兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆

本发明属于列车轨道病害检测和维护保养设备，具体涉及兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆。

背景技术：

1、轨道交通基础设施服役状态病害检测和修磨维护保养是保障列车安全运营的重要手段，研究轨道病害检测和维护保养的新理论和新技术是当前高铁轨道发展的迫切需求。

2、目前，列车轨道病害检测和修磨维护保养存在以下问题：第一，依靠人工检测传统方法已逐渐无法满足轨道线路智能化检测需求，另外由于列车轨道环境恶劣，检测工人的安全健康无法得到保障；第二，轨道线路覆盖范围广，尤其在山地地区、高寒荒漠地区和都市扩张轨道交通系统中，大部分地区的轨道检测基本上都是采用轨道定期检测和轨道出现问题才去检测；第三，轨道钢轨最优导向力的获得，采用不对称的曲线打磨通常会改变轮轨接触点的位置，导致下侧钢轨靠外，上侧钢轨靠内，使得导向力发生变化，增加了轨道侧向力，导致侧面磨损加剧；第四，磨损量很难控制，在对轨道进行打磨达到防止裂缝扩散目的的同时，打磨量越少则越能延长轨道寿命；第五，现有自动化轨道打磨列车整体规模较大，成本较高，体型较为笨重，在短程的钢轨路段进行维护时相对繁琐并且造成能源的浪费。列车轨道病害检测和打磨技术可有效解决钢轨发生的病害，延长钢轨的使用寿命，提高列车运行的舒适性、安全性和稳定性。随着经济发展对线路运行质量不断提升的迫切需要，以列车轨道病害检测和预防、养护为一体化的列车轨道打磨设备将是未来的主流发展方向。因此设计一套集列车轨道病害检测与修磨维护保养设备是当前复杂自然环境下保障列车安全运行的现实需求，具有极其重要的现实使用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，解决了现有列车轨道维护保养方式效率低及成本高的问题。

2、本发明所采用的技术方案是：兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，包括车厢及其底部固定的车架，车架底部四角连接有驱动轮，车架下方对应每个驱动轮通过模式切换机构连接有轨道轮，可以通过模式切换机构实现轨道病害检测与修磨维护车辆和一般工程运输车辆的来回切换，车架底部沿车厢宽度方向设置有相并列的两组滚珠丝杠副，每组滚珠丝杠副的丝杠上均配合有正反扣双螺母，位于车厢同一侧的两个螺母下方共同连接有上下移动的打磨支架，每个打磨支架侧部通过两组十字滑台机构分别连接有轨道顶端打磨机构和轨道侧面打磨机构，车架底部位于两组滚珠丝杠副前方的位置设置有病害检测机构。

3、本发明的特点还在于：

4、模式切换机构包括与车架固定的门形架，门形架底端两侧共同铰接有t形架，t形架的顶端依次铰接连杆a和连杆b后再铰接至门形架顶端底部，门形架的前方固定连接有收放臂，收放臂靠近门形架一侧上、下铰接有气弹簧支撑杆和连杆c，气弹簧支撑杆和连杆c远离收放臂的一端共同铰接有另一端铰接至t形架底部的连杆d；轨道轮内同轴固定套接有两端向外穿出且分别固定套接限位套筒和轴承a的花键轴，轴承a外固定连接有轴承座，轴承座顶部上方通过减震弹簧连接有减震块，减震块上设置有连接至t形架底端的回转驱动机构，回转驱动机构包括通过基座架设在减震块顶部的蜗杆，蜗杆一端通过减速器d同轴连接有驱动电机a，蜗杆一侧啮合有与减震块顶部铰接的回转外圈，回转外圈内滑动配合有固定套接于t形架底端的回转内圈。

