一种绝缘支撑冲洗小车的制作方法

1.本实用新型涉及地铁轨道清洁设备技术领域，特别涉及一种绝缘支撑冲洗小车。


背景技术：

2.随着我国地铁线路的大规模建设和开通运营，在经过一段时间的使用后，在地铁内有大量的附属设备需要定期进行维护保养。当地铁在隧道内运行的过程中，将外界的灰尘或细小颗粒带入隧道系统并沉降在隧道内，因此需要定期对部分重要设施或设备进行清理，防止因被灰尘等异物覆盖而影响设备性能，清洁工作量非常繁重，其工作环境差。
3.隧道内的清洁工作主要依靠人工完成，由于地铁是白天运营，晚上停止，所以维护工作只能在地铁停止运行的晚上进行，人员容易疲劳、工作环境差、劳动强度大等不利因素极大的影响了清洁效率。目前在国内有少量使用维检小车进行冲洗作业，维检小车上一般搭载有小型冲洗装置，替代人工作业可极大提升清洗效率。但现有的维检小车大多只能在水平线路或较小的坡道上使用，缺乏在大坡道的地铁线路上进行有效停车制动和坡道起步的能力，缺乏在小曲率半径线路上作业的能力，因此极大的限制了其作业适应能力；同时现有冲洗小车的车轮为了适应地铁钢轨而采用的是金属材料的车轮，而金属车轮在钢轨上运行时，会将两侧的钢轨导通，会给现有的地铁系统提供误报信息，带来不可预估的后果。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种绝缘支撑冲洗小车，解决现有的冲洗小车大多只能在水平线路或较小的坡道上使用，缺乏在大坡道的地铁线路上进行有效停车制动和坡道起步的能力、缺乏在小曲率半径线路上作业的能力以及采用金属车轮会给现有的地铁系统提供误报信息的问题。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.提供了一种绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，包括小车框架，小车框架底部的前后两端分别设置有前走行轮和后驱动轮，小车框架上设置有水箱、高压水冲洗系统、机械制动装置和锂电池组；
7.前走行轮包括与小车框架固定连接的前轮轴，前轮轴的两端分别设置有一个前走行轮主体；
8.后驱动轮包括通过固定装置与小车框架固定连接的后驱动轴，后驱动轴的两端分别设置有左后动力轮和右后动力轮，左后动力轮和右后动力轮分别设置有左轮碟刹拉锁和右轮碟刹拉锁；后驱动轴中部设置有驱动电机和差速桥，驱动电机与锂电池组电性连接并将动力传递给差速桥，差速桥将动力再分配给左后动力轮和右后动力轮；机械制动装置用于制动左后动力轮和右后动力轮；
9.左后动力轮、右后动力轮和两个前走行轮主体的外部均包裹有绝缘部件。
10.进一步地，机械制动装置包括设置于靠近小车框架前端的制动踏板装置和设置小车框架下方的制动力转换杠杆，制动踏板装置和制动力转换杠杆之间通过长制动杆传递制
动力；
11.制动力转换杠杆包括一端与长制动杆连接的制动力调节杆，制动力调节杆的另一端设置有制动杠杆，制动杠杆与制动分配器上的制动软绳连接，制动分配器将制动力分别分配与左轮碟刹拉锁和右轮碟刹拉锁上。
12.进一步地，制动踏板装置包括与小车框架上表面前端固定连接的踏板安装基座，踏板安装基座上通过旋转轴连接有制动踏板杆，制动踏板杆的下端通过链条与长制动杆连接，制动踏板杆的上端设置有制动限位器；踏板安装基座上设置有与制动限位配合的制动限位手柄。
13.进一步地，小车框架上还设置有控制盒和多个摄像头，控制盒包括外壳，外壳内设置有控制器，外壳上还设置有与控制器电性连接的电源开关、显示屏、视频选择按钮、运行方向转换开关和控制手柄；
