CN113428685A - 一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置和方法，包括：能够清扫车厢底板和内壁的清扫单元，清扫单元通过吸尘管道依次与颗粒吸收单元、灰粉吸收单元、风机、烟囱连接所述清扫单元、风机与控制单元电连接，控制单元与车厢位置传感器电连接。本发明利用位置传感器对行进中的列车进行定位，根据车厢前后帮板的位置适时的放下收起清扫机构，对行进中的各个车厢进行跟踪清扫，节省了列车每节车厢的启停时间，大大提高了列车清扫效率。本发明还采用真空吸尘的方式对车厢进行清理，将清理出的物料残渣和粉尘分别收集，形成两种可以利用的回收品，并分别输送利用，即保护了环境，又提高了资源的利用率，是一种高效环保的列车清扫解决方案。

Description

一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置和方法

技术领域

本发明涉及一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置和方法，是一种用于环保的自动化机械装置和方法，是一种针对铁路敞顶车厢的清扫除尘装置和方法。

背景技术

敞顶散装列车的车厢在卸车后，车厢中不可避免的还会留下许多残渣和灰尘，通常需要人工或机械设备进行清理。现有机械设备通常只是对车厢进行清理，对清理后的残渣和灰尘只是简单抛弃，而不做任何处理，使大量的残渣以及粉尘混合在一起，不能有效的处理，只能作为废料丢弃，即浪费了资源又污染了环境。

另一方面，现有的列车清扫机械通常是在列车静止的状态下对列车车厢一节一节的进行清扫，每节车厢清扫结束后，列车都要启动，让下一节车厢进入清扫位。对于一些运送煤炭等大宗散装物料的列车，往往有数十节车厢，在巨大的惯性作用，列车反复的启动和停止要消耗大量的时间，大大降低了列车自动清扫的效率。如果停位不准确，为保证清扫的质量，还需要反复的前进后退进行车厢位置调整，结果更加剧了时间的浪费，使整体清扫效率大打折扣。

如何提高列车自动清扫的效率，同时有效的处理清扫所产生的废料是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置和方法。所述的装置和方法能够在列车不断行进当中对列车各个车厢进行连续清扫，节省了列车启停的时间，提高了清扫效率，同时利用分类收集的方式收集出的物料残渣和粉尘，并分别输送利用，即保护了环境，又提高了资源的利用率。

本发明的目的是这样实现的：一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置，包括：能够清扫车厢底板和内壁的清扫单元，所述的清扫单元通过吸尘管道依次与颗粒吸收单元、灰粉吸收单元、风机、烟囱连接；所述的颗粒吸收单元依次设置旋风除尘器、颗粒积料斗、颗粒输送器；所述的灰粉吸收单元依次设置滤灰除尘器、灰粉积料斗、灰粉输送器；所述的清扫单元包括：跨越车厢两侧的横向水平滑轨，所述的横向水平滑轨分为固定滑轨和升降滑轨，所述的升降滑轨通过钢丝绳与升降绞车连接；所述的横向水平滑轨上设有能够沿横向水平滑轨移动的清扫机，所述的清扫机设有能够上下移动以清扫车厢前后和两侧内壁以及车厢底板的前后清扫滚刷组、两侧清扫滚刷组、底部清扫滚刷组，所述的前后清扫滚刷组设有能够跟随车厢进行而前后移动的伸缩机构；各个清扫滚刷组配有各自的吸尘罩，各个吸尘罩通过分支管道与吸尘管道连接；所述清扫单元、风机与控制单元电连接，所述的控制单元与车厢位置传感器电连接。

进一步的，清扫机包括通过滚轮在横向水平滑轨上移动的小车，所述的小车上设有固定架，所述固定架上设有能够沿固定架上下移动的清扫执行架，所述的清扫执行架通过上下移动缸与固定架连接，所述的清扫执行架上设置所述的伸缩机构和各个清扫滚刷组及其吸尘罩。

进一步的，所述伸缩机构是摆杆式伸缩机构，包括：多根一端与清扫执行架铰链连接，另一端设置滚刷的摆杆，所述摆杆中间与摇杆的一端固定连接，所述摇杆的另一端与摇摆动力缸连接。

