一种轻型地铁隧道喷洒车

本发明属于环保机械领域，具体涉及一种轻型地铁隧道喷洒车。

背景技术：

近年来，中国城市轨道交通发展迅速。其中，最具代表性的便是地铁领域，其总里程数已达8000公里左右。如今，由于绝大多数地铁站台内均安装了站台屏蔽门，地铁隧道内主要污物不再是塑料瓶、塑料袋等人工丢弃物，而是由灰尘所替代。大量灰尘堆积不仅对地铁运行安全产生影响，对车内乘客及地铁工作人员也存在一定的健康隐患。

国内外现有地铁隧道清洁车主要是重型清洁车。其一般采用自行式或机车牵引式，重量可达5吨以上。它们所存在的共同问题是：设备过于庞大，操作复杂，且成本非常昂贵。目前中国主要的地铁隧道清洁方式为人工清洁作业，其清洁效率极低，且耗费大量人力资源。

由于中国地铁隧道内主要污物为灰尘，在大部分情况下对于水压无需太高需求。此外，由于中国地铁隧道大部分位于城市地下，对于大型地铁隧道清洁车，进入地铁隧道内部只能前往郊区地面接驳路段才能开始清洁工作，耗费大量人力资源与能源，综合成本极高。对于中国地铁交通行业迅猛发展的现状来说，大型地铁隧道清洁车普及可能性较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种轻型地铁隧道喷洒车，轻量化、尺寸小巧、能够通过地铁站设置的无障碍通道进出地铁站，方便作业。

一种轻型地铁隧道喷洒车，包括：前作业车、后作业车、快速锁扣、喷头和水箱，水箱设置在前作业车上，喷头设置在后作业车上，喷头通过水管连接水箱；快速锁扣安装于后作业车，前作业车设置有型材凹槽，快速锁扣的曲形弯钩嵌入型材凹槽后完成前作业车和后作业车的连接；前作业车和后作业车的主体为桁架结构。

优选的，还包括车轮，前作业车和后作业车的左右两侧分别设置有2个以上的车轮；

车轮的表面与接触轨道的表面设计为1:50～1:30的斜度。

为满足隧道内的转弯需求，车轮接触轨道的表面设计为1：40斜度，在转弯时，左右两车轮转速相同，但接触直径不同，形成速度差，实现转弯。

优选的，前作业车或后作业车的侧面设置有手刹系统，车轮上设置有两个以上的车轮销孔；

手刹系统包括刹车压杆、刹车线和刹车销；刹车压杆的中部靠前铰接在前作业车或后作业车的侧部；刹车压杆的头部连接刹车线的上部，刹车销连接在刹车线的底部，按压刹车压杆的后端部使得刹车线带动刹车销升起或降落，刹车销降落时，插入车轮销孔完成刹车动作。

优选的，还包括电动推杆，电动推杆设置在后作业车上；喷头设置于电动推杆的头部；电动推杆控制喷头升降和/或旋转；

喷头包括洒水喷头，洒水喷头的数量为偶数个，洒水喷头的数量为4个以上；洒水喷头在水平面上的投影呈v型分布。

优选的，洒水喷头(普通清洁喷头)共设置8个，呈v型排列，洒水角度与地面呈30°夹角。从地铁隧道(轨道)中间向两侧逐层(延伸开来)喷洒。在高压强喷洒输出模式下，由靠近中间的第一对洒水喷头首先将轨道中间的污物进行冲洗，同时由于喷头与地面存在一定的夹角，污物在被冲洗为污水之后会被冲击到喷头两侧，同时，后方的第二对喷头在清理下方污物的同时，对于第一对喷头冲洗分开的污水再次侧向加压；后续第三、第四对喷头同理，将污物清理到边部，并通过吸尘系统或吸污系统排走。

优选的，后作业车上还设置有光电测距器；通常情况下，电动推杆处于锁止状态；当光电测距器检测到疑似障碍物时，电动推杆驱动洒水喷头采用高压冲击模式对准疑似障碍物喷洒，如果疑似障碍物被冲开，则电动推杆驱动洒水喷头回复原位，再次开始高压射流清理作业；如果疑似障碍物未被冲开，则电动推杆驱动洒水喷头升起，避开疑似障碍物。

