專利名稱：列車清洗機用驅動系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種列車清洗設備，具體涉及一種列車清洗機用驅動系統。
背景技術：
隨著科技的進步，軌道交通技術越來越發達，在我國高鐵、動車乃至磁懸浮列車已經逐步投入實際使用當中。由于此類列車車速較快，為降低風阻，基本采用流線造型的車身，配合表面白色烤漆，整個外形非常的漂亮搶眼，科技感十足。但是外形美觀的同時也帶來了更高的保養要求。在列車運行時，空氣中灰塵、列車與鐵軌摩擦產生粉末附著在車身表面。而列車車身臟污，一來影響軌道交通形象，對于乘客來說也需要注意不要碰觸車身，以免弄臟衣物行李；二來風吹日曬后，塵垢、銹蝕也會慢慢滲進烤漆里，影響烤漆結構，致使車身顏色改變，乃至烤漆脫落。故此基本上動車組、磁懸浮列車組以及高鐵每天收車后都會進行清洗。現有的列車清洗原理和普通的洗車房洗車原理基本相同，通常是在站點內設置專門的外皮清洗車間，車間內鋪設了若干條鐵軌，當列車沿鐵軌以低速通過清洗房時，光電開關自動感應到列車，先對車皮進行吹風除塵，之后噴出水霧，刷子開始動作，將列車清洗得干干凈凈。上述清洗方式清洗較為徹底，但是需要到指定的站點，并且需要一定的時間，故此現有的清洗方式只能是收車后進行。而高速列車由于采用白色烤漆車身，單程行經各地后表面即附著有一層灰塵，在有限的折返時間中，需要對于上下客的一側外車皮進行清洗。目前是在短暫的停靠時間里依靠人工清洗，一方面時間短，清洗質量無法保證，另一方面有礙站臺整體形象。目前尚無一種可以在站臺對于列車車廂進行清洗的清洗機，而站臺清洗對于清洗機的行走驅動控制要求較高，如果無法保持和列車的適當間距，則要么兩者間距離過近，清洗部分無法正常運行；要么兩者間距離過遠甚至完全脫離，無法達到清洗的效果；同時清洗機需要在站臺邊緣作業，離站臺邊緣過近容易掉入軌道區域，造成嚴重事故。故此需要研制一種此類清洗機上適用的驅動系統。
發明內容本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供了一種列車清洗機用驅動系統，該驅動系統采用自動閉環控制行走動作，保證了清洗刷始終對于列車具有適當的壓強和工作距離，確保了清洗效果，彌補了現有技術的不足。本實用新型目的實現由以下技術方案完成—種列車清洗機用驅動系統，所述列車清洗機用于對于列車車廂外表面的清洗， 所述列車清洗機包括一作為主體的機架，所述機架上設置有清洗機構，其特征在于所述驅動系統包括行走機構，包括一行走驅動電機、一轉向驅動電機、一驅動輪和至少二個承載輪， 所述轉向驅動輪設于所述機架底面之一端，所述行走驅動電機的轉動直接或間接驅動所述驅動輪繞其軸線旋轉，所述轉向驅動電機的轉動直接或間接驅動所述轉向輪之軸線水平轉動，所述的至少二個承載輪設于所述機架底面相對所述轉向驅動輪之另一端；感應控制系統，包括二個分設于所述清洗機工作面之兩翼的超聲波測距傳感器、 控制系統及蓄電池，控制系統連接并接收所述測距傳感器發至的信號，并連接控制所述旋轉電機、行走驅動電機及轉向驅動電機。所述行走機構包括有二個平衡輪，所述二個平衡輪對稱設于所述轉向驅動輪兩側。所述驅動輪設于機架底部、所述清洗機行走方向的前端。本實用新型的優點是雷達定位測距，自動轉向閉環控制，保證走行可靠靈活，操作簡便；采用蓄電池提供動力源，噪音小，無內燃機的尾氣排放等特點。