进一步的，所述伸缩机构是平移式伸缩机构，包括：带有多个滚刷的水平移动框架，所述水平移动框架与水平移动缸连接。

进一步的，所述的上下移动缸、摇摆动力缸、水平移动缸是液压缸、气缸、电缸中的一种。

进一步的，所述的颗粒吸收单元设有颗粒吸收单元钢结构架，所述的颗粒吸收单元钢结构架从上到下依次设置旋风除尘器、颗粒积料斗、颗粒输送器。

进一步的，所述的灰粉吸收单元设有灰粉吸收单元钢结构架，所述的灰粉吸收单元钢结构架从上到下依次设置滤灰除尘器、灰粉积料斗、灰粉输送器。

进一步的，所述的旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗分别设有物料计量传感器和闸门，各个所述的物料计量传感器和闸门以及颗粒输送机、粉尘输送机与控制单元电连接。

进一步的，所述的风机和烟囱之间设置消声器。

一种使用上述装置的敞顶车厢内壁自动清扫除尘方法，所述方法的步骤如下：

步骤1，检测初始状态：检测初始状态：升降滑轨处于升起的状态、清扫机处于固定滑轨上、清扫执行架处于与固定架重合的状态、伸缩机构处于收缩状态；

步骤2，启动清扫单元：车厢位置传感器检测到机车已经经过清扫位，水平滑轨下落到水平位置，小车行驶到车厢上方，清扫执行开始下降，各个清扫滚刷开始旋转，同时启动风机；

步骤3，清扫车厢前帮板：前清扫滚刷组随清扫执行架迅速进入车厢中，开始对一节车厢前帮板，同时伸缩机构开始向前、后伸出，使前清扫滚刷组跟踪车厢前帮板向前运动，使前清扫滚刷组与车厢前帮板维持一段清扫时间，之后车厢前帮板脱离前清扫滚刷组，前帮板清扫结束；

步骤4，清扫车厢两侧帮板和底板：清扫执行架迅速下降，使两侧清扫滚刷组和底部清扫滚刷与车厢底板接触，形成对车厢两侧帮板和底板的清扫；

步骤5，清扫车厢后帮板：车厢位置传感器监测到伸出的后清扫收缩机构上后清扫滚刷组已经到达能够清扫后帮板的位置时，伸缩机构开始收缩，以跟踪后帮板的前行；当收缩机构快要达到收缩终点时迅速升起清扫执行架，完成对一节车厢后帮板以及两侧、底板的清扫；

步骤6，判断是否为最后一节车厢：车厢位置传感器判断是否为最后一节车厢，如果“是”则结束清扫，如果“否”则回到步骤3、4；

步骤7，分离残渣：在执行步骤3、4、5的同时清扫过程中风机在各个吸尘罩形成强力吸尘，将清扫出的残余物料吸入管道中并通过颗粒吸收单元和粉尘吸收单元将残余物料中的颗粒和粉尘分别吸收，集中至颗粒积料斗和粉尘积料斗中，形成能够出售的商品物料；

步骤8，输出物料：旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗中各自的物料计量传感器，监测旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗的物料的装满程度，并随时通知控制器要求将颗粒或灰粉运走。

本发明的优点和有益效果是：本发明利用位置传感器对行进中的列车进行定位，根据车厢前后帮板的位置适时的放下收起清扫机构，对行进中的各个车厢进行跟踪清扫，节省了列车每节车厢的启停时间，大大提高了列车清扫效率。本发明还采用真空吸尘的方式对车厢进行清理，将清理出的物料残渣和粉尘分别收集，形成两种可以利用的回收品，并分别输送利用，即保护了环境，又提高了资源的利用率，是一种高效环保的列车清扫解决方案。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一、六、七、八、九所述装置处于避让机车状态的结构示意图；