电动推杆内部同时设置上下移动部分和旋转部分，两部分分别由两组电机控制，上下移动部分采用蜗轮蜗杆传动，将电机的旋转运动转化为进给运动；旋转部分电机与推杆固连，在工作时电机旋转，通过减速齿轮组使推杆完成稳定旋转运动。在通常情况下，旋转部分和上下部分处于锁止状态。当光电测距器检测到障碍物时，电动推杆旋转部分工作，将中央喷头角度调整至正对障碍物，并自动调整为高压喷洒模式。若障碍物在短时间内被水流冲开，则旋转部分再次工作，将喷头调整至原位；若障碍物在短时间内未被冲开，则电动推杆上下移动部分工作，将电动推杆抬起避开障碍物。

优选的，喷头还包括消毒喷头，消毒喷头的数量为2个及以上，每个消毒喷头位于两个相对设置的洒水喷头之间；

消毒喷头的数量小于洒水喷头的对数，消毒喷头从后端的两个洒水喷头之间向前逐个设置。

优选的，消毒喷头共设置2个，放置于最后端两对普通清洁喷头中央，在前方普通清洁进行完毕之后进行消毒液喷洒。

此外，自从2020年开始的新冠病毒全球蔓延，尽管在中国的防疫措施之下，疫情局势得到良好控制，但是防疫抗疫仍不能松懈，应当成为一种常态化的工作，设置消毒喷头可以对地铁隧道进行及时消毒。

优选的，后作业车还设置有热导式气体分析仪、激光粉尘仪、plc模块和控制面板，处于后车侧面；主控模块分析热导式气体分析仪和激光粉尘仪获取的参数，实时分析、判断喷洒车附近的气体成分和空气颗粒物成分，在参数超过危险值之后发出声光报警信息或通过控制面板发出报警信息，plc模块控制喷头改用除尘和/或消毒模式喷洒作业。

优选的，还包括设置于后作业车的增压泵和紫外消毒灯，增压泵给水箱增压；紫外消毒灯与消毒喷头同步工作。

优选的，前作业车的水箱和后作业车的水管由液压快速接头连接。

优选的，还包括控制面板的两侧的两个手持喷枪，前作业车设置有前水管接口，后作业车设置有后水管接口，前水管接口从水箱伸出，后水管接口的一端与前水管接口由液压快速接头连接；

手持喷枪通过水管连接后水管接口的另一端；

手持喷枪包括枪口旋钮、喷枪扳机、喷枪水管接口、扳机卡锁；调节枪口旋钮可调整手持喷枪的喷洒模式为高压喷洒或者雾状喷洒；通过扳机卡锁卡住喷枪扳机。

手持喷枪单独设置，共2把，分别放置于中控系统两侧。分别用于普通清洁喷洒与消毒液喷洒，主要用于隧道角落自动喷头无法涉及的角落清理。手持喷枪扳机下方设置锁止装置，可保持喷枪工作状态。普通清洁手持喷枪与最前方普通清洁喷头共用一个增压泵；消毒手持喷枪与消毒喷头共用一个增压泵。

优选的，水箱包括普通水箱和消毒水箱，普通水箱和消毒水箱的容积比大于等于4:1，例如4:1、5:1或6:1等。前作业车容纳了较大的普通水箱和较小的消毒水箱，水箱内存在浮球液位计，实现实时检测水箱水位。此外，前作业车设计了固定底座，以承载普通水箱和消毒水箱，以防止水箱滑落造成危险。

后作业车的上方还设置有急停按钮、喷洒模式拉闸、第一水量旋钮和第二水量旋钮；人站到后作业车后方时，低头就可以看到喷洒模式拉闸、第一水量旋钮、第二水量旋钮、控制面板和急停按钮；第一水量旋钮调节清洁用水的喷射水量，第二水量旋钮用于调节消毒用水的喷射水量；喷洒模式拉闸用于调节喷头的喷洒模式。