5、位于车厢行进方向前端的两个减震块上均固定连接有扫石器。

6、滚珠丝杠副包括分别固定于车架底部两侧的固定座，相对两个固定座之间通过轴承b与丝杠转动连接，丝杠两侧均设置有两端固定至固定座的光杆，丝杠一端向外伸出并同轴固定连接有圆柱齿轮a，圆柱齿轮a一侧啮合有圆柱齿轮b，圆柱齿轮b上同轴固定连接有固定在车架上的减速器a和驱动电机b。

7、位于车厢同一侧的两个螺母下方分别通过电动缸共同连接打磨支架。

8、十字滑台机构包括纵向导轨，纵向导轨上配合有纵向滑块，纵向滑块内沿纵向导轨长度方向穿过并螺纹配合连接有纵向丝杆，纵向丝杆的顶端经减速器b连接有步进电机a；纵向滑块远离纵向导轨的一侧固定有横向导轨，横向导轨上配合有横向滑块，横向滑块内沿横向导轨长度方向穿过并螺纹配合连接有横向丝杆，横向丝杆的一端经减速器c连接有步进电机b，轨道顶端打磨机构或轨道侧面打磨机构固定于横向滑块远离横向导轨的一侧。

9、轨道顶端打磨机构包括固定在横向滑块远离横向导轨一侧上的伺服电机a，伺服电机a的输出轴同轴固定连接有盘形铣刀。

10、轨道侧面打磨机构包括固定在横向滑块远离横向导轨一侧上的伺服电机b，伺服电机b的输出轴同轴固定连接有端面铣刀。

11、病害检测机构包括固定于车架底部两侧的红外激光扫描仪；还包括通过固定杆连接于车架底部两侧的相机组，每侧的相机组均包括分布于轨道两侧的两个3d线扫相机。

12、车厢顶部上方设置有受电弓。

13、本发明的有益效果是：本发明的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，通过两级位移调节机构高效控制打磨机构的移动方位，实现了打磨位置和打磨量的精准控制；同时扩展了兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆的使用范围，除去完成列车轨道病害检测与修磨维护任务还可以作为一般工程运输车辆使用，提高了轨道维护保养设备的利用率，避免了现有设备运输复杂的问题，节约了工作时间和成本。本发明相对现有大型设备大大降低了成本，相对现有小型设备不仅极大的提高了轨道维护的效率，也保障了工人的安全健康，综合能力强，可作为一套集成化、便捷化维护保养设备保障列车在复杂自然环境下的安全运行。

技术特征：

1.兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，包括车厢(1)及其底部固定的车架(2)，车架(2)底部四角连接有驱动轮(3)，车架(2)下方对应每个驱动轮(3)通过模式切换机构连接有轨道轮(4)，车架(2)底部沿车厢(1)宽度方向设置有相并列的两组滚珠丝杠副，每组滚珠丝杠副的丝杠(5)上均配合有正反扣双螺母(6)，位于车厢(1)同一侧的两个螺母(6)下方共同连接有上下移动的打磨支架(7)，每个打磨支架(7)侧部通过两组十字滑台机构分别连接有轨道顶端打磨机构和轨道侧面打磨机构，车架(2)底部位于两组滚珠丝杠副前方的位置设置有病害检测机构。

2.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述模式切换机构包括与车架(2)固定的门形架(8)，门形架(8)底端两侧共同铰接有t形架(9)，t形架(9)的顶端依次铰接连杆a(10)和连杆b(11)后再铰接至门形架(8)顶端底部，门形架(8)的前方固定连接有收放臂(12)，收放臂(12)靠近门形架(8)一侧上、下铰接有气弹簧支撑杆(13)和连杆c(14)，气弹簧支撑杆(13)和连杆c(14)远离收放臂(12)的一端共同铰接有另一端铰接至t形架(9)底部的连杆d(15)；轨道轮(4)内同轴固定套接有两端向外穿出且分别固定套接限位套筒(22)和轴承a(17)的花键轴(16)，轴承a(17)外固定连接有轴承座(18)，轴承座(18)顶部上方通过减震弹簧(19)连接有减震块(20)，减震块(20)上设置有连接至t形架(9)底端的回转驱动机构，回转驱动机构包括通过基座(52)架设在减震块(20)顶部的蜗杆(55)，蜗杆(55)一端通过减速器d(51)同轴连接有驱动电机a(21)，蜗杆(55)一侧啮合有与减震块(20)顶部铰接的回转外圈(53)，回转外圈(53)内滑动配合有固定套接于t形架(9)底端的回转内圈(54)。

