本发明涉及清洗设备技术领域，特别涉及一种轨道车辆转向架清洗设备。
背景技术
转向架是轨道车辆最为重要的结构部件之一，其直接影响着轨道车辆的运行品质，当轨道车辆运行到一定里程或者转向架出现故障时需要对转向架进行检修作业，而在检修作业之前需要对转向架表面进行清洗，以将覆盖在转向架表面的油渍、灰尘、锈迹等污垢清除干净，避免污垢遮盖转向架损伤部位造成漏检漏修，进而防止有问题的转向架运行而危及行车安全。
目前，转向架的清洗方式大部分以高压水清洗为主。但是，高压水清洗存在清洗前需要对相关部件进行防水处理，且清洗不彻底、需要人工二次清洗的问题，另外，清洗时清洗水有可能会残留，而残留的清洗水会对清洗对象造成腐蚀，再者，清洗后的废水需要进行专门的污水处理，这样必然增加了整体的作业量以及成本。因此，有必要研发出一种不采用高压水清洗方式的转向架清洗设备。
技术实现要素：
鉴于上述状况，有必要提供一种新型的转向架清洗设备，以解决现有技术的不足。
本发明提供一种转向架清洗设备，所述转向架清洗设备包括台体以及设置于所述台体上的压缩空气系统、机械手、及干冰喷射装置，所述压缩空气系统与所述干冰喷射装置连接，所述机械手包括机械手本体和机械手横移装置，所述机械手本体设置于所述机械手横移装置上且可在所述机械手横移装置的带动下水平移动，所述机械手本体自身可多自由度调整，所述干冰喷射装置的喷头可拆卸固定于所述机械手本体上；所述干冰喷射装置将所述压缩空气系统提供的压缩空气与所述干冰喷射装置存储干冰混匀，所述喷头在所述机械手的带动下移动并喷射出干冰清洗转向架。
进一步地，所述机械手横移装置包括第二底座、第二传动机构、以及机械手安装座，所述第二传动机构为丝杠螺母传动机构，所述第二传动机构包括第二电动机、第二丝杠、第二螺母、轴承座以及联轴器此部分表述与具体实施方式表述不一致，缺少联轴器，所述第二电动机设置于所述第二底座上，所述第二丝杠与所述第二电动机同轴连接，所述第二丝杠端部插设于在所述第二底座上的所述轴承座中，所述第二螺母螺纹连接于所述第二丝杠上，所述机械手安装座固定于所述第二螺母上，所述机械手本体可拆卸固定于所述机械手安装座，所述机械手本体可随所述第二螺母沿所述第二丝杠作直线运动。
进一步地，所述干冰喷射装置包括箱体、混冰器、进气口、压力调节单元、斗式存储箱、驱动电机、以及阀门，所述箱体设置于所述台体上表面，所述混冰器、所述斗式存储箱设置于所述箱体内，所述斗式存储箱于所述混冰器上方且二者连通，所述混冰器和所述斗式存储箱之间设置有所述阀门，所述混冰器下方设置有所述进气口，所述压缩空气系统与所述进气口连通，所述压力调节单元设置于所述进气口上，所述喷头与所述混冰器通过连通，所述驱动电机与所述混冰器连接。
进一步地，所述压缩空气系统包括依次连接的空压机、储气罐、初级空气过滤器、冷干机、以及精密空气过滤器，所述精密空气过滤器与所述干冰喷射装置连接。
进一步地，所述台体上表面开设有基坑，所述基坑坑口处可拆卸地扣设有盖板，所述盖板与所述台体上表面等高，所述台体上表面设置有两个平行间隔的轨道，两个所述轨道之间开设有平行于所述轨道的直槽，所述轨道和所述直槽从所述盖板上经过，所述轨道外侧的所述盖板上开设有通孔。
进一步地，所述转向架清洗设备还包括升降装置，所述升降装置包括机架、承载构架、举升柱、以及第一传动机构，所述机架设置于所述基坑中，所述第一传动机构为丝杠螺母传动机构，所述第一传动机构竖直地设置于所述机架上，所述第一传动机构的螺母套设于所述第一传动机构的丝杠上且可沿所述丝杠移动，所述承载构架与所述螺母固定连接，所述举升柱包括底架和设置于所述底架上表面四角处的举升柱本体，所述底架与所述承载构架固定连接，所述举升柱本体穿设于所述通孔中。
进一步地，所述举升柱本体的上端面设置有限位槽，限位槽与转向架的车轮卡合限位。
进一步地，所述升降装置还包括定位器，定位器设置于所述通孔内侧处的所述轨道上。
