CN111731339B - 一种用于轨道交通的多功能异物清理装置 - Google Patents

Abstract

一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，包括空心柱，空心柱的内壁后端固定连接第一弹簧的后端，第一弹簧的前端固定连接第一活塞的背面，空心柱内设有第二活塞，第二活塞、第一活塞均与空心柱滑动配合，空心柱的前端开设纵向且与之内部相通的轴孔，第二活塞的前面固定连接活动杆的后端。本装置通过三级预警的方式，既能够清理轨道上的中小体积碎石，保证列车平稳安全运行，又能够根据不同的预警情况做出相应的处置，不至于小题大做，从而避免耽误旅客的时间，减少列车延误几率；也可将本装置安装至轨道巡航车辆上，能够对轨道异物进行清理，遇较为严重的轨道异物阻碍情况时，再通过人力清查，能够减少铁路人力资源投入，减轻巡航人员负担。

Description

一种用于轨道交通的多功能异物清理装置

技术领域

本发明属于轨道清理领域，具体地说是一种用于轨道交通的多功能异物清理装置。

背景技术

在轨道交通运输中，最怕的就是轨道旁出现阻碍物，导致机车车轮与轨道分离，从而造成脱轨翻车的时间，且由于机车重量大，惯性大，一旦发生事故，后果不堪设想。目前，机车的车头位置也装有排障结构，但其与机车之间的连接多为刚性连接，很容易出现连接点断裂损坏的情况，且会对机车的车身产生较大的振动，容易使靠近车头处的旅客产生不适感甚至产生恐慌。

发明内容

本发明提供一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，包括空心柱，空心柱的内壁后端固定连接第一弹簧的后端，第一弹簧的前端固定连接第一活塞的背面，空心柱内设有第二活塞，第二活塞、第一活塞均与空心柱滑动配合，空心柱的前端开设纵向且与之内部相通的轴孔，第二活塞的前面固定连接活动杆的后端，活动杆从轴孔内穿过且与之滑动配合，活动杆的前端内部开设柱形孔，柱形孔的顶面固定连接第二弹簧的上端，第二弹簧的下端固定连接短柱的上端，柱形孔的底面开设竖向且通透的销孔，短柱的下端轴承连接销轴的上端，销轴的下端穿过销孔后轴承连接转轴，转轴的两侧均固定安装轮体，转轴的两端均轴承安装转盘，转盘的内侧均固定安装齿圈，转轴的两侧均固定安装主动齿轮，主动齿轮均位于对应的齿圈内，每个齿圈与对应的主动齿轮之间设有第一传动齿轮和第二传动齿轮，主动齿轮通过第一传动齿轮和第二传动齿轮带动齿圈与之同步运动，转盘的外周均固定安装数个弧形板，两侧弧形板的凸面相对，空心柱的内壁后端和第一活塞的前面均固定安装无线传感器，第一活塞的背面和第二活塞的背面均固定连接弹簧伸缩杆的一端，弹簧伸缩杆与无线传感器共中心线，弹簧伸缩杆的另一端能够分别与对应的无线传感器接触配合，无线传感器连接控制器。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的弧形板的凸面均固定安装固定套，固定套的内壁轴承连接锁止套的外周，锁止套的内壁开设数个凹槽，凹槽的内端均开设通孔，凹槽的内端均固定连接第三弹簧的一端，第三弹簧的另一端均固定安装第一卡块，第一卡块的内端均固定连接线绳的一端，线绳均从对应的通孔内穿过，固定套内通过轴承安装活动套，线绳的另一端均固定连接活动套的内壁，活动套的外周开设一圈齿槽，弧形板的凸面均固定安装伸缩杆，伸缩杆的活动端均固定连接齿条的一端，齿条均与对应的活动套啮合，锁止套的一端连接动力装置，锁止套内设有转动杆，转动杆的外周固定安装数个同样的第二卡块，第二卡块与第一卡块交错分布且能接触配合，转动杆的一端探出锁止套外且固定连接摆杆的一端，摆杆的另一端固定连接破碎杆的一端，弧形板上均开设有供破碎杆穿过的透槽，弧形板靠近转盘处设有与伸缩杆电路连接的开关。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的伸缩杆为电推杆。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的活动杆的外周套装与之滑动配合的导向套。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的第二活塞的背面固定连接套筒的前端，套筒位于对应的弹簧伸缩杆外，套筒的后端能够与第一活塞的前面接触配合。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的无线传感器为无线压力传感器。

