一种用于跨座式单轨高架上的除冰雪车辆的制作方法

本发明涉及轨道养护技术领域，具体地，涉及一种用于跨座式单轨高架上的除冰雪车辆。

背景技术：

跨座式单轨交通由于具有占地面积小、工程量少、适应地形及爬坡能力强的优点，可在有效利用城市空间的同时降低成本，因此在城市新发展的轨道交通中日益受到青睐。考虑到我国的地理位置，每年冬季都会不可避免地出现冰雪天气，由于单轨交通的轨道是裸露在外面的，极容易发生结冰和积雪现象，进而对单轨游览车的正常运行造成安全隐患。

现在的冰雪去除装置大多是针对铺设在地面上的轨道设计的，而对于设置在高空的轨道则无能为力，这些装置不仅会受到地表地形的限制，而且也会因为缺乏受力点容易造成轨道本身的损坏；因此，为了确保运行安全，当轨道上出现积雪和结冰现象时，一般都会将游览车减速慢行甚至是停运。

现有的去除轨道上冰雪的方法分为机械式、化学式和热融式，且具体如下：机械式除冰雪方法是直接在冰雪上施加作用力，容易对轨道本身造成损伤，且纯机械式的破冰方法对于超过一定厚度的冰层的效果并不大；化学式除冰雪方法是通过在轨道沿线喷洒除冰剂实现的，虽然操作简便，但是也存在起效慢、耗时长、浪费大、成本高的缺点，对轨道本身也存在着一定的侵蚀作用；热融式除冰雪方法是通过吹送高温气体或埋设加热管线以融化轨道上的冰雪，耗能大、成本非常高，而且冷热交替的环境会严重影响轨道的使用寿命。综上所述，只有综合使用多种方法才能得到理想的除冰雪效果。

本发明中游览车所行驶的轨道是由钢板焊接而成的轨道箱型梁，与普通的混泥土轨道和标准型钢轨不同，在箱型梁上还设置有油漆和防滑贴(防滑贴最高使用温度为80度)，因此在除冰作业时要特别注意不要造成二者的损伤；而且，由于轨道箱型梁之间存在着伸缩缝，在保证除冰效果的同时也要确保除冰装置的顺利通过。

中国专利CN201610728189公开了一种轨道除冰装置，其包括安装在轨检车上的机架，机架上安装有一套以上用于对轨道的钢轨进行除冰组合式除冰单元，组合式除冰单元包括机械破碎式除冰组件、清扫式除冰组件和热源除冰组件，机械破碎式除冰组件、清扫式除冰组件和热源除冰组件的热源出口沿轨检车行进的方向依次安装在机架上。所述装置结合了多种除冰方式，除冰效率高、能耗小，应用前景广阔，但是其结构简略，适用范围广但适用性差，不能用于对本发明中的轨道进行除冰雪作业。

中国专利CN201610702408公开了一种跨座式轨道除冰机，其包括由两个单轨车辆转向架组成的行走底盘、以及依次安装在行走底盘上的除雪滚刷、除雪吹风装置、热风加热装置和除冰水吹风装置，在滚刷除雪、吹雪、融冰雪和吹冰水的作用下清除轨道上的冰雪。所述除冰机器具有清理速度块、清理干净和不影响正常交通运行等特点，适用于对跨座式轨道进行积雪和结冰的清理，但由于本发明中对于除冰雪的限制较多，对冰雪清除效果和轨道保护方面提出了更高的要求，而上述专利并不适用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可有效去除积覆在跨座式轨道上冰雪的装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于跨座式单轨高架上的除冰雪车辆，包括车体以及沿其行进方向由前往后依次设置于所述车体上的扫雪装置、融冰装置、碾冰装置、扫冰装置和烘干装置；

所述扫雪装置包括设置于轨道上方的扫雪滚筒、用于驱动所述扫雪滚筒转动的第一减速电机、以及一端与所述扫雪滚筒固定连接并用于调节其高度位置的第一提升丝杠；

所述融冰装置包括通过管道连接的喷射装置、加热装置和储水装置，所述喷射装置设置于轨道上方，所述储水装置包括至少一个储水箱，在连接管道上还设置有用于控制水体输送的电磁阀和增压泵；

