CN106627613B - 一种电气化铁路无人巡检车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电气化铁路无人巡检车，包括用于实现在铁轨上行走的底盘系统、用于实现在垂直高度上的升降的提升机构以及用于对接触网系统进行拍照的移动平台系统；所述底盘系统包括底盘框架，其上安装驱动系统和第一控制柜；所述提升机构包括外侧框架、中间框架和内侧框架；所述提升机构的下端安装在所述底盘框架上，所述提升机构的上端安装移动平台系统，所述移动平台系统上安装工业照相机和第二控制柜，所述第二控制柜内设置无线发射装置。本发明消除了人工巡检接触网系统的触电风险，采用的自动化接触网系统巡检方案，减轻了工作人员的劳动强度，降低了企业的劳动力成本，大大提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及铁路接触网系统技术领域，尤其是一种电气化铁路无人巡检车。
背景技术
铁路接触网系统是布设于铁路轨道沿线，向电力机车供电的特殊形式的输电线路，其工作环境恶劣，容易发生故障，且检侧和维修不便。随着我国铁路建设的高速化发展，对接触网系统的可靠性要求越来越高。接触网系统主要由悬挂装置、支持装置、定位装置、支柱、接触导线等组成，支持装置与悬挂装置的承力索通过绝缘子连接，定位装置的定位管与接触导线通过固定线卡连接等，这些重要的连接位置对接触网系统的可靠性起到至关重要的影响。国内对于该连接位置多采用人工检侧的方式，耗时又费力，对高空作业的检修人员的安全性也有威胁，同时，在天气恶劣的条件下无法继续作业。如果使用大型的燃油检修作业车进行检测，其成本高昂，对于一些中小企业不具有普遍的适用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够替代人工对接触网系统的关键连接位置进行检测，消除人工巡检接触网系统的触电风险，降低企业的劳动力成本，大大提高工作效率的电气化铁路无人巡检车。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种电气化铁路无人巡检车，包括用于实现在铁轨上行走的底盘系统、用于实现在垂直高度上的升降的提升机构以及用于对接触网系统进行拍照的移动平台系统；所述底盘系统包括底盘框架，其上安装驱动系统和第一控制柜；所述提升机构包括外侧框架、中间框架和内侧框架；所述提升机构的下端安装在所述底盘框架上，所述提升机构的上端安装移动平台系统，所述移动平台系统上安装工业照相机和第二控制柜，所述第二控制柜内设置无线发射装置。
所述底盘框架采用铝方管拼接而成，各个铝方管之间通过四孔连接片连接，底盘框架的四个内角处安装用于增强整个底盘框架结构的刚性L型连接件；底盘框架的正面后部架设两根横向的第一铝型材，底盘框架正面前部的一侧固定第一控制柜，第一控制柜通过控制线控制驱动系统，第一控制柜内侧的底盘框架上通过螺栓连接绞盘，绞盘上缠绕钢丝绳，钢丝绳绕到提升机构上，提升机构通过螺栓固定在第一铝型材上。
所述驱动系统包括驱动直流电机，驱动直流电机的输出端与第一行星减速器的输入端相连，第一行星减速器的输出端与齿轮换向器的输入端相连，齿轮换向器分两端输出，两个输出端分别通过钢管与驱动轮卡盘相连，驱动轮卡盘通过轴承座固定，轴承座通过螺栓连接固定在铝方管背面，驱动轮卡盘的后端安装驱动轮；底盘框架上设有左右对称的从动系统，从动系统包括从动轴支架，从动轴支架通过螺栓固定在底盘框架的背面，从动轴支架的侧面焊接从动轴，从动轴通过轴承与从动轮配合。
所述内侧框架上套设中间框架，所述中间框架上套设外侧框架，所述外侧框架的两侧自上而下通过铆钉铆接三根横向的用于攀爬的L型铝型材，外侧框架的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组，内凹槽型滑轮轴承组从外侧抵住中间框架，中间框架底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组，外凸槽型滑轮轴承组从内侧抵住外侧框架，中间框架的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组，内凹槽型滑轮轴承组从外侧抵住内侧框架，内侧框架底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组，外凸槽型滑轮轴承组从内侧抵住中间框架；所述外侧框架的底部上安装第一定滑轮，外侧框架的顶部上安装第二定滑轮，所述中间框架的底部相对的两侧上分别安装第三定滑轮、第八定滑轮，中间框架的顶部相对的两侧上分别安装第四定滑轮、第七定滑轮，所述内侧框架的底部相对的两侧上分别安装第五定滑轮、第六定滑轮；所述内侧框架的顶部通过螺栓安装移动平台系统。