图2是本发明实施例一、六、七、八、九所述装置处于清扫车厢状态的结构示意图；

图3是本发明实施例一所述装置的控制原理框图；

图4是本发明实施例三所述摆杆式伸缩机构前后清扫滚刷组处于收缩状态的结构示意图，是图1中A向视图；

图5是本发明实施例三所述摆杆式伸缩机构前后清扫滚刷组处于伸出状态的结构示意图，是图2中B向视图；

图6是本发明实施例四所述平移式伸缩机构前后清扫滚刷组处于收缩状态的结构示意图，是图1中A向视图；

图7是本发明实施例四所述平移式伸缩机构前后清扫滚刷组处于伸出状态的结构示意图，是图2中B向视图；

图8是本发明实施例十所述方法的流程图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置，如图1、2、3所示。本实施例包括：能够清扫车厢底板和内壁的清扫单元1，所述的清扫单元通过吸尘管道2依次与颗粒吸收单元3、灰粉吸收单元4、风机5、烟囱6连接；所述的颗粒吸收单元依次设置旋风除尘器301、颗粒积料斗302、颗粒输送器303；所述的灰粉吸收单元依次设置滤灰除尘器401、灰粉积料斗402、灰粉输送器403；所述的清扫单元包括：跨越车厢两侧的横向水平滑轨，所述的横向水平滑轨分为固定滑轨101和升降滑轨102，所述的升降滑轨通过钢丝绳与升降绞车103连接；所述的横向水平滑轨上设有能够沿横向水平滑轨移动的清扫机，所述的清扫机设有能够上下移动以清扫车厢前后和两侧内壁以及车厢底板的前后清扫滚刷组104（见图3、4）、两侧清扫滚刷组105、底部清扫滚刷组106，所述的前后清扫滚刷组设有能够跟随车厢进行而前后移动的伸缩机构；各个清扫滚刷组配有各自的吸尘罩107，各个吸尘罩通过分支管道与吸尘管道连接；所述清扫单元、风机与控制单元电连接，所述的控制单元与车厢位置传感器电连接，如图3。

本实施例主要由三部分构成：清扫单元、颗粒吸收单元、粉尘吸收单元。其中清扫单元相对复杂，由多个运动机构构成。

由于列车的机车01（列车车头，图1用双点划线表示）高度高于车厢02（车皮，图2用双点划线表示），为避让机车的高度，清扫单元采用了类似于吊桥的结构。当机车来到时，将一段水平滑轨用升降绞车拉起，如图1所示，机车通过后，将升起的滑轨放平，使清扫机能够从避让机车的原始位移动的清扫车厢状态的清扫位上，如图2所示。为使清扫机能够在原始位和清扫位之间移动，清扫机可以设计为带有轮子的小车在轻钢轨长上滚动的形式，也可以使用滚轮导轨或直线导轨等成品滚动平移部件。清扫机水平位移的动力可以采用电机带动滚轮旋转，也可以采用液压马达、液压缸等液压动力，或者采用其他平移推动方式，如电缸、气缸等动力装置。

清扫单元中的各个清扫滚刷组采用的结构是：在长轴的外圆圆周上设置钢丝或其他具有弹性的材料硬质长丝，形成滚刷，并将滚刷沿被请扫面成排设置，形成成排的滚刷。清扫时，各个滚刷在动力设施的带动下做旋转运动，形成对被请扫面的滚动清扫。带动滚刷旋转的动力设施可以是电机、液压马达等。

清扫滚刷组在清扫状态是应探入车厢中，而在清扫完毕后滚刷组应收缩到清扫机中，以避让车厢的前后帮板，为此在清扫机需要升降机构。升降机构可以采用两个框架，一个框架与清扫机固定，另一个框架沿固定框架上下移动，形成上下相对位移，实现清扫滚刷组插入车厢中进行清扫作业。移动框架的上下位移的约束可以采用滚轮和轻钢轨，或者其他成品的直线运动平移部件，移动框架的运动动力可以采用油缸、气缸、电缸等动力部件。

为实现对整个列车实现在列车前行时连续不断的清扫，本实施例采用了十分关键的前后平移的伸缩机构。所述的伸缩机构，能够跟踪列车前行的速度伸出或收缩，以跟随车厢前帮板或后帮板的运动，形成滚刷组与车厢前、后帮板在列车前行时连续不断的密切接触，形成对前后帮板的滚刷。