3.如权利要求2所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述位于车厢(1)行进方向前端的两个减震块(20)上均固定连接有扫石器(49)。

4.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述滚珠丝杠副包括分别固定于车架(2)底部两侧的固定座(23)，相对两个固定座(23)之间通过轴承b(24)与丝杠(5)转动连接，丝杠(5)两侧均设置有两端固定至固定座(23)的光杆(25)，丝杠(5)一端向外伸出并同轴固定连接有圆柱齿轮a(26)，圆柱齿轮a(26)一侧啮合有圆柱齿轮b(27)，圆柱齿轮b(27)上同轴固定连接有固定在车架(2)上的减速器a(28)和驱动电机b(29)。

5.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述位于车厢(1)同一侧的两个螺母(6)下方分别通过电动缸(30)共同连接打磨支架(7)。

6.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述十字滑台机构包括纵向导轨(31)，纵向导轨(31)上配合有纵向滑块(32)，纵向滑块(32)内沿纵向导轨(31)长度方向穿过并螺纹配合连接有纵向丝杆(33)，纵向丝杆(33)的顶端经减速器b(34)连接有步进电机a(35)；纵向滑块(32)远离纵向导轨(31)的一侧固定有横向导轨(36)，横向导轨(36)上配合有横向滑块(37)，横向滑块(37)内沿横向导轨(36)长度方向穿过并螺纹配合连接有横向丝杆(38)，横向丝杆(38)的一端经减速器c(39)连接有步进电机b(40)，轨道顶端打磨机构或轨道侧面打磨机构固定于横向滑块(37)远离横向导轨(36)的一侧。

7.如权利要求6所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述轨道顶端打磨机构包括固定在横向滑块(37)远离横向导轨(36)一侧上的伺服电机a(41)，伺服电机a(41)的输出轴同轴固定连接有盘形铣刀(42)。

8.如权利要求6所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述轨道侧面打磨机构包括固定在横向滑块(37)远离横向导轨(36)一侧上的伺服电机b(43)，伺服电机b(43)的输出轴同轴固定连接有端面铣刀(44)。

9.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述病害检测机构包括固定于车架(2)底部两侧的红外激光扫描仪(45)；还包括通过固定杆(46)连接于车架(2)底部两侧的相机组，每侧的相机组均包括分布于轨道两侧的两个3d线扫相机(47)。

10.如权利要求1所述的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，其特征在于，所述车厢(1)顶部上方设置有受电弓(48)。

技术总结
本发明公开的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，包括车厢及其底部固定的车架，车架底部四角连接有驱动轮，车架下方对应每个驱动轮通过模式切换机构连接有轨道轮，车架底部沿车厢宽度方向设置有相并列的两组滚珠丝杠副，每组滚珠丝杠副的丝杠上均配合有正反扣双螺母，位于车厢同一侧的两个螺母下方共同连接有上下移动的打磨支架，每个打磨支架侧部通过两组十字滑台机构分别连接有轨道顶端打磨机构和轨道侧面打磨机构，车架底部位于两组滚珠丝杠副前方的位置设置有病害检测机构。本发明公开的兼具公路运输和轨道病害检测与修磨维护车辆，解决了现有列车轨道维护保养方式效率低及成本高的问题。

技术研发人员：张宝锋,苏宇龙,曾发兵,巨越峰,龚庭
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/11