CN111532082A - 一种隧道检测车驱动轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道检测车驱动轮装置，包括驱动组件、主轴、主驱动轮、扇形齿轮组、辅助轴、辅助驱动轮和卡紧轮组件；主轴水平设置，驱动组件可驱动主轴转动；主驱动轮安装在主轴上，可随主轴转动；辅助轴竖直设置；扇形齿轮组包括相匹配的主动锥形齿轮和从动锥形齿轮，主动锥形齿轮安装在主轴上，从动锥形齿轮安装在辅助轴的上端，并与主动锥形齿轮啮合；辅助驱动轮安装在辅助轴上；卡紧轮组件包括卡紧壳体、卡紧轮、卡紧轮轴和弹性件；弹性件设置在卡紧壳体内，位于卡紧壳体靠外侧的侧壁与卡紧轮轴之间，且弹性件处于压缩状态，对卡紧轮轴施加向内的压力，使卡紧轮抵在轨道的外侧面上行走。本发明具有结构合理、行驶稳定等优点。

Description

一种隧道检测车驱动轮装置
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，涉及一种隧道检测设备，尤其涉及一种隧道检测车驱动轮装置。
背景技术
随着轨道交通技术的快速发展，早期建设的地铁隧道基础设施已经进入养护维护期，而新建成的地铁隧道，因地质、地下水、邻近基坑施工以及本身结构负荷等各方面的综合影响，可能会使隧道结构产生渗水、裂缝、形变等危害隧道安全的变化，必须及时准确的进行长期的形变监测和病害调查以便及时发现和预报险情，保证隧道运营安全。特别是，隧道病害和结构形变是隧道健康状态最直接的表观反映，如果对地铁隧道病害特征和形变趋势不及时预警，会使隧道基础设施进一步被破坏，一旦发生事故，给生命财产带来巨大损失。
目前地铁隧道病害形变检测，主要采用人工静态检查为主、少量动态检测车为辅的方式，主要在晚上线路无运营任务时进行。这种以人工为主的肉眼检测方式检测速度慢、工作效率低、占用线路时间长，不符合现代城市轨道交通发展的需求。随着三维激光扫描技术进入地铁隧道检测领域，获取的大规模三维激光点云数据不仅含有隧道坐标信息，还包含激光反射率信息，准确反映了隧道表面病害和形变状态。近年来，出现了以轨道检测小车为平台的隧道检测系统，能够对地铁隧道可能出现的问题及时采取处理措施。
但是，在移动地铁隧道扫描过程中，由于传统小车驱动轮为钢质车轮，并且小车自重小，存在车轮与轨道之间摩擦阻力小，同时由于轨道轨距误差，轨道小车在运行时会发生水平方向上的偏移，这会导致三维扫描过程中数据采集产生误差，影响了后续分析的效率和准确度。
针对现有轨道小车主体车轮摩擦阻力小、车体无法贴合轨道而发生水平偏移的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，以克服现有技术的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，用于隧道检测车的驱动，具有这样的特征：包括驱动组件、主轴、主驱动轮、扇形齿轮组、辅助轴、辅助驱动轮和卡紧轮组件；驱动组件安装在检测车上；主轴水平设置，驱动组件可驱动主轴转动；主驱动轮安装在主轴上，可随主轴转动，检测车行走时，主驱动轮在轨道上行走；辅助轴竖直设置，位于主轴下方；扇形齿轮组包括相匹配的主动锥形齿轮和从动锥形齿轮，主动锥形齿轮安装在主轴上、位于主驱动轮的内侧，可随主轴转动，从动锥形齿轮安装在辅助轴的上端，并与主动锥形齿轮啮合；辅助驱动轮安装在辅助轴上，位于主驱动轮的内侧下方，检测车行走时，辅助驱动轮在轨道内侧面上行走；主轴转动时，主动锥形齿轮随主轴转动，从动锥形齿轮随主动锥形齿轮转动，带动辅助轴转动，从而带动辅助驱动轮随之同步转动；卡紧轮组件包括卡紧壳体、卡紧轮、卡紧轮轴和弹性件；卡紧壳体固定在检测车的侧面、位于主驱动轮的外侧；卡紧轮轴竖直设置在卡紧壳体中，并可左右移动，且下端伸出卡紧壳体；卡紧轮安装在卡紧轮轴的下端，可在卡紧轮轴上转动，卡紧轮位于主驱动轮的外侧下方，检测车行走时，辅助驱动轮在轨道外侧面上转动；弹性件设置在卡紧壳体内，位于卡紧壳体靠外侧的侧壁与卡紧轮轴之间，且弹性件处于压缩状态，对卡紧轮轴施加向内的压力，使卡紧轮抵在轨道的外侧面上行走。