专利名称：清洗机用防撞感应机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列车清洗设备，具体涉及一种列车清洗机用防撞感应机构。
背景技术：
随着科技的进步，轨道交通技术越来越发达，在我国高铁、动车乃至磁悬浮列车已经逐步投入实际使用当中。由于此类列车车速较快，为降低风阻，基本采用流线造型的车身，配合表面白色烤漆，整个外形非常的漂亮抢眼，科技感十足。但是外形美观的同时也带来了更高的保养要求。在列车运行时，空气中灰尘、列车与铁轨摩擦产生粉末附着在车身表面。而列车车身脏污，一来影响轨道交通形象，对于乘客来说也需要注意不要碰触车身，以免弄脏衣物行李；二来风吹日晒后，尘垢、锈蚀也会慢慢渗进烤漆里，影响烤漆结构，致使车身颜色改变，乃至烤漆脱落。故此基本上动车组、磁悬浮列车组以及高铁每天收车后都会进行清洗。现有的列车清洗原理和普通的洗车房洗车原理基本相同，通常是在站点内设置专门的外皮清洗车间，车间内铺设了若干条铁轨，当列车沿铁轨以低速通过清洗房时，光电开关自动感应到列车，先对车皮进行吹风除尘，之后喷出水雾，刷子开始动作，将列车清洗得干干净净。上述清洗方式清洗较为彻底，但是需要到指定的站点，并且需要一定的时间，故此现有的清洗方式只能是收车后进行。而高速列车由于采用白色烤漆车身，单程行经各地后表面即附着有一层灰尘，在有限的折返时间中，需要对于上下客的一侧外车皮进行清洗。目前是在短暂的停靠时间里依靠人工清洗，一方面时间短，清洗质量无法保证，另一方面有碍站台整体形象。目前尚无一种可以在站台对于列车车厢进行清洗的清洗机，而站台清洗环境复杂，客流量大，如果没有防撞感应机构，可能会撞到行人或者其他的物体，同时清洗机需要在站台边缘作业，容易掉入轨道区域，造成严重事故。故此需要研制一种此类清洗机上适用的防撞感应机构。
发明内容本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种列车清洗机用防撞感应机构，该防撞感应机构采用防撞触边、超声波测距传感器及光电传感器三种感应方式，一旦检测到距离站台过近、移动方向的前方有障碍物或者撞到物体，立即紧急制动，保障了在站台清洗的安全，弥补了现有技术的不足。本实用新型目的实现由以下技术方案完成—种列车清洗机用防撞感应机构，所述列车清洗机用于对于列车车厢外表面的清洗，所述列车清洗机包括一作为主体的机架，所述机架上设置有行走机构及控制所述行走机构的控制系统，其特征在于所述感应系统包括防撞触边、至少一个超声波测距传感器及若干光电传感器，其中，所述防撞触边呈首尾相接之环状并兜绕于所述机架下缘，且突出于所述机架表面，所述防撞触边之外层弹性层内设置有连续的干簧片开关；所述若干光电传感器设置于所述机架底面之四角处，且所述光电传感器的探测方向竖直向下；所述测距传感器中至少一个设于所述列车清洗机行进方向的前端部，所述光电传感器、干簧片开关及超声波测距传感器与所述控制系统连接。所述光电传感器每两个为一组共分为4组，每组光电传感器设置于所述机架底面之一角，且探测方向为竖直向下。所述机架于其行进方向的后端设置有至少一个所述测距传感器。本实用新型的优点是采用多重安全防撞保护，一旦检测到距离站台过近、移动方向的前方有障碍物或者撞到物体，立即紧急制动，保障了在站台清洗的安全。
