洗系统及方法。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种高速机车智能清洗系统，所述系统包括在机车轨道两侧安装的左右结构对称、功能相同的子系统，所述子系统包括半封闭的罩体，罩体内安装有用于化学药剂注入的化学药剂注入单元、用于喷淋和清洗的清水冲洗单元、用于污水回收的污水回收单元、用于机车烘干的烘干单元、用于上述单元控制的控制单元。
其中，所述化学药剂注入单元包括化学药剂储罐，化学药剂储罐与雾化增压泵的注入管路相连通，雾化增压泵的通过排出管路与喷淋支架a相连通。
其中，所述用于喷淋和清洗的清水冲洗单元，包括清水缓冲罐、喷淋支架c、喷淋支架b、喷淋支架a、机器人a、机器人b，所述清水缓冲罐通过高压清洗增压泵a和高压清洗增压泵b与喷淋支架a相连通，所述清水缓冲罐与污水过滤分离罐相连通，所述污水过滤分离罐与喷淋支架b、喷淋支架c相连通；所述机器人a用于擦拭机车外壳下部，所述机器人b用于擦拭机车外壳上部。
其中，所述污水回收单元包括的底座上设置有污水收集装置a和污水收集装置b，污水收集装置b通过污水循环泵b、生产水过滤器b与污水过滤分离罐相连通，所述污水收集装置a通过污水循环泵a、生产水过滤器a与清水缓冲罐相连通。
其中，所述烘干系统包括鼓风机，所述鼓风机与烘干喷头连接，用于对清洗后的机车进行烘干。
相应地，还提供了一种应用上述的快速就位安装高速机车智能清洗系统进行清洗的方法，包括如下步骤：
(1)检测到机车进入清洗区域后，清洗剂储罐里清洗剂经计量泵输出，经过雾化后，注入到雾化增压泵入口管路，与污水过滤分离罐的输出管路合并后，经增压后输入到各个雾化喷嘴，雾化喷嘴选取扇面喷嘴，使加水的清洗剂产生较大的喷淋面积作用到整个车体上；带有清洗刷头的机器人a的机械臂清洗车体下部范围；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；
(2)清水缓冲罐内的水经2台高压清洗增压泵增压后，经管路通过喷头喷出形成水幕利用清水冲洗；带有清洗刷头的机器人b的机械臂对清洗车体上部范围；采用喷嘴喷射面为扇形面，且与车身形成一定角度接触，可以有效清洗车体残留污渍；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；
(3)采用风干设备用于车体风干。
其中，还包括下述步骤，机车行驶经过该智能清洗系统，智能清洗系统设置感应装置，当机车通过感应装置后，确定机车与智能清洗库的距离，并判断何时启动清洗装置，机车通过感应装置时将信号发送至控制系统。
其中，机器人的清洗毛刷头端设定位置感应装置，通过实时调整清洗间距，保证对车体表面的彻底清洗及车体漆面的安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种自动控制的高速机车清洗技术，提高生产效率，降低人工成本；过滤后的清洗水可以回收循环使用，实现节能环保目的。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图；
图2所示为本发明的单元连接示意图a；
图3所示为本发明的单元连接示意图b；
图中，1-半封闭的罩体，2-机器人a，3-机器人b，4-控制柜，5-喷淋支架c，6-喷淋支架a，7-罩体底座，8-化学药剂储罐，9-污水过滤分离罐，10-清水缓冲罐，101-净水供应管路，102-向污水过滤分离罐注水，103-与污水处理系统连接管路；104-生产水过滤器a，106-污水循环泵a，107-高压清洗增压泵a，108-高压清洗增压泵b，109-鼓风机，110-污水收集装置a，111-雾化增压泵，112-化学药剂注入泵，113-生产水过滤器b，114-污水循环泵b，115-高压清洗增压泵c，116-污水收集装置b，117-接收污水缓冲罐的来水；118-化学药剂注入管路，119-喷淋支架c。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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申请的示例性实施方式。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属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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部件或者模块或特征与其他部件或者模块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部件或者模块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，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。