优选的，前作业车安装有水箱及水管接口，以保证喷洒车单次工作时长满足实际喷洒工况需求，后作业车安装有清洁系统、中控系统及动力设备。喷洒作业设备及清洁设备通过光电测距仪及电动推杆实现自动避障喷洒；热导式气体分析仪及激光粉尘仪收集数据，使用者可以通过中控系统中的控制面板观察实时工作状态和工作环境；喷洒车采用人力推行或简单电机驱动，设备动力采用锂电池供电，设置急停开关及手刹装置保证安全。该设备总体结构轻量化，

便于搬运，安全性能好，可满足对地铁、及地铁隧道的洒水工作需求。

本发明提供了一种轻型地铁隧道(多功能)喷洒车，该设备前后车分离设计，便于操作者从地铁站外通过无障碍直升直降电梯直接搬入地铁隧道中；前工作车主要承担储水功能，后工作车承担中控、喷洒、动力等功能。前作业(工作)车和后作业(工作)车单体式设计，每辆车结构轻量化，可人工搬运入地铁隧道；喷洒系统同时实现普通清理和消毒，喷头通过光电测距器实现自动避障；中控系统可显示实时气体成分和颗粒物成分、位置、喷头水压、水量等参数，并在超过阈值后提醒工作者调整；动力系统设置自动手刹，配合一键急停按钮快速停止工作；该设备结构轻量化、自动化程度高、迎合疫情消毒需求、安全保障好，适用于中国目前的城市地铁隧道清洁行业。可实现，对地铁运营路线中的所有道路进行喷洒作业，设置吸尘系统后可实现灰尘的全面清理；该设备配备紫外消毒灯和消毒水箱，对防疫工作具有良好帮助。该设备相比大型隧道清洁车，成本较低，重量较轻，适合应用于中国实际地铁隧道清洁行业。

后作业车主要包括：监控系统、喷洒系统及动力系统。

监控系统设置有一键急停按钮，保证在紧急情况下使用者安全。监控系统设置有空气气体成分检测装置，可检测一氧化碳、氧、硫化氢、可燃气体等浓度。

监控系统设置有颗粒物成分检测装置，可检测可吸入颗粒物(pm10)、细颗粒物(pm2.5)及总悬浮颗粒物(tsp)浓度。监控系统安装有plc模块，安装于控制面板的正下方，并集成gps定位设备，控制面板显示各电子元件数据，并通过plc模块统计、分析、自动控制或输入控制指令。监控系统中央安装控制面板，控制面板由电阻触控屏组成，能够方便的获取操控指令。

控制面板可以实时显示各个喷头的工作压强(普通喷头压强、消毒喷头压强)、普通水箱水量及流量、消毒水箱水量及流量、空气气体成分、颗粒物成分、洒水车的工作位置等信息。控制面板的空气气体成分、颗粒物成分和工作位置三项功能均可放大显示具体参数。当普通水箱水位过低、消毒水箱水位过低时，控制面板发出警报提示补充液体；当空气气体某一成分高于危险值，控制面板发出警报提醒使用者注意安全；当颗粒物某一成分高于设定值，控制面板发出警报提醒操作者将喷头喷洒模式改为雾状喷洒，或通过plc模块自动将喷头喷洒模式改为雾状喷洒。

控制面板中的工作位置存在两种显示方式：①.类似于地铁车厢内部站点显示牌，通过已行驶路程与实际总路程的比例，显示为一条直线，其中，路程中的消防栓位置可显示在总路程直线中；②.类似于传统gps定位，将工作全程与工作者实时位置显示于屏幕之上。

喷洒系统包括：普通清洁喷头、消毒喷头、电动推杆、光电测距器、增压泵及手持喷枪。

为保证安全，在喷头与增压泵之间设置了压力继电器，实现过载断电。

为保证安全，电路总路与每条支路都设置了熔断器。为保证安全，所有喷头与增压泵之间都设置了单向阀，防止液体回流损坏电子元件。

为保证出水均匀稳定，采用v型连通器将普通清洁喷头连接到一起，由四个增压泵同时增压。消毒喷头由单独的一个增压泵提供增压。

动力系统设置有：手刹装置，电池。手刹装置采用圆柱销搭配销孔的方式实现自动刹车。车轮上设置多个销孔，在工作时，手刹装置压下，前方刹车线拉紧，下方连接的圆柱销抬起，离开车轮销孔，车轮可自由转动。在需要刹车时，手刹装置松开，前方刹车线松懈，下方连接的圆柱销落下，落入车轮销孔，车轮立即锁止。

