一种用于地铁电缆敷设的轨道车的制作方法

本实用新型涉及电缆布线设备技术领域，特别是涉及一种用于地铁电缆敷设的轨道车。

背景技术：

为保证地铁内部的正常供电，在地铁区间的隧道内需要进行电缆敷设，以上电缆一般沿着隧道的延伸方向延伸。为提高电缆布线效率和降低布线劳动强度，现有技术中，一般采用可沿着隧道内轨道运动的轨道车作为电缆敷设设备的载体，即所述轨道车在沿着轨道的运动过程中，通过其上的放线装置，将电缆释放至电缆支架上。现有轨道车上安装有放线臂和线盘，电机带动线盘放线，然后通过人工方式调节放线臂，使电缆放置在电缆支架上。

现有用于电缆敷设的轨道车在使用时存在如下问题：

（1）由于线盘数量一般为3个，重量可达8-9吨。在线盘与车速不匹配时，导致电缆过紧或者过松，特别是在转弯的时候，放线效率非常低，还容易造成电缆损伤。

（2）放线臂长度一般为3米、重量为1.5吨左右，通过高度和姿态人工调节适应隧道转弯曲率半径时，劳动强度大。

（3）为满足线盘的驱动要求，相应驱动部件结构复杂且体积大，使得轨道车整体重量大。

进一步优化用于电缆敷设的轨道车的结构设计，以使得其能够更为便捷的运用于地铁隧道建设，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述提出的进一步优化用于电缆敷设的轨道车的结构设计，以使得其能够更为便捷的运用于地铁隧道建设的技术问题，本实用新型提供了一种用于地铁电缆敷设的轨道车。本轨道车的结构设计方便匹配电缆敷设所需要的功率。

针对上述问题，本实用新型提供的一种用于地铁电缆敷设的轨道车通过以下技术要点来解决问题：一种用于地铁电缆敷设的轨道车，包括轨道车本体，所述轨道车本体上设置有电缆线盘、线盘驱动系统、放线臂及放线臂驱动系统，所述线盘驱动系统用于驱动电缆线盘转动，所述放线臂驱动系统用于驱动放线臂升降和转动，所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器，所述蓄能器与电液驱动系统中液压泵出口端的管路管道连接：在液压泵工作时，所述蓄能器可存储来自液压泵的压力能，且蓄能器可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。

现有技术中，针对用于地铁电缆敷设的轨道车，相应线盘驱动系统一般采用线盘电机的驱动方案，由于电缆线盘本身重量大且数量多，故所需的电缆电机功率较大，为匹配电缆线盘所需的驱动转矩，在线盘电机的输出端上安装配减速器，但考虑到线盘电机的体积，一般情况下线盘电机的功率并不具备较多富余，即在负载较大时，一般通过放慢放线速度的方式完成电缆敷设。在地铁隧道转弯时，由于利用线盘电机直接驱动电缆线盘的方式电缆线盘转速调整难度大，故为匹配轨道车行走速度和电缆放线速度，以维持电缆的张力，在隧道转弯时极易发生电缆损伤或敷设质量不佳的问题。

现有技术中，针对电液驱动系统，一般设置为包括油路、油箱、电机、液压泵、为液压马达或液压缸的执行机构、阀门等，所述电机用于驱动液压泵工作，以得到加压后的液压油，所述阀门包括溢流阀、单向阀、换向阀、开关阀等，所述油箱用于存储待吸入油路的液压油以及存储由油路中泄放的液压油。

本方案中，设置为：所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器，所述蓄能器与电液驱动系统中液压泵出口端的管路管道连接：在液压泵工作时，所述蓄能器可存储来自液压泵的压力能，且蓄能器可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。在具体运用时，可通过在平顺电缆敷设过程中或未进行电缆敷设时，电机带动液压泵工作，蓄能器存储由液压泵输出的压力能；在电缆线盘需要变速以适应轨道车本体行走速度时，在电机工作状态可不变的情况下，利用电液驱动系统中相应阀门调整电液驱动系统工作状态，如电缆线盘需要减速转动时，通过蓄能器存储由液压泵输出的压力能、油路中溢流阀开度调整、作为执行机构的液压马达排量变化等，使得电缆线盘减速转动。在电缆线盘需要加速转动时，蓄能器中所存储液压油通过油路向执行机构输出能量以驱动电缆线盘加速旋转即可。

