CN206954192U - 一种新型轨道车辆移动式清洗设备 - Google Patents

Abstract

一种新型轨道车辆移动式清洗设备，由承载车、支撑臂、伺服电机组、清洗头以及刷头机构组成。承载车用于承载整个清洗装置和一些车用零部件等；支撑臂用于支撑伺服电机组和清洗头，并控制其运动轨迹；伺服电机组为清洗头提供两个转动副；清洗头为刷头机构提供安装位置，便于清洗作业。刷头机构包含有两排多个独立滚刷，其支架杆部与支架头部可相对转动，便于滚刷良好贴合列车外表面的曲面造型；同时结合清洗头的减震器及距离感应器数据，控制伺服电机组调节清洗头的姿态，从而完成列车表面全方位自适应清洗。本实用新型设备整个清洗过程灵活高效且自动完成，具有重要的实用价值。

Description

一种新型轨道车辆移动式清洗设备

技术领域

本实用新型属于轨道车辆清洗设备技术领域，具体涉及一种新型轨道车辆移动式清洗设备。

背景技术

随着国民总体生活水平显著提高，人们对外出乘坐交通工具要求更高的舒适性和方便性，高速动车组的快速、方便、舒适的特点恰恰符合人们的出行要求。同时鉴于我国在高速动车组技术上取得的重大突破以及在高速列车网建设方面的巨大投入，高速列车将逐渐成为我国铁路客运的主要运载方式。然而，随着高速列车的投入使用，一些日常的维护与清洗工作所遇到的问题也随之出现。由于列车在野外高速运行时，空气中的粉尘、飞虫等会与列车表面发生碰撞，易紧紧粘附在其表面，难以清洗。特别是国内多地城市出现雾霾情况时，会导致高速列车全车身表面粘附大量细小颗粒，非常难以清除。为保证列车正常运行，列车的日常清洗工作非常重要，但在实际清洗过程中，由于列车车头和车顶都是曲面造型，现有的清洗装置无法对这些曲面部分进行有效地清洗。

目前，市场上尚无全方位自适应式的轨道清洗产品，大部分相关的轨道清洗设备专利限于框架式清洗设备及车体侧面清洗装置，难以对车体曲面部分（如车头和车顶）进行有效清洗。如专利号为CN204978582U的发明专利中，涉及到一种整体框架式清洗设备，该设备主要结构为一大型框架，清洗喷头的等清洗设备都集中在框架上，可以利用两侧的导轨使得清洗装置移动以达到对停留在轨道上的列车进行清洗的目的。但由于框架体积较大，设备的灵活性受限，成本也较高，且仅能清洗车体侧面和裙板，应用受到一定限制。在专利号为CN202080250U的实用型专利中，介绍一种移动式清洗设备。该清洗设备工作执行部位装有一个大滚刷，该执行部位安装在一移动小推车上，通过推动小车来带动执行部位对小车进行清洗作业。该装置虽然灵活性较高，但却无法实现对车顶和车头的清洗作业。专利号为CN205468977U中，涉及到一种移动式清洗机。该清洗机的刷辊在工作结束后可以将其收缩在小车上方，极大地节约了整个占地空间，但仍无法满足整体的清洗要求。鉴于目前这些清洗设备存在的缺陷，设计一种新型清洗设备解决轨道车辆全方位及曲面的清洗问题，具有十分重要的实际工程意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型轨道车辆全方位自适应清洗设备，解决目前轨道车辆清洗装置无法完成车顶和车头等曲面清洗的问题。该装置结构设计合理，成本低廉，不但可以完成对车体外部曲面的清洗问题，提高清洗效率和洁净度，而且整个装置行动灵活，可以极大地节约整体占地空间，降低成本。

本实用新型采用如下技术方案：

一种新型轨道车辆移动式清洗设备，该装置由承载车1、支撑臂2、伺服电机组3、清洗头4以及刷头机构5五部分组成。

所述的承载车由车体1-1、液力驱动电机1-2、转盘1-3、转盘驱动电机1-4、水箱1-5以及蓄电池1-6组成；车体1-1支撑着整个装置，同时载着整个清洗装置移动，同时车体上安装承载车的驱动系统；液体驱动电机1-2和转盘驱动电机1-4安装在车体上，同时转盘驱动电机1-4通过传动齿轮与转盘1-3连接；水箱1-5安装在小车后部，用于储存清洗用水和清洗液；蓄电池1-6安装在车体中，用于给整个装置的电机和其他用电设备提供电能。