圖1為本實用新型清洗機使用狀態示意圖；圖2為本實用新型清洗機構結構示意圖I ；圖3為本實用新型清洗機構結構示意圖II ；圖4為本實用新型行走機構示意圖；圖5為本實用新型清洗機工作原理示意圖；圖6為本實用新型感應系統結構示意圖I ；圖7為本實用新型感應系統結構示意圖II ；圖8為本實用新型感應系統結構示意圖III。。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型特征及其它相關特征作進一步詳細說明， 以便于同行業技術人員的理解如圖1至圖8所示，總參考標號1-19分別表示站臺1、列車2、清洗刷3、擋水罩 4、噴頭5、水泵6、水箱7、洗滌液箱8、驅動輪9、承載輪10、平衡輪11、電機減速器12、防撞觸邊13、超聲波距離傳感器14、光電傳感器15、蓄電池16、電控箱17、轉向軸18、轉向驅動電機19。參見圖1-8所示，本實用新型所描述之清洗機主要由清洗機構、感應系統及行走機構、電控部分組成，以下對于上述組成部分進行詳細描述清洗機構主要由噴頭5、水泵6、水箱7、旋轉電機(圖中未示意)、轉軸(位于清洗刷3的中軸， 圖中未示意)及套接于所述轉軸上的清洗刷3組成。清洗刷3的軸線應該平行于列車2的待清洗面，但是由于列車側面為弧狀，故此清洗刷3軸線必須與地面地面呈一定角度，尤其以清洗刷3垂直于地面設置的情況(即交角為90°為最佳)，此時改變清洗刷3旋轉后的外形即可。旋轉電機通過渦輪蝸桿減速器驅動所述轉軸轉動，這里涉及的驅動還可以包括旋轉電機輸出軸通過皮帶與轉軸連接，或者旋轉電機輸出軸與轉軸為一級齒輪連動關系的連接等等，此為本領域技術人員習見手段，不再贅述。清洗刷3的結構可以有兩種其一是由軸套及固定于所述軸套上的若干清洗片組成，所述軸套套接于所述轉軸上，所述清洗片于所述軸套上沿徑向伸展以呈放射狀布置，所述清洗片之外緣形狀與所述列車2側面形狀吻合；另一種結構是所述清洗刷由軸套及固定于所述軸套上的若干清洗條組成，所述軸套套接于所述轉軸上，所述清洗條的一端固定與所述軸套上，所述清洗條旋轉飄起呈放射狀后構成之外形與所述列車2側面形狀吻合。這兩種都是通過離心力使清洗片(條)繞轉軸急速旋轉，從而帶走列車上附著的污垢。由于其設計上配合列車形狀，加上清洗條(片)為軟質材料，外形有不匹配處也可通過清洗條(片)彎折彌補，故此可適應流線造型的高速列車。上述的清洗片(條)可采用泡棉、纖維、棉、布等各種材質。同時由上述的清洗原理可以看出，在工作時清洗刷3之外緣必須凸出清洗機的工作面。清洗刷3高度以及直徑需要和列車配合， 其高度應該在1800mm-2500mm之間，最大直徑在800mm-1200mm之間。以CRH1、CRH2、CRH3、 CRH380、CRH5的動車為例，清洗刷3高度為2100mm(與上述動車需清洗部位高度一致)、直徑最小處為900mm，最大處為1100mm。噴頭5共12個，均分為兩組，固定設于清洗機用于清洗列車2的工作面。此兩組噴頭5分列于清洗刷3之兩側，且每兩個噴頭5通過一個水泵 6驅動并與水箱7連通。為清洗頑固污漬，水箱7內還設置有洗滌液箱8，洗滌液箱8內容置有為列車2專門配置的洗滌劑。