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，卡紧轮为上下端细中部粗、上下对称的锥形轮。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，卡紧轮组件还包括上滑轨和下滑轨，分别水平固定在卡紧壳体内的顶部和底部；卡紧轮轴配有与之固定的上滑动轴承和下滑动轴承，分别与上滑轨和下滑轨相匹配，可在相应滑轨上左右滑动，使卡紧轮轴可沿上滑轨和下滑轨的设置方向左右滑动。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，弹性件为弹簧，位于上滑轨和下滑轨之间，一端固定在卡紧壳体靠外侧的内侧壁上，另一端固定在卡紧轮轴上。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，驱动组件包括驱动电机和减速器；驱动电机和减速器均固定安装在检测车内，驱动电机的动力经减速器减速再输出驱动主轴转动。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，驱动组件还包括传动皮带；驱动电机和减速器位于主轴内侧的上方，传动皮带的一端套在驱动电机和减速器的输出轴上，另一端套在主轴上，驱动电机通过传动皮带驱动主轴转动。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，还包括编码器安装在驱动电机上。
进一步，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，还可以具有这样的特征：其中，主驱动轮和辅助驱动轮均采用橡胶外表面。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，设计简洁，旨在增大轮面与轨道面的接触面积，并且通过施加一定的压力来防止由于轨道面油污或者光滑而导致的打滑现象，极大保证了检测车的稳定性及数据采集质量，具体表现在：
一、主驱动轮配有在轨道内侧面行走的辅助驱动轮，通过扇形齿轮组将动力传导至侧面的辅助驱动轮，以增加轮面(主驱动轮和辅助驱动轮)与轨道的接触面积。
二、设有卡紧轮组件，其卡紧轮与轨道外侧直接接触，弹簧使得卡紧轮能够时刻贴合轨道外侧，和贴合轨道内侧的辅助驱动轮一起达到卡紧效果。
三、主驱动轮和辅助驱动轮采用防滑材质及防滑表面纹理设计，保证了两个驱动轮的防滑性能。采用橡胶和塑料材质的驱动轮在隧道检测车工作运行过程中，可以有效吸收振动，带传动具有稳定、准确的传动比，因此能够保证隧道检测车数据采集的精确性。
附图说明
图1是隧道检测车驱动轮装置的结构示意图；
图2是隧道检测车驱动轮装置的外部结构示意图；
图3是卡紧轮组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种隧道检测车驱动轮装置，用于隧道检测车A的驱动，包括驱动组件、主轴21、主驱动轮22、扇形齿轮组、辅助轴41、辅助驱动轮42和卡紧轮组件。
驱动组件安装在检测车A上。
主轴21水平设置，驱动组件可驱动主轴21转动。主驱动轮22安装在主轴21上，可随主轴21转动。检测车A行走时，主驱动轮22在轨道B上转动行走。
辅助轴41竖直设置，位于主轴21下方。