所述的支撑臂安装在车体1-1上，主要由底座2-1、臂杆2-2、液压杆组2-3以及连接件2-4组成；底座2-1安装在转盘1-3上，能够随其进行360°旋转；臂杆2-2包括三部分，分别为下臂杆、中间臂杆、上臂杆，下臂杆与底座2-1铰接，中间臂杆分别与下臂杆和上臂杆铰接在一起，上臂杆与伺服电机组3连接；液压杆组2-3包括四组液压杆，分别安装在底座2-1、臂杆2-2和连接件2-4之间，主要用于控制臂杆2-2整体的运动；连接件2-4与液压杆和电机组3中连接块3-2相连接，同时另外一端与上臂杆铰接，可以通过液压杆控制清洗头进行小范围转动。

所述伺服电机组安装在支撑臂2上，与清洗头4相连；该伺服电机组3由电机机座3-1、连接块3-2、伺服电机一3-3、直角电机机座3-4以及伺服电机二3-5组成；电机机座3-1为伺服电机一3-3提供安装位置；连接块3-2安装在电机机座3-1下部，将支撑臂2与伺服电机组3连接在一起；伺服电机一3-3安装在电机机座3-1上，上部与直角电机机座3-4相连；直角电机机座3-4置于伺服电机一3-3和伺服电机二3-5之间；伺服电机二3-5安装在直角电机机座3-4上，并与清洗头4相连，能够带动整个清洗头进行旋转。

所述清洗头由外壳构架4-1、减震器4-2、刷组4-3以及距离感应器4-4组成；清洗头4的外壳构架4-1与伺服电机二3-5的法兰连接，不但为其他部件提供安装位置，且顶部挡板起挡住污水，防止飞溅的作用；减震器4-2安装在刷组4-3和外壳构架4-1之间，一方面能够在刷组4-3靠近列车表面时起缓冲作用，防止对列车外表面造成损伤，另一方面可以通过调节其工作行程来控制整个刷组4-3的运动范围；刷组4-3分成两排，安装在外壳构架4-1挡板下部，并与构架铰接，其主要用于对车体表面清洗；距离感应器4-4排成一排，安装在刷组4-3与外壳构架4-1铰接处下面，用于测量清洗头4与车体的距离，防止发生剐蹭。

所述的刷头机构5安装外壳构架4-1上，由支架杆部5-1、支架头部5-2、盘型电机5-3、滚刷5-4以及弹簧5-5组成；支架杆部5-1一端铰接在外壳构架4-1上，并与减震器4-2连接，另一端与支架头部5-2铰接在一起；滚刷5-4安装在支架头部5-2上面，盘型电机5-3安装滚刷5-4两侧，为其提供动力；弹簧5-5安装在支架杆部5-1与支架头部5-2两端，当滚刷5-4受到一定的压力发生偏转，并在压力逐渐减小时，使其恢复到原来位置。

本实用新型所述设备中的各个部分相互协作，相互配合，可以独立完成高速列车整个外表面的清洗作业，工作效率高，成本较低。

所述的支撑臂中运用机械臂造型，并用液压杆控制，灵活性好，可以精确控制臂杆运动方向。

所述的清洗头与伺服电机组法兰连接，直角电机机座使两台电机联合工作，为装置提供两个转动副，提高清洗头的灵活度。

所述的清洗头和刷头机构中，减震器不仅起缓冲作用，防止对车体造成损伤，同时还起到控制刷头运动范围的作用。支架杆部与支架头部采用铰接方式，能够更好地适应列车曲面造型，以完成清洗工作。

本实用新型与现有的技术相比，具有以下优点：

（1）本实用新型的轨道车辆清洗装置具有一个完整的工作系统，设备成本低，工作效率高，能够很好地完成对高速列车整个外部清洗工作，包括对列车车头和车顶曲面的清洗；

（2）本实用新型设备中，采用承载车来充当设备的走行部，灵活性较高，占用空间小，方便整体设备移动；

（3）本实用新型设备中的支撑臂，采用三段支撑臂结构，结构灵活好，不仅可以满足工作要求，而且工作结束后，能将支撑臂进行收降，降低整体设备的高度，方便运载；

（4）本实用新型设备中的伺服电机组，采用直角电机机座结构使两台电机联合工作，为清洗头提供两个转动副，能够更好的调节清洗头，使其到达所需要的位置；

（5）本实用新型设备中的清洗头，采用减震器将刷组与外壳构架连接，不仅可以防止刷组接触列车表面产生的冲击力对车表造成损伤，还能够有效控制刷组的活动范围，防止其与挡板发生撞击；