进一步地，所述运送装置包括第三传动机构和推杆，所述第三传动机构为链传动机构，所述第三传动机构设置于直槽中，所述推杆包括推杆座、第一销轴、推杆本体、扭簧、以及卡环，所述推杆座与所述第三传动机构的链条连接，所述推杆本体与所述推杆座通过所述第一销轴铰接连接，所述扭簧套设于所述第一销轴上且所述扭簧两端分别抵靠在所述推杆本体与所述推杆座上，所述卡环与所述推杆本体固定连接且凸出于所述推杆本体一侧，所述推杆本体下端远离所述卡环的一角为圆弧形倒角，所述推杆本体只能绕所述第一销轴向圆弧形倒角方向旋转。
进一步地，所述转向架清洗设备还包括罩体，所述罩体将所述机械手、所述干冰喷射装置、及所述盖板罩设于其内。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果是：上述转向架清洗设备，采用干冰清洗方式，清洗效果良好，没有二次残留物、对环境无污染，对转向架无损伤，清洗时无需拆解电机轴承等部件，无需吹干工序，自动化程度高，所需人工少，成本低。
附图说明
图1是转向架清洗设备的结构示意图；
图2是去除罩体的转向架清洗设备的结构示意图；
图3是升降装置的结构示意图；
图4是升降装置的主视图；
图5是升降装置的拆卸示意图；
图6是运送装置的结构示意图；
图7是推杆的结构示意图；
图8是机械手的结构示意图；
图9是图8中的ⅸ处去除机械手本体的放大图；
图10是干冰喷射装置的结构示意图；
图11是监测及电控系统的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
请参见图1至图11所示，本发明的转向架清洗设备100包括台体10、升降装置20、运送装置30、压缩空气系统40、机械手50、干冰喷射装置60、罩体70、以及监测及电控系统80。为便于说明，说明书中除了转向架清洗设备100还包括转向架200，转向架200包括前后两个轮对201，轮对201包括轮轴203和设置于轮轴203两端可绕轮轴203转动的车轮202。转向架清洗设备100可以清洗转向架200也可以清洗从转向架拆卸下来的轮对201，但不限于此。
台体10用于安装转向架清洗设备100的其他部件，台体10可以是地面也可以是设置于地面的台体，只要是可以满足安装转向架清洗设备100的其他部件均可。为配合升降装置20的安装，台体10上表面中部开设有基坑14，在本实施例中，基坑14为矩形。基坑14坑口处可拆卸地扣设有盖板15，盖板15与台体10上表面等高，盖板15的形状与基坑14的形状相对称，在本实施例中，盖板15为矩形，盖板15具有防尘的作用。台体10上表面设置有两个平行间隔的轨道11，轨道11与转向架200的车轮202相配合，车轮202可沿轨道11移动，在本实施例中，轨道11是下嵌的，但不限于此。两个轨道11之间开设有平行于轨道11的直槽12，轨道11和直槽12从盖板15上经过，即盖板15上也设置有轨道11和直槽12，转向架200可从盖板15上经过。
升降装置20用于抬升转向架(图未示)以便于清洗转向架的底部及内侧面。升降装置20包括机架21、承载构架22、举升柱23、第一传动机构24、以及定位器27。
机架21设置于基坑14中，机架21用于安装升降装置20的其他部件，机架21包括底座211、立柱212、以及顶板213，底座211固定于基坑14的底部，立柱212为两个且竖直平行间隔设置，立柱212的底端与底座211固定连接而立柱212的顶端与顶板213固定连接，即立柱212夹设于底座211和顶板213之间，底座211和顶板213平行。
第一传动机构24设置于机架21上，第一传动机构24为丝杠螺母传动机构，第一传动机构24包括电动机241、丝杠242、以及螺母243。电动机241设置于顶板213上，丝杠242与电动机241输出轴同轴连接且竖直地夹设于底座211和顶板213之间，丝杠242可随电动机241输出轴的转动而转动，螺母243螺纹连接于丝杠242上，第一传动机构24将电动机241带动转动运动转化为螺母243沿丝杠242的直线运动。升降装置20不工作时螺母243位于丝杠242的下端，升降装置20工作时，螺母243在丝杠242带动下向上移动。电动机241为减速电动机。
承载构架22与螺母243固定连接，且位于两立柱212之间，承载构架22的上设置有多个滚轮222，滚轮222将立柱212限位，承载构架22在螺母243带动下沿丝杠242运动时滚轮222可沿立柱212的表面滚动。
