CN111235983B - 一种铁轨表面自动除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁轨表面自动除杂装置，其结构包括除杂机器人、铲板、开关按钮、警示灯、充电接头，除杂机器人由机体、电源板、行走机构、除杂机构、贴合导滑机构组成，除杂机器人利用贴合导滑机构贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人在移动的时候出现晃动或者脱轨，提高了设备工作的安全性，除杂机器人通过行走机构带动整个设备在铁轨上移动，行走轮通过磁铁环的磁性吸附在铁轨上，让行走轮可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人利用除杂机构全方位对铁轨表面进行除杂清理，提高了清洁效率，降低了人工劳动量。
Description
技术领域
本发明涉及铁轨技术领域，尤其是涉及到一种铁轨表面自动除杂装置。
背景技术
随着中国铁轨技术的不断发展，铁轨主要分为高铁铁轨、动车铁轨、火车铁轨、地铁铁轨，由于铁轨数量的不断增多，铁轨维护工作人员的数量也越来越多，现有的铁轨维护主要分为检查铁轨装置、修剪铁轨两侧防护树木、挤推铁轨两旁的减振石子和铁轨中间除杂等，但是现有铁轨维护方式存在以下缺陷：由于随着大风、下雨等恶劣天气的影响，铁轨中间经常会带入很多的大型杂质，因此需要人工定期手动除杂，以保证铁轨的正常工作，但是这种人工铁轨除杂方式存在除杂速度慢，除杂效果差，劳动强度大，工作效率低下。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种铁轨表面自动除杂装置，其结构包括除杂机器人、铲板、开关按钮、警示灯、充电接头，所述的除杂机器人前端上设有铲板，所述的除杂机器人和铲板固定连接，所述的除杂机器人顶端中间位置上设有充电接头，所述的除杂机器人和充电接头机械连接，所述的除杂机器人表面上安装有警示灯，所述的除杂机器人前端表面上设有开关按钮；
所述的除杂机器人由机体、电源板、行走机构、除杂机构、贴合导滑机构组成，所述的机体内部顶端上安装有电源板，所述的机体内部左右两侧均设有贴合导滑机构，所述的机体和贴合导滑机构固定连接，所述的机体内部中间位置上安装有行走机构，所述的机体内部设有除杂机构，所述的机体和除杂机构相配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的行走机构由第一步进电机、第一电机轴、行走轮、传动轴、轴承吊杆组成，所述的第一步进电机上设有第一电机轴，所述的第一步进电机和第一电机轴一端机械连接，所述的第一电机轴另一端上设有传动轴，所述的第一电机轴和传动轴固定连接，所述的传动轴表面上设有两个行走轮，所述的传动轴和行走轮采用间隙配合，所述的传动轴表面中间位置上安装有轴承吊杆。
作为本技术方案的进一步优化，所述的行走轮内部设有磁铁环，所述的行走轮和磁铁环相连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的除杂机构由电机支架、第二步进电机、第二电机轴、第一皮带轴、第一齿轮清理轮组成，所述的电机支架内侧上安装有第二步进电机，所述的第二步进电机下设有第二电机轴，所述的第二步进电机和第二电机轴一端机械连接，所述的第二电机轴另一端上设有第一皮带轴，所述的第二电机轴和第一皮带轴固定连接，所述的第一皮带轴下设有第一齿轮清理轮，所述的第一皮带轴和第一齿轮清理轮采用间隙配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的第一皮带轴还包括传动皮带、第二皮带轴、第一打磨轮、第三皮带轴、第二齿轮清理轮，所述的第一皮带轴右方并排设有第二皮带轴与第三皮带轴，所述的第一皮带轴、第二皮带轴、第三皮带轴三者之间通过传动皮带传动连接，所述的第二皮带轴底端下安装有第一打磨轮，所述的第三皮带轴下设有第二齿轮清理轮机械连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的第一齿轮清理轮与第二齿轮清理轮表面上均设有齿轮环，所述的第一齿轮清理轮与第二齿轮清理轮均与齿轮环相啮合，所述的齿轮环内侧上设有第二打磨轮，所述的齿轮环和第二打磨轮固定连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的贴合导滑机构由套筒、伸缩吊杆、贴合导轮、弹簧组成，所述的套筒内部设有伸缩吊杆，所述的套筒和伸缩吊杆通过滑动配合，所述的伸缩吊杆表面上安装有弹簧，所述的伸缩吊杆底端下设有贴合导轮，所述的伸缩吊杆和贴合导轮采用间隙配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的齿轮环与机体采用间隙配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的第一步进电机与第二步进电机均与电源板电连接。
