CN110468703B - 一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，包括车架及其两端的内门架、中门架、圆弧形外门架和走行部，圆弧形外门架滑动式安装在走行部上的圆弧形轨道上，中门架通过回转支承安装在圆弧形外门架上，车架端头插入内门架内，车架一端的内门架上沿车架纵向水平设置滑槽并通过由滑块段和转轴段共同组成的连接件转动安装在中门架内，车架另一端的内门架上设轴线垂直于车架纵向的圆形轴孔二并通过转轴形式的连接件将车架和内门架共同转动安装在中门架内。本发明在拱桥等变坡度桥面行走时，既能调整车架的水平角度，也能适应左右行走机构不同步带来的车架与轨道夹角变化、车架长度伸缩、车架挂点左右高度差的问题。

Description

一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统

技术领域

本发明涉及一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，属于路桥检查维修工具技术领域。

背景技术

近年来桥梁检查车(以下简称“桥检车”)越来越多的应用到新建桥梁或既有桥梁的改造上，一般来说桥检车结构分为走行部、门架、车架三个主要结构部件。其中走行部用于与桥梁进行连接并在桥梁上预设的桥检车轨道上行走，车架用来承载检修设备和人员，门架用来将走行部与车架进行连接。由于桥梁结构不同，桥检车一般有两个或更多的走行部，一般为左右两个走行部，两侧走行部在行走的过程中，可能会出现进行速度不一致的情况，导致车架发生偏转，因此门架就必须要有适应这种偏转的结构，避免走行部卡死或车架扭曲。

典型的桥检车行走在梁底或梁顶部(梁一般为钢箱梁或钢桁梁)，采用两根轨道支撑桥检车，设左右各一个走行部，车架横跨过整个桥梁，其轨道是水平或倾斜的，但坡度一般不会变化，理论上左右两侧走行部应该是完全同步的，车架与轨道的连线夹角呈90°。但实际上，左右两侧走行部行走不能完全没误差，而且左右轨道间距也有误差，因此当左右走行部不同步的时候，走行部之间的连线与桥检车运行轨道的夹角会小于90°，左右门架间的距离会增长。所以，典型的桥检车门架会在一侧设固定门架而在另一侧设活动门架，固定门架与车架的连接只需要释放一个水平转动，而活动门架与车架的连接除了释放水平转动外还要满足车架横桥向的滑动。

当桥检车在拱桥或变截面钢桁梁桥等轨道倾斜角度会发生变化的桥梁上运行时，轨道倾斜角度的变化要求车架能够调整自身水平角度，让检修平台保持水平。传统的桥检车门架设计方法是在平动门架的基础上再增加一个水平角度的铰或者圆弧框架，但拱桥或弧形桥面不同位置的倾斜角度和高度都不一样，当左右走行部同步的时候，增加一个铰释放摆动自由度可以解决问题，但当左右走行部不同步的时候，左右两侧门架的高度也会出现差异，此时左右两侧的铰转动圆心不在一个高度上了，可能导致车架扭曲或调平的铰机构卡死故障，因此，门架和车架还需要释放更多的自由度。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，从机构自由度的研究出发，设计了一种新型的适用于变坡度行走的桥检车门架系统门架结构。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，包括车架及其两端的门架组件和走行部，所述门架组件包括内门架、中门架和圆弧形外门架，所述走行部上安装圆弧形轨道，所述圆弧形外门架滑动式安装在圆弧形轨道上，所述中门架通过其底部的回转支承安装在圆弧形外门架上，所述车架端头插入内门架内，车架一端的内门架上沿车架纵向水平设置滑槽并通过由滑块段和转轴段共同组成的连接件以水平滑动加转动的方式转动安装在中门架内，车架另一端的内门架上用于安装转轴的部位为轴线垂直于车架纵向的圆形轴孔二并通过转轴形式的连接件将车架和内门架共同转动安装在中门架内。

上述技术方案中，所述中门架上用于安装连接件的部位为圆形的轴孔三。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、圆弧形外门架可以在行走部上的圆弧形轨道上摆动，其转动轴为横桥向水平方向，可以实现轨道坡度变化时的门架调平功能；

2、中门架通过连接轴为竖直方向的回转支承安装在圆弧形外门架上，可以让车架在水平面内摆动，实现实现左右行走不同步的车架水平摆动适应作用；

3、内门架与中门架之间的连接轴为顺桥向水平位置，可以实现左右走行部高度不同时的车架竖向摆动适应功能；

4、车架与内门架之间为伸缩式连接，可以适应当左右走行部不同步的时候左右门架间距离变长的问题；

5、通过释放外门架、中门架、内门架以及车架的这些自由度，从而可以让桥检车在变坡度轨道上行走时既可以调整门架的水平角度，也可以适应左右走行部不同步带来的门架转动、伸缩、高差影响。

6、桥检车在拱桥等变坡度桥面行走时，既能够调整车架的水平角度，也能适应左右行走机构不同步带来的车架与轨道夹角变化、车架长度伸缩、车架挂点左右高度差的问题，让桥检车在变坡度桥上的行走更加顺畅，机械结构的磨损更低，安全性和使用寿命更长。