采用60v锂电池，主要能源供给为：增压泵、控制面板显示屏、plc中控芯片、电动推杆、光电测距器、气体检测装置、颗粒物检测装置、紫外消毒灯。充满后单次工作时间可达到六个小时。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种轻型地铁隧道喷洒车，包括：前作业车、后作业车、快速锁扣、喷头和水箱，水箱设置在前作业车上，喷头设置在后作业车上，喷头通过水管连接水箱；快速锁扣安装于后作业车，前作业车设置有型材凹槽，快速锁扣的曲形弯钩嵌入型材凹槽后完成前作业车和后作业车的连接；前作业车和后作业车的主体为桁架结构。前作业车和后作业车分体式设计，采用桁架结构实现了最大程度的轻量化，尺寸小巧，分体后的前作业车和后作业车都小于正常的地铁的升降箱式电梯，可以适用地铁的无障碍通道进出，通过地铁隧道内的消火栓接口进行补水，能够满足地铁隧道内洒水的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明的轻型地铁隧道喷洒车作进一步说明。

图1是本发明轻型地铁隧道喷洒车的一个视角的局部剖面及整体结构示意图。

图2是本发明轻型地铁隧道喷洒车的另一个视角的局部剖面及整体结构示意图。

图3是是本发明轻型地铁隧道喷洒车的中控系统总体布局。

图4是本发明轻型地铁隧道喷洒车的手持喷枪的结构示意图。

图5是本发明轻型地铁隧道喷洒车的快速锁扣与前作业车的连接示意图。

图6是本发明轻型地铁隧道喷洒车的喷头排布示意图图。

图7是本发明轻型地铁隧道喷洒车的手刹装置示意图。

图8是本发明轻型地铁隧道喷洒车的前作业车的俯视图。

图9是本发明轻型地铁隧道喷洒车的控制面板的显示区域分布图。

图10(a)是本发明轻型地铁隧道喷洒车的车轮一个视角的结构示意图。

图10(b)是本发明轻型地铁隧道喷洒车的车轮另一个视角的结构示意图。

图中：

100-前作业车；200-后作业车；21-快速锁扣；211-曲形弯钩；10-喷头；101-洒水喷头；102-消毒喷头；12-水箱；121-普通水箱；122-消毒水箱；1001-型材凹槽；11-车轮；2-手刹系统；204-车轮销孔；201-刹车压杆；202-刹车线；203-刹车销；501-热导式气体分析仪；502-激光粉尘仪；3-plc模块；4-电源；5-空气检测装置；6-增压泵；7-光电测距器；8-电动推杆；9-后水管接口；13-紫外消毒灯；14-前水管接口；15-喷洒模式拉闸；16-第一水量旋钮；17-第二水量旋钮；18-控制面板；181-普通喷枪水压显示区；182-消毒喷枪水压显示区；183-气体成分显示区；184-颗粒物成分显示区；185-普通水箱水量显示区；186-消毒水箱水量显示区；187-实时位置显示区；19-急停按钮；20-手持喷枪；2001-枪口旋钮；2002-喷枪扳机；2003-喷枪水管接口；2004-扳机卡锁。

具体实施方式

下面结合附图1～10对本发明一种轻型地铁隧道喷洒车作进一步说明。

一种轻型地铁隧道喷洒车，包括：前作业车100、后作业车200、快速锁扣21、喷头10和水箱12，水箱12设置在前作业车100上，喷头10设置在后作业车200上，喷头10通过水管连接水箱12；快速锁扣21安装于后作业车200，前作业车100设置有型材凹槽1001，快速锁扣21的曲形弯钩211嵌入型材凹槽1001后完成前作业车100和后作业车200的连接；前作业车100和后作业车200的主体为桁架结构。前作业车100的车架与后作业车200的车架通过快速锁扣21紧密连接，实现快速拆卸和组装，在工作完毕后可以快速拆卸，方便搬运及贮存。前作业(工作)车的框架100主要工作为储水，为主要承重结构，因此，使用较粗的40×40铝桁架结构，后作业(工作)车200的框架承担重量较轻，因此采用20×20铝桁架结构，保证结构轻量化。两车总体重量相当，由于隧道内每隔一段距离(大概25m)设置有消防栓，可通过消防栓进行清水补给。由于消毒液使用量远小于清水，只需要在每个地铁站点通过水管从地面上补充即可。洒水车在搬运入隧道之后通过消火栓对于普通水箱121进行补水。