14.驱动电机通过控制器与锂电池组电性连接；多个摄像头通过视频选择按钮和控制器与显示屏电性连接；运行方向转换开关和控制手柄通过控制器与驱动电机电性连接。
15.进一步地，前轮轴的两端分别设置有一个轴承，两个前走行轮主体通过轴承与前轮轴转动连接；两个前走行轮主体的内侧壁上均设置有电磁制动装置，电磁制动装置包括通过圆柱销与前走行轮主体的内侧壁连接的弹簧片，弹簧片可沿圆柱销的轴向方向移动；
16.前轮轴的两端通过端盖固定连接有电磁铁，电磁铁与弹簧片之间设置有间隙；电磁铁通过控制器与锂电池组电性连接。
17.进一步地，小车框架上设置有双人座椅，锂电池组设置于双人座椅下方。
18.本实用新型的有益效果为：1、本实用新型的绝缘支撑冲洗小车，前走行轮和后驱动轮成一个4轮平衡式差速驱动系统，为冲洗小车在地铁钢轨上的正常运行提供可靠支撑，解决了冲洗小车在小曲率半径线路上稳定性差问题；4个轮子均采用非金属软质材料的绝缘部件包裹覆盖，将冲洗小车与地铁钢轨进行了电气隔离，采用这种绝缘支撑的方式可保证在冲洗小车正常作业过程中不对现有地铁系统产生影响。
19.2、本实用新型的绝缘支撑冲洗小车中，通过设置机械制动装置和电磁制动装置同时为小车提供足够的刹车力和稳定的启停状态，通过在不同状态时机械和电磁刹车的良好配合，解决了在大角度坡道上有效刹车、驻车制动、坡道起步制动力不足和稳定不够的问题，冲洗小车作业过程中的安全性有了大幅提升。
附图说明
20.图1为绝缘支撑冲洗小车的结构示意图。
21.图2为小车框架的底盘结构示意图。
22.图3为机械制动装置的结构示意图。
23.图4为制动踏板装置的结构示意图。
24.图5为后驱动轮的结构示意图。
25.图6为前走行轮的结构示意图。
26.图7为控制盒的结构示意图。
27.其中，1、锂电池组；2、小车框架；3、前走行轮；31、前轮轴；32、弹簧片；33、电磁铁主体；34、端盖；35、圆销；36、轴承；37、前走行轮主体；38、绝缘部件；4、机械制动装置；41、制动
踏板装置；411、踏板安装基座；412、旋转轴；413、制动踏板杆；414、制动限位手柄；415、制动限位器；416、链条；42、制动力转换杠杆；421、制动力调节杆；422、制动杠杆；423、制动分配器；43、长制动杆；5、控制盒；51、电源开关；52、显示屏；53、外壳；54、运行方向转换开关；55、视频选择按钮；56、控制手柄；6、双人座椅；7、水箱；8、高压水冲洗系统；9、后驱动轮；91、左后动力轮；92、左轮碟刹拉锁；93、后驱动轴；94、驱动电机；95、差速桥；96、固定装置；97、右轮碟刹拉锁；98、右后动力轮。
具体实施方式
28.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
29.如图1～7所示，本实用新型提供的一种绝缘支撑冲洗小车，其包括锂电池组1、小车框架2、前走行轮3、机械制动装置4、控制盒5、双人座椅6、水箱7、高压水冲洗系统8、后驱动轮9。
30.锂电池组1采用大容量的锂电池组，一体式设计包装，包括电池管理和保护系统，电池容量可根据实际工作需要进行扩展。
31.双人座椅6为随乘人员提供较为舒适的乘坐空间，同时为了节约锂电池组1的占用空间，可将锂电池组设置于双人座椅下方。
32.小车框架2是整个冲洗小车的安装基础，其他部件均以它为基础进行组装；考虑小车框架2轻量化设计的要求，小车框架2均采用各类管型材焊接而成，通过模块式设计保证单个部件重量较轻，各部件之间安装简单、牢固。