所述碾冰装置包括设置于轨道上方的碾冰滚筒、用于驱动所述碾冰滚筒转动的第二减速电机、以及一端与所述碾冰滚筒固定连接并用于调节其高度位置的第二提升丝杠；

所述扫冰装置包括至少一组立式旋转扫冰机构，且每组立式旋转扫冰机构均包括一个立式旋转设置的扫冰刷以及用于驱动其转动的第三减速电机；

所述烘干装置包括依次连接的热风机、耐温管和风嘴，所述风嘴设置于轨道上方且包括多个出风口。

优选地，所述第一提升丝杠和第二提升丝杠的另一端均固定连接在传动装置上或直接插入司机室中。

优选地，所述第一提升丝杠和第二提升丝杠为中空设置，且在二者的内部均设置有预紧弹簧用以分别迫使所述扫雪滚筒和碾冰滚筒与轨道表面紧贴。

优选地，所述喷射装置包括多个喷嘴，且所述喷嘴的位置均设置为错位排列。

优选地，所述扫冰刷为锥台状结构。

优选地，所述立式旋转扫冰机构的数量为两组且二者并排设置，两个扫冰刷的转动方向相反且均是由内向外旋转。

优选地，所述储水装置包括多个储水箱，且在第一个和最后一个储水箱上均设置有与所述加热装置连通的出水口，在所述加热装置和储水装置之间以及各个储水箱之间还设置有热水循环管道，以便于回收加热装置在预热过程中产生的热水。

优选地，在所述碾冰滚筒的表面设置有凸起的梯形螺纹，以实现对冰层的破坏。

优选地，所述第一减速电机和第二减速电机均为平行轴-斜齿轮减速电机，而所述第三减速电机为斜齿轮-伞齿轮减速电机。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、所述除冰雪车辆具有体积小、结构紧凑、使用方便、制作成本低廉的优点，且十分适用于单轨高架上的工作环境，所述除冰雪车辆按照扫雪、融冰、碾冰、扫冰和烘干的顺序对轨道进行作业，可对6mm及以下厚度的冰雪层产生很好的清除效果，也不会造成轨道面上油漆和防滑贴的破损；

2、所述扫雪装置和碾冰装置通过设置提升丝杠和预紧弹簧以实现对二者位置的灵活调节，而且还可确保二者既能在遇到障碍和坡度时克服弹簧力自适应抬高，又能始终与轨道面保持良好接触；

3、所述融冰装置通过在第一个和最后一个储水箱上设置与加热装置连通的出水口，以避免车辆在上下坡水或者余量较少时出现无水喷出的情况，从而确保对储水装置内水的充分利用，同时还通过设置热水循环管道以实现对加热装置在预热过程中产生的热水的充分利用，避免浪费；

4、所述除冰雪车辆通过设置两个由内向外反向旋转的扫冰刷，以实现对轨道上碎冰的彻底清扫，还通过在末尾增设的烘干装置以确保轨道上残余水汽被完全去除，将可能会对游览车安全运行造成影响的因素降至最低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明优选实施例的正视图；

图2是图1所示实施例的俯视图；

图3是图1所示实施例的侧视图；

图4是图1所示实施例中扫雪装置的三视图；

图5是图1所示实施例中融冰装置的主视图；

图6是图5所示融冰装置中喷射装置的主视图和俯视图；

图7是图1所示实施例中碾冰装置的三视图；

图8是图1所示实施例中扫冰装置的三视图；

图9是图1所示实施例中烘干装置的主视图和俯视图；

图中：01轨道箱型梁，1车体，2扫雪装置，3融冰装置，4碾冰装置，5扫冰装置，6烘干装置；21滚筒式扫雪刷，22第一减速电机，23第一提升丝杠；31喷射装置，32加热装置，33储水装置，34第一电磁阀，35第二电磁阀，36第三电磁阀，37第四电磁阀，38第一增压泵，39第二增压泵；41螺纹滚筒，42第二减速电机，43第二提升丝杠；51扫冰刷，52第三减速电机；61热风机，62耐温管，63风嘴。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2和图3，一种用于跨座式单轨高架上的除冰雪车辆，包括车体1以及沿其行进方向由前往后依次设置于所述车体1上的扫雪装置2、融冰装置3、碾冰装置4、扫冰装置5和烘干装置6。