其中，主轴21和辅助轴41均通过轴承安装设置在检测车A上。
扇形齿轮组包括相匹配的主动锥形齿轮31和从动锥形齿轮32。主动锥形齿轮31安装在主轴21上、位于主驱动轮22的内侧，可随主轴21转动。从动锥形齿轮32安装在辅助轴41的上端，并与主动锥形齿轮31啮合。
辅助驱动轮42安装在辅助轴41上，位于主驱动轮22的内侧下方，且二者转动平面相互垂直。检测车A行走时，辅助驱动轮42在轨道B内侧面上转动行走。
主轴21转动时，主动锥形齿轮31随主轴21转动，从动锥形齿轮32随主动锥形齿轮31转动，带动辅助轴41转动，从而带动辅助驱动轮42随之同步转动。
其中，主驱动轮22和辅助驱动轮42均采用橡胶外表面(外表面指与轨道的接触面)，且具有防滑表面纹理，在检测车A运行中可以有效克服驱动轮的打滑现象。同时，轮内部采用硬质塑料，并采用镂空设计，相比现有技术下的钢质轨道轮，在不牺牲隧道检测车承载能力的基础上，提高隧道检测车的减震能力。采用橡胶和塑料材质的驱动轮在隧道检测车工作运行过程中，可以有效吸收振动，带传动具有稳定、准确的传动比，因此能够保证隧道检测车数据采集的精确性。
具体的，驱动组件包括驱动电机11、减速器12和传动皮带13。
驱动电机11和减速器12均固定安装在检测车A内，驱动电机11的动力经减速器12减速再输出以驱动主轴21转动。驱动电机11和减速器12位于主轴21内侧的上方，传动皮带13的一端套在驱动电机11和减速器12的输出轴上，另一端套在主轴21上，驱动电机11通过传动皮带13驱动主轴21转动。
驱动轮装置还包括编码器6安装在驱动电机11上，以得到检测车A的进行状态，实现车速的反馈调节。
卡紧轮组件包括卡紧壳体51、卡紧轮52、卡紧轮轴53和弹性件54。
卡紧壳体51固定在检测车A的侧面、位于主驱动轮22的外侧。
卡紧轮轴53竖直设置在卡紧壳体51中，并可左右移动，且下端伸出卡紧壳体51。
卡紧轮52安装在卡紧轮轴53的下端，位于卡紧壳体51下方，可在卡紧轮轴53上转动。卡紧轮52位于主驱动轮22的外侧下方，且二者转动平面相互垂直。检测车A行走时，辅助驱动轮42在轨道B外侧面上转动。
弹性件54设置在卡紧壳体51内，位于卡紧壳体51靠外侧的侧壁与卡紧轮轴53之间，且弹性件54处于压缩状态，对卡紧轮轴53施加向内的压力，使卡紧轮52紧紧抵在轨道B的外侧面上行走，卡紧轮52与辅助驱动轮42共同夹在轨道B的两侧。主驱动轮22和辅助驱动轮42随主轴21转动、使检测车A行走时，卡紧轮52随之在轨道B外侧面上转动，即卡紧轮52没有动力驱动，跟随检测车A运动，只起到卡紧作用。弹性件54始终承受轴向压力，卡紧最大位移为20mm，能够满足地铁轨道的最大偏差，实现隧道检测车运行过程中的卡紧。
具体的，卡紧轮组件还包括上滑轨551和下滑轨552，分别水平固定在卡紧壳体51内的顶部和底部。卡紧轮轴53装配有与之固定的上滑动轴承531和下滑动轴承532，分别与上滑轨551和下滑轨552相匹配，即滑动轴承通过其外部与滑轨相适配的结构设置在相应的滑轨上，可在相应滑轨上左右滑动，使卡紧轮轴53可沿上滑轨551和下滑轨552的设置方向左右滑动。
弹性件54为弹簧，位于上滑轨551和下滑轨552之间，一端固定在卡紧壳体51靠外侧的内侧壁上，另一端固定在卡紧轮轴53上。
其中，卡紧轮52为上下端细中部粗、上下对称的锥形轮，其与轨道B外侧面的接触面为一条窄面，能够减小卡紧轮52与轨道B侧面的接触面积，增大卡紧力。
工作时，驱动组件驱动主轴21转动，主轴21上的主驱动轮22和主动锥形齿轮31随主轴21转动，同时，从动锥形齿轮32随主动锥形齿轮31转动，带动辅助轴41转动，从而带动辅助驱动轮42随之同步转动。主驱动轮22和辅助驱动轮42驱动检测车在轨道B上行走，行走的过程中，卡紧轮52在弹簧54的弹性压力的作用下，抵在轨道B的外侧面上随检测车的行走而转动，从而与主驱动轮22和辅助驱动轮42共同卡在轨道B上，从而实现检测车的贴合轨道、稳定行走，避免检测车发生偏移。