需要解释的是，清刷一个平面通常需滚刷组在滚刷径向与该平面相对静止，并在滚刷轴向沿平面移动，才能使滚刷组中的滚刷在不断的旋转滚动中对平行形成滚刷。其中的要点是滚刷的径向与平面之间需要有一段相对静止的时间，才能实现滚刷。然而这样就产生了一个问题，如果前后滚刷组是固定的，如果希望将车厢的前后帮板清扫干净，就需要将列车停下来，使滚刷径向与前帮板或后帮板相对静止一段时间，并使清扫滚刷沿前后帮板上下移动，才能将前或后帮板清扫干净。如果不加改进仍使用前后固定的滚刷组，将列车停下来清扫与现有技术无异，无法避免清扫过程中列车启停的困扰。

为实现列车在行进过程能够将前后帮板清扫干净，本实施例采用了伸缩机构，利用伸缩机构跟踪前帮板或后帮板的位移，使滚刷在径向与帮板平面维持一段时间的相对静止，在这段相对静止的时间里，滚刷组上下移动，达到清扫的目的。

伸缩机构可以有多种形式，如可以采用摆杆形机构，或平移形机构等。

为使前后清扫滚刷组能够跟踪前后帮板，需要精确的检测车厢的位置位移状态，以确定滚刷组何时进行清扫，和在清扫过程中在径向与帮板平面维持相对静止，也就是以帮板前进的速度伸缩清扫滚刷组，这里确定车厢的运动速度和跟踪帮板的位移十分关键。本实施例设置了车厢位置传感器，对车厢的位移进行精确的跟踪，确定前后帮板位移和运动速度，以此确定清扫滚刷组进入和伸缩速度。

车厢位置传感器可以是安装在车厢经过的铁轨两侧的光栅组，也可以是安装在列车经过的铁路两侧或上方的激光测速仪或多普勒雷达等。

应当说明的是本实施例以及以下各个实施例所述的上、下、前、后、两侧、左、右侧等方向指示，均为通常认知的人站在列车上，面向列车前进方向所观察的前、后、左、右、上、下、两侧。所述的横向是指与列车行进方向垂直的方向，纵向是指与列车行进方向一致的方向。

所述的控制单元是具有数字运算和数字存储功能的电子设备，如：PLC、工业PC等设备。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于清扫机的细化，本实施例所述的清扫机包括通过滚轮108在横向水平滑轨上移动的小车109，所述的小车上设有固定架110，所述固定架上设有能够沿固定架上下移动的清扫执行架111，所述的清扫执行架通过上下移动缸112与固定架连接，如图2所示，所述的清扫执行架上设置所述的伸缩机构113和各个清扫滚刷组及其吸尘罩，如图4-7所示，（图2中的伸缩机构未画出，图4-7中未画出吸尘罩）。

所述的滚轮可以是具有动力装置带动、能够自主旋转使小车在水平滑轨上行进的车轮，带动滚轮转动的可以是电机、液压马达等动力设施。滚轮也可以是无动力，而小车在水平滑轨上的横向运动则可以使用钢丝牵引或齿轮齿条驱动等方式。

固定架与清扫执行架之间可以通过滚轮或其他平移约束设施，限制清扫执行架的运动轨迹。清扫执行架的上下运动可以使用油缸、气缸、电缸等动力设施。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于伸缩机构的细化，本实施例所述伸缩机构是摆杆式伸缩机构，包括：多根一端与清扫执行架铰链连接，另一端设置滚刷的摆杆1131，所述摆杆中间与摇杆1132的一端固定连接，所述摇杆的另一端与摇摆动力缸1133连接，如图3、4所示。