（6）本实用新型设备中的刷头机构，支架杆部与外壳构架铰接，使刷组具有较高的灵活性。支架杆部与支架头部铰接，且两侧安装有弹簧，机构设计独特，在对列车表面曲面进行清洗工作时，由于刷头与列车接触的曲面不同，曲率半径也不同，产生压力也不同，当压力超过一定数值后，使得刷头部分发生偏转，以适应列车曲面造型，进行清洗作业；当滚刷逐渐离开列车曲面时，所受的压力逐渐减小，在两侧弹簧扭力下使得刷头又恢复到原来的位置，继续工作。

附图说明

图1为本实用新型的轨道车辆全方位自适应移动式清洗设备。

图2为本实用新型设备的承载车。

图3为本实用新型设备的支撑臂。

图4为本实用新型设备的伺服电机组。

图5为本实用新型设备的清洗头。

图6为本实用新型设备的刷头机构。

图中：1为承载车；2为支撑臂；3为伺服电机组；4为清洗头；5为刷头机构；1-1为车体；1-2为液力驱动电机；1-3为转盘；1-4为转盘驱动电机；1-5为水箱；1-6为蓄电池；2-1底座；2-2为臂杆；2-3为液压杆组；2-4为连接件；3-1为电机机座；3-2为连接块；3-3为伺服电机一；3-4为直角电机机座；3-5为伺服电机二；4-1为外壳构架；4-2为减震器；4-3为刷组；4-4为距离感应器；5-1为支架杆部；5-2为支架头部；5-3为盘型电机；5-4为滚刷；5-5为弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方案进行进一步说明。

如附图1所示，为本实用新型的轨道车辆自动清洗装置。本实用新型主要由承载车1、支撑臂2、伺服电机组3、清洗头4以及刷头机构5五部分组成；其中承载车1主要用于承载整个清洗装置和一些车用零部件等；支撑臂2用于支撑伺服电机组3和清洗头4，并提供为其安装位置，控制其运动轨迹；伺服电机组3为清洗头4提供两个转动副；清洗头4为刷头机构5提供安装位置，便于其进行清洗作业。

如附图2所示，为本实用新型设备的承载车1。承载车1由车体1-1、液力驱动电机1-2、转盘1-3、转盘驱动电机1-4、水箱1-5以及蓄电池1-6组成；车体1-1不但起支撑着整个装置和载着其移动的作用，而且还有着乘载其他相应配件以及提供安装位置的作用；液力驱动电机1-2所示的两个电机分别为液压泵和水泵提供动力；转盘1-3安装在承载车1构架上，并与支撑臂2中的底座2-1相连接；转盘驱动电机1-4安装在车体上，工作时，可以通过传动齿轮带动转盘1-3转动和底座2-1进行360°旋转，从而带动整个执行机构进行转动；水箱1-5为该装置提供清洗用水和洗涤剂，通过阀门控制其输出量；蓄电池1-6为车载蓄电池，为承载车1上的用电设备以及电机等提供电源。

如附图3所示，为本实用新型设备的支撑臂2。其主要由底座2-1、臂杆2-2、液压杆组2-3以及连接件2-4组成；底座2-1设计为转盘形状，并安装在承载车1的转盘1-3上，清洗车体外部时，底座2-1带动与其铰接的臂杆2-2转动到需要清洗的车体一侧；安装在臂杆2-2之间的液压杆组2-3进行伸缩，调节下臂杆、中间臂杆和上臂杆运动方向，使臂杆2-2伸展到需要的位置；连接件2-4与液压杆和伺服电机组3中连接块3-2相连接，同时另外一端与上臂杆铰接，在液压杆的作用下，调节电机机座3-1运动位置。

如附图4所示，为本实用新型设备的伺服电机组3。该伺服电机组3由电机机座3-1、连接块3-2、伺服电机一3-3、直角电机机座3-4以及伺服电机二3-5组成；连接块3-2安装在电机机座3-1下部，并与支撑臂2的上臂杆相连接；电机机座3-1为伺服电机一3-3提供安装位置，通过螺栓将其固定在电机机座3-1上；伺服电机一3-3上端与直角电机机座3-4法兰连接，通过螺栓进行固定，进行清洗工作时，可以带动直角电机机座3-4与伺服电机二3-5进行转动；伺服电机二3-5安装在直角电机机座3-4上，通过螺栓连接在一起，上端与清洗头4中的外壳构架4-1连接在一起，工作时可以带着整个清洗头4转动，来调节清洗位置。

