本发明涉及机械组件节能减排技术领域，具体涉及一种自发电地铁轨道维护装置。
背景技术：
伴随着社会的发展，在我国的各大城市中地铁交通变得越来越发达，线路越来越多。同时地铁轨道的垃圾也变得更多，这种在隧道之中的轨道垃圾而且有集中分布，难以清理的特点。针对武汉地铁站实地调研的结果，在地铁繁忙运行的过程中由于轨道垃圾的存在不仅会对地铁的行驶产生巨大的危害，对清扫垃圾的工作人员的安全也有威胁。然而地铁轨道垃圾在清理过程中最大的困难就是清理人员难以到达清理区域，繁忙的地铁交通使清理过程受阻。目前地铁轨道清理方案大多为定时人工清理，这种方法不仅耗费较大的人力物力财力，还会威胁穿行在轨道间高压输电线的工作人员的安全。
技术实现要素：
本发明的目的提供一种自发电地铁轨道维护装置，以解决现有的轨道维护采用人工定时清理的方式，存在安全隐患以及清理成本高的问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种自发电地铁轨道维护装置，包括电箱以及安装在所述电箱上的组合扇叶、第一传动组件、第二传动组件、发电机箱、电动机箱和圆柱形滚刷；
所述组合扇叶包括扇叶轴、固定安装在所述扇叶轴上的圆柱形滚子以及沿着所述圆柱形滚子的圆周方向均匀布置的多个扇叶；
所述发电机箱安装在所述电箱的一侧，且与所述组合扇叶的扇叶轴通过所述第一传动组件传动连接；
所述电动机箱安装在所述发电机箱的下方，所述电动机箱内的电机由所述发电机箱内的发电机进行供电；
所述电机的输出轴与所述第二传动组件传动连接，并通过所述第二传动组件驱动所述圆柱形滚刷对所述轨道进行清洁。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明提供的自发电地铁轨道维护装置包括扇叶组件以及与所述扇叶组件通过第一传动组件传动连接的发电机箱，利用地铁经过时产生的气流，带动本装置内扇叶转动，通过所述第一传动组件与所述发电机箱传动连接，并通过所述发电机箱内的发电机将风能转化为电能进行存储。所述发电机储存的电能为电动机箱内的电机供电，电机驱动圆柱形滚刷打开或者是收拢，从而为轨道进行清洁。因此本发明提供的自发电地铁轨道维护装置，利用隧道风力发电为维护装置进行供电，提高了清洁的效率，消除了人工清洁的安全隐患，同时降低了清洁的成本。
所述自发电地铁轨道维护装置还包括一个用于驱动所述电箱进行0°～90°翻转的背部支撑架，所述背部支撑架可以直接安装在地铁轨道一侧的广告盘安装架上，因此安装和使用方便，地铁轨道系统结构的同时，利用隧道风力发电达到定时自动对轨道垃圾清理的效果。
附图说明
图1是本发明提供的自发电地铁轨道维护装置一实施方式的结构示意图；
图2是与图1相同的另一结构示意图；
图3是图1中的扇叶组件的结构示意图；
图4是支撑架的一实施方式的结构示意图；
图5是支撑架处于打开状态的一实施方式的结构示意图；
图6是图本发型提供的背部支撑架的一实施方式的结构示意图；
图7是本发明提供的自发电地铁轨道维护装置处于水平清洁状态(滚刷还未打开)的状态示意图。
附图标记说明：
1－电箱、2－扇叶组件、21－扇叶、22－圆柱形滚子、23－扇叶轴、3－第一传动组件、31－第一齿轮、32－第一传动轴、33－第二齿轮、34－第三齿轮、35－第四齿轮、4－发电机箱、5－电机箱、6－第二传动组件、61－第二传动轴、7－支撑架、8－圆柱形滚刷、9－单向转动轴承、10－支架、11－第一连杆、12－第二连杆、13－第三连杆、14－挡板、15－驱动电机、16－转轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了解决现有的轨道清洁维护采用人工定时清理的方式，存在安全隐患以及清理成本高的问题，本发明提供了一种自发电地铁轨道维护装置，具体参阅附图1至图6。
如图1所示，本实施方式提供了一种自发电地铁轨道维护装置，包括电箱1、安装在所述电箱1上的组合扇叶2，第一传动组件3，第二传动组件6，发电机箱4，电动机箱5和圆柱形滚刷8。所述组合扇叶2包括固定安装在所述电箱1上的扇叶轴23、安装在所述扇叶轴23上的圆柱形滚子22以及沿着所述圆柱形滚子22的圆周方向均匀布置的多个扇叶21。所述发电机箱4安装在所述电箱1的一侧，且与所述组合扇叶2的扇叶轴23通过所述第一传动组件3传动连接。所述电动机箱5安装在所述发电机箱4的下方，所述发电机箱4和所述电动机箱5共用一个壳体，也可以分开设置采用不同的壳体。所述电动机箱5内的电机由所述发电机箱4内的发电机进行供电。所述电机的输出轴与所述第二传动组件6传动连接，并通过所述第二传动组件6驱动所述圆柱形滚刷8对所述轨道进行清洁。