有益效果
本发明一种铁轨表面自动除杂装置，当铁轨需要清理除杂时，将除杂机器人放置在铁轨上，并将贴合导轮往下拉动，利用弹簧推动伸缩吊杆让贴合导轮贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人在移动的时候出现晃动或者脱轨，除杂机器人通过第一步进电机带动第一电机轴旋转，第一电机轴利用传动轴带动行走轮旋转，使得行走轮带动整个除杂机器人在铁轨上移动，行走轮通过磁铁环的磁性吸附在铁轨上，让行走轮可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人通过第二步进电机带动第二电机轴旋转，第二电机轴将动能传递给第一皮带轴，第一皮带轴通过传动皮带带动第二皮带轴与第三皮带轴同时旋转，第一皮带轴与第二皮带轴、第三皮带轴分别带动第一齿轮清理轮、第一打磨轮、第二齿轮清理轮对铁轨顶端表面进行清洗打磨，将粘附在铁轨上的杂物清理，第一齿轮清理轮与第二齿轮清理轮带动齿轮环旋转，齿轮环通过第二打磨轮对铁轨左右两端上进行打磨除杂，提高了清洁效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：除杂机器人利用贴合导滑机构贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人在移动的时候出现晃动或者脱轨，提高了设备工作的安全性，除杂机器人通过行走机构带动整个设备在铁轨上移动，行走轮通过磁铁环的磁性吸附在铁轨上，让行走轮可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人利用除杂机构全方位对铁轨表面进行除杂清理，提高了清洁效率，降低了人工劳动量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种铁轨表面自动除杂装置的结构示意图。
图2为本发明一种铁轨表面自动除杂装置的正视剖面结构示意图。
图3为本发明一种铁轨表面自动除杂装置的侧视剖面结构示意图。
图4为本发明除杂机构的结构示意图。
图5为本发明图2中A的放大图。
图中：除杂机器人-1、铲板-2、开关按钮-3、警示灯-4、充电接头-5、机体-1a、电源板-1b、行走机构-1c、除杂机构-1d、贴合导滑机构-1e、第一步进电机-1c1、第一电机轴-1c2、行走轮-1c3、传动轴-1c4、轴承吊杆-1c5、磁铁环-1c31、电机支架-1d1、第二步进电机-1d2、第二电机轴-1d3、第一皮带轴-1d4、第一齿轮清理轮-1d5、传动皮带-1d41、第二皮带轴-1d42、第一打磨轮-1d43、第三皮带轴-1d44、第二齿轮清理轮-1d45、齿轮环-f1、第二打磨轮-f2、套筒-1e1、伸缩吊杆-1e2、贴合导轮-1e3、弹簧-1e4。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-图5，本发明提供一种铁轨表面自动除杂装置，其结构包括除杂机器人1、铲板2、开关按钮3、警示灯4、充电接头5，所述的除杂机器人1前端上设有铲板2，所述的除杂机器人1和铲板2固定连接，所述的除杂机器人1顶端中间位置上设有充电接头5，所述的除杂机器人1和充电接头5机械连接，所述的除杂机器人1表面上安装有警示灯4，所述的除杂机器人1前端表面上设有开关按钮3，所述的除杂机器人1由机体1a、电源板1b、行走机构1c、除杂机构1d、贴合导滑机构1e组成，所述的机体1a内部顶端上安装有电源板1b，所述的机体1a内部左右两侧均设有贴合导滑机构1e，所述的机体1a和贴合导滑机构1e固定连接，所述的机体1a内部中间位置上安装有行走机构1c，所述的机体1a内部设有除杂机构1d，所述的机体1a和除杂机构1d相配合。
所述的行走机构1c由第一步进电机1c1、第一电机轴1c2、行走轮1c3、传动轴1c4、轴承吊杆1c5组成，所述的第一步进电机1c1上设有第一电机轴1c2，所述的第一步进电机1c1和第一电机轴1c2一端机械连接，所述的第一电机轴1c2另一端上设有传动轴1c4，所述的第一电机轴1c2和传动轴1c4固定连接，所述的传动轴1c4表面上设有两个行走轮1c3，所述的传动轴1c4和行走轮1c3采用间隙配合，所述的传动轴1c4表面中间位置上安装有轴承吊杆1c5。