图1为本实用新型清洗机使用状态示意图；图2为本实用新型清洗机构结构示意图I ；图3为本实用新型清洗机构结构示意图II ；图4为本实用新型行走机构示意图；图5为本实用新型清洗机工作原理示意图；图6为本实用新型感应系统结构示意图I ；图7为本实用新型感应系统结构示意图II ；图8为本实用新型感应系统结构示意图III。。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解如图1至图8所示，总参考标号1-19分别表示站台1、列车2、清洗刷3、挡水罩 4、喷头5、水泵6、水箱7、洗涤液箱8、驱动轮9、承载轮10、平衡轮11、电机减速器12、防撞触边13、超声波距离传感器14、光电传感器15、蓄电池16、电控箱17、转向轴18、转向驱动电机19。参见图1-8所示，本实用新型所描述之清洗机主要由清洗机构、行走机构、感应系统及电控部分组成，以下感应系统的结构组成进行详细描述感应系统包括防撞触边13、至少二个超声波距离传感器14及若干光电传感器15。 其中所述防撞触边13呈首尾相接之环状并兜绕于所述清洗机下缘，所述防撞触边13 的外层弹性橡胶层，其中分布有连续的干簧片开关(图中未示)。由于防撞触边13凸出于清洗机的下缘，当清洗机即将触碰到物体之前，防撞触边13首先接触该物体，同时触动干簧片开关，干簧片开关发送信号至电控箱17，清洗机自动紧急制动。所述光电传感器14每两个为一组共分为4组，每组光电传感器14设置于所述清洗机底面之一角，且探头的探测方向竖直向下，每个角落设置两个光电传感器，目的是探测火车站站台边缘，每个角落用两个的目的是冗余设计。光电传感器14的作用是实时探测站台边缘，通过计算分析得出清洗机是否超出站台边缘，如超出边缘，控制器接收到光电传感器的动作信号，清洗机自动紧急制动。[0025]在清洗机的工作面上设置两个超声波距离传感器15，且分别设于该工作面的两翼。工作面上的两个超声波距离传感器15用于实时测量清洗机与动车组的距离，通过前后两个超声波测距传感器15实时测得与列车的距离，来计算出清洗机与列车的相对位置，通过计算结果来驱动转向电机实时调整行走方向。参见图4，清洗机于其行进方向的前端设置有三个测距仪15，用于检测清洗机移动方向上是否有阻碍物，如有清洗机自动紧急制动。结合上述感应系统结构，以下对于清洗机的其他组件以及工作原理进行详细描述清洗机构主要由喷头5、水泵6、水箱7、旋转电机(图中未示意)、转轴(位于清洗刷3的中轴， 图中未示意)及套接于所述转轴上的清洗刷3组成。清洗刷3的轴线应该平行于列车2的待清洗面，但是由于列车侧面为弧状，故此清洗刷3轴线必须与地面地面呈一定角度，尤其以清洗刷3垂直于地面设置的情况(即交角为90°为最佳)，此时改变清洗刷3旋转后的外形即可。旋转电机通过涡轮蜗杆减速器驱动所述转轴转动，这里涉及的驱动还可以包括旋转电机输出轴通过皮带与转轴连接，或者旋转电机输出轴与转轴为一级齿轮连动关系的连接等等，此为本领域技术人员习见手段，不再赘述。清洗刷3的结构可以有两种其一是由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗片组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗片于所述轴套上沿径向伸展以呈放射状布置，所述清洗片之外缘形状与所述列车2侧面形状吻合；另一种结构是所述清洗刷由轴套及固定于所述轴套上的若干清洗条组成，所述轴套套接于所述转轴上，所述清洗条的一端固定与所述轴套上，所述清洗条旋转飘起呈放射状后构成之外形与所述列车2侧面形状吻合。这两种都是通过离心力使清洗片(条)绕转轴急速旋转，从而带走列车上附着的污垢。由于其设计上配合列车形状，加上清洗条(片)为软质材料，外形有不匹配处也可通过清洗条(片)弯折弥补，故此可适应流线造型的高速列车。上述的清洗片(条)可采用泡棉、纤维、棉、布等各种材质。同时由上述的清洗原理可以看出，在工作时清洗刷3之外缘必须凸出清洗机的工作面。