33.前走行轮3和后驱动轮9共同组成可稳定的4轮绝缘支撑结构，为冲洗小车提供了稳定的运行平台；4个轮子均采用非金属软质材料的绝缘部件38包裹覆盖，将冲洗小车与地铁钢轨进行了电气隔离，采用这种绝缘支撑的方式可保证在冲洗小车正常作业过程中不对现有地铁系统产生影响。
34.机械制动装置4采用纯机械结构为冲洗小车提供强大的制动力以使小车从高速运行状态降速直至停止；控制盒5为整个冲洗小车提供状态指示和便捷式操作方式；水箱7和高压水冲洗系统8为冲洗作业提供所必须的高压清洁水，清洁水经过高压水冲洗系统8的加压后通过喷嘴作用到需冲洗的设备上，可高效完成地铁线路重要设备和仪器的定期清理工作；后驱动轮9采用单电机驱动，通过差速桥95进行动力分配，可将动力合理分配到左右两个动力轮，使冲洗小车具备在小曲率半径的地铁线路上高速运行的能力。
35.具体地，如图2所示，图中前走行轮3的2个走行轮和后驱动轮9的2个动力轮布置在同一水平面上，通过小车框架2进行固定后形成一个呈长方形的4轮布局，左右两个轮子的间距适应地铁线路标准轨距要求。机械制动装置4的制动踏板装置41布置在小车的前端，便于随乘人员通过脚踏进行操作控制，而制动力转换杠杆42则布置在小车的后端，靠近后驱动轮9的位置。
36.如图3所示，制动踏板装置通过传动链条将制动力传递给小车框架2底部的长制动杆43，在长制动杆43的另一段同样通过链条将制动力传递到制动力调节杆421上，可通过调
节制动力调节杆421与制动杠杆422的相对固定位置，对制动杠杆422的转动角度进行大小调节，进而调节制动分配器423上制动软绳的移动距离，最终将制动力通过碟刹施加到后动力轮上，实现对冲洗小车后面两个动力轮的同时制动。
37.如图4所示，图中踏板安装基座411与小车框架2进行固定，在安装基座411上设置有旋转轴412，当用脚踩踏制动踏板杆413时，通过制动踏板杆带动链条416移动，实现将制动力往后传递的目的。当小车完全停稳需要进行驻车制动时，通过扳动制动限位手柄414使制动限位器415处于闭合状态，此时即使不给制动踏板杆413提供持续压力，制动踏板41整体可长时间保持制动状态，为驻车时的冲洗小车提供持续稳定的机械制动力。
38.如图5所示，作为后驱动轮9的具体设置方式，左后动力轮91和右后动力轮98安装在后驱动轴93上，后驱动轴93通过固定装置96安装在小车框架2上，固定装置96可以选用u型螺栓，左轮碟刹拉锁92和右轮碟刹拉锁97可同时获得制动力分别为左后动力轮91和右后动力轮98提供制动。驱动电机94将动力传递给差速桥95，差速桥将动力再分配给左后动力轮91和右后动力轮98，当在直线轨道上运行时动力分配是平均的，当在弯道上运行时动力分配可根据线路曲率半径自动进行匹配。
39.如图6所示，作为前走行轮3的具体设置方式，前轮轴31与小车框架2固定在一起，在前轮轴31的前端有设置有2个轴承36，前走行轮主体部分37通过轴承36安装在前轮轴31上，因此前走行轮主体部分37在圆周方向没有约束，可以自由转动，因此当冲洗小车在弯道上运行时，左右2个前走行轮3的转速可根据线路曲率半径自动调整，实现无动力轮的差速运行。电磁铁的端盖34与轴固定在一起，电磁铁主体33与端盖34固定在一起，因此可以认为电磁铁主体33与轴固定在一起。弹簧片32与前走行轮主体部分37通过圆销进行连接，弹簧片32可沿圆销的轴向进行移动。当电磁铁处于断电状态时，弹簧片32与电磁铁主体33之间与存在一定的间隙，前走行轮主体部分37可自由转动；当电磁铁处于通电状态时，电磁铁主体33将弹簧片32通过磁力进行吸附，弹簧片32与电磁铁主体33之间的间隙不再存在，弹簧片32与电磁铁主体33之间在磁力的作用下进行摩擦，产生的摩擦力对前走行轮主体部分37提供制动力促使其逐渐减速直至完全停止。在前走行轮主体部分37的外部包裹有非金属软质材料38，使整个前走行轮3与钢轨之间形成电气隔离，起到绝缘的作用。