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。该部件或者模块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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-图3所示，图2和图3均为部分系统结构图，两者结合在一起为本系统的全部结构图，本实施例包括一种快速就位安装高速机车智能清洗系统，所述系统包括在机车轨道两侧安装的左右结构对称、功能、组成相同的子系统，所述子系统包括半封闭的罩体1，所述半封闭的罩体1包括型钢框架，和安装在型钢框架上的密封板面，罩体1内安装有用于化学药剂注入的化学药剂注入单元、用于喷淋和清洗的清水冲洗单元、用于污水回收的污水回收单元、用于机车烘干的烘干单元、用于上述单元控制的控制单元。
其中，所述化学药剂注入单元包括化学药剂储罐8，为了在有限的空间内，合理安排结构，化学药剂储罐8与污水过滤分离罐9设置于机器人a的下方，化学药剂储罐8与雾化增压泵111的注入管路相连通，雾化增压泵111的通过排出管路与喷淋支架a6相连通，喷淋支架a6设置于清洗系统的入口处，采用从上到下的多个喷嘴结构。
其中，所述用于喷淋和清洗的清水冲洗单元，包括包括清水缓冲罐10、喷淋支架c119、喷淋支架b5、喷淋支架a6、机器人a2、机器人b3，所述清水缓冲罐10通过高压清洗增压泵a107和高压清洗增压泵b108与喷淋支架a6相连通，所述清水缓冲罐10与污水过滤分离罐9相连通，所述污水过滤分离罐9与喷淋支架b5、喷淋支架c119相连通；所述机器人a2用于擦拭机车外壳下部，所述机器人b3用于擦拭机车外壳上部。喷淋支架c119设置于罩体上方，位于机器人a2和机器人b3中间部位，喷淋支架b5设置于机器人b3右侧。
其中，所述污水回收单元包括的底座上设置有污水收集装置a110和污水收集装置b116，污水收集装置b116通过污水循环泵b114、生产水过滤器b113与污水过滤分离罐9相连通，所述污水收集装置a110通过污水循环泵a106、生产水过滤器a104与清水缓冲罐10相连通。
其中，所述烘干系统包括鼓风机109，所述鼓风机109与烘干喷头连接，用于对清洗后的机车进行烘干。
利用上述快速就位安装高速机车智能清洗系统进行清洗的方法，包括如下步骤：
(1)检测到机车进入清洗区域后，清洗剂储罐里清洗剂经计量泵输出，经过雾化后，注入到雾化增压泵入口管路，与污水过滤分离罐的输出管路合并后，经增压后输入到各个雾化喷嘴，雾化喷嘴选取扇面喷嘴，使加水的清洗剂产生较大的喷淋面积作用到整个车体上；带有清洗刷头的机器人a的机械臂清洗车体下部范围；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；其中污水回收针对清洗过程中的水进行回收过滤，去除颗粒杂质后循环至储罐，循环使用。
其中，机器人机械手的移动轨迹，使安装于机械手臂的清洗头完全覆盖住机车车体进行清洗作业。根据高铁机车车体表面常见污渍类型及洗刷特点，研究专用清洗用圆盘形清洗头，提高清洗效率减少清洗轨迹。清洗头通过特定卡盘与转动电机连接，转动电机固定于机械手末端。
(2)清水缓冲罐内的水经2台高压清洗增压泵增压后，经管路通过喷头喷出形成水幕利用清水冲洗；带有清洗刷头的机器人b的机械臂对清洗车体上部范围；采用喷嘴喷射面为扇形面，且与车身形成一定角度接触，可以有效清洗车体残留污渍；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；
(3)采用风干设备用于车体风干。
其中，还包括下述步骤，机车行驶经过该智能清洗系统，智能清洗系统设置感应装置，当机车通过感应装置后，确定机车与智能清洗库的距离，并判断何时启动清洗装置，机车通过感应装置时将信号发送至控制系统。
其中，机器人的清洗毛刷头端设定位置感应装置，通过实时调整清洗间距，保证对车体表面的彻底清洗及车体漆面的安全。
本发明提供一种自动控制的高速机车清洗技术，提高生产效率，降低人工成本；过滤后的清洗水可以回收循环使用，实现节能环保目的。
针对高铁机车不同型号设定不同的清洗程序。该控制内容实现了一套清洗设备适用多场合清洗任务的工况，且针对轨道机车外形进行了精细调整，保证清洗质量。
控制单元可以实现如下功能：
选择功能：针对高铁机车不同型号设定不同的清洗程序。该控制内容实现了一套清洗设备适用多场合清洗任务的工况，且针对轨道机车外形进行了精细调整，保证清洗质量。
定位功能：高铁机车行驶经过该智能清洗系统，智能清洗系统设置感应装置，当机车通过感应装置后，确定机车与智能清洗库的距离，并判断何时启动清洗装置。机车通过感应装置时将信号发送至控制系统。