如上所述，本方案利用电液驱动系统驱动轨道车上相应放线臂、电缆线盘运动，利用电液驱动系统工作参数易于调节的特点，可使得放线臂、电缆线盘运动控制精度更高、响应更快；同时设置为包括所述蓄能器，针对驱动功率突变需要，可利用蓄能器输出的能量弥补电机功率的不足。最终达到方便匹配电缆敷设所需要的功率的目的。

作为本领域技术人员，在本轨道车工作时，电缆线盘转动即可，针对放线臂，放线臂需要旋转运动和升降运动，故作为放线臂的驱动机构优选包括液压缸和液压马达，电缆线盘的驱动机构包括液压马达。

更进一步的技术方案为：

为方便实时监测电缆上的张力，设置为：还包括设置在电缆传递路径上的张力测量装置，所述张力测量装置用于测量电缆在敷设过程中的张力。本方案中，所述张力测量装置可采用张力测试盘，待输出的线缆由张力测试盘的侧面绕过并接触张力测试盘的侧面，同时沿着接触点的径向方向挤压张力测试盘即可。

作为另一种可间接获得电缆上张力的技术方案，设置为：所述电液驱动系统包括用于驱动电缆线盘转动的第一液压马达，且第一液压马达与电缆线盘之间的传动轴上还串联有转矩传感器。本方案中，通过所述转矩传感器获得第一液压马达的转矩，通过计算即可将测量值转换为电缆张力。

由于电缆张力为地铁电缆敷设的重要控制参数之一，为方便实现电缆张力大小自动控制，设置为：还包括用于实现电缆上张力稳定性控制的恒张力控制模块，所述恒张力控制模块包括计算模块，所述计算模块根据电缆上的实际张力值，控制电液驱动系统的实际工作参数。具体的，由于地铁电缆敷设时电缆一般有三股，如三股线缆经过绑线机自动绑线之后，输出到张力测试盘，张力测试盘将测得张力信号发送给计算模块，计算模块对信号进行转换分析处理后，发出控制信号，调节电液驱动系统中用于控制第一液压马达工作的比例溢流阀的开度，针对为定量马达的第一液压马达，控制定量马达两端压力，从而调节第一液压马达输出扭矩。以上方案即在放线作业前向恒张力控制系统中输入所需的张力值，比例溢流阀根据预设的的张力值有一个开度，控制第一液压马达的输出扭矩，进而控制张力放线。更为具体的：张力传感器安装在张力测试盘上，采集到的实际张力通过反馈形成闭环控制，与设定的张力进行比较，以控制比例溢流阀开度来保持低速大扭矩的输出力矩以与设定的张力相一致。等同的，可基于速度反馈的电缆线盘转速控制：通过车速传感器采集车速信号，通过反馈控制变量马达的排量，自动匹配线盘转速与车速同步，此情况下第一液压马达为变量马达。

作为放线臂驱动系统的具体实现方案，设置为：所述放线臂驱动系统包括液压缸、放线臂转盘及第二液压马达，所述放线臂通过放线臂转盘与轨道车本体可转动连接，所述液压缸用于驱动放线臂升降，所述第二液压马达用于驱动放线臂转盘旋转。作为本领域技术人员，本方案在具体运用时，所述液压缸可设置为仅需要驱动放线臂的放线端上升或下降即可，亦可为驱动放线臂整体上升和下降的方案。

如上所述，由于现有用于地铁电缆敷设的放线臂质量是非常大的，如一般情况下为2-3吨，为避免放线臂在下降时能量大量浪费，设置为：在液压缸动作，以使得放线臂下降时，所述蓄能器通过与液压缸相连的油路存储能量。