举升柱23包括举升柱本体231和底架232，举升柱本体231为四个，四个举升柱本体231竖直地设置于底架232上表面四角处，底架232与承载构架22固定连接如螺纹连接，举升柱本体231平行于丝杠242，举升柱23在承载构架22(螺母243)的带动下可沿丝杠242运动。举升柱本体231的上端面设置有限位槽233，限位槽233可卡合限位转向架200的车轮202，以避免其在举升时滚动。
为便于举升柱本体231的设置，在盖板15的轨道11外侧开设有通孔152，通孔152为四个且位置与举升柱本体231的位置相对应，升降装置20不升起时举升柱本体231穿入通孔152中且举升柱本体231的上端面与盖板15等高，当升降装置20向上升起时举升柱本体231穿过通孔152向上升起而将转向架200抬升。
定位器27设置于举升柱本体231(通孔152)内侧处的轨道11上，当转向架200的车轮202压碰定位器27上而被触发，从而判断转向架200(车轮202)已停靠到位，运送装置30可停止而升降装置20可开始工作。定位器27被触发才允许举升柱23的升起。
运送装置30包括第三传动机构32、推杆34、以及支撑板(图未示)。
第三传动机构32为链传动机构，第三传动机构32包括链轮321、链条322、链轮支撑座323、以及第三电动机324。链轮支撑座323为两个间隔地设置于直槽12中且靠近于直槽12两端，链轮321固定于链轮支撑座323上且可轴向转动，第三电动机324与一个链轮321轴向连接，第三电动机324为该链轮321提供轴向转动动力，第三电动机324为减速电动机。链条322两端闭合，两链轮321于闭合链条322中而将链条322绷紧，链条322与链轮321啮合，链条322在链轮321的带动下可沿链条322方向移动，链轮321的轴向垂直于直槽12，链条322平行于直槽12。
为便于支撑推杆34，减轻推杆34对链条322的竖直方向作用力，上下链条322之间可设置有支撑板，支撑板可支撑推杆34。
推杆34包括推杆座341、第一销轴342、推杆本体343、扭簧348、以及卡环349。推杆座341与链条322连接，链条322可带动推杆座341沿链条322(直槽12)方向移动，需要说明的是，推杆座341处的链条322可以缺失，即链条322两端分别与推杆座341两端固定连接如螺纹连接。推杆座341为矩形框架结构，推杆座341内部设置有可轴向转动的转轮3412，转轮3412轴向垂直于链条322(直槽12)，转轮3412最下端低于推杆座341。转轮3412抵靠于支撑板上。
推杆本体343与推杆座341通过第一销轴342铰接连接，推杆本体343于推杆座341上方且可绕第一销轴342转动，同时第一销轴342套设有扭簧348且扭簧348的两端分别抵靠于推杆本体343与推杆座341上，以保证推杆本体343不被下压时处于直立状态。
具体地，推杆本体343包括杆片3434、支撑轮3435、第二销轴3436、以及连接片3437。杆片3434为两个，两个杆片3434平行间隔设置，可通过连接片3437将两个杆片3434的一端(下端)分别固定连接。卡环349为弧状片，卡环349为两段的组合结构以便于固定转向架200的轮轴203，卡环349的两端分别设置有环体3492，环体3492分别套设于第二销轴3436上，第二销轴3436两端分别与两个杆片3434固定，卡环349夹设于两个杆片3434之间且凸出于杆片3434一侧，卡环349用于将转向架200的轮轴203卡合在卡环349与杆片3434之间而实现卡环349对转向架200固定。第二销轴3436上还套设有支撑轮3435，支撑轮3435分别于环体3492的两侧，支撑轮3435可绕第二销轴3436轴向转动，支撑轮3435凸出于杆片3434，支撑轮3435用于卡合在卡环349与杆片3434之间轮轴203限位，为防止支撑轮3435擦伤车轴203，通常支撑轮3435采用可防止擦伤车轴的塑料材质加工而成。杆片3434下端与推杆座341通过第一销轴342铰接连接，杆片3434下端(即推杆本体343下端)远离卡环349的一角为圆弧形倒角，从而保证推杆本体343只能绕第一销轴342向一个方向(圆弧形倒角方向)旋转运动。