本实施例所述的伸缩机构是跟踪车厢前、后帮板行进清扫的关键设施。当车厢沿图3中箭头B的方向行进时，前帮板021进入清扫工位并继续慢速前进，清扫执行架沿箭头C方向插入车厢中，这时摆杆在摇摆动力缸的推动下，沿箭头D、E方向逐渐抬起（为简化控制，可以将清扫后帮板的滚刷组也同时抬起，当然也可以在接近后帮板时再抬起），使清扫滚刷与车厢前帮板接触并清扫，随着车厢的继续前行，摆杆继续抬起，使滚刷保持与前帮板的接触，直至摆杆使清扫滚刷达到最大伸缩距离，如图4所示。之后车厢前帮板继续前行最终脱离清扫滚刷，车厢前帮板的清扫结束。这时清扫执行架也达到了最大行程，使底部清扫滚刷接触到车厢底板进行清扫。当车厢的后帮板达到后清扫滚刷组时，摆杆逐渐回摆，使滚刷组逐渐收缩维持与后帮板的距离以对后帮板进行清扫，同时清扫执行架逐渐升起，直到清扫执行架从车厢中完全拔出，摆杆也使清扫滚刷组完全收缩，结束对后帮板的清扫，同时也是整节车厢清扫的结束。

前后帮板的清扫关键在于使清扫滚刷组在清扫过程中与行进中的帮板维持使滚刷能够旋转扫动的距离，因此，摆杆的摆动实际是在使滚刷组随着车厢帮板的前行而前行。

为使多个摇杆与一个摇摆动力缸连接可以使用一个连接杆2234，与多个摇杆连接，并与一个摇摆动力缸连接，将一个动力缸的动作转化为多个摆杆的动作。

前后清扫滚刷组的伸缩可以同时进行，只是在清扫前帮板时只是前滚刷组进行有效清扫，而后滚刷组不进行有效清扫，当清扫后帮板时情况正好相反。

所述的动力缸可以是液压缸、气缸、电缸等动力设施。摆杆也可以使用旋转动力设施推动，如电动机、液压马达，气动马达等，通过减速器同样能够达到动力缸的效果。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于伸缩机构的细化，本实施例所述伸缩机构是平移式伸缩机构，包括：带有多个滚刷的水平移动框架1135，所述水平移动框架与水平移动缸1136连接，如图6、7所示。

本实施例中清扫过程与摆动清扫相似，只是清扫滚刷组的跟踪移动由摆动改变为直线移动。为使水平移动框架移动平顺，可以使用滚动导轨、滚轮导轨等直线运动部件。

清扫中的伸缩过程为：当车厢沿图6中箭头B的方向行进时，前帮板进入清扫工位并继续慢速前进，清扫执行架沿箭头C方向插入车厢中，这时水平移动框架在水平移动缸的推动下，沿箭头G、F方向逐渐伸出（为简化控制，可以将清扫后帮板的滚刷组也同时伸出，当然也可以在接近后帮板时再伸出），使清扫滚刷与车厢前帮板接触并清扫，随着车厢的继续前行，水平移动框架继续伸出，使滚刷保持与前帮板的接触，直至水平移动框架使清扫滚刷达到最大伸出距离，如图7所示。之后车厢前帮板继续前行最终脱离清扫滚刷，车厢前帮板的清扫结束。这时清扫执行架也达到了最大行程，使底部清扫滚刷接触到车厢底板进行清扫。当车厢的后帮板达到后清扫滚刷组时，水平移动框架逐渐回收，使滚刷组逐渐收缩维持与后帮板的距离以对后帮板进行清扫，同时清扫执行架逐渐升起，直到清扫执行架从车厢中完全拔出，水平移动框架也使清扫滚刷组完全收缩，结束对后帮板的清扫，同时也是整节车厢清扫的结束。

平移伸缩机构的优势在于，可以有较大的伸缩行程，较大的伸缩行程意味着较长时间的清扫，即能够清扫的更为清洁。

实施例五：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于动力缸的细化，本实施例所述的上下移动缸、摇摆动力缸、水平移动缸是液压缸、气缸、电缸中的一种。

各个动力缸均可采用市售成品。

实施例六：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于颗粒吸收单元的细化，本实施例所述的颗粒吸收单元设有颗粒吸收单元钢结构架304，所述的颗粒吸收单元钢结构架从上到下依次设置旋风除尘器、颗粒积料斗、颗粒输送器，如图1、2所示。

为使用重力使清扫后过滤出的颗粒或粉尘自然下降，本实施例采用了竖直的钢结构架，将旋风除尘器和颗粒积料斗上下排列，旋风除尘器和颗粒积料斗的出口都设置了闸门，同时还可以在旋风除尘器和颗粒积料斗中设置了监测积料量的传感器，实施监测积料量，避免积料过多发生事故，实现安全生产。