40.如图7所示，作为控制盒5的具体设置方式，所述小车框架2上还设置有控制盒5和多个摄像头，控制盒5包括外壳53，所述外壳53内设置有控制器，外壳53上还设置有与控制器电性连接的电源开关51、显示屏52、视频选择按钮55、运行方向转换开关54和控制手柄56；驱动电机94通过控制器与锂电池组1电性连接；多个摄像头通过视频选择按钮22和控制器与显示屏52电性连接；运行方向转换开关54和控制手柄56通过控制器与驱动电机94电性连接。
41.控制盒外壳53采用塑料材质，密封设计。电源开关51是整个冲洗小车的动力控制按钮，打开电源开关51即可对小车各部件进行通电，完成工作前的准备，显示屏52可显示搭载在冲洗小车上各个摄像头采集的视频图像，便于操作人员实时掌握各类信息，显示屏上所显示的图像可通过控制盒上的视频选择按钮55进行切换，以实现对不同场景的视频监控。运行方向转换开关54只有2个档位，分别对应前进和后退，以实现冲洗小车在线路上的前进和后退操作。控制手柄57正常情况下处于下位，当操作控制手柄57逐渐往上推的过程中，小车的后驱动轮获得逐渐加大的动力输出，直至稳定到一个巡航速度。
42.当需要冲洗小车从高速运行降速时，踩下制动踏板装置41，同时驱动电机停止给左后动力轮91和右后动力轮98输出动力，此时冲洗小车仍有具有较高的惯性速度，持续保持给左后动力轮91和右后动力轮98提供制动力，使左后动力轮91和右后动力轮98持续获得机械式碟刹带来的制动力直到速度降低到某一阈值，此时可以使用速度传感器获取的冲洗小车的速度信号，当冲洗小车的速度信号达到设定值时，电磁制动装置对两个前走行轮主体进行制动，直到冲洗小车完全停稳。当需要冲洗小车在大角度坡道上进行驻车制动时，通过控制盒5保持2个前走行轮主体37的电磁刹车获得最大的刹车力，使前走行轮主体37不转动，同时通过制动限位手柄414将制动踏板装置41的制动力保持稳定，使左后动力轮91和右后动力轮98不转动，因此在驻车制动时，冲洗小车的4个轮子均不能转动，可实现在大角度坡道上的有效制动。当需要从大角度坡道上起步运行时，释放机械制动装置4，在保持前轮电磁刹车力的情况下，逐渐推动操作控制手柄56，逐渐加大对左后动力轮91和右后动力轮98的驱动力，直到冲洗小车到达一定速度后，释放电磁制动装置，前轮电磁刹车制动断电，不再对小车运行产生阻力，通过在不同状态时机械和电磁刹车的良好配合，解决了在大角度坡道上有效刹车、驻车制动、坡道起步制动力不足和稳定不够的问题，冲洗小车作业过程中的安全性有了大幅提升。

技术特征：
1.一种绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，包括小车框架，所述小车框架底部的前后两端分别设置有前走行轮和后驱动轮，小车框架上设置有水箱、高压水冲洗系统、机械制动装置和锂电池组；所述前走行轮包括与小车框架固定连接的前轮轴，所述前轮轴的两端分别设置有一个前走行轮主体；所述后驱动轮包括通过固定装置与小车框架固定连接的后驱动轴，所述后驱动轴的两端分别设置有左后动力轮和右后动力轮，所述左后动力轮和右后动力轮分别设置有左轮碟刹拉锁和右轮碟刹拉锁；后驱动轴中部设置有驱动电机和差速桥，所述驱动电机与所述锂电池组电性连接并将动力传递给差速桥，差速桥将动力再分配给左后动力轮和右后动力轮；所述机械制动装置用于制动左后动力轮和右后动力轮；左后动力轮、右后动力轮和两个前走行轮主体的外部均包裹有绝缘部件。