作为一种可通过控制排量，控制放线臂转动的技术方案，设置为：所述第二液压马达为变量马达。

如上所述，由于电缆一般包括多股，为实现多股电缆同步敷设，设置为：还包括设置在电缆传递路径上的绑线机。

为简化轨道车结构，设置为：所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统共用同一套电液驱动系统。

为实现蓄能器需要时蓄能以及利用入口放液，减小本系统工作时的冲击、提高放液比例、提高能量利用率，设置为：液压泵出口端的管路与所述蓄能器之间的管道上还串联有开关阀。

本实用新型具有以下有益效果：

如上所述，本方案利用电液驱动系统驱动轨道车上相应放线臂、电缆线盘运动，利用电液驱动系统工作参数易于调节的特点，可使得放线臂、电缆线盘运动控制精度更高、响应更快；同时设置为包括所述蓄能器，针对驱动功率突变需要，可利用蓄能器输出的能量弥补电机功率的不足。最终达到方便匹配电缆敷设所需要的功率的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种用于地铁电缆敷设的轨道车一个具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种用于地铁电缆敷设的轨道车一个具体实施例中，电液驱动系统的结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种用于地铁电缆敷设的轨道车一个具体实施例中，恒张力控制的原理图。

图中的标记分别为：1、电机，2、液压泵，3、第一单向阀，4、第一溢流阀，5、第二单向阀，6、第一油箱，7、第一液压马达，8、转矩传感器，9、第一减速箱，10、电缆，11、第五开关阀，12、第三单向阀，13、第一开关阀，14、第二开关阀，15、第二溢流阀，16、第二油箱，17、蓄能器，18、液压缸，19、节流阀，20、第一换向阀，21、第四单向阀，22、第一比例溢流阀，23、第二比例溢流阀，24、第三开关阀，25、第四开关阀，26、第三油箱，27、第四油箱，28、第二换向阀，29、第二液压马达，30、第二减速箱，31、放线臂转盘，32、张力测量装置，33、放线臂位姿控制器，34、线盘驱动系统，35、电缆线盘，36、绑线机，37、轨道车本体，38、放线臂。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1和图2所示，一种用于地铁电缆敷设的轨道车，包括轨道车本体37，所述轨道车本体37上设置有电缆线盘35、线盘驱动系统34、放线臂及放线臂驱动系统，所述线盘驱动系统34用于驱动电缆线盘35转动，所述放线臂驱动系统用于驱动放线臂升降和转动，所述线盘驱动系统34及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器17，所述蓄能器17与电液驱动系统中液压泵2出口端的管路管道连接：在液压泵2工作时，所述蓄能器17可存储来自液压泵2的压力能，且蓄能器17可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。

现有技术中，针对用于地铁电缆敷设的轨道车，相应线盘驱动系统34一般采用线盘电机的驱动方案，由于电缆线盘35本身重量大且数量多，故所需的电缆电机1功率较大，为匹配电缆线盘35所需的驱动转矩，在线盘电机的输出端上安装配减速器，但考虑到线盘电机的体积，一般情况下线盘电机的功率并不具备较多富余，即在负载较大时，一般通过放慢放线速度的方式完成电缆敷设。在地铁隧道转弯时，由于利用线盘电机直接驱动电缆线盘35的方式电缆线盘35转速调整难度大，故为匹配轨道车行走速度和电缆放线速度，以维持电缆的张力，在隧道转弯时极易发生电缆损伤或敷设质量不佳的问题。

现有技术中，针对电液驱动系统，一般设置为包括油路、油箱、电机1、液压泵2、为液压马达或液压缸18的执行机构、阀门等，所述电机1用于驱动液压泵2工作，以得到加压后的液压油，所述阀门包括溢流阀、单向阀、换向阀、开关阀等，所述油箱用于存储待吸入油路的液压油以及存储由油路中泄放的液压油。

本方案中，设置为：所述线盘驱动系统34及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器17，所述蓄能器17与电液驱动系统中液压泵2出口端的管路管道连接：在液压泵2工作时，所述蓄能器17可存储来自液压泵2的压力能，且蓄能器17可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。在具体运用时，可通过在平顺电缆敷设过程中或未进行电缆敷设时，电机1带动液压泵2工作，蓄能器17存储由液压泵2输出的压力能；在电缆线盘35需要变速以适应轨道车本体37行走速度时，在电机1工作状态可不变的情况下，利用电液驱动系统中相应阀门调整电液驱动系统工作状态，如电缆线盘35需要减速转动时，通过蓄能器17存储由液压泵2输出的压力能、油路中溢流阀开度调整、作为执行机构的液压马达排量变化等，使得电缆线盘35减速转动。在电缆线盘35需要加速转动时，蓄能器17中所存储液压油通过油路向执行机构输出能量以驱动电缆线盘35加速旋转即可。