如上所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，所述的第一活塞和第二活塞之间有液压油。

本发明的优点是：本发明适用于多隧道、山谷路段的普通列车使用，轮体同火车车轮，搁放于铁轨上，随列车前进，由于受列车重力作用，轮体的转动方向为顺时针，轮体通过转轴带动主动齿轮转动，主动齿轮通过第一传动齿轮和第二传动齿轮带动齿圈转动，使齿圈与主动齿轮的转动方向相反，齿圈带动转盘转动，弧形板随转盘转动，弧形板位于铁轨外侧，即能够将铁轨旁的石块等拨开，以免对列车的通行造成影响，转轴连接有销轴，销轴能在销孔内转动，以满足列车的拐弯需求，第二弹簧始终给予短柱向下的力，用以缓冲轮体沿铁轨移动所产生的振动，当弧形板清理异物所受到的力较大时，力能够通过转轴、活动杆等结构传至第二活塞处，从而带动第二活塞向后移动，当其对应的弹簧伸缩杆触碰前方的无线传感器时，无线传感器即将信号传至控制器处，从而做出相应举措。本装置通过三级预警的方式，既能够清理轨道上的中小体积碎石，保证列车平稳安全运行，又能够根据不同的预警情况做出相应的处置，不至于小题大做，从而避免耽误旅客的时间，减少列车延误几率；也可将本装置安装至轨道巡航车辆上，能够对轨道异物进行清理，遇较为严重的轨道异物阻碍情况时，再通过人力清查，能够减少铁路人力资源投入，减轻巡航人员负担；本装置也能够代替一部分人为判断，通过配合以其他传感器，可用于无人机车驾驶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图的放大图；图3是空心柱的内部结构示意图；图4是图2的Ⅰ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，如图所示，包括空心柱1，固定安装于车头底部，采用焊接等方式均可，空心柱1背部可为螺纹式的可拆分结构，类似于螺纹端盖，以便于对其内部进行维护，空心柱1的内壁后端固定连接第一弹簧2的后端，第一弹簧2的前端固定连接第一活塞3的背面，空心柱1内设有第二活塞4，第二活塞4位于第一活塞3前方，第二活塞4、第一活塞3均与空心柱1滑动配合，空心柱1的前端开设纵向且与之内部相通的轴孔5，第二活塞4的前面固定连接活动杆6的后端，活动杆6从轴孔5内穿过且与之滑动配合，活动杆6的前端内部开设柱形孔7，其探出车头外，柱形孔7的顶面固定连接第二弹簧8的上端，第二弹簧8的下端固定连接短柱9的上端，柱形孔7的底面开设竖向且通透的销孔10，短柱9的下端轴承连接销轴11的上端，销轴11的下端穿过销孔10后轴承连接转轴12，销轴11与转轴12相互垂直，销轴11的下端固定连接轴承的外圈，轴承的内圈固定连接转轴12的外周中部，转轴12的两侧均固定安装轮体13，转轴12的两端均轴承安装转盘14，转盘14与转轴12共中心线，转盘14的内侧均固定安装齿圈15，转轴12从齿圈15内穿过且与之共中心线，转轴12的两侧均固定安装主动齿轮16，均位于对应的轮体13的外侧，主动齿轮16均位于对应的齿圈15内，每个齿圈15与对应的主动齿轮16之间设有第一传动齿轮17和第二传动齿轮18，第一传动齿轮17和第二传动齿轮18与转盘14转动连接，主动齿轮16通过第一传动齿轮17和第二传动齿轮18带动齿圈15与之同步运动，转盘14的外周均固定安装数个弧形板19，两侧弧形板19的凸面相对，空心柱1的内壁后端和第一活塞3的前面均固定安装无线传感器20，电路连接电源，电源可为固定安装于空心柱1上的电池，也可通过线路连接列车电源，第一活塞3的背面和第二活塞4的背面均固定连接弹簧伸缩杆21的一端，弹簧伸缩杆21与无线传感器20共中心线，弹簧伸缩杆21的另一端能够分别与对应的无线传感器20接触配合，无线传感器20连接控制器，可选用工控机，图中未示出，可装于机车控制室内，控制器带有无线信号收发功能，用以接收无线传感器20所发射的信号，控制器电性连接报警器，同样设于机车控制室内，用以提醒驾驶者手动作出相应举措以保证列车安全平稳运行，控制器还可连接列车的控制系统，当控制器接收到前方的无线传感器20发出的信号时，为一级预警，控制列车减速２０－３０％，当控制器接收到后方的无线传感器20发出的信号时，为二级预警，控制列车减速０４－６０％，于列车底部间隔均匀的设置数套本装置，当控制器连续接收到无线传感器20发出的信号时，为三级预警，控制列车减速直至驻车，并向总控室传达轨道障碍信号，由总控室调度巡检人员对轨道异物进行清理，同时对列车进行检查，确认其是否能够继续运行。本发明适用于多隧道、山谷路段的普通列车使用，轮体13同火车车轮，搁放于铁轨上，随列车前进，由于受列车重力作用，轮体13的转动方向为顺时针（图1中从左侧看），轮体13通过转轴12带动主动齿轮16转动，主动齿轮16通过第一传动齿轮17和第二传动齿轮18带动齿圈15转动，使齿圈15与主动齿轮16的转动方向相反，齿圈15带动转盘14转动，弧形板19随转盘14转动，弧形板19位于铁轨外侧，即能够将铁轨旁的石块等拨开，以免对列车的通行造成影响，转轴12连接有销轴11，销轴11能在销孔10内转动，以满足列车的拐弯需求，第二弹簧8始终给予短柱9向下的力，用以缓冲轮体13沿铁轨移动所产生的振动，当弧形板19清理异物所受到的力较大时，力能够通过转轴12、活动杆6等结构传至第二活塞4处，从而带动第二活塞4向后移动，当其对应的弹簧伸缩杆21触碰前方的无线传感器20时，无线传感器20即将信号传至控制器处，从而做出相应举措。本装置通过三级预警的方式，既能够清理轨道上的中小体积碎石，保证列车平稳安全运行，又能够根据不同的预警情况做出相应的处置，不至于小题大做，从而避免耽误旅客的时间，减少列车延误几率；也可将本装置安装至轨道巡航车辆上，能够对轨道异物进行清理，遇较为严重的轨道异物阻碍情况时，再通过人力清查，能够减少铁路人力资源投入，减轻巡航人员负担；本装置也能够代替一部分人为判断，通过配合以其他传感器，可用于无人机车驾驶。