為避免清洗刷3旋轉導致的水珠、水霧飛濺，清洗機于清洗刷3外設有防水霧飛濺的擋水罩4，該擋水罩4 一側具有一開口以使清洗刷3外緣凸出工作面。行走機構作為清洗機的移動部分。主要由一行走驅動電機、一轉向驅動電機19、一驅動輪 9、二個平衡輪11和至少二個承載輪10組成。行走驅動電機設置的目的是作為清洗機整體移動的驅動電機，而轉向驅動電機19則作為清洗機移動中改變方向的驅動電機，當行走機構偏離列車時，轉向驅動電機19調整驅動輪的方向，使行走機構與列車保持平行相對位置關系。參見附圖，驅動輪9的中軸兩端均與一轉向軸18固定，轉向軸18垂直設置于驅動輪 9正上方。驅動輪9設于清洗機底面之前端，行走驅動電機的轉動直接或間接驅動驅動輪9 繞其軸線旋轉，轉向驅動電機19的轉動直接或間接驅動轉向軸18繞其軸線旋轉，進而使驅動輪9之軸線水平轉動。這里直接或間接驅動包括行走(轉向)驅動電機輸出軸通過皮帶或齒輪與驅動輪9 (轉向軸18)連接等等，此為本領域技術人員習見手段，不再贅述。所述二個平衡輪11對稱設于所述驅動輪9兩側，所述承載輪10中至少二個設于所述清洗機底面相對所述述驅動輪9之另一端。這里承載輪10的數量可以為兩個、四個甚至更多，譬如選用4個承載輪10+2個平衡輪11+1個驅動輪9，既滿足小輪徑、低底盤、載重大、驅動結構緊湊、轉向操控性靈活；也可使用2個承載輪10+2個平衡輪11+1個驅動輪9，既滿足小輪徑、低底盤、載重大、驅動結構緊湊、轉向操控性靈活。此種結構的選擇為本領域技術人員習見手段，在此不再贅述。感應系統包括防撞觸邊13、至少二個超聲波距離傳感器14及若干光電傳感器15。其中所述防撞觸邊13呈首尾相接之環狀并兜繞于所述清洗機下緣，所述防撞觸邊13 的外層彈性橡膠層，其中分布有連續的干簧片開關(圖中未示)。由于防撞觸邊13凸出于清洗機的下緣，當清洗機即將觸碰到物體之前，防撞觸邊13首先接觸該物體，同時觸動干簧片開關，干簧片開關發送信號至電控箱17，清洗機自動緊急制動。所述光電傳感器14每兩個為一組共分為4組，每組光電傳感器14設置于所述清洗機底面之一角，且探頭的探測方向豎直向下，每個角落設置兩個光電傳感器，目的是探測火車站站臺邊緣，每個角落用兩個的目的是冗余設計。光電傳感器14的作用是實時探測站臺邊緣，通過計算分析得出清洗機是否超出站臺邊緣，如超出邊緣，控制器接收到光電傳感器的動作信號，清洗機自動緊急制動。在清洗機的工作面上設置兩個超聲波距離傳感器15，且分別設于該工作面的兩翼。工作面上的兩個超聲波距離傳感器15用于實時測量清洗機與動車組的距離，通過前后兩個超聲波測距傳感器15實時測得與列車的距離，來計算出清洗機與列車的相對位置，通過計算結果來驅動轉向電機實時調整行走方向。參見圖4，清洗機于其行進方向的前端設置有三個測距儀15，用于檢測清洗機移動方向上是否有阻礙物，如有清洗機自動緊急制動。控制系統主要部件為電控箱17，電控箱17連接有一蓄電池16，蓄電池16同時連接電動水泵、轉向電機、行走電機、旋轉電機等等清洗機上的耗電元件。電控箱17連接并接收所述干簧片開關、超聲波距離傳感器15及光電傳感器14發至的信號，并控制連接所述水泵6、轉向電機、行走電機及旋轉電機。