实施例七：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于粉尘吸收单元的细化，本实施例所述的灰粉吸收单元设有灰粉吸收单元钢结构架404，所述的灰粉吸收单元钢结构架从上到下依次设置滤灰除尘器、灰粉积料斗、灰粉输送器，如图1、2所示。

本实施例的钢结构架如实施例六同样是为了利用重力积料而设计。

实施例八：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于设置计量传感器的细化，本实施例所述的旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗分别设有物料计量传感器和闸门，各个所述的物料计量传感器和闸门以及颗粒输送机、粉尘输送机与控制单元电连接，如图3所示。

本实施例所述的电连接是指一些执行机构，如升降绞车、清扫执行架、闸门等通过液压传动或气动或电驱动等方式执行控制单元的指令。

所述的物料计量传感器可以是视频传感器，或者是红外线传感器、或者激光雷达传感器，也可以使用杆式传感器，以及多种形式传感器的结合。

实施例九：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于设置消声器的细化，本实施例所述的风机和烟囱之间设置消声器8，如图1、2所示。

烟囱本身具有消声功能，同时能够提供一定的吸尘和降尘能力，但有一定的噪声会影响周围的环境，为此，本实施例专门在风机和烟囱之间设置了专门的消声器。

实施例十：

本实施例是一种上实施例所述装置的敞顶车厢内壁自动清扫除尘方法。所述的方法的基本原理是：使被清扫的列车缓慢通过上述实施例所述的敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置，该装置通过分析车厢的位置，将清扫滚刷从敞顶车厢的上方准确的插入车厢中，并跟踪车厢各个帮板和底板的运动轨迹对其进行清扫作业，并使用真空吸尘的方式将清扫产生的颗粒和粉尘吸入各个处理单元进行分离，最终将吸出的物料分为颗粒和灰粉分别输出，即保护了环境，还充分利用资源。

所述的清扫除尘方法具体包括如下步骤，流程如图8所示：

步骤1，检测初始状态：检测初始状态：升降滑轨处于升起的状态、清扫机处于固定滑轨上、清扫执行架处于与固定架重合的状态、伸缩机构处于收缩状态。

初始状态是各个运动机构处于零位（原点），是各个运动机构的出发点，这一出发点通常是各个运动机构处于一种稳定的安全状态，在周围情况发生变化时（主要是工作对象的运动，在此是列车进入清扫位并运动前行）整个装置所处状态不会发生与列车等运动物体碰撞等事故，当然设备本身的各个运动机构也处于不会发生任何相互的干涉状态。

升降滑轨的升起由升降绞车提起，以避让进入清扫工位的机车。通常情况下，机车高于车厢的高度，列车到来时要避让机车的高度，为此升降滑轨在升起时是一种安全状态，无论车厢还是机车驶过，都是安全的。

由于要避让机车，升降滑轨处于升起的状态，清扫机就不能在升降滑轨的停留，需要停留在固定滑轨上，这样才处于一种安全状态。

清扫执行架处于与固定架重合的状态是指清扫执行架带着所有的清扫滚刷与固定架重合在一起，处于收缩状态，不会与滑轨发生冲突，小车能够沿滑轨运动。

伸缩机构处于收缩状态是前后清扫滚刷收起，这时清扫滚刷伸缩行程的零点上。

步骤2，启动清扫单元：车厢位置传感器检测到机车已经经过清扫位，水平滑轨下落到水平位置，小车行驶到车厢上方，清扫执行开始下降，各个清扫滚刷开始旋转，同时启动风机。

在本步骤中，车厢位置传感器监测到机车已经驶过，车厢已经来到清扫位（所述的清扫位是指清扫执行架能够伸出车厢中的位置），也就是说，水平滑轨放下之后不会发生危险，同时清扫执行架插入车厢中也不会出现碰撞等危险。

步骤3，清扫车厢前帮板：前清扫滚刷组随清扫执行架迅速进入车厢中，开始对一节车厢前帮板，同时伸缩机构开始向前、后伸出，使前清扫滚刷组跟踪车厢前帮板向前运动，使前清扫滚刷组与车厢前帮板维持一段清扫时间，之后车厢前帮板脱离前清扫滚刷组，前帮板清扫结束。