所述的行走轮1c3内部设有磁铁环1c31，所述的行走轮1c3和磁铁环1c31相连接。
所述的除杂机构1d由电机支架1d1、第二步进电机1d2、第二电机轴1d3、第一皮带轴1d4、第一齿轮清理轮1d5组成，所述的电机支架1d1内侧上安装有第二步进电机1d2，所述的第二步进电机1d2下设有第二电机轴1d3，所述的第二步进电机1d2和第二电机轴1d3一端机械连接，所述的第二电机轴1d3另一端上设有第一皮带轴1d4，所述的第二电机轴1d3和第一皮带轴1d4固定连接，所述的第一皮带轴1d4下设有第一齿轮清理轮1d5，所述的第一皮带轴1d4和第一齿轮清理轮1d5采用间隙配合。
所述的第一皮带轴1d4还包括传动皮带1d41、第二皮带轴1d42、第一打磨轮1d43、第三皮带轴1d44、第二齿轮清理轮1d45，所述的第一皮带轴1d4右方并排设有第二皮带轴1d42与第三皮带轴1d44，所述的第一皮带轴1d4、第二皮带轴1d42、第三皮带轴1d44三者之间通过传动皮带1d41传动连接，所述的第二皮带轴1d42底端下安装有第一打磨轮1d43，所述的第三皮带轴1d44下设有第二齿轮清理轮1d45机械连接。
所述的第一齿轮清理轮1d5与第二齿轮清理轮1d45表面上均设有齿轮环f1，所述的第一齿轮清理轮1d5与第二齿轮清理轮1d45均与齿轮环f1相啮合，所述的齿轮环f1内侧上设有第二打磨轮f2，所述的齿轮环f1和第二打磨轮f2固定连接。
所述的贴合导滑机构1e由套筒1e1、伸缩吊杆1e2、贴合导轮1e3、弹簧1e4组成，所述的套筒1e1内部设有伸缩吊杆1e2，所述的套筒1e1和伸缩吊杆1e2通过滑动配合，所述的伸缩吊杆1e2表面上安装有弹簧1e4，所述的伸缩吊杆1e2底端下设有贴合导轮1e3，所述的伸缩吊杆1e2和贴合导轮1e3采用间隙配合。
所述的齿轮环f1与机体1a采用间隙配合，所述的第一步进电机1c1与第二步进电机1d2均与电源板1b电连接。
本发明的原理：当铁轨需要清理除杂时，将除杂机器人1放置在铁轨上，并将贴合导轮1e3往下拉动，利用弹簧1e4推动伸缩吊杆1e2让贴合导轮1e3贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人1在移动的时候出现晃动或者脱轨，除杂机器人1通过第一步进电机1c1带动第一电机轴1c2旋转，第一电机轴1c2利用传动轴1c4带动行走轮1c3旋转，使得行走轮1c3带动整个除杂机器人1在铁轨上移动，行走轮1c3通过磁铁环1c31的磁性吸附在铁轨上，让行走轮1c3可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人1通过第二步进电机1d2带动第二电机轴1d3旋转，第二电机轴1d3将动能传递给第一皮带轴1d4，第一皮带轴1d4通过传动皮带1d41带动第二皮带轴1d42与第三皮带轴1d44同时旋转，第一皮带轴1d4与第二皮带轴1d42、第三皮带轴1d44分别带动第一齿轮清理轮1d5、第一打磨轮1d43、第二齿轮清理轮1d45对铁轨顶端表面进行清洗打磨，将粘附在铁轨上的杂物清理，第一齿轮清理轮1d5与第二齿轮清理轮1d45带动齿轮环f1旋转，齿轮环f1通过第二打磨轮f2对铁轨左右两端上进行打磨除杂，提高了清洁效率。
本发明解决问题的方法是：除杂机器人1利用贴合导滑机构1e贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人1在移动的时候出现晃动或者脱轨，提高了设备工作的安全性，除杂机器人1通过行走机构1c带动整个设备在铁轨上移动，行走轮1c3通过磁铁环1c31的磁性吸附在铁轨上，让行走轮1c3可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人1利用除杂机构1d全方位对铁轨表面进行除杂清理，提高了清洁效率，降低了人工劳动量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种铁轨表面自动除杂装置，其结构包括除杂机器人(1)、铲板(2)、开关按钮(3)、警示灯(4)、充电接头(5)，所述的除杂机器人(1)前端上设有铲板(2)，所述的除杂机器人(1)和铲板(2)固定连接，所述的除杂机器人(1)顶端中间位置上设有充电接头(5)，所述的除杂机器人(1)和充电接头(5)机械连接，所述的除杂机器人(1)表面上安装有警示灯(4)，所述的除杂机器人(1)前端表面上设有开关按钮(3)，其特征在于：所述的除杂机器人(1)由机体(1a)、电源板(1b)、行走机构(1c)、除