如上所述，本方案利用电液驱动系统驱动轨道车上相应放线臂、电缆线盘35运动，利用电液驱动系统工作参数易于调节的特点，可使得放线臂、电缆线盘35运动控制精度更高、响应更快；同时设置为包括所述蓄能器17，针对驱动功率突变需要，可利用蓄能器17输出的能量弥补电机1功率的不足。最终达到方便匹配电缆敷设所需要的功率的目的。

作为本领域技术人员，在本轨道车工作时，电缆线盘35转动即可，针对放线臂，放线臂需要旋转运动和升降运动，故作为放线臂的驱动机构优选包括液压缸18和液压马达，电缆线盘35的驱动机构包括液压马达。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1至图3所示，为方便实时监测电缆上的张力，设置为：还包括设置在电缆传递路径上的张力测量装置32，所述张力测量装置32用于测量电缆在敷设过程中的张力。本方案中，所述张力测量装置32可采用张力测试盘，待输出的线缆由张力测试盘的侧面绕过并接触张力测试盘的侧面，同时沿着接触点的径向方向挤压张力测试盘即可。

作为另一种可间接获得电缆上张力的技术方案，设置为：所述电液驱动系统包括用于驱动电缆线盘35转动的第一液压马达，且第一液压马达与电缆线盘35之间的传动轴上还串联有转矩传感器8。本方案中，通过所述转矩传感器8获得第一液压马达的转矩，通过计算即可将测量值转换为电缆张力。

由于电缆张力为地铁电缆敷设的重要控制参数之一，为方便实现电缆张力大小自动控制，设置为：还包括用于实现电缆上张力稳定性控制的恒张力控制模块，所述恒张力控制模块包括计算模块，所述计算模块根据电缆上的实际张力值，控制电液驱动系统的实际工作参数。具体的，由于地铁电缆敷设时电缆一般有三股，如三股线缆经过绑线机36自动绑线之后，输出到张力测试盘，张力测试盘将测得张力信号发送给计算模块，计算模块对信号进行转换分析处理后，发出控制信号，调节电液驱动系统中用于控制第一液压马达工作的比例溢流阀的开度，针对为定量马达的第一液压马达，控制定量马达两端压力，从而调节第一液压马达输出扭矩。以上方案即在放线作业前向恒张力控制系统中输入所需的张力值，比例溢流阀根据预设的的张力值有一个开度，控制第一液压马达的输出扭矩，进而控制张力放线。更为具体的：张力传感器安装在张力测试盘上，采集到的实际张力通过反馈形成闭环控制，与设定的张力进行比较，以控制比例溢流阀开度来保持低速大扭矩的输出力矩以与设定的张力相一致。等同的，可基于速度反馈的电缆线盘35转速控制：通过车速传感器采集车速信号，通过反馈控制变量马达的排量，自动匹配线盘转速与车速同步，此情况下第一液压马达为变量马达。图3示出了通过恒张力控制模块实现恒张力控制的具体原理。

作为放线臂驱动系统的具体实现方案，设置为：所述放线臂驱动系统包括液压缸18、放线臂转盘31及第二液压马达，所述放线臂通过放线臂转盘31与轨道车本体37可转动连接，所述液压缸18用于驱动放线臂升降，所述第二液压马达用于驱动放线臂转盘31旋转。作为本领域技术人员，本方案在具体运用时，所述液压缸18可设置为仅需要驱动放线臂的放线端上升或下降即可，亦可为驱动放线臂整体上升和下降的方案。

如上所述，由于现有用于地铁电缆敷设的放线臂质量是非常大的，如一般情况下为2-3吨，为避免放线臂在下降时能量大量浪费，设置为：在液压缸18动作，以使得放线臂下降时，所述蓄能器17通过与液压缸18相连的油路存储能量。

作为一种可通过控制排量，控制放线臂转动的技术方案，设置为：所述第二液压马达为变量马达。

如上所述，由于电缆一般包括多股，为实现多股电缆同步敷设，设置为：还包括设置在电缆传递路径上的绑线机36。

为简化轨道车结构，设置为：所述线盘驱动系统34及放线臂驱动系统共用同一套电液驱动系统。

为实现蓄能器17需要时蓄能以及利用入口放液，减小本系统工作时的冲击、提高放液比例、提高能量利用率，设置为：液压泵2出口端的管路与所述蓄能器17之间的管道上还串联有开关阀。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。