结合参见图4，其中图4-a是扫雪装置的主视图，图4-b是扫雪装置的侧视图，图4-c是扫雪装置的俯视图；所述扫雪装置2安装布置在车体1底部的最前端，且通过电机安装座和两侧的支架安装板固定连接。所述扫雪装置2包括扫雪滚筒21、第一减速电机22和第一提升丝杠23，所述扫雪滚筒21设置于轨道箱型梁01的上方，且通过传动皮带与所述第一减速电机22联动设置，所述第一提升丝杠23的一端固定连接在所述扫雪滚筒21的中部位置，而其另一端则直接插入司机室中受司机控制。

结合参见图5和图6，其中图6-a是喷射装置的主视图，图6-b是喷射装置的俯视图；所述融冰装置3包括通过管道连接的喷射装置31、加热装置32和储水装置33。所述喷射装置31设置于轨道箱型梁01的上方且包括多个错位排列的喷嘴，以保证喷出的热水能均匀分布在冰层上，在所述加热装置32和喷射装置31之间设置有第一电磁阀34和第一增压泵38。所述储水装置33包括三个储水箱，在第一个和第三个储水箱上均设置有与所述加热装置32连通的出水口，且在第一个储水箱的出水口处设置有第三电磁阀36，在第三个储水箱的出水口处设置有第四电磁阀37和第二增压泵39。在所述加热装置32和储水装置33之间以及各个储水箱之间还设置有热水循环管道，在所述加热装置32与热水循环管道的连接位置处设置有第二电磁阀35。

在车辆还未启动前，要提前十分钟以上启动加热装置32进行预热，以免使用时喷射出的水的温度达不到要求；此时，将控制热水循环管道的第二电磁阀35打开，同时关闭连接喷射装置的第一电磁阀34，即从储水装置33中流出的水在经过加热装置32的预热后，又通过热水循环管道输送回储水装置33中，这样在完成预热工作的同时，还能对各个储水箱中的冷水起到一定的升温作用，避免了能量的浪费。在游览车1开始工作时，打开第一电磁阀34的同时关闭第二电磁阀35，从储水装置33中流出的水在经过加热装置32的加热后(额定加热温度为85℃)，通过第一增压泵38增压，直接从喷射装置31中喷出，最终使得冰层和轨道面处于一定的脱离状态。

当车辆在上坡道位置进行除冰作业时，储水装置33中的水基本集中在第三个储水箱中，关闭第三电磁阀36，打开第四电磁阀37、第一增压泵38和第二增压泵39，水通过第四电磁阀37流出并在第二增压泵39的作用下供应到加热装置32中加热，最后通过第一电磁阀34流出并在第一增压泵38的作用下从喷嘴中均匀喷出。反之，当车辆在下坡和平直道位置进行除冰作业时，储水装置33中的水基本集中在第一个储水箱中，关闭第四电磁阀37和第二增压泵39，打开第三电磁阀36和第一增压泵38，水通过第三电磁阀36流出并直接供应到加热装置32中加热，最后通过第一电磁阀34流出并在第一增压泵38的作用下从喷嘴中均匀喷出。

在本实施例中，所述加热装置32具体为电加热水器。

结合参见图7，其中图7-a是碾冰装置的主视图，图7-b是碾冰装置的侧视图，图7-c是碾冰装置的俯视图；所述碾冰装置4安装布置在车体1的底部，且通过电机安装座和两侧的支架安装板固定连接。所述碾冰装置4包括碾冰滚筒41、第二减速电机42和第二提升丝杠43，所述碾冰滚筒41设置于轨道箱型梁01的上方，且通过传动皮带与所述第二减速电机42联动设置，所述第二提升丝杠43的一端固定连接在所述碾冰滚筒41的中部位置，而其另一端则直接插入司机室中受司机控制。