所述移动平台系统包括两个三角架，两个三角架通过螺栓安装在内侧框架的顶端，两个三角架之间架设第二控制柜，三角架的背面安装横向铝型材框架，横向铝型材框架上安装第一直线滑动单元，横向铝型材框架内侧设有横移直流电机，横移直流电机的输出端与第二行星减速器的输入端相连，第二行星减速器的输出端通过第一联轴器连接第一丝杠，第一丝杠通过第一铝板固定，第一丝杠通过第一丝杠螺母连接竖向铝型材框架，竖向铝型材框架的背面安装第一直线滑动单元，竖向铝型材框架正面的两根竖向铝型材上通过螺栓安装第二直线滑动单元，竖向铝型材框架内侧设有竖直直流电机，竖直直流电机的输出端与第三行星减速器的输入端相连，第三行星减速器的输出端通过第二联轴器连接第二丝杠，第二丝杠通过第二铝板固定，第二丝杠上通过第二丝杠螺母安装在日字型铝型材框架上，日字型铝型材框架与竖向铝型材框架的第二直线滑动单元连接，日字型铝型材框架上部安装第三铝板，第三铝板上搭载工业照相机。
由上述技术方案可知，本发明与现有技术相比，本发明消除了人工巡检接触网系统的触电风险，采用的自动化接触网系统巡检方案，减轻了工作人员的劳动强度，降低了企业的劳动力成本，大大提高了工作效率。此外，本发明采用铝型材与钢材搭配设计，最大程度的减小了部件和整体的重量，便于无人巡检车在复杂工况条件下搬运，采用三大部分可拆卸设计，使产品易于制造和拆卸，设备性能安全可靠、节能环保且便于制造，在恶劣条件下也可实现作业，同时，采用的内伸缩式的提升机构，为铁路检修提供了新的思路。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中底盘系统的正面结构示意图；
图3为本发明中底盘系统的背面结构示意图；
图4为本发明中提升机构的结构示意图；
图5为本发明中移动平台系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电气化铁路无人巡检车，包括用于实现在铁轨上行走的底盘系统3、用于实现在垂直高度上的升降的提升机构2以及用于对接触网系统进行拍照的移动平台系统1；所述底盘系统3包括底盘框架5，其上安装驱动系统6和第一控制柜9；所述提升机构2包括外侧框架24、中间框架23和内侧框架22；所述提升机构2的下端安装在所述底盘框架5上，所述提升机构2的上端安装移动平台系统1，所述移动平台系统1上安装工业照相机36和第二控制柜45，所述第二控制柜45内设置无线发射装置。
如图2、3所示，所述底盘框架5采用铝方管拼接而成，各个铝方管之间通过四孔连接片7连接，底盘框架5的四个内角处安装用于增强整个底盘框架5结构的刚性L型连接件4；底盘框架5的正面后部架设两根横向的第一铝型材10，底盘框架5正面前部的一侧固定第一控制柜9，第一控制柜9通过控制线控制驱动系统6，第一控制柜9内侧的底盘框架5上通过螺栓连接绞盘8，绞盘8上缠绕钢丝绳，钢丝绳绕到提升机构2上，提升机构2通过螺栓固定在第一铝型材10上。
如图2、3所示，所述驱动系统6包括驱动直流电机19，驱动直流电机19的输出端与第一行星减速器20的输入端相连，第一行星减速器20的输出端与齿轮换向器21的输入端相连，齿轮换向器21分两端输出，两个输出端分别通过钢管18与驱动轮卡盘16相连，驱动轮卡盘16通过轴承座17固定，轴承座17通过螺栓连接固定在铝方管背面，驱动轮卡盘16的后端安装驱动轮15；底盘框架5上设有左右对称的从动系统11，从动系统11包括从动轴支架12，从动轴支架12通过螺栓固定在底盘框架5的背面，从动轴支架12的侧面焊接从动轴13，从动轴13通过轴承与从动轮14配合。需要行走时，第一控制柜9给出信号，通过控制线控制驱动直流电机19转动，驱动直流电机19通过第一行星减速器20增大输出扭矩，将力矩传递给齿轮换向器21，齿轮换向器21将力矩通过输出端两侧的钢管18传递给驱动轮卡盘16，驱动轮卡盘16带动两侧的驱动轮15转动，从而驱动系统6启动，驱动系统6带动从动系统11转动，实现无人巡检车在铁轨上的行走。
如图4所示，所述内侧框架22上套设中间框架23，所述中间框架23上套设外侧框架24，所述外侧框架24的两侧自上而下通过铆钉铆接三根横向的用于攀爬的L型铝型材26，外侧框架24的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组25，内凹槽型滑轮轴承组25从外侧抵住中间框架23，中间框架23底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组31，外凸槽型滑轮轴承组31从内侧抵住外侧框架24，使外侧框架24和中间框架23之间配合的运动更加平稳，中间框架24的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组25，内凹槽型滑轮轴承组25从外侧抵住内侧框架23，内侧框架23底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组31，外凸槽型滑轮轴承组31从内侧抵住中间框架24。