推杆本体343下压至水平，推杆本体343插入推杆座341中，推杆本体343和推杆座341通过插销(图未示)插入其对应的定位孔(图未示)而将二者可拆卸固定连接，推杆本体343下压至水平并固定的作用是便于不使用运送装置30时将推杆本体343处于平躺状态，以免影响行人及车辆通过。
压缩空气系统40、机械手50、以及干冰喷射装置60组成清洗装置。
压缩空气系统40为干冰喷射装置60提供喷射干冰使用的压缩空气。压缩空气系统40包括空压机41、储气罐42、初级空气过滤器43、冷干机44、以及精密空气过滤器45。空压机41、储气罐42、初级空气过滤器43、冷干机44、以及精密空气过滤器45依次通过管路连接，从精密空气过滤器45出来的压缩空气通入干冰喷射装置60。压缩空气系统40工作过程：空压机41从外界吸入常压空气予以压缩形成压缩空气并储存到储气罐42中，储气罐42中的压缩空气经过初级空气过滤器43净化之后进入冷干机44，冷干机44对压缩空气降温除湿处理，从冷干机44出来的压缩空气再经精密空气过滤器45净化后形成满足干冰喷射要求的压缩空气。
机械手50包括机械手本体51和机械手横移装置52。
机械手本体51为多自由度机械手臂，在本实施例中，机械手本体51为六自由度机械手臂，但不限于此。机械手本体51固定于机械手横移装置52的机械手安装座528上。
机械手横移装置52包括第二底座521、第二传动机构522、以及机械手安装座528。
第二底座521设置于盖板15外周的台体10且平行于轨道11，在本实施例中，第二底座521为两个分别设置于轨道11两侧，第二底座521上设置有第二传动机构522。第二传动机构522为丝杠螺母传动机构，第二传动机构522包括第二电动机523、第二丝杠524、第二螺母525、轴承座526、以及联轴器527。第二电动机523为减速电动机，第二电动机523固定于第二底座521上，第二丝杠524与第二电动机523输出轴同轴连接，进一步地，第二丝杠524与第二电动机523通过联轴器527同轴连接，第二丝杠524水平且沿第二底座521方向延伸，第二丝杠524的端部插设于轴承座526中，轴承座526固定于第二底座521上，第二丝杠524可随第二电动机523输出轴的转动而转动，第二螺母525螺纹连接于第二丝杠524上，第二传动机构522将第二电动机523转动运动转化为第二螺母525沿第二丝杠524的直线运动。机械手安装座528与第二螺母525固定连接，该固定连接是机械手安装座528上的卡块(图未示)与第二螺母525的卡槽(图未示)之间的卡合连接，机械手安装座528可随着第二螺母525的运动而运动，。机械手本体51与机械手横移装置52可拆卸固定连接。工作时第二电动机523驱动第二丝杠524，第二丝杠524带动第二螺母525及机械手安装座528运动，进而带动机械手本体51移动。
干冰喷射装置60将压缩空气系统40输出的压缩空气与干冰定量混合后再喷向转向架200表面而除去污垢。干冰喷射装置喷头68可拆卸设置于机械手50的机械手本体51上。干冰喷射装置60包括箱体61、混冰器62、进气口63、压力调节单元64、斗式存储箱65、驱动电机66、阀门67、以及喷头68。
箱体61用于安装干冰喷射装置60的部件，箱体61可开设有箱门(图未示)，箱体61设置于台体10上表面且靠近盖板15，箱体61下端四角可设置有万向轮612。
混冰器62、斗式存储箱65设置于箱体61内，斗式存储箱65贮存干冰(即固态二氧化碳，干冰通常为颗粒状)，斗式存储箱65于混冰器62的上方且二者连通，混冰器62和斗式存储箱65之间设置有阀门67，斗式存储箱65便于干冰添加至混冰器62中，混冰器62下方设置有进气口63，精密空气过滤器45与混冰器62的进气口63连通，压力调节单元64设置于进气口63上，压力调节单元64用于控制精密空气过滤器45的压缩空气进入进气口63以及调节通过进气口63进入混冰器62的压缩空气的压力。驱动电机66与混冰器62连接，驱动电机66为混冰器62混合干冰和压缩空气提供动力。喷头68与混冰器62通过管路连接，喷头68可拆卸固定于机械手本体51上，机械手本体51带动喷头68喷射，喷头68可通过机械手本体51喷射清洗，也可通过人工手动喷射清洗，喷头68为高射流喷头。