如图1和图3所示，所述圆柱形滚子22沿着圆周方向均匀开设有多个滑槽，每个所述滑槽内均设有弹簧(图中未示出)，所述弹簧的一端与所述滑槽的槽底固定连接，另一端与对应的扇叶21固定连接，每个所述21扇叶插设在相应的滑槽内，且在所述弹簧的作用下从所述滑槽内部分伸出。所述圆柱形滚子22与所述扇叶轴23通过单向转动轴承9转动连接。
所述发电机箱4安装在所述电箱1的一侧，且与所述组合扇叶2通过所述第一传动组件3传动连接。
当地铁从所述轨道的一侧驶过时产生气流，在所述气流的作用下，扇叶21转动，在转动的过程中由于离心力的作用扇叶21从滑槽内滑出，并且带动所述圆柱形滚子22进行转动，将风能转化为机械能。所述圆柱形滚子22通过所述扇叶轴23与所述第一传动组件3进行传动连接，并通过所述第一传动组件3与所述发电机箱4内的发电机传动连接，通过所述发电机将所述机械能转化为电能。所述电能为整个所述地铁轨道维护装置进行供电。当气流消失后，离心力消失，所述扇叶21在弹簧的复位力作用下下滑至滑槽内进行收容，恢复到初始状态，需要说明的是，所述扇叶21在收容状态下，在弹簧的作用下也仍然存在一部分延伸在所述滑槽外，这样的话在气流作用下能够使扇叶顺利滑出。本发明中将所述扇叶21设置为沿着所述滑槽进行滑动的方式，能够增加风能的利用率，增加扇叶轴23的转速，从而提高扇叶轴23的转速，提高发电效率。
所述发电机优选采用异步发电机，所述发电机箱4内还安装有蓄电池(图中未示出)，所述蓄电池用于将所述发电机产生的电能进行储存，为所述电动机箱5内的电动机和圆柱形滚刷8的清洁提供电能。
因此，本发明提供的自发电轨道维护装置能够将地铁轨道内的风能转化为电能并储存供维护装置使用，相比直接采用外部电源进行供电的方式，节约电能，降低了成本，且方便使用。
如图2所示，所述第一传动组件3包括固定安装在所述扇叶轴23上的第一齿轮31、固定安装在所述电箱1上且与所述扇叶轴23平行的第一传动轴32、间隔固定在所述第一传动轴32上的第二齿轮33和第三齿轮34、以及与所述发电机的输入轴固定连接的第四齿轮35。所述第一齿轮31与所述第二齿轮32啮合，第三齿轮34与所述第四齿轮35啮合。
由于所述圆柱形滚子22与所述扇叶轴23之间是通过单向转动轴承9进行连接的，所述单向转动轴承9指的是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承，因此地铁从一侧驶过时，在风力的作用下带动扇叶21进行转动，由于所述单向滚动轴承9锁死，因此扇叶21转动带动所述扇叶轴23进行转动，所述扇叶轴23转动带动所述第一齿轮31转动，所述第一齿轮31通过与所述第二齿轮33、第三齿轮34和第四齿轮35之间的依次啮合传动，带动所述发电机的输入轴进行转动，从而将机械能传递给发电机并通过与所述发电机的转子连接，带动转子做切割磁感线运动，从而实现将风能转化为电能。
而当地铁从另一侧驶过时，由于所述单向转动轴承9转动，所述扇叶21转动带动所述圆柱形滚子22在所述扇叶轴23上转动，而扇叶轴23不跟随转动，因此并不能实现发电储能的过程。
为了充分利用风能，在所述扇叶组件2的上方还固定安装有遮挡板。
所述电动机箱5安装在所述发电机箱4的下方，当然也并不限于安装在所述发电机箱4的下方，所述电动机箱5内的电机由所述发电机箱4内的蓄电池进行供电。所述电机的输出轴与所述第二传动组件6传动连接，并通过所述第二传动组件6驱动所述圆柱形滚刷8对轨道进行清洁。
当地铁驶过所述维护装置，且气流消失后，通过由所述蓄电池进行供电，电机驱动所述圆柱形滚刷8运动对所述轨道进行清洁。
为了减小设备的体积，降低成本，所述电动机箱5和发电机箱4优选共用一个壳体。
所述第二传动组件3包括第二传动轴61，所述第二传动轴61与所述圆柱形滚刷8通过支撑架7固定连接，通过所述传动轴61的转动带动所述圆柱形滚刷8收拢或打开。当所述轨道维护装置在对轨道进行清洁时，通过电机驱动，带动所述第二传动轴61进行转动，所述第二传动轴61转动带动所述圆柱形滚刷8由收拢转动至打开状态，所述圆柱形滚刷8从所述轨道的一侧运动至另一侧，从而实现对轨道的清洁。