清洗刷3高度以及直径需要和列车配合， 其高度应该在1800mm-2500mm之间，最大直径在800mm-1200mm之间。以CRH1、CRH2、CRH3、 CRH380、CRH5的动车为例，清洗刷3高度为2100mm (与上述动车需清洗部位高度一致)、直径最小处为900mm，最大处为1100mm。喷头5共12个，均分为两组，固定设于清洗机用于清洗列车2的工作面。此两组喷头5分列于清洗刷3之两侧，且每两个喷头5通过一个水泵 6驱动并与水箱7连通。为清洗顽固污渍，水箱7内还设置有洗涤液箱8，洗涤液箱8内容置有为列车2专门配置的洗涤剂。为避免清洗刷3旋转导致的水珠、水雾飞溅，清洗机于清洗刷3外设有防水雾飞溅的挡水罩4，该挡水罩4 一侧具有一开口以使清洗刷3外缘凸出工作面。行走机构作为清洗机的移动部分。主要由一行走驱动电机、一转向驱动电机19、一驱动轮 9、二个平衡轮11和至少二个承载轮10组成。行走驱动电机设置的目的是作为清洗机整体移动的驱动电机，而转向驱动电机19则作为清洗机移动中改变方向的驱动电机，当行走机构偏离列车时，转向驱动电机19调整驱动轮的方向，使行走机构与列车保持平行相对位置关系。参见附图，驱动轮9的中轴两端均与一转向轴18固定，转向轴18垂直设置于驱动轮 9正上方。驱动轮9设于清洗机底面之前端，行走驱动电机的转动直接或间接驱动驱动轮9
5绕其轴线旋转，转向驱动电机19的转动直接或间接驱动转向轴18绕其轴线旋转，进而使驱动轮9之轴线水平转动。这里直接或间接驱动包括行走(转向)驱动电机输出轴通过皮带或齿轮与驱动轮9 (转向轴18)连接等等，此为本领域技术人员习见手段，不再赘述。所述二个平衡轮11对称设于所述驱动轮9两侧，所述承载轮10中至少二个设于所述清洗机底面相对所述述驱动轮9之另一端。这里承载轮10的数量可以为两个、四个甚至更多，譬如选用4个承载轮10+2个平衡轮11+1个驱动轮9，既满足小轮径、低底盘、载重大、驱动结构紧凑、转向操控性灵活；也可使用2个承载轮10+2个平衡轮11+1个驱动轮9，既满足小轮径、低底盘、载重大、驱动结构紧凑、转向操控性灵活。此种结构的选择为本领域技术人员习见手段，在此不再赘述。感应系统包括防撞触边13、至少二个超声波距离传感器14及若干光电传感器15。其中所述防撞触边13呈首尾相接之环状并兜绕于所述清洗机下缘，所述防撞触边13 的外层弹性橡胶层，其中分布有连续的干簧片开关(图中未示)。由于防撞触边13凸出于清洗机的下缘，当清洗机即将触碰到物体之前，防撞触边13首先接触该物体，同时触动干簧片开关，干簧片开关发送信号至电控箱17，清洗机自动紧急制动。所述光电传感器14每两个为一组共分为4组，每组光电传感器14设置于所述清洗机底面之一角，且探头的探测方向竖直向下，每个角落设置两个光电传感器，目的是探测火车站站台边缘，每个角落用两个的目的是冗余设计。光电传感器14的作用是实时探测站台边缘，通过计算分析得出清洗机是否超出站台边缘，如超出边缘，控制器接收到光电传感器的动作信号，清洗机自动紧急制动。在清洗机的工作面上设置两个超声波距离传感器15，且分别设于该工作面的两翼。工作面上的两个超声波距离传感器15用于实时测量清洗机与动车组的距离，通过前后两个超声波测距传感器15实时测得与列车的距离，来计算出清洗机与列车的相对位置，通过计算结果来驱动转向电机实时调整行走方向。参见图4，清洗机于其行进方向的前端设置有三个测距仪15，用于检测清洗机移动方向上是否有阻碍物，如有清洗机自动紧急制动。控制系统主要部件为电控箱17，电控箱17连接有一蓄电池16，蓄电池16同时连接电动水泵、转向电机、行走电机、旋转电机等等清洗机上的执行部件。电控箱17连接并接收所述干簧片开关、超声波距离传感器15及光电传感器14发至的信号，并控制连接所述水泵6、转向电机、行走电机及旋转电机。