检测车可以通过安装四个(前侧两个和后侧两个)或两个(另两个为普通从动轮)本驱动轮装置，实现检测车的动力输出，并实现贴合轨道的稳定行驶。

Claims (8)

1.一种隧道检测车驱动轮装置，用于隧道检测车的驱动，其特征在于：
包括驱动组件、主轴、主驱动轮、扇形齿轮组、辅助轴、辅助驱动轮和卡紧轮组件；
所述驱动组件安装在检测车上；
主轴水平设置，驱动组件可驱动主轴转动；
主驱动轮安装在主轴上，可随主轴转动，检测车行走时，主驱动轮在轨道上行走；
辅助轴竖直设置，位于主轴下方；
扇形齿轮组包括相匹配的主动锥形齿轮和从动锥形齿轮，主动锥形齿轮安装在主轴上、位于主驱动轮的内侧，可随主轴转动，从动锥形齿轮安装在辅助轴的上端，并与主动锥形齿轮啮合；
辅助驱动轮安装在辅助轴上，位于主驱动轮的内侧下方，检测车行走时，辅助驱动轮在轨道内侧面上行走；
主轴转动时，主动锥形齿轮随主轴转动，从动锥形齿轮随主动锥形齿轮转动，带动辅助轴转动，从而带动辅助驱动轮随之同步转动；
所述卡紧轮组件包括卡紧壳体、卡紧轮、卡紧轮轴和弹性件；
卡紧壳体固定在检测车的侧面、位于主驱动轮的外侧；
卡紧轮轴竖直设置在卡紧壳体中，并可左右移动，且下端伸出卡紧壳体；
卡紧轮安装在卡紧轮轴的下端，可在卡紧轮轴上转动，卡紧轮位于主驱动轮的外侧下方，检测车行走时，辅助驱动轮在轨道外侧面上转动；
弹性件设置在卡紧壳体内，位于卡紧壳体靠外侧的侧壁与卡紧轮轴之间，且弹性件处于压缩状态，对卡紧轮轴施加向内的压力，使卡紧轮抵在轨道的外侧面上行走。
2.根据权利要求1所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述卡紧轮为上下端细中部粗、上下对称的锥形轮。
3.根据权利要求1所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述卡紧轮组件还包括上滑轨和下滑轨，分别水平固定在卡紧壳体内的顶部和底部；
所述卡紧轮轴配有与之固定的上滑动轴承和下滑动轴承，分别与上滑轨和下滑轨相匹配，可在相应滑轨上左右滑动，使卡紧轮轴可沿上滑轨和下滑轨的设置方向左右滑动。
4.根据权利要求3所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述弹性件为弹簧，位于上滑轨和下滑轨之间，一端固定在卡紧壳体靠外侧的内侧壁上，另一端固定在卡紧轮轴上。
5.根据权利要求1所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述驱动组件包括驱动电机和减速器；
驱动电机和减速器均固定安装在检测车内，驱动电机的动力经减速器减速再输出驱动主轴转动。
6.根据权利要求5所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述驱动组件还包括传动皮带；
所述驱动电机和减速器位于主轴内侧的上方，传动皮带的一端套在驱动电机和减速器的输出轴上，另一端套在所述主轴上，驱动电机通过传动皮带驱动主轴转动。
7.根据权利要求5所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，还包括编码器安装在驱动电机上。
8.根据权利要求1所述的隧道检测车驱动轮装置，其特征在于：
其中，所述主驱动轮和辅助驱动轮均采用橡胶外表面。
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