在本实施例中，所述碾冰滚筒41为螺纹滚筒，即在所述碾冰滚筒41的表面上设置有凸起的梯形螺纹，该螺纹先是按照Tr200×32(螺纹公称直径200mm、螺距32mm)的标准制作，再在保证螺距和牙型角不变的基础上，将梯形螺纹的牙顶宽尺寸修至2-4mm。这样设计下的碾冰滚筒41既不会破坏轨道面的油漆和防滑贴，也能顺利通过轨道间的伸缩缝而不至于被卡住。

在本实施例中，所述第一减速电机22和第二减速电机42均为平行轴-斜齿轮减速电机，所述第一提升丝杠23和第二提升丝杠43为中空设置，且在二者的内部均设置有预紧弹簧。

在本实施例中，司机在司机室内通过旋转两个提升丝杠的手柄分别带动其本身转动，从而实现将扫雪滚筒21或碾冰滚筒41放置于轨道面上，再启动各自对应的减速电机进行驱动；同时由于预紧弹簧的存在会给扫雪滚筒21和碾冰滚筒41施加一定的垂向压力，当遇到障碍或坡度时，所述扫雪滚筒21和碾冰滚筒41滚筒均会克服弹簧力并自适应抬高，从而始终与轨道面保持良好的接触，最终达到扫除积雪和碾碎冰层的作用。在非作业除冰时，司机在司机室内关闭减速电机，并通过旋转两个提升丝杠的手柄使得扫雪滚筒21或碾冰滚筒41与轨道面分离，不会影响车辆本身的正常行进。

结合参见图8，其中图8-a是扫冰装置的主视图，图8-b是扫冰装置的侧视图，图8-c是扫冰装置的俯视图；所述扫冰装置5安装布置在车体1的底部，且包括至两组并排设置的立式旋转扫冰机构，每组立式旋转扫冰机构均包括一个立式旋转设置的扫冰刷51以及用于驱动其转动的第三减速电机52。

在本实施例中，所述扫冰刷51为锥台状结构，所述第三减速电机52为斜齿轮-伞齿轮减速电机，且两个第三减速电机的转向相反设置，即两个扫冰刷的旋转方向均是由内向外，将大块碎冰和余雪甩向轨道两侧，从而到达基本清扫干净的效果。

结合参见图9，其中图9-a是扫冰装置的主视图，图9-b是扫冰装置的俯视图；所述烘干装置6安装布置在车体1的尾端，且包括依次连接的热风机61、耐温管62和风嘴63，所述风嘴63设置于轨道上方且包括多个出风口。所述烘干装置6主要是通过热风机61吹出热风，然后通过耐温管62将热风分流至风嘴63上的各个出风口，通过带有一定温度的热风吹融轨道表面残余的细微冰雪并烘干水汽。

在进行除冰雪作业时，车辆本身的运行速度小于3km/h。所述除冰雪车辆先通过安装在车头的滚筒式扫雪装置对轨道面上的积雪进行清扫，然后由加热装置提供的热水通过喷射装置喷射在轨道面上进行融冰，再配合其后的滚筒式碾冰装置对松动的冰层进行碾压破碎，接着通过并列设置的两个立式旋转扫冰装置对轨道面上的碎冰和余雪进行清扫，最后通过安装在车尾的烘干装置吹去轨道上残余的冰雪和水汽。

在非除冰雪作业时，首先要关闭除冰雪车辆中的各个独立的装置，然后通过两个提升丝杠将扫雪滚筒和碾冰滚筒提升至高出轨道表面20mm以上，此时车辆可以以小于10km/h的运行速度行驶在轨道上。

所述除冰雪车辆对于轨道表面的冰雪(冰层厚度小于等于6mm)具有很好的清除效果，能适应单轨高架的恶劣工作环境并顺利地通过轨道梁间的伸缩缝，也不会对箱型梁表面的油漆和防滑贴产生破坏，可以确保之后游览车运行的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。