清洗系统设有位置感应装置，因高铁机车车体表面并非完全平整，如车体玻璃有内凹情况，车厢连接处有软连接等，因此清洗设备特定在清洗毛刷头端设定位置感应装置，通过实时调整清洗间距，保证对车体表面的彻底清洗及车体漆面的安全。
清洗功能：通过设定好的控制程序，使雾化装置与机械手清洗程序等合理结合，达到对车身的清洗工作。针对车体结构的多样性，对清洗设备模块的清洗轨迹进行编程，保证清洗系统的清洗轨迹可完全覆盖车身所有表面
另外，本发明可以增加移动装置，可视现场情况，快速移动就位；
机车行驶过程中同时洗清，机车(按时速5公里/小时，8节车厢计算)仅需在3分钟内就能完成车厢自动清洁，高效便捷；独特半封闭式结构设计，设置绝缘防护设施，安全可靠；合理使用专用清洁剂及设备，实现全过程自动化控制清洗；自主研发了洗刷供水装置、污水回收处理系统，耗水量少，节能环保；清洗系统模块组合设计，占地面积小，安装简便。
本申请：
适用范围：全系列轨道机车；
清洗用时：车速5公里/小时，8编组机车用时145秒，16编组机车用时289秒；
耗水量：清洗时单节单侧车厢耗水100L，循环利用率50％，实际单节耗水50L；
应用位置：机务段轨道枢纽、机修库入口、及其它清洗指定位置；
应用目的：用于简易快速清洗，达到轨道机车的车身清洁；
清洗模式：轨道机车运行，清洗设备固定；
单套系统组成：为左右对称两套设备。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。采用本发明原理在其他方面的应用也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高速机车智能清洗系统，其特征在于，所述系统包括在机车轨道两侧安装的左右结构对称、功能相同的子系统，所述子系统包括半封闭的罩体，罩体内安装有用于化学药剂注入的化学药剂注入单元、用于喷淋和清洗的清水冲洗单元、用于污水回收的污水回收单元、用于机车烘干的烘干单元、用于上述单元控制的控制单元。
2.根据权利要求1所述的高速机车智能清洗系统，其特征在于，所述化学药剂注入单元包括化学药剂储罐，化学药剂储罐与雾化增压泵的注入管路相连通，雾化增压泵的通过排出管路与喷淋支架a相连通。
3.根据权利要求2所述的高速机车智能清洗系统，其特征在于，所述用于喷淋和清洗的清水冲洗单元，包括清水缓冲罐、喷淋支架c、喷淋支架b、喷淋支架a、机器人a、机器人b，所述清水缓冲罐通过高压清洗增压泵a和高压清洗增压泵b与喷淋支架a相连通，所述清水缓冲罐与污水过滤分离罐相连通，所述污水过滤分离罐与喷淋支架b、喷淋支架c相连通；所述机器人a用于擦拭机车外壳下部，所述机器人b用于擦拭机车外壳上部。
4.根据权利要求3所述的高速机车智能清洗系统，其特征在于，所述污水回收单元包括的底座上设置有污水收集装置a和污水收集装置b，污水收集装置b通过污水循环泵b、生产水过滤器b与污水过滤分离罐相连通，所述污水收集装置a通过污水循环泵a、生产水过滤器a与清水缓冲罐相连通。
5.根据权利要求4所述的高速机车智能清洗系统，其特征在于，所述烘干系统包括鼓风机，所述鼓风机与烘干喷头连接，用于对清洗后的机车进行烘干。
6.一种应用如权利要求1-5所述的高速机车智能清洗系统进行清洗的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)检测到机车进入清洗区域后，清洗剂储罐里清洗剂经计量泵输出，经过雾化后，注入到雾化增压泵入口管路，与污水过滤分离罐的输出管路合并后，经增压后输入到各个雾化喷嘴，雾化喷嘴选取扇面喷嘴，使加水的清洗剂产生较大的喷淋面积作用到整个车体上；带有清洗刷头的机器人a的机械臂清洗车体下部范围；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；
(2)清水缓冲罐内的水经2台高压清洗增压泵增压后，经管路通过喷头喷出形成水幕利用清水冲洗；带有清洗刷头的机器人b的机械臂对清洗车体上部范围；采用喷嘴喷射面为扇形面，且与车身形成一定角度接触，可以有效清洗车体残留污渍；进行污水收集，进入污水过滤分离罐；
(3)采用风干设备用于车体风干。
7.根据权利要求6所述的高速机车智能清洗系统进行清洗的方法，其特征在于，还包括下述步骤，机车行驶经过该智能清洗系统，智能清洗系统设置感应装置，当机车通过感应装置后，确定机车与智能清洗库的距离，并判断何时启动清洗装置，机车通过感应装置时将信号发送至控制系统。
8.根据权利要求7所述的高速机车智能清洗系统进行清洗的方法，其特征在于，机器人的清洗毛刷头端设定位置感应装置，通过实时调整清洗间距，保证对车体表面的彻底清洗及车体漆面的安全。
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