如图1所示，监控系统1处于后作业车200的正上方，处于操作者正前方，便于工作人员使用。

本实施例中，还包括车轮11，前作业车100和后作业车200的左右两侧分别设置有2个以上的车轮11；车轮11的表面与接触轨道的表面设计为1:50

～1:30的斜度。为满足隧道内的转弯需求，车轮接触轨道的表面设计为1：40斜度，在转弯时，左右两车轮转速相同，但接触直径不同，形成速度差，实现转弯。

本实施例中，前作业车100或后作业车200的侧面设置有手刹系统2，车轮11上设置有两个以上的车轮销孔204；

手刹系统2包括刹车压杆201、刹车线202和刹车销203；刹车压杆201的中部靠前铰接在前作业车100或后作业车200的侧部；刹车压杆201的头部连接刹车线202的上部，刹车销203连接在刹车线202的底部，按压刹车压杆201的后端部使得刹车线202带动刹车销203升起或降落，刹车销203降落时，插入车轮销孔204完成刹车动作。

本实施例中，还包括电动推杆8，电动推杆8设置在后作业车200上；喷头10设置于电动推杆8的头部；电动推杆8控制喷头10升降和/或旋转；

喷头10包括洒水喷头101，洒水喷头101的数量为偶数个，洒水喷头101的数量为4个以上；洒水喷头在水平面上的投影呈v型分布。

本实施例中，在运行过程中，由于地铁隧道每隔一段距离，地面上会存在障碍物，为防止工作时产生撞击损坏喷头10，安装光电测距器7，安装在后作业车200上；通常情况下，电动推杆8处于锁止状态；当光电测距器7检测到疑似障碍物时，在光电测距器7检测到障碍物之后，发送信号到plc模块3，再通过plc模块3发送信号到电动推杆8，快速激活电动推杆8，电动推杆8驱动洒水喷头101采用高压冲击模式对准疑似障碍物喷撒，如果疑似障碍物被冲开，则电动推杆8驱动洒水喷头101回复原位，再次开始高压射流清理作业；如果疑似障碍物未被冲开，则电动推杆8驱动洒水喷头101升起，避开疑似障碍物。

本实施例中，喷头10还包括消毒喷头102，消毒喷头102的数量为8个，每个消毒喷头102位于两个相对设置的洒水喷头101之间；消毒喷头102的数量小于洒水喷头101的对数，消毒喷头102从后端的两个洒水喷头101之间向前逐个设置。在普通清洁状态时，8个普通清洁喷头101呈v形排列，对于污物进行高压射流清理。当热导式气体分析仪501和激光粉尘仪502检测到颗粒物含量超过设定值时，通过控制面板18发出警报，提示进行雾状喷洒工作，降低空气颗粒物含量。2个消毒喷头102始终保持雾状喷洒，保证消毒效果。

本实施例中，后作业车还设置有热导式气体分析仪501、激光粉尘仪502、plc模块3和控制面板18，处于后车侧面；主控模块分析热导式气体分析仪501和激光粉尘仪502获取的参数，实时分析、判断喷洒车附近的气体成分和空气颗粒物成分，在参数超过危险值之后发出声光报警信息或通过控制面板18发出报警信息，plc模块3控制喷头10改用除尘和/或消毒模式喷洒作业。热导式气体分析仪501和激光粉尘仪502称为空气检测装置5。

本实施例中，还包括设置于后作业车200的增压泵6和紫外消毒灯13，增压泵6给水箱12增压；紫外消毒灯13与消毒喷头102同步工作，提高消毒效果，满足疫情防控常态化要求。本实施例中，还包括控制面板18的两侧的两个手持喷枪20，前作业车100设置有前水管接口14，后作业车200设置有后水管接口9，前水管接口14从水箱12伸出，后水管接口9的一端与前水管接口14由液压快速接头连接；