如图4所示，所述支撑架7由若干个连接块71依次铰接而成，每一个所述连接块71的底部设为与所述第二传动轴61相配合的圆弧形。每个所述连接块的顶部的宽度均大于底部的宽度。所述支撑架7的一端与所述第二传动轴61固定连接另一端与所述圆柱形滚刷8连接。
图5所示，当所述地铁轨道维护装置处于清理状态时，所述第二传动轴61在所述电机箱5的电机的驱动作用下发生逆时针方向转动时，所述支撑架7的连接块71依次绕出，且连接块71的顶部位于下方，底部位于上方，连接块71的顶部宽度由于于底部的宽度因此相邻两个连接块71的顶部相互抵接时支撑架7成为直线，再进一步逆时针转动带动所述圆柱形滚刷8从所述轨道的一侧转动至另一侧，完成对轨道的清洁。
当所述地铁轨道维护装置处于蓄电状态时，所述第二传动轴61在所述电机箱5的电机的驱动作用下发生顺时针方向转动，所述支撑架7的连接块71底部的圆弧与所述第二传动轴61相配合，依次卷绕在所述第二传动轴61上实现对所述圆柱形滚刷9的收拢。
如图6所示，为了方便安装且不发生干涉，所述自发电轨道维护装置还包括安装在所述电箱1的背面且用于驱动所述电箱1进行翻转的背部支撑架。所述背部支撑架包括安装在所述地铁轨道一侧的支架10、第一连杆11、第二连杆12、第三连杆13和连接挡板14；所述第一连杆11的一端与所述支架10的顶部通过转轴16转动连接，另一端与所述第二连杆11的顶部铰接，所述第二连杆11的底部与所述第三连杆13靠近右端的位置处铰接，所述第三连杆13的右端与所述支架10的底部铰接，所述第三连杆13向左侧延伸，连接挡板14固定安装在所述第三连杆的左侧的底部，所述电箱1固定安装在所述连接挡板14上。支架10的顶部位于所述第一连杆11的一侧还固定安装有驱动电机15，所述驱动电机15的输出轴与所述转轴16连接。
当所述自发电轨道维护装置处于发电储能状态时，所述背部支撑架的驱动电机15驱动所述第一连杆11向下转动至所述第三连杆13为竖直状态，从而所述电箱1处于竖直状态，所述电箱1上的扇叶组件2在地铁经过时转动，并通过所述第一传动组件3和发电机箱5内的发电机将风能转化为电能储存在蓄电池内。
如图7所示，当所述自发电轨道维护装置需要对轨道进行清洁维护时，由所述背部支撑架的驱动电机15驱动转轴16转动，带动所述第一连杆11转动，使所述第二连杆与12所述第一连杆11成直线时停止转动，此时背部支撑架由第一连杆11、第二连杆12、第三连杆13形成三角形稳定机构，固定安装在所述挡板14上的电箱1由竖直状态向下翻转90°成为水平状态，且正好位于所述轨道的上方。再由所述电机箱1内的驱动电机15驱动第二传动轴61进行转动，所述第二传动轴61转动带动所述圆柱形滚刷8放下，并从所述轨道的一侧运动至另一侧进行清洁；当完成清洁后，再由所述电机箱5内的电机驱动所述第二传动轴61转动，从而带动所述圆柱形滚刷8向上转动收拢，收拢后再通过背部支撑架的作用将所述电箱1由水平状态翻转至竖直状态，准备在地铁驶过进行第二次发电储能和清洁动作，如此往复循环。
作为优选的，所述背部支撑架可以安装在位于地铁两侧的广告牌安装架上，这样的话可以在不改变原轨道结构的同时，利用隧道风力发电达到定时自动对轨道垃圾清理的效果。
本发明提供的自发电地铁轨道维护装置的工作过程为：
当整体装置处于发电蓄能装置时，由所述背部支撑架的作用下，使所述电箱1保持为竖直状态，地铁经过轨道产生气流，所述组合扇叶2利用地铁经过时所产生的气流进行转动，从而将风能转化为机械能。所述组合扇叶2与所述发电机箱4之间通过所述第一传动组件3进行传动连接，所述发电机箱3内的发电机再将所述机械能转化为电能，所述电能用于所述整个所述维护装置的供电。
当整体装置处于清理状态时，所述背部支撑架带动所述维护装置翻转至水平状态，且正好位于轨道的正上方，由发电机产生的电能进行供电，电动机箱5内的电机驱动所述第二传动组件6传动，并在所述第二传动组件6的传动作用下带动所述圆柱形滚刷8对所述轨道进行清洁。
本发明提供的所述自发电轨道维护装置，在不改变原轨道系统结构的同时，利用隧道风力发电达到定时自动对轨道垃圾清理的效果，不仅节约了成本，提高了清洁的效率，同时也降低了风险。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。