如附图5所示，为本实用新型装置的清洗头4。清洗头4主要由外壳构架4-1、减震器4-2、刷组4-3以及距离感应器4-4组成；外壳构架4-1为主体结构，为其它部件提供安装位置，其与伺服电机二3-5法兰连接，通过螺栓固定，顶部挡板能够挡住工作时飞溅污水；刷组4-3分成两排，通过铰接安装在外壳构架4-1挡板下面，中间与减震器4-2相连接；减震器4-2将刷组4-3与外壳构架4-1连接在一起，工作时，当刷组4-3靠近清洗面时，可以起缓冲作用，防止其冲击力较大而对列车外部造成损伤；另外通过控制减震器4-2伸缩量来控制刷组4-3行程，防止其与挡板发生撞击；外壳构架4-1与刷组4-3铰接点下端安装有一排距离感应器4-4，当清洗头4靠近车体时，距离感应器4-4开始工作，将测到的数据传输给控制系统，通过控制系统控制清洗头4靠近的速度，防止发生剐蹭。

如附图6所示，为本实用新型设备的刷头机构5。刷头机构5为整个装置的核心部分，也是清洗工作的执行机构，由支架杆部5-1、支架头部5-2、盘型电机5-3、滚刷5-4以及弹簧5-5组成；支架杆部5-1一端铰接在外壳构架4-1上，且与减震器4-2连接在一起，来控制刷头机构5活动范围；支架头部5-2一端与支架杆部5-1连接，另一端用于安置滚刷5-4；盘型电机5-3安装在支架头部5-2两侧，并与滚刷5-4连接，为滚刷5-4提供动力；支架杆部5-1与支架头部5-2装有两个弹簧5-5，当滚刷5-4在列车表面进行清洗作业时，由于列车表面曲面的曲率大小不同，对滚刷5-4产生的作用力也不同，当压力超过一定数值后使得滚刷5-4和支架头部5-2一起发生偏转，以适应列车曲面变化，完成清洗工作；当滚刷5-4逐渐离开列车曲面时，压力逐渐减小，在两侧弹簧扭力下使得滚刷5-4恢复到原来的位置。

下面结合附图1~6详细说明本实用新型轨道车辆全方位自适应移动式清洗设备的工作原理。

开动本实用新型的清洗设备之前，确认承载车1内蓄电池1-6是满电状态。驾驶员启动承载车1行驶到列车旁边，与列车平行并列。启动转盘驱动电机1-4及液力驱动电机1-2，转动转盘1-3，控制液压杆组2-3，使支撑臂2产生定向运动，同时控制伺服电机组3，调节清洗头4的姿态，最终使得刷头机构5达到合适的位置，同时使得滚刷5-4以合适的压力接触列车车体表面。启动阀门，使清洗头4喷射清洗液，同时启动盘型电机5-3带动滚刷5-4旋转，开始清洗工作。

当清洗头4开始工作以后，启动承载车1，沿与列车并行的方向直线均速行驶。垂直于承载车1行驶方向曲面有所变化时，依靠支架杆部5-1与支架头部5-2的相对转动以及两个弹簧5-5产生回位力矩，从而实现滚刷5-4间的自适应调节，使清洗头4的刷组4-3能与变化曲面良好贴合，获得更好的清洗效果。而当平行于承载车1行驶方向曲面有所变化时，依靠清洗头4上的距离感应器4-4采集曲面变化情况，并结合减震器4-2的行程变化，推算曲线变化率，从而实时控制伺服电机组3调节清洗头4的姿态，保证最佳的清洗的角度，同时防止剐蹭的产生。清洗完成以后，操作人员只需按既定程度将整个清洗装置收起，驶回停车库充电以及添加清洗液，即可进行下一辆列车的清洗工作。

本实用新型的设备整个清洗过程自适应完成，操作人员只需监控运行情况，防止意外发生即可，因而清洗方便、高效而灵活，具有重要的实用价值。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，且本实用新型不限于上述的实施例，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型轨道车辆移动式清洗设备，其特征在于：由承载车（1）、支撑臂（2）、伺服电机组（3）、清洗头（4）以及刷头机构（5）五部分组成；