如图4所示，所述外侧框架24的底部上安装第一定滑轮29，外侧框架24的顶部上安装第二定滑轮33，所述中间框架23的底部相对的两侧上分别安装第三定滑轮30、第八定滑轮28，中间框架23的顶部相对的两侧上分别安装第四定滑轮34、第七定滑轮35，所述内侧框架22的底部相对的两侧上分别安装第五定滑轮32、第六定滑轮；所述内侧框架22的顶部通过螺栓安装移动平台系统1。钢丝绳从外侧框架24底部正对绞盘8一侧的第一定滑轮29绕入，经过外侧框架24顶部一侧的第二定滑轮33、中间框架23底部一侧的第三定滑轮30、中间框架23顶部一侧的第四定滑轮34、内侧框架22底部一侧的第五定滑轮32，然后到内侧框架22底部另一侧的第六定滑轮，经过中间框架23顶部另一侧的第七定滑轮35、中间框架23底部另一侧的第八定滑轮28，绕到外侧框架24顶部另一侧的固定孔上，实现钢丝绳另一端的固定，这样通过特殊的绕线方式，通过拉动钢丝绳即可实现三层框架相互之间的伸缩。
如图5所示，所述移动平台系统1包括两个三角架44，两个三角架44通过螺栓安装在内侧框架22的顶端，两个三角架44之间架设第二控制柜45，三角架44的背面安装横向铝型材框架46，横向铝型材框架46上安装第一直线滑动单元47，横向铝型材框架46内侧设有横移直流电机40，横移直流电机40的输出端与第二行星减速器41的输入端相连，第二行星减速器41的输出端通过第一联轴器42连接第一丝杠48，第一丝杠48通过第一铝板43固定，第一丝杠48通过第一丝杠螺母49连接竖向铝型材框架39，竖向铝型材框架39的背面安装第一直线滑动单元47，竖向铝型材框架39正面的两根竖向铝型材上通过螺栓安装第二直线滑动单元38，竖向铝型材框架39内侧设有竖直直流电机50，竖直直流电机50的输出端与第三行星减速器51的输入端相连，第三行星减速器51的输出端通过第二联轴器52连接第二丝杠53，第二丝杠53通过第二铝板固定，第二丝杠53上通过第二丝杠螺母55安装在日字型铝型材框架56上，日字型铝型材框架56与竖向铝型材框架39的第二直线滑动单元38连接，实现日字型铝型材框架56在竖向铝型材框架39上的竖直运动，日字型铝型材框架56上部安装第三铝板37，第三铝板37上搭载工业照相机36。工作人员通过远程操控，将信号传递给第二控制柜45，第二控制柜45通过控制线将控制信号传递给工业照相机36，工业照相机36对接触网关键连接处进行聚焦和拍照。
在工作时，将无人巡检车首先搬运到铁路铁轨上，转动底盘系统3上的绞盘8把手，实现提升机构2的伸长，当提升机构2上部的移动平台系统1到达一定高度后，停止转动绞盘8的把手，将把手位置固定，通过远程控制第一控制柜9，来驱动驱动系统6启动，使无人巡检车能实现在铁轨上的行走，对需要检测的接触网系统连接关键点实现粗定位；
当无人巡检车到达需要检测的大致位置时，驱动直流电机19停止转动，第二控制柜45分别控制移动平台系统1的横移直流电机40和竖直直流电机50启动，使得最上层的日字型铝型材框架56能够通过横向和竖向的运动，最终保证日字型铝型材框架56上搭载的工业照相机36能精确定位到需要拍照的位置，进行拍照取样，再将图片通过第二控制柜45内的无线发射装置发送到每个检测中心，给工作人员进行比对，发现需要检修的接触网系统位置，完成检测接触网系统连接关键点的目的。
综上所述，本发明消除了人工巡检接触网系统的触电风险，采用的自动化接触网系统巡检方案，减轻了工作人员的劳动强度，降低了企业的劳动力成本，大大提高了工作效率。此外，本发明采用铝型材与钢材搭配设计，最大程度的减小了部件和整体的重量，便于无人巡检车在复杂工况条件下搬运，采用三大部分可拆卸设计，使产品易于制造和拆卸，设备性能安全可靠、节能环保且便于制造，在恶劣条件下也可实现作业，同时，采用的内伸缩式的提升机构，为铁路检修提供了新的思路。
Claims (3)
1.一种电气化铁路无人巡检车，其特征在于：包括用于实现在铁轨上行走的底盘系统（3）、用于实现在垂直高度上的升降的提升机构（2）以及用于对接触网系统进行拍照的移动平台系统（1）；所述底盘系统（3）包括底盘框架（5），其上安装驱动系统（6）和第一控制柜（9）；所述提升机构（2）包括外侧框架（24）、中间框架（23）和内侧框架（22）；所述提升机构（2）的下端安装在所述底盘框架（5）上，所述提升机构（2）的上端安装移动平台系统（1），所述移动平台系统（1）上安装工业照相机（36）和第二控制柜（45），所述第二控制柜（45）内设置无线发射装置；