具体而言，如图2或4所示，本实施例所述的弧形板19的凸面均固定安装固定套22，位于靠近转盘14处，且固定套22均垂直于转盘14，固定套22的内壁轴承连接锁止套的外周，锁止套的内壁开设数个凹槽23，凹槽23的内端均开设通孔24，其外端均匀分布于锁止套的外周，凹槽23的内端均固定连接第三弹簧25的一端，第三弹簧25的另一端均固定安装第一卡块26，第一卡块26的内端均固定连接线绳27的一端，线绳27均从对应的通孔24内穿过，固定套22内通过轴承安装活动套28，锁止套从其内穿过，线绳27的另一端均固定连接活动套28的内壁，线绳27处于绷紧状态，活动套28的外周开设一圈齿槽，弧形板19的凸面均固定安装伸缩杆29，伸缩杆29的活动端均固定连接齿条30的一端，齿条30均与对应的活动套28啮合，伸缩杆29收缩时，齿条30不与活动套28啮合，锁止套的一端连接动力装置，动力装置为低转速电机，锁止套内设有转动杆31，转动杆31与固定套22通过扭簧连接，转动杆31的外周固定安装数个同样的第二卡块32，第二卡块32与锁止套的内壁滑动配合，第二卡块32与第一卡块26交错分布且能接触配合，转动杆31的一端探出锁止套外且固定连接摆杆33的一端，摆杆33的另一端固定连接破碎杆34的一端，破碎杆34的另一端为锥形结构，破碎杆34与摆杆33相互垂直，弧形板19上均开设有供破碎杆34穿过的透槽35，弧形板19靠近转盘14处设有与伸缩杆29电路连接的开关，伸缩杆29电路连接电源，电源可为固定安装于转盘14外侧的电池，也可于齿圈15外周设置电刷等结构连接列车电源，采用现有技术手段即可实现，于此不再赘述。当有体积较大的石块滚落至铁轨旁时，转动的弧形板19在与之接触后，石块触碰到开关时，伸缩杆29伸展，齿条30啮合活动套28带动其转动，线绳27拉动第一卡块26向凹槽23内移动，第三弹簧25收缩，直至第一卡块26完全进入凹槽23内，此时，转动杆31、摆杆32和破碎杆34受扭簧作用朝向对应的弧形板19转动，破碎杆34快速击打与弧形板19接触的石块，或将之击碎，或将之推离弧形板19，即推离铁轨，以减轻弧形板19的负载，降低其受损的可能性，同时通过上述方式也能够减弱传导至第二活塞4处的力，后续不再撞击此石块时，列车正常运行即可，降低列车延误几率；伸缩杆29、低转速电机均与控制器电路连接，随后，控制器控制伸缩杆29收缩，第一卡块26弹出啮合第二开口32，然后使低转速电机带动锁止套顺时针转动６０°左右，从而使破碎杆34收回，此过程中需克服扭簧做功，以蓄积能量准备下一击。

具体的，本实施例所述的伸缩杆29为电推杆。其结构更为简单，无需铺设油路以及安装油泵。

进一步的，如图3所示，本实施例所述的活动杆6的外周套装与之滑动配合的导向套36，导向套36通过安装架固定安装于车头底部。该结构能够进一步增强活动杆6的移动稳定性，安装架两侧开孔，可采用螺栓连接的方式连接车头。