由于车厢是不断前行的，在前行过程中，前清扫滚刷组在进入车厢之时开始在旋转中对前帮板进行清扫。要将前帮板清扫干净就要时清扫滚刷组与前帮板维持一个能够进行清扫的距离，然而车厢是不断前行的，要维持清扫距离，就要使滚刷组也跟踪前帮板前行，才能将前帮板清扫干净。为此，本步骤的关键就在于伸缩机构跟踪前帮板，维持清扫距离，达到将前帮板清扫干净的目的。

步骤4，清扫车厢两侧帮板和底板：清扫执行架迅速下降，使两侧清扫滚刷组和底部清扫滚刷与车厢底板接触，形成对车厢两侧帮板和底板的清扫。

本步骤中清扫两侧帮板是在清扫执行架带着滚刷组插入车厢时即开始，也就是说与前帮板清扫同时开始，而清扫车厢底部是在清扫执行架将底部清扫滚刷组达到车厢底板时开始。两侧和底部清扫是收缩机构收缩之后，也就是清扫后帮板结束是一同结束。

步骤5，清扫车厢后帮板：车厢位置传感器监测到伸出的后清扫收缩机构上后清扫滚刷组已经到达能够清扫后帮板的位置时，伸缩机构开始收缩，以跟踪后帮板的前行；当收缩机构快要达到收缩终点时迅速升起清扫执行架，完成对一节车厢后帮板以及两侧、底板的清扫。

本步骤是步骤3的反向动作，即：后帮板接近并达到后清扫滚刷组的最佳清扫位置时，后清扫滚刷组开始跟随后帮板后退，直到快达到收缩极限时，清扫执行架迅速升起，清扫的关键在于伸缩机构维持一段使清扫滚刷组与车厢后帮板稳定距离的时间，在这段时间里滚刷的旋转能够将后帮板清扫干净。

步骤6，判断是否为最后一节车厢：车厢位置传感器判断是否为最后一节车厢，如果“是”则结束清扫，如果“否”则回到步骤3、4。

步骤4、5、6是对一节车厢的清扫，要形成对整列列车的清扫，需要一节一节的进行清扫。本实施例是在列车不停的状态下，清扫一节后判断一下是否为最后一节车厢，这样不间断的循环，就能够将一列不断形成的列车清扫干净。

步骤7，分离残渣：在执行步骤3、4、5的同时清扫过程中风机在各个吸尘罩形成强力吸尘，将清扫出的残余物料吸入管道中并通过颗粒吸收单元和粉尘吸收单元将残余物料中的颗粒和粉尘分别吸收，集中至颗粒积料斗和粉尘积料斗中，形成能够出售的商品物料。

车厢中的残渣既有较大的颗粒，但大部分是由于装卸过程中的冲击，形成颗粒较小的灰粉，两者混合在一起，不能成为商品出售，因此，可以通过不同的过滤器将其分为颗粒和灰粉，直接形成可出售的商品。

步骤8，输出物料：旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗中各自的物料计量传感器，监测旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗的物料的装满程度，并随时通知控制器要求将颗粒或灰粉运走。

