一种轨道交通隧道除冰机的制作方法

本实用新型涉及除冰技术领域，具体涉及一种轨道交通隧道除冰机。

背景技术：

冬季隧道结冰现象一直困扰着接触网供电设备的运行安全，因结冰造成正馈线或承力索断线故障时有发生。每年冬季隧道内接触网设备运行安全就成为铁路沿线供电设备维护的重点工作，需要投入巨大的人力、物力、财力。目前主要的作业方式是利用列车运行间隔人工徒步进行隧道除冰作业，在列车运行间隔通过人工作业方式，清除隧道顶部和侧边对接触网设备具有威胁的结冰。传统的除冰工具就是一根长杆上装一个除冰锥，工作人员以几人为一个小组，用人力去戳冰，过程艰辛，需要用很大的力气，而且除冰效率低，除冰速度慢，耗时长，同时在除冰过程中冰块下落可能会伤到工作人员。

在现有技术中，参考中国实用新型专利（申请号：201720708902.x）所描述的“一种铁路隧道自动除冰装置”，其中安装在列车顶部前端的底座支撑，不可避免的缺点在于：（1）不够灵活，不方便拆除；（2）只能除去顶部的冰柱，而不能全方位除冰；（3）没有档冰的装置，除去的冰大部分落在车顶上，久而久之，就会在车顶形成冰块；（4）列车行驶速度非常快，除冰装置与冰块高速撞击，易引发事故。

在现有技术中，参考中国实用新型专利（申请号：201621329577.8）所描述的“一种铁路隧道除冰装置”，该装置钉固定于隧道顶部，其中不可避免的缺点在于：（1）不方便移动；（2）不能做到全方位除冰；（3）没有对除下的冰块进行一定的处理，很容易伤到工作人员。

技术实现要素：

本实用新型提供一种轨道交通隧道除冰机，至少在一定程度解决现有技术中存在的问题。

本实用新型的一种轨道交通隧道除冰机，包括除冰装置、导冰装置和小车装置，其中导冰装置包括支撑杆、铰链槽、导冰板、伞骨、第一伸缩杆、活动环、固定环和拉杆，固定环与支撑杆底部固定连接，活动环与支撑杆中部滑动连接，铰链槽与支撑杆顶部固定连接；支撑杆下端与小车装置铰接，拉杆下端与小车装置铰接，拉杆上端与固定环铰接；第一伸缩杆两端分别连接固定环和活动环，伞骨两端分别连接活动环和导冰板底部，导冰板上端与铰链槽铰接；除冰装置与支撑杆上端连接。小车装置能够移动，导冰装置设置在小车装置上，导冰装置的结构使得其能够折叠或收缩，使得该轨道交通隧道除冰机更加灵活。在除冰时，撑开导冰板，用于将落下的冰块引导至隧道两侧，避免冰块伤人或砸坏除冰设备。

在一些优选的实施例中，小车装置包括车体和车轮，其中车轮的宽度与铁路轨道的宽度相匹配。

在另一些优选的实施例中，小车装置还包括第二伸缩杆和第三伸缩杆，第二伸缩杆一端与车体连接，第二伸缩杆另一端与第三伸缩杆一端铰接。第二伸缩杆和第三伸缩杆构成伸缩腿，一方面，在除冰时伸缩腿能够与地面接触，增强小车装置的稳定性；另一方面，在需要移动小车装置时，也可以将小车装置进行平移，实现对行驶列车的避让。

在另一些优选的实施例中，除冰装置包括除冰锥、弹力杆和支撑架，除冰锥通过弹力杆与支撑架连接，支撑架下端与导冰装置的支撑杆上端连接。

在另一些优选的实施例中，还包括微型计算机和超声波测距设备，超声波测距设备安装在除冰装置上，超声波测距设备与微型计算机电连接。超声波测距设备用于检测冰层厚度，并以此为依据进行除冰。