作为替代方案，连接件的滑块段也可以不设承滑动面而直接采用滚动副在滑动槽内滚动的方式来实现车架的伸缩，但其接触为线接触，零部件的应力更大。

作为优选，所述圆弧形外门架与圆弧形轨道之间通过电机驱动齿轮和齿条的形式实现圆弧形外门架的转动。进一步优选，所述圆弧形外门架底部与圆弧形轨道上的圆弧形接触面接触的滑动面中间设齿条，与之相应，圆弧形轨道端部安装由电机驱动的齿轮，齿轮转动时带动齿条从而带动圆弧形外门架在圆弧形轨道上的转动，所述滑动面两侧安装限位挡板。可以通过电机控制外门架在圆弧形轨道上的位置，从而实现门架调平。作为优选,图示601的滑动面也可以设计为辊轴支撑面,实现圆弧形外门架在圆弧轨道上摆动的功能。

作为优选，所述圆弧形轨道的圆心轴线、回转支承的回转中心轴线以及连接件的轴心线交汇于同一个点。由外、中、内三层门架共同组成一个门架组件，门架组件中的三层门架都有一个“回转轴”，三个“回转轴”形成三个相互垂直的可以转动的“轴”机构，且三个“轴”的中心线交汇于一点，从而有效释放了车架在X纵桥向轴、Y竖直向轴、Z横桥向轴三个方向的转动自由度。内门架与中门架之间通过X纵桥向轴连接，可以在横桥向的竖向平面内转动；中门架与外门架之间通过中门架底部的回转机构在Y竖直轴向连接，可以水平面内转动，X与Y轴相交于“中心点”；外门架外部呈圆弧形与走行部上的圆弧形轨道对接，该圆弧的圆心在“中心点”上，通过外门架在圆弧形轨道面上的滑动，使整个门架可以在纵桥向的竖直平面内摆动。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明一端的爆炸图。

图3是本发明另一端的爆炸图。

图4是本发明的端部视图。

图中标记：

1为车架，2为内门架，3为中门架，4为回转支承，5为圆弧形外门架，6为圆弧形轨道，7为走行部；

201为滑槽，202为连接件，203为轴孔二；

301为轴孔三；

501为限位挡板，502为滑动面，503为齿条；

601为圆弧形接触面，602为齿轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例：

如图1所示，一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，包括车架1及其两端的门架组件和走行部7，所述门架组件包括内门架2、中门架3和圆弧形外门架5，所述走行部7上安装圆弧形轨道6，所述圆弧形外门架5滑动式安装在圆弧形轨道6上，所述中门架3通过其底部的回转支承4安装在圆弧形外门架5上，所述车架1端头插入内门架2内。

车架1一端的内门架2上沿车架1纵向水平设置滑槽201并通过由滑块段和转轴段共同组成的连接件202(如图2中所示标记为202的部件)以水平滑动加转动的方式转动安装在中门架3内，如图2所示。

车架1另一端的内门架2上用于安装转轴的部位为轴线垂直于车架1纵向的圆形轴孔二201并通过转轴形式的连接件202将车架1和内门架2共同转动安装在中门架3内，如图3所示。

所述中门架3上用于安装连接件202的部位为圆形的轴孔三301。

所述圆弧形外门架5与圆弧形轨道6之间通过电机驱动齿轮602和齿条503的形式实现圆弧形外门架5的转动。所述圆弧形外门架5底部与圆弧形轨道6上的圆弧形接触面601接触的滑动面502中间设齿条503，与之相应，圆弧形轨道6端部安装由电机驱动的齿轮602，齿轮602转动时带动齿条503从而带动圆弧形外门架5在圆弧形轨道6上的转动，所述滑动面502两侧安装限位挡板501。

所述圆弧形接触面601可以为滑板滑动形式的接触面，也可以为滚轴滚动形式的接触面。

所述圆弧形轨道6的圆心轴线、回转支承4的回转中心轴线以及连接件202的轴心线交汇于同一个点，如图4所示。

内门架2与车架1相连，在实际操作中也可以与车架1制作或固接为一个整体。

Claims (5)

1.一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，包括车架(1)及其两端的门架组件和走行部(7)，其特征在于：所述门架组件包括内门架(2)、中门架(3)和圆弧形外门架(5)，所述走行部(7)上安装圆弧形轨道(6)，所述圆弧形外门架(5)滑动式安装在圆弧形轨道(6)上，所述中门架(3)通过其底部的回转支承(4)安装在圆弧形外门架(5)上，所述车架(1)端头插入内门架(2)内，车架(1)一端的内门架(2)上沿车架(1)纵向水平设置滑槽(201)并通过由滑块段和转轴段共同组成的连接件(202)以水平滑动加转动的方式转动安装在中门架(3)内，车架(1)另一端的内门架(2)上用于安装转轴的部位为轴线垂直于车架(1)纵向的圆形轴孔二(203)并通过转轴形式的连接件(202)将车架(1)和内门架(2)共同转动安装在中门架(3)内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，其特征在于：所述中门架(3)上用于安装连接件(202)的部位为圆形的轴孔三(301)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，其特征在于：所述圆弧形外门架(5)与圆弧形轨道(6)之间通过电机驱动齿轮(602)和齿条(503)的形式实现圆弧形外门架(5)的转动。

4.根据权利要求3所述的一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，其特征在于：所述圆弧形外门架(5)底部与圆弧形轨道(6)上的圆弧形接触面(601)接触的滑动面(502)中间设齿条(503)，与之相应，圆弧形轨道(6)端部安装由电机驱动的齿轮(602)，齿轮(602)转动时带动齿条(503)从而带动圆弧形外门架(5)在圆弧形轨道(6)上的转动，所述滑动面(502)两侧安装限位挡板(501)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于变坡度行走的桥检车门架系统，其特征在于：所述圆弧形轨道(6)的圆心轴线、回转支承(4)的回转中心轴线以及连接件(202)的轴心线交汇于同一个点。