所述的承载车由车体（1-1）、液力驱动电机（1-2）、转盘（1-3）、转盘驱动电机（1-4）、水箱（1-5）以及蓄电池（1-6）组成；车体（1-1）支撑着整个装置，同时载着整个清洗装置移动，同时车体上安装承载车的驱动系统；液体驱动电机（1-2）和转盘驱动电机（1-4）安装在车体上，同时转盘驱动电机（1-4）通过传动齿轮与转盘（1-3）连接；水箱（1-5）安装在小车后部，用于储存清洗用水和清洗液；蓄电池（1-6）安装在车体中，用于给整个清洗设备提供电能；

所述的支撑臂安装在车体（1-1）上，主要由底座（2-1）、臂杆（2-2）、液压杆组（2-3）以及连接件（2-4）组成；底座（2-1）安装在转盘（1-3）上，能够随其进行360°旋转；臂杆（2-2）包括三部分，分别为下臂杆、中间臂杆、上臂杆，下臂杆与底座（2-1）铰接，中间臂杆分别与下臂杆和上臂杆铰接在一起，上臂杆与伺服电机组（3）连接；液压杆组（2-3）包括四组液压杆，分别安装在底座（2-1）、臂杆（2-2）和连接件（2-4）之间，主要用于控制臂杆（2-2）整体的运动；连接件（2-4）与液压杆和电机组（3）中连接块（3-2）相连接，同时另外一端与上臂杆铰接，可以通过液压杆控制清洗头进行小范围转动；

所述伺服电机组安装在支撑臂（2）上，与清洗头（4）相连；该伺服电机组（3）由电机机座（3-1）、连接块（3-2）、伺服电机一（3-3）、直角电机机座（3-4）以及伺服电机二（3-5）组成；电机机座（3-1）为伺服电机一（3-3）提供安装位置；连接块（3-2）安装在电机机座（3-1）下部，将支撑臂（2）与伺服电机组（3）连接在一起；伺服电机一（3-3）安装在电机机座（3-1）上，上部与直角电机机座（3-4）相连；直角电机机座（3-4）置于伺服电机一（3-3）和伺服电机二（3-5）之间；伺服电机二（3-5）安装在直角电机机座（3-4）上，并与清洗头（4）相连，能够带动整个清洗头进行旋转；

所述清洗头由外壳构架（4-1）、减震器（4-2）、刷组（4-3）以及距离感应器（4-4）组成；清洗头（4）的外壳构架（4-1）与伺服电机二（3-5）的法兰连接，不但为减震器（4-2）、刷组（4-3）及距离感应器（4-4）提供安装位置，且顶部挡板起挡住污水，防止飞溅的作用；减震器（4-2）安装在刷组（4-3）和外壳构架（4-1）之间，一方面能够在刷组（4-3）靠近列车表面时起缓冲作用，防止对列车外表面造成损伤，另一方面可以通过调节其工作行程来控制整个刷组（4-3）的运动范围；刷组（4-3）分成两排，安装在外壳构架（4-1）挡板下部，并与构架铰接，其主要用于对车体表面清洗；距离感应器（4-4）排成一排，安装在刷组（4-3）与外壳构架（4-1）铰接处下面，用于测量清洗头（4）与车体的距离，防止发生剐蹭；

所述的刷头机构安装外壳构架（4-1）上，由支架杆部（5-1）、支架头部（5-2）、盘型电机（5-3）、滚刷（5-4）以及弹簧（5-5）组成；支架杆部（5-1）一端铰接在外壳构架（4-1）上，并与减震器（4-2）连接，另一端与支架头部（5-2）铰接在一起；滚刷（5-4）安装在支架头部（5-2）上面，盘型电机（5-3）安装滚刷（5-4）两侧，为其提供动力；弹簧（5-5）安装在支架杆部（5-1）与支架头部（5-2）两端，当滚刷（5-4）受到一定的压力发生偏转，并在压力逐渐减小时，使其恢复到原来位置。

2.根据权利要求1所述的一种新型轨道车辆移动式清洗设备，其特征在于：所述的刷头机构（5）包含有两排多个独立滚刷（5-4），其支架杆部（5-1）与支架头部（5-2）可相对转动，便于滚刷良好贴合列车外表面的曲面造型；同时弹簧（5-5）安装于支架杆部（5-1）与支架头部（5-2）两端，用于两部分相对位置的回正。

3.根据权利要求1所述的一种新型轨道车辆移动式清洗设备，其特征在于：所述的清洗头（4）上安装有减震器（4-2）和距离感应器（4-4），结合其反馈的数据，控制伺服电机组（3）调节清洗头（4）的姿态，保障列车表面全方位自适应清洗工作的完成。