在另一些优选的实施例中，还包括遥控装置，遥控装置与微型计算机电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、使用本实用新型的轨道交通隧道除冰机，只需一位随行工作人员做一些简单的操作，即可完成整个隧道的除冰工作，克服了人工除冰的缺陷，避免了艰苦的人力劳动，节省了人力资源；

2、除冰效果好，能实现全方位除冰，不仅效率高，而且安全可靠，不会伤到随行工作人员；

3、可将除去的碎冰通过导冰装置导向轨道两边，防止列车行驶时由于碎冰引起的安全事故，并可实现对行驶列车的避让，保证列车运行的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的轨道交通隧道除冰机的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的除冰装置的结构示意图。

图3为本实用新型一个实施例的导冰装置的结构示意图。

图4为本实用新型一个实施例的小车装置的结构示意图。

图5为本实用新型一个实施例的小车装置和导冰装置同时收起来的示意图。

图6为本实用新型一个实施例的导冰装置折叠起来的示意图。

图7为本实用新型一个实施例的连接头的结构示意图。

图8为本实用新型另一个实施例的除冰装置的结构示意图。

图9为本实用新型又一个实施例的除冰装置的结构示意图。

图10为本实用新型一个实施例的stm32f103rct6单片机主控电路图。

图11为本实用新型一个实施例的超声波测距模块电路图。

图12为本实用新型一个实施例的红外遥控接收头电路图。

附图标记解释：1-除冰装置、2-导冰装置、3-小车装置、101-除冰锥、102-弹力杆、103-支撑架、201-支撑杆、202-铰链槽、203-铰链、204-导冰板、205-连接头、206-伞骨、207-第一伸缩杆、208-活动环、209-固定环、210-锁条、211-支撑柱、212-拉杆、301-车体、302-第二伸缩杆、303-旋转部件、304-第三伸缩杆、305-机械爪、306-车轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1~6所示，一种轨道交通隧道除冰机，包括除冰装置1、导冰装置2和小车装置3。其中除冰装置1安装在导冰装置2上端，导冰装置2安装在小车装置3上。

除冰装置1包括除冰锥101、弹力杆102和支撑架103三个部分。其中，弹力杆102安装在支撑架103上，除冰锥101安装在弹力杆102上端。在弹力杆102的弹力作用下，除冰锥101会以一定的力度向上戳冰块，以达到除冰的效果。为了高效除冰，在支撑架103上安装多个除冰锥101和弹力杆102，在进行一次除冰过程中能更高效地实现除冰。

导冰装置2由支撑杆201、铰链槽202、铰链203、导冰板204、连接头205、伞骨206、第一伸缩杆207、活动环208、固定环209、锁条210、支撑柱211、拉杆212组成。其中，支撑杆201上端和除冰装置1的支撑架103连接在一起，支撑杆201下端与小车装置3铰接。铰链槽202、活动环208、固定环209由上至下依次安装在支撑杆201上，铰链槽202、固定环209分别与支撑杆201固定连接，活动环208与支撑杆201滑动连接。导冰板204与铰链槽202通过铰链203铰接。导冰板204要达到撑起和收合的功能，还需要连接头205、伞骨206、第一伸缩杆207、活动环208、固定环209组成的机械结构。连接头205用于连接伞骨206和导冰板204，以及伞骨206和活动环208。通过活动环208的移动和伞骨206的支撑，可控制导冰板204撑开的角度大小以及控制导冰板204收合。活动环208与固定环209之间通过第一伸缩杆207连接，这样的机械结构使活动环208方便移动，以达到导冰板204撑起和收合的功能。当需要除冰时，可以把活动环208推上去，这样就可以把导冰板204撑开，此时在除冰过程中冰块就顺着导冰板204下滑到隧道两边的缝隙，不会留在隧道内阻碍列车行驶，而且冰块不会砸伤工作人员，能保证随行工作人员的安全。连接头205可以由一个球体和圆柱体构成，结构如图7所示，主要起连接作用。在这里一方面用于连接伞骨206和活动环208，起到拉动活动环208时可以控制伞骨206的收缩和撑起；另一方面用于连接伞骨206和导冰板204，达到控制伞骨206使导冰板204打开和收合。