所述底盘框架（5）采用铝方管拼接而成，各个铝方管之间通过四孔连接片（7）连接，底盘框架（5）的四个内角处安装用于增强整个底盘框架（5）结构的刚性L型连接件（4）；底盘框架（5）的正面后部架设两根横向的第一铝型材（10），底盘框架（5）正面前部的一侧固定第一控制柜（9），第一控制柜（9）通过控制线控制驱动系统（6），第一控制柜（9）内侧的底盘框架（5）上通过螺栓连接绞盘（8），绞盘（8）上缠绕钢丝绳，钢丝绳绕到提升机构（2）上，提升机构（2）通过螺栓固定在第一铝型材（10）上；
所述内侧框架（22）上套设中间框架（23），所述中间框架（23）上套设外侧框架（24），所述外侧框架（24）的两侧自上而下通过铆钉铆接三根横向的用于攀爬的L型铝型材（26），外侧框架（24）的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组（25），内凹槽型滑轮轴承组（25）从外侧抵住中间框架（23），中间框架（23）底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组（31），外凸槽型滑轮轴承组（31）从内侧抵住外侧框架（24），中间框架（23）的顶部四个角安装内凹槽型滑轮轴承组（25），内凹槽型滑轮轴承组（25）从外侧抵住内侧框架（22），内侧框架（22）底部的四个角安装外凸槽型滑轮轴承组（31），外凸槽型滑轮轴承组（31）从内侧抵住中间框架（23）；所述外侧框架（24）的底部上安装第一定滑轮（29），外侧框架（24）的顶部上安装第二定滑轮（33），所述中间框架（23）的底部相对的两侧上分别安装第三定滑轮（30）、第八定滑轮（28），中间框架（23）的顶部相对的两侧上分别安装第四定滑轮（34）、第七定滑轮（35），所述内侧框架（22）的底部相对的两侧上分别安装第五定滑轮（32）、第六定滑轮；所述内侧框架（22）的顶部通过螺栓安装移动平台系统（1）。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路无人巡检车，其特征在于：所述驱动系统（6）包括驱动直流电机（19），驱动直流电机（19）的输出端与第一行星减速器（20）的输入端相连，第一行星减速器（20）的输出端与齿轮换向器（21）的输入端相连，齿轮换向器（21）分两端输出，两个输出端分别通过钢管（18）与驱动轮卡盘（16）相连，驱动轮卡盘（16）通过轴承座（17）固定，轴承座（17）通过螺栓连接固定在铝方管背面，驱动轮卡盘（16）的后端安装驱动轮（15）；底盘框架（5）上设有左右对称的从动系统（11），从动系统（11）包括从动轴支架（12），从动轴支架（12）通过螺栓固定在底盘框架（5）的背面，从动轴支架（12）的侧面焊接从动轴（13），从动轴（13）通过轴承与从动轮（14）配合。
3.根据权利要求1所述的电气化铁路无人巡检车，其特征在于：所述移动平台系统（1）包括两个三角架（44），两个三角架（44）通过螺栓安装在内侧框架（22）的顶端，两个三角架（44）之间架设第二控制柜（45），三角架（44）的背面安装横向铝型材框架（46），横向铝型材框架（46）上安装第一直线滑动单元（47），横向铝型材框架（46）内侧设有横移直流电机（40），横移直流电机（40）的输出端与第二行星减速器（41）的输入端相连，第二行星减速器（41）的输出端通过第一联轴器（42）连接第一丝杠（48），第一丝杠（48）通过第一铝板（43）固定，第一丝杠（48）通过第一丝杠螺母（49）连接竖向铝型材框架（39），竖向铝型材框架（39）的背面安装第一直线滑动单元（47），竖向铝型材框架（39）正面的两根竖向铝型材上通过螺栓安装第二直线滑动单元（38），竖向铝型材框架（39）内侧设有竖直直流电机（50），竖直直流电机（50）的输出端与第三行星减速器（51）的输入端相连，第三行星减速器（51）的输出端通过第二联轴器（52）连接第二丝杠（53），第二丝杠（53）通过第二铝板固定，第二丝杠（53）上通过第二丝杠螺母（55）安装在日字型铝型材框架（56）上，日字型铝型材框架（56）与竖向铝型材框架（39）的第二直线滑动单元（38）连接，日字型铝型材框架（56）上部安装第三铝板（37），第三铝板（37）上搭载工业照相机（36）。
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