2.根据权利要求1所述的绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，所述机械制动装置包括设置于靠近小车框架前端的制动踏板装置和设置小车框架下方的制动力转换杠杆，所述制动踏板装置和制动力转换杠杆之间通过长制动杆传递制动力；制动力转换杠杆包括一端与长制动杆连接的制动力调节杆，所述制动力调节杆的另一端设置有制动杠杆，所述制动杠杆与制动分配器上的制动软绳连接，所述制动分配器将制动力分别分配与所述左轮碟刹拉锁和右轮碟刹拉锁上。3.根据权利要求2所述的绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，所述制动踏板装置包括与所述小车框架上表面前端固定连接的踏板安装基座，所述踏板安装基座上通过旋转轴连接有制动踏板杆，所述制动踏板杆的下端通过链条与所述长制动杆连接，制动踏板杆的上端设置有制动限位器；踏板安装基座上设置有与所述制动限位配合的制动限位手柄。4.根据权利要求3所述的绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，所述小车框架上还设置有控制盒和多个摄像头，控制盒包括外壳，所述外壳内设置有控制器，外壳上还设置有与控制器电性连接的电源开关、显示屏、视频选择按钮、运行方向转换开关和控制手柄；所述驱动电机通过控制器与所述锂电池组电性连接；多个摄像头通过视频选择按钮和控制器与所述显示屏电性连接；所述运行方向转换开关和控制手柄通过控制器与所述驱动电机电性连接。5.根据权利要求4所述的绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，所述前轮轴的两端分别设置有一个轴承，两个所述前走行轮主体通过所述轴承与前轮轴转动连接；两个前走行轮主体的内侧壁上均设置有电磁制动装置，电磁制动装置包括通过圆柱销与前走行轮主体的内侧壁连接的弹簧片，所述弹簧片可沿所述圆柱销的轴向方向移动；前轮轴的两端通过端盖固定连接有电磁铁，所述电磁铁与弹簧片之间设置有间隙；所述电磁铁通过控制器与所述锂电池组电性连接。6.根据权利要求4所述的绝缘支撑冲洗小车，其特征在于，所述小车框架上设置有双人座椅，所述锂电池组设置于所述双人座椅下方。

技术总结
本实用新型提供了一种绝缘支撑冲洗小车，其包括小车框架，小车框架设置有前走行轮、后驱动轮、水箱、高压水冲洗系统、机械制动装置和锂电池组；前走行轮包括前轮轴，前轮轴的两端分别设置有一个前走行轮主体；后驱动轮包括后驱动轴，后驱动轴的两端有左后动力轮和右后动力轮；左后动力轮、右后动力轮和两个前走行轮主体的外部均包裹有绝缘部件。通过设置机械制动装置和电磁制动装置同时为小车提供足够的刹车力和稳定的启停状态，通过在不同状态时机械和电磁刹车的良好配合，解决了在大角度坡道上有效刹车、驻车制动、坡道起步制动力不足和稳定不够的问题，冲洗小车作业过程中的安全性有了大幅提升。有了大幅提升。有了大幅提升。


技术研发人员：谷军 范伟 彭小洋 陈思竹 张雯
受保护的技术使用者：成都新一驱动技术有限责任公司
技术研发日：2022.09.27
技术公布日：2023/6/16