電控箱17中設置有判斷模塊，該判斷模塊中預設有標準距離閾值表，標準距離閾值表與清洗刷3上清洗片(條)旋轉后的半徑長度以及站臺1的結構有關，基于工作面上測距儀15所傳輸的距離信息及該距離閾值，通過計算測距儀15采集距離信息之間的差，及分別與該距離閾值的差，以控制所述轉向電機轉動。例如工作面上前一超聲波距離傳感器15大于后一超聲波距離傳感器15，且兩者測得距離均大于距離閾值，則清洗機已經脫離列車2，且趨于遠離列車2，此時電控箱17控制轉向電機轉動，驅動輪9轉動使清洗機靠近列車2。如工作面上前一測距儀15大于后一測距儀15，且兩者測得距離均小于距離閾值，此時清洗機太靠近列車2，且趨于遠離列車2， 清洗機前進方向正確，可保持該方向。由此，通過不斷地檢測清洗機離列車2的距離來實時調整轉向系統，每次計算后的方向調整都是對于上一次動作的修正，在設定合適的時間間距后，使清洗機離列車2在有效的工作范圍內，保證了清洗刷3始終對于列車2具有適當的壓強和工作距離，確保了清洗效果。上述實施例中使用的超聲波距離傳感器15，可以根據具體需求，選擇不同類型的測距儀，如激光測距儀、紅外測距儀等等，同時上述實施例中對光電傳感器14數量的選擇也不僅僅局限于此，在滿足其他條件的情況下，根據具體情況，對數量進行任意增減，在此不再贅述。
權利要求1 一種列車清洗機用驅動系統，所述列車清洗機用于對于列車車廂外表面的清洗，所述列車清洗機包括一作為主體的機架，所述機架上設置有清洗機構，其特征在于所述驅動系統包括行走機構，包括一行走驅動電機、一轉向驅動電機、一驅動輪和至少二個承載輪，所述轉向驅動輪設于所述機架底面之一端，所述行走驅動電機的轉動直接或間接驅動所述驅動輪繞其軸線旋轉，所述轉向驅動電機的轉動直接或間接驅動所述轉向輪之軸線水平轉動， 所述的至少二個承載輪設于所述機架底面相對所述轉向驅動輪之另一端；感應控制系統，包括二個分設于所述清洗機工作面之兩翼的超聲波測距傳感器、控制系統及蓄電池，控制系統連接并接收所述測距傳感器發至的信號，并連接控制所述旋轉電機、行走驅動電機及轉向驅動電機。
2.如權利要求1所述的一種列車清洗機用驅動系統，其特征在于所述行走機構包括有二個平衡輪，所述二個平衡輪對稱設于所述轉向驅動輪兩側。
3.如權利要求1所述的一種列車清洗機用驅動系統，其特征在于所述驅動輪設于機架底部、所述清洗機行走方向的前端。
專利摘要本實用新型涉及一種列車清洗設備，具體涉及一種列車清洗機用驅動系統。所述驅動系統包括行走機構，包括一行走驅動電機、一轉向驅動電機、一驅動輪和至少二個承載輪，所述行走驅動電機的轉動直接或間接驅動所述驅動輪繞其軸線旋轉，所述轉向驅動電機的轉動直接或間接驅動所述轉向輪之軸線水平轉動；感應控制系統，包括二個分設于所述清洗機工作面之兩翼的超聲波測距傳感器、控制系統及蓄電池，控制系統連接并接收所述測距傳感器發至的信號，并連接控制所述旋轉電機、行走驅動電機及轉向驅動電機。本實用新型的優點是雷達定位測距，自動轉向閉環控制，保證走行可靠靈活，操作簡便；采用蓄電池提供動力源，噪音小，無內燃機的尾氣排放等特點。
文檔編號B60L15/20GK202080147SQ20112016303
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者唐繼烈, 姜瑞平, 方火根, 朱浩云, 朱雪源, 羅善建, 虞國良 申請人:上海鐵路經濟開發有限公司