更进一步的，如图3所示，本实施例所述的第二活塞4的背面固定连接套筒37的前端，套筒37位于对应的弹簧伸缩杆21外，套筒37的后端能够与第一活塞3的前面接触配合。该结构能够避免在本装置受力较大时，前方的弹簧伸缩杆21与前方的无线传感器20接触后超出其承受范围，从而防止无线传感器20损坏。

更进一步的，本实施例所述的无线传感器20为无线压力传感器。其可承受载荷大，不易损坏，且可测得所受压力大小，将数据传至控制器处，控制器可根据此数据做更为精细的自动控制，如列车减速百分比等。

更进一步的，如图3所示，本实施例所述的第一活塞3和第二活塞4之间有液压油。该结构能够进一步提升第二活塞4向后移动的阻力，以达到缓冲效果，降低空心柱1的受力，且其还能起到抗磨、防锈等效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，包括空心柱（1），其特征在于：空心柱（1）的内壁后端固定连接第一弹簧（2）的后端，第一弹簧（2）的前端固定连接第一活塞（3）的背面，空心柱（1）内设有第二活塞（4），第二活塞（4）、第一活塞（3）均与空心柱（1）滑动配合，空心柱（1）的前端开设纵向且与之内部相通的轴孔（5），第二活塞（4）的前面固定连接活动杆（6）的后端，活动杆（6）从轴孔（5）内穿过且与之滑动配合，活动杆（6）的前端内部开设柱形孔（7），柱形孔（7）的顶面固定连接第二弹簧（8）的上端，第二弹簧（8）的下端固定连接短柱（9）的上端，柱形孔（7）的底面开设竖向且通透的销孔（10），短柱（9）的下端轴承连接销轴（11）的上端，销轴（11）的下端穿过销孔（10）后轴承连接转轴（12），转轴（12）的两侧均固定安装轮体（13），转轴（12）的两端均轴承安装转盘（14），转盘（14）的内侧均固定安装齿圈（15），转轴（12）的两侧均固定安装主动齿轮（16），主动齿轮（16）均位于对应的齿圈（15）内，每个齿圈（15）与对应的主动齿轮（16）之间设有第一传动齿轮（17）和第二传动齿轮（18），主动齿轮（16）通过第一传动齿轮（17）和第二传动齿轮（18）带动齿圈（15）与之同步运动，转盘（14）的外周均固定安装数个弧形板（19），两侧弧形板（19）的凸面相对，空心柱（1）的内壁后端和第一活塞（3）的前面均固定安装无线传感器（20），第一活塞（3）的背面和第二活塞（4）的背面均固定连接弹簧伸缩杆（21）的一端，弹簧伸缩杆（21）与无线传感器（20）共中心线，弹簧伸缩杆（21）的另一端能够分别与对应的无线传感器（20）接触配合，无线传感器（20）连接控制器。

2.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的弧形板（19）的凸面均固定安装固定套（22），固定套（22）的内壁轴承连接锁止套的外周，锁止套的内壁开设数个凹槽（23），凹槽（23）的内端均开设通孔（24），凹槽（23）的内端均固定连接第三弹簧（25）的一端，第三弹簧（25）的另一端均固定安装第一卡块（26），第一卡块（26）的内端均固定连接线绳（27）的一端，线绳（27）均从对应的通孔（24）内穿过，固定套（22）内通过轴承安装活动套（28），线绳（27）的另一端均固定连接活动套（28）的内壁，活动套（28）的外周开设一圈齿槽，弧形板（19）的凸面均固定安装伸缩杆（29），伸缩杆（29）的活动端均固定连接齿条（30）的一端，齿条（30）均与对应的活动套（28）啮合，锁止套的一端连接动力装置，锁止套内设有转动杆（31），转动杆（31）的外周固定安装数个同样的第二卡块（32），第二卡块（32）与第一卡块（26）交错分布且能接触配合，转动杆（31）的一端探出锁止套外且固定连接摆杆（33）的一端，摆杆（33）的另一端固定连接破碎杆（34）的一端，弧形板（19）上均开设有供破碎杆（34）穿过的透槽（35），弧形板（19）靠近转盘（14）处设有与伸缩杆（29）电路连接的开关。

3.根据权利要求2所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的伸缩杆（29）为电推杆。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的活动杆（6）的外周套装与之滑动配合的导向套（36）。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的第二活塞（4）的背面固定连接套筒（37）的前端，套筒（37）位于对应的弹簧伸缩杆（21）外，套筒（37）的后端能够与第一活塞（3）的前面接触配合。

6.根据权利要求5所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的无线传感器（20）为无线压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的多功能异物清理装置，其特征在于：所述的第一活塞（3）和第二活塞（4）之间有液压油。

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