因为整个导冰装置2很高，若直接进行平移操作可能会导致重心不稳，所以在进行平移前需要先将导冰装置2折叠起来。将导冰装置2折叠的装置由连接头205、固定环209、锁条210、支撑柱211、拉杆组成212构成。将三个支撑柱211安装在小车装置3上，旁边两个支撑柱211是用于连接拉杆212，中间的支撑柱211是用于支撑支撑杆201；锁条210安装在中间的支撑柱211中间，用于锁定支撑杆201。当除冰工作正常进行时，锁条210向上锁着支撑杆201。当要进行避车操作时，锁条210向下缩，支撑杆201底部腾空后，通过两边的拉杆212进行一边拉，另外一边进行放，便可达到将导冰装置2折叠的功能。拉杆212一端通过连接头205与固定环209连接在一起，另一端与支撑柱211连接在一起，两边支撑柱211的结构一样。拉杆212实际上是伸缩杆的结构，可伸长，可收缩。

小车装置3由车体301、第二伸缩杆302、旋转部件303、第三伸缩杆304、机械爪305、车轮306组成。车体301底部安装四个车轮306，车轮306的宽度贴合铁路轨道的宽度。第二伸缩杆302和第三伸缩杆304中间通过旋转部件303进行连接，其中第二伸缩杆302一端安装在小车装置3内部，中心点是固定的。机械爪305是固定在第三伸缩杆304上的，用于平移时固定在地面上作为落脚点。当需要进行平移避车时，第二伸缩杆302伸长，旋转部件303使第三伸缩杆304旋转90度，使其和地面垂直，同时机械爪305呈爪型紧紧支撑地面。当轨道两侧铺碎石时，机械爪305的爪子能陷入石头缝隙，依靠紧紧的抓力使除冰车能正常进行平移。进行平移时，只需第二伸缩杆302一边伸长，同时另一边收缩就能达到将小车平移到隧道边进行避车操作。

在其他实施例中，也可以采用其他除冰装置，如图8和图9所示。图8是贴合隧道拱形的除冰装置，内部结构和上述的除冰装置一样，包括除冰锥、弹力杆和支撑杆三个部分。其工作过程也是一样，只是整个除冰装置在形状上做了修改，使其呈拱形，能更好的贴合隧道形状，除冰范围较大。供工作人员选择，当隧道只有顶部结冰时，可选择图2所示的除冰装置。当隧道结冰范围大，涉及顶部和两侧时，选择图8所示的除冰装置能更高效完成除冰工作。图9所示的除冰装置包括钻头、底盘、伸缩杆、支撑杆。底盘是一个圆形装置，底盘底部和支撑杆是固定在一起的，伸缩杆均匀分布在底盘周围，这样的设计使除冰范围可以呈伞行，范围大，同时伸缩杆的方向可以调节。底盘是起到固定和连接的作用。图9所示的钻头是可高速转动的，通过钻冰的方式除冰，效率更高。

在其他实施例中，所述轨道交通隧道除冰机内部装有微型计算机和超声波测距设备，可计算出实际冰层厚度，并以此为依据进行除冰。其中，可以选用型号为stm32f103rct6的芯片作为微型计算机的主控芯片，stm32f103rct6芯片已经完全可以完成控制超声波测距设备进行工作以及将超声波测距设备传回来的数据进行计算得出冰层的厚度，从而可以更好的进行除冰工作。图10为stm32f103rct6单片机主控电路图。超声波测距设备嵌入除冰锥下面的支撑架中，超声波发射器向冰层发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播时碰到冰层就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s=（v*△t）/2。图11为超声波测距模块电路图。

在其他实施例中，所述轨道交通隧道除冰机上安装有遥控装置，以便实现遥控功能。遥控装置属于现有技术，不再赘述。