积料斗中还应当设置计量装置，能够对输出物料进行计量，以便能够进行商品交易。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如清扫机的结构、吸尘装置形式、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种敞顶车厢内壁自动清扫除尘装置，其特征在于，包括：能够清扫车厢底板和内壁的清扫单元，所述的清扫单元通过吸尘管道依次与颗粒吸收单元、灰粉吸收单元、风机、烟囱连接；所述的颗粒吸收单元依次设置旋风除尘器、颗粒积料斗、颗粒输送器；所述的灰粉吸收单元依次设置滤灰除尘器、灰粉积料斗、灰粉输送器；所述的清扫单元包括：跨越车厢两侧的横向水平滑轨，所述的横向水平滑轨分为固定滑轨和升降滑轨，所述的升降滑轨通过钢丝绳与升降绞车连接；所述的横向水平滑轨上设有能够沿横向水平滑轨移动的清扫机，所述的清扫机设有能够上下移动以清扫车厢前后和两侧内壁以及车厢底板的前后清扫滚刷组、两侧清扫滚刷组、底部清扫滚刷组，所述的前后清扫滚刷组设有能够跟随车厢进行而前后移动的伸缩机构；各个清扫滚刷组配有各自的吸尘罩，各个吸尘罩通过分支管道与吸尘管道连接；所述清扫单元、风机与控制单元电连接，所述的控制单元与车厢位置传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，清扫机包括通过滚轮在横向水平滑轨上移动的小车，所述的小车上设有固定架，所述固定架上设有能够沿固定架上下移动的清扫执行架，所述的清扫执行架通过上下移动缸与固定架连接，所述的清扫执行架上设置所述的伸缩机构和各个清扫滚刷组及其吸尘罩。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伸缩机构是摆杆式伸缩机构，包括：多根一端与清扫执行架铰链连接，另一端设置滚刷的摆杆，所述摆杆中间与摇杆的一端固定连接，所述摇杆的另一端与摇摆动力缸连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伸缩机构是平移式伸缩机构，包括：带有多个滚刷的水平移动框架，所述水平移动框架与水平移动缸连接。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述的上下移动缸、摇摆动力缸、水平移动缸是液压缸、气缸、电缸中的一种。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的颗粒吸收单元设有颗粒吸收单元钢结构架，所述的颗粒吸收单元钢结构架从上到下依次设置旋风除尘器、颗粒积料斗、颗粒输送器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的灰粉吸收单元设有灰粉吸收单元钢结构架，所述的灰粉吸收单元钢结构架从上到下依次设置滤灰除尘器、灰粉积料斗、灰粉输送器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗分别设有物料计量传感器和闸门，各个所述的物料计量传感器和闸门以及颗粒输送机、粉尘输送机与控制单元电连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的风机和烟囱之间设置消声器。

10.一种使用权利要求9所述装置的敞顶车厢内壁自动清扫除尘方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1，检测初始状态：检测初始状态：升降滑轨处于升起的状态、清扫机处于固定滑轨上、清扫执行架处于与固定架重合的状态、伸缩机构处于收缩状态；

步骤2，启动清扫单元：车厢位置传感器检测到机车已经经过清扫位，水平滑轨下落到水平位置，小车行驶到车厢上方，清扫执行开始下降，各个清扫滚刷开始旋转，同时启动风机；

步骤3，清扫车厢前帮板：前清扫滚刷组随清扫执行架迅速进入车厢中，开始对一节车厢前帮板，同时伸缩机构开始向前、后伸出，使前清扫滚刷组跟踪车厢前帮板向前运动，使前清扫滚刷组与车厢前帮板维持一段清扫时间，之后车厢前帮板脱离前清扫滚刷组，前帮板清扫结束；

步骤4，清扫车厢两侧帮板和底板：清扫执行架迅速下降，使两侧清扫滚刷组和底部清扫滚刷与车厢底板接触，形成对车厢两侧帮板和底板的清扫；

步骤5，清扫车厢后帮板：车厢位置传感器监测到伸出的后清扫收缩机构上后清扫滚刷组已经到达能够清扫后帮板的位置时，伸缩机构开始收缩，以跟踪后帮板的前行；当收缩机构快要达到收缩终点时迅速升起清扫执行架，完成对一节车厢后帮板以及两侧、底板的清扫；

步骤6，判断是否为最后一节车厢：车厢位置传感器判断是否为最后一节车厢，如果“是”则结束清扫，如果“否”则回到步骤3、4；

步骤7，分离残渣：在执行步骤3、4、5的同时清扫过程中风机在各个吸尘罩形成强力吸尘，将清扫出的残余物料吸入管道中并通过颗粒吸收单元和粉尘吸收单元将残余物料中的颗粒和粉尘分别吸收，集中至颗粒积料斗和粉尘积料斗中，形成能够出售的商品物料；

步骤8，输出物料：旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗中各自的物料计量传感器，监测旋风除尘器、颗粒积料斗、滤灰除尘器、灰粉积料斗的物料的装满程度，并随时通知控制器要求将颗粒或灰粉运走。

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