手持喷枪20通过水管连接后水管接口9的另一端；手持喷枪20包括枪口旋钮2001、喷枪扳机2002、喷枪水管接口2003、扳机卡锁2004；调节枪口旋钮2001可调整手持喷枪20的喷洒模式为高压喷洒或者雾状喷洒；在需要长时间手持喷洒时，通过扳机卡锁2004卡住喷枪扳机2002，节约人力。

如图4所示，控制面板两侧设置两个手持喷枪。普通清理手持喷枪水管连接口313与最前方第一对普通清洁喷头20连接的增压泵6连接。消毒手持喷枪水管连接口与最前方消毒喷头102连接的增压泵6连接。工作人员可以在自动清理的基础上，对于一些无法清理到的角落通过手持喷枪进行人工清理。

本实施例中，水箱12包括普通水箱121和消毒水箱122，由于实际喷洒作业中，清水的消耗量大约为消毒水的4倍，普通水箱121和消毒水箱122的容积比大于等于4:1。

后作业车200的上方还设置有急停按钮19、喷洒模式拉闸15、第一水量旋钮16和第二水量旋钮17；人站到后作业车后方时，低头就可以看到喷洒模式拉闸15、第一水量旋钮16、第二水量旋钮17、控制面板18和急停按钮19；

第一水量旋钮16调节清洁用水的喷射水量，第二水量旋钮17用于调节消毒用水的喷射水量；喷洒模式拉闸15用于调节喷头10的喷洒模式。

如图9所示，监控系统1中的控制面板18可以显示实时工作状态，同时在工作数值超过阈值之后报警提醒工作人员。警告方式为控制面板18整个屏幕显示红色边框闪烁，中心显示红色警告内容，下方显示黑色建议解决方式。警告会在工作人员调整参数满足低于设定标准，或者三次点击警告面板的取消键后停止。

如图9所示，控制面板18中各个部分的参数均可单独放大，再放大后可显示历史记录。每个部分会隔2分钟记录一次数据，在超过储存容量之后删除最旧的数据，从而形成历史数据折线图，保证使用者可以通过历史记录了解故障发生的时间，从而排查原因。

打开电源4之后，增压泵6开始工作，将前作业车100的水箱内的水加压，通过前水管接口14和后水管接口9(二者均为液压快速接头)，工作人员进行水量调节与喷头工作模式选择，从而控制喷头10进行清洁作业。

在整个工作过程中，设置急停开关18和手刹装置2。如图7所示，在通常情况下，手刹装置2松弛，刹车销203放下，车轮11锁止。工作人员在使用时只需压下刹车压杆201便可前进。

如图3所示，急停开关19设置于控制面板18左侧，当急停开关19被按下后，全车电路立即停运，清洁系统、监控系统及紫外消毒灯立即停止工作，防止因电路短路，漏电等问题引起的安全风险。

当遇到紧急情况时，工作人员只需放开手刹压杆201并且按下急停开关19，便可使车辆停止运动，并且所有部件停止工作并关机。该设计保证工作人员在遇到紧急情况时的操作尽量简便，保障了工作人员的安全。

由于是在隧道内工作，工作环境是较为密闭的环境，若产生有害气体囤积，对于清洁人员的身体有不良的影响。若控制面板发出警报，工作人员可通过各项气体及粉尘参数及时排查问题，同时若在同一地区多次发现过高浓度的有害气体，应当向上级反映，对于隧道通风系统进行排查。如今，中国地铁内主要的污物为灰尘。除了堆积在地面的灰尘之外，有些路段空气中的颗粒密度很高。为保证总体清洁效果，在空气颗粒密度较低的部分，应当采用高压强喷洒输出；在空气颗粒密度较高的部分，应当采用雾状喷洒输出。喷洒模式通过扳动喷洒模式拉闸15改变。

控制面板18上包括：普通喷枪水压显示区181、消毒喷枪水压显示区182、气体成分显示区183、颗粒物成分显示区184、普通水箱水量显示区185、消毒水箱水量显示区186和实时位置显示区187。

本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。