电控箱17中设置有判断模块，该判断模块中预设有标准距离阈值表，标准距离阈值表与清洗刷3上清洗片(条)旋转后的半径长度以及站台1的结构有关，基于工作面上测距仪15所传输的距离信息及该距离阈值，通过计算测距仪15采集距离信息之间的差，及分别与该距离阈值的差，以控制所述转向电机转动。例如工作面上前一超声波距离传感器15大于后一超声波距离传感器15，且两者测得距离均大于距离阈值，则清洗机已经脱离列车2，且趋于远离列车2，此时电控箱17控制转向电机转动，驱动轮9转动使清洗机靠近列车2。如工作面上前一测距仪15大于后一测距仪15，且两者测得距离均小于距离阈值，此时清洗机太靠近列车2，且趋于远离列车2， 清洗机前进方向正确，可保持该方向。由此，通过不断地检测清洗机离列车2的距离来实时调整转向系统，每次计算后的方向调整都是对于上一次动作的修正，在设定合适的时间间
6距后，使清洗机离列车2在有效的工作范围内，保证了清洗刷3始终对于列车2具有适当的压强和工作距离，确保了清洗效果。 上述实施例中使用的超声波距离传感器15，可以根据具体需求，选择不同类型的测距仪，如激光测距仪、红外测距仪等等，同时上述实施例中对光电传感器14数量的选择也不仅仅局限于此，在满足其他条件的情况下，根据具体情况，对数量进行任意增减，在此不再赘述。
权利要求1.一种清洗机用防撞感应机构，所述列车清洗机用于对于列车车厢外表面的清洗，所述列车清洗机包括一作为主体的机架，所述机架上设置有行走机构及控制所述行走机构的控制系统，其特征在于所述感应机构包括防撞触边、至少一个超声波测距传感器及若干光电传感器，其中，所述防撞触边呈首尾相接之环状并兜绕于所述机架下缘，且突出于所述机架表面，所述防撞触边之外层弹性层内设置有连续的干簧片开关；所述若干光电传感器设置于所述机架底面之四角处，且所述光电传感器的探测方向竖直向下；所述测距传感器中至少一个设于所述列车清洗机行进方向的前端部，所述光电传感器、干簧片开关及超声波测距传感器与所述控制系统连接。
2.如权利要求1所述的一种清洗机用防撞感应机构，其特征在于所述光电传感器每两个为一组共分为4组，每组光电传感器设置于所述机架底面之一角。
3.如权利要求1所述的一种清洗机用防撞感应机构，其特征在于所述机架于其行进方向的后端设置有至少一个所述测距传感器。
4.如权利要求1所述的一种清洗机用防撞感应机构，其特征在于所述清洗机于其工作面的两翼分别设置有一个超声波测距传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种列车清洗设备，具体涉及一种列车清洗机用防撞感应机构。所述感应机构包括防撞触边、至少一个超声波测距传感器及若干光电传感器，其中，所述防撞触边兜绕于所述机架下缘，且突出于所述机架表面，所述防撞触边之外层弹性层内设置有连续的干簧片开关；所述若干光电传感器设置于所述机架底面之四角处，且所述光电传感器的探测方向竖直向下；所述测距传感器中至少一个设于所述列车清洗机行进方向的前端部，所述光电传感器、干簧片开关及超声波测距传感器与所述控制系统连接。本实用新型的优点是采用多重安全防撞保护，一旦检测到距离站台边缘过近或离列车距离过近、移动方向的前方有障碍物或者撞到物体，立即紧急制动，保障了在站台清洗的安全。
文档编号B60T7/22GK202080263SQ20112016303
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者唐继烈, 姜瑞平, 张萼辉, 方火根, 朱浩云, 朱雪源, 罗善建, 虞国良 申请人:上海铁路局科学技术研究所, 上海铁路经济开发有限公司