杂机构(1d)、贴合导滑机构(1e)组成，所述的机体(1a)内部顶端上安装有电源板(1b)，所述的机体(1a)内部左右两侧均设有贴合导滑机构(1e)，所述的机体(1a)和贴合导滑机构(1e)固定连接，所述的机体(1a)内部中间位置上安装有行走机构(1c)，所述的机体(1a)内部设有除杂机构(1d)，所述的机体(1a)和除杂机构(1d)相配合，所述的行走机构(1c)由第一步进电机(1c1)、第一电机轴(1c2)、行走轮(1c3)、传动轴(1c4)、轴承吊杆(1c5)组成，所述的第一步进电机(1c1)上设有第一电机轴(1c2)，所述的第一步进电机(1c1)和第一电机轴(1c2)一端机械连接，所述的第一电机轴(1c2)另一端上设有传动轴(1c4)，所述的第一电机轴(1c2)和传动轴(1c4)固定连接，所述的传动轴(1c4)表面上设有两个行走轮(1c3)，所述的传动轴(1c4)和行走轮(1c3)采用间隙配合，所述的传动轴(1c4)表面中间位置上安装有轴承吊杆(1c5)，所述的行走轮(1c3)内部设有磁铁环(1c31)，所述的行走轮(1c3)和磁铁环(1c31)相连接，所述的除杂机构(1d)由电机支架(1d1)、第二步进电机(1d2)、第二电机轴(1d3)、第一皮带轴(1d4)、第一齿轮清理轮(1d5)组成，所述的电机支架(1d1)内侧上安装有第二步进电机(1d2)，所述的第二步进电机(1d2)下设有第二电机轴(1d3)，所述的第二步进电机(1d2)和第二电机轴(1d3)一端机械连接，所述的第二电机轴(1d3)另一端上设有第一皮带轴(1d4)，所述的第二电机轴(1d3)和第一皮带轴(1d4)固定连接，所述的第一皮带轴(1d4)下设有第一齿轮清理轮(1d5)，所述的第一皮带轴(1d4)和第一齿轮清理轮(1d5)采用间隙配合，所述的第一皮带轴(1d4)还包括传动皮带(1d41)、第二皮带轴(1d42)、第一打磨轮(1d43)、第三皮带轴(1d44)、第二齿轮清理轮(1d45)，所述的第一皮带轴(1d4)右方并排设有第二皮带轴(1d42)与第三皮带轴(1d44)，所述的第一皮带轴(1d4)、第二皮带轴(1d42)、第三皮带轴(1d44)三者之间通过传动皮带(1d41)传动连接，所述的第二皮带轴(1d42)底端下安装有第一打磨轮(1d43)，所述的第三皮带轴(1d44)下设有第二齿轮清理轮(1d45)机械连接，所述的第一齿轮清理轮(1d5)与第二齿轮清理轮(1d45)表面上均设有齿轮环(f1)，所述的第一齿轮清理轮(1d5)与第二齿轮清理轮(1d45)均与齿轮环(f1)相啮合，所述的齿轮环(f1)内侧上设有第二打磨轮(f2)，所述的齿轮环(f1)和第二打磨轮(f2)固定连接，所述的贴合导滑机构(1e)由套筒(1e1)、伸缩吊杆(1e2)、贴合导轮(1e3)、弹簧(1e4)组成，所述的套筒(1e1)内部设有伸缩吊杆(1e2)，所述的套筒(1e1)和伸缩吊杆(1e2)通过滑动配合，所述的伸缩吊杆(1e2)表面上安装有弹簧(1e4)，所述的伸缩吊杆(1e2)底端下设有贴合导轮(1e3)，所述的伸缩吊杆(1e2)和贴合导轮(1e3)采用间隙配合。
2.根据权利要求1所述的一种铁轨表面自动除杂装置，其特征在于：当铁轨需要清理除杂时，将除杂机器人(1)放置在铁轨上，并将贴合导轮(1e3)往下拉动，利用弹簧(1e4)推动伸缩吊杆(1e2)让贴合导轮(1e3)贴合在铁轨左右两侧下，避免除杂机器人(1)在移动的时候出现晃动或者脱轨，除杂机器人(1)通过第一步进电机(1c1)带动第一电机轴(1c2)旋转，第一电机轴(1c2)利用传动轴(1c4)带动行走轮(1c3)旋转，使得行走轮(1c3)带动整个除杂机器人(1)在铁轨上移动，行走轮(1c3)通过磁铁环(1c31)的磁性吸附在铁轨上，让行走轮(1c3)可以紧紧贴合在铁轨上移动，除杂机器人(1)通过第二步进电机(1d2)带动第二电机轴(1d3)旋转，第二电机轴(1d3)将动能传递给第一皮带轴(1d4)，第一皮带轴(1d4)通过传动皮带(1d41)带动第二皮带轴(1d42)与第三皮带轴(1d44)同时旋转，第一皮带轴(1d4)与第二皮带轴(1d42)、第三皮带轴(1d44)分别带动第一齿轮清理轮1d5、第一打磨轮(1d43)、第二齿轮清理轮(1d45)对铁轨顶端表面进行清洗打磨，将粘附在铁轨上的杂物清理，第一齿轮清理轮(1d5)与第二齿轮清理轮(1d45)带动齿轮环(f1)旋转，齿轮环(f1)通过第二打磨轮(f2)对铁轨左右两端上进行打磨除杂，提高了清洁效率。
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