转向架清洗设备100还包括罩体70，罩体70将机械手50、干冰喷射装置60、及盖板15罩设于其内，罩体70相当于清洗室。罩体70上设置有观察窗71、活动门72，同时罩体70内部设置有通风装置73、视频监控器74、二氧化碳浓度传感器75等，以保证清洗作业的安全。为了便于对罩体70内进行除尘，在通风装置73上设置除尘滤网。二氧化碳浓度传感器75用于监测罩体70内二氧化碳浓度，并监控数据传递给监测及电控系统80。视频监控器74用于视频监控。
监测及电控系统80用于对设备状态进行监测及控制，监测及电控系统80包括控制台81、触摸屏82、以及控制器83。
控制台81设置于台体10上，触摸屏82设置于控制台81上，触摸屏82用于向控制器83输入指令，控制器83为可编程控制器，控制器83控制转向架清洗设备100的相关部件。控制器83是监测及电控系统80的核心，控制器83包括运升降装置控制单元831、送装置控制单元832、机械手控制单元833、喷射控制单元834、通风机控制单元835、二氧化碳监控单元836、以及视频监控单元837。
视频监控单元837与视频监控器74电性连接，视频监控单元837控制视频监控器74。二氧化碳监控单元836与二氧化碳浓度传感器75、活动门72电性连接，二氧化碳监控单元836接受二氧化碳监控单元836的监控数据，并在监控数据超出临界值时二氧化碳监控单元836启动活动门72的门控联锁(即开启活动门72)。通风机控制单元835与通风装置73电性连接，通风机控制单元835控制通风装置73排风。
升降装置控制单元831与定位器27、电动机241电性连接。转向架200的车轮202压碰定位器27上而被触发，定位器27向升降装置控制单元831发出信号，升降装置控制单元831接收到定位器27发出的信号，控制电动机241启动带动举升柱23上升，车轮202靠外的部分进入限位槽233(限位槽233对车轮202卡合限位)，举升柱23继续上升，举升柱23将转向架200抬升，待到达预设高度，升降装置控制单元831控制电动机241停止。
运送装置控制单元832与定位器27、第三电动机324电性连接。转向架200的轮轴203卡合在卡环349与杆片3434之间而固定，运送装置控制单元832控制第三电动机324启动，使得推杆34带动转向架200沿轨道11移动，当转向架200的车轮202压碰定位器27上而被触发，定位器27向运送装置控制单元832发出信号，运送装置控制单元832接收到定位器27的信号后控制第三电动机324停止。
机械手控制单元833与第二电动机523、机械手本体51电性连接，机械手控制单元833控制第二电动机523启动与停止，同时控制机械手本体51的多自由度转动。
喷射控制单元834与阀门67、压力调节单元64、驱动电机66、喷头68电性连接，喷射控制单元834分别控制阀门67、压力调节单元64、驱动电机66、及喷头68的开关，喷射控制单元834可设置于箱体61上。干冰喷射装置60清洗时，喷射控制单元834控制阀门67开启，斗式存储箱65中存储的干冰添加到混冰器62中(清洗过程中，存储箱65持续向混冰器62加注干冰而阀门67不关闭)，喷射控制单元834控制压力调节单元64开启并调整使得所需压力的压缩空气通入混冰器62中，喷射控制单元834控制驱动电机66工作，使得混冰器62中的干冰颗粒与压缩空气混合均匀，最后，喷射控制单元834控制喷头68开启而喷射出干冰以清洗转向架200，清洗完毕，喷射控制单元834控制喷头68、阀门67、压力调节单元64关闭。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果是：上述转向架清洗设备100，采用干冰清洗方式，清洗效果良好，没有二次残留物、对环境无污染，对转向架200无损伤，清洗时无需拆解电机轴承等部件，无需吹干工序，自动化程度高，所需人工少，成本低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。