申请/专利权人：暨南大学

申请日：2018-04-04

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108316205B

主分类号：E01H1/00

分类号：E01H1/00;E01H8/00;E01H1/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.08.17#实质审查的生效;2018.07.24#公开

摘要：本发明提供一种公铁两用轨道精准清洁车和一种轨道精准清洁方法，公铁两用轨道精准清洁车包括车体、可切换的轨道轮组和路行轮组、低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统、扫盘系统和摄像装置，轨道精准清洁方法采用上述公铁两用轨道精准清洁车实现，使轨道轮组最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下；摄像装置获取图像数据，根据图像数据判断轨道是否存在异物，若是，启动高压冲洗系统和真空吸污系统；若获取供电带清洁指令则启动扫盘系统和低压降尘系统，本发明提供的清洁方法有效清洁，避免高压喷头长期工作而造成水资源浪费且自动化程度高。

主权项：1.公铁两用轨道精准清洁车，包括车体和设置在所述车体底部的路行轮组、变轨装置组和轨道轮组，所述变轨装置组可驱动所述轨道轮组移动而使所述轨道轮组最低点的水平位置位于所述路行轮组的最低点的水平位置以下；其特征在于：所述公铁两用轨道精准清洁车还包括低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统、扫盘系统和摄像装置；所述高压冲洗系统包括第二水泵、高压喷头和连接在所述第二水泵输出端和所述高压喷头之间的高压水路；所述低压降尘系统包括第一水泵、低压喷头和连接在所述第一水泵输出端和所述低压喷头之间的低压水路；所述真空吸污系统包括负压产生装置和轨道吸头，所述公铁两用轨道精准清洁车还包括设置在所述车体上的水箱，所述水箱连通于所述负压产生装置和所述轨道吸头之间；所述低压喷头、所述高压喷头、所述轨道吸头、所述扫盘系统和所述摄像装置均朝下地设置在所述车体的底部；所述真空吸污系统还包括供电带吸头，所述水箱连通于所述负压产生装置和所述供电带吸头之间；扫盘装置、所述低压喷头、所述摄像装置、所述供电带吸头、所述轨道吸头和所述高压喷头从所述车体的前侧往所述车体的后侧依序布置，所述高压喷头设置在所述车体底部的后端，所述高压喷头朝所述车体的前进方向倾斜；所述公铁两用轨道精准清洁车包括控制系统，所述控制系统包括设置在所述车体上的下位机、上位机、限位开关、开关电源、传感器组、EM232模拟量扩展模块、电磁离合器和电磁阀，所述上位机为具有触摸控制屏的计算机终端，所述下位机为PLC可编程序控制器，所述摄像装置为高速摄像头，所述传感器组包括设置在所述水箱中的水位传感器、红外线传感器以及设置在气压调节阀处的液压传感器，所述摄像装置和所述传感器组均连接在所述上位机上，所述上位机与所述下位机连接；所述限位开关设置在轨道轮组处，所述开关电源用于对所述下位机提供24V直流电，所述EM232模拟量扩展模块能够依据所述上位机的输入信号发送相应的电流值给所述气压调节阀来调节所述高压喷头的出口水压，所述气压调节阀将实时的状态反馈给所述PLC可编程序控制器，所述限位开关、所述开关电源均与所述下位机连接，所述高压喷头、所述气压调节阀、所述EM232模拟量扩展模块和所述下位机依次相连，所述负压产生装置、所述电磁离合器和所述下位机依次相连；所述高压水路、所述低压水路、液压油路、所述电磁阀和所述下位机依次相连；两个所述轨道吸头对称设置在所述车体的横向两侧，所述供电带吸头位于所述车体的横向中部，在铅垂方向上，所述供电带吸头的水平位置位于所述轨道吸头的水平位置以上；所述公铁两用轨道精准清洁车还包括水帘除尘装置，所述水帘除尘装置设置在所述负压产生装置与所述水箱之间。

全文数据：公铁两用轨道精准清洁车和轨道精准清洁方法技术领域[0001]本发明涉及轨道清洁设备技术领域，具体地涉及一种公铁两用轨道精准清洁车和一种轨道精准清洁方法。背景技术[0002]现代有轨电车作为一种节能、无污染、投入少的公共交通工具，近年来在我国得到了迅速的发展。而现代有轨电车的轨道一般都铺设于城市道路上，与家用车共享路权，且轨道大多采用的是槽型轨道，埋入式设计，轨道槽低于路面，行人及车辆行走极易在轨道槽内积聚如树叶、石子、污泥等各类垃圾，这不仅会腐蚀轨道及车辆元件，严重时更会影响到列车的行车安全，因此做好轨道的清洁工作是保障列车安全运营的重要环节。[0003]目前，国内对于现代有轨电车的轨道清洁多以人工清洁方式为主，但该方式耗时耗力，效率低，扬尘污染严重，并不适合我国轨道交通的长远发展;现有的少数轨道清洁车在工作过程中会全程开启水路喷洒，无法实现水路的精准清洁，日积月累会造成水资源的大量浪费，且自动化程度不高，无法完全取代人工清洁方式。发明内容[0004]本发明的第一发明目的在于提供一种精准清洁、自动化程度高且环保的公铁两用轨道精准清洁车。[0005]本发明的第二发明目的在于提供一种精准清洁、自动化程度高且环保的轨道精准清洁方法。[0006]为解决本发明的第一目的，本发明提供的公铁两用轨道精准清洁车车体和设置在车体底部的路行轮组、变轨装置组和轨道轮组，变轨装置组可驱动轨道轮组移动而使轨道轮组最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下;公铁两用轨道精准清洁车还包括低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统、扫盘系统和摄像装置;低压降尘系统包括第一水栗和连接在第一水栗输出端的低压喷头，低压喷头与扫盘系统配合;高压冲洗系统包括第二水泵和连接在第二水栗输出端的高压喷头，第一水栗的输出水压低于第二水泵的输出水压;真空吸污系统包括负压产生装置和轨道吸头，公铁两用轨道精准清洁车还包括设置在车体上的水箱，水箱连通于负压产生装置和轨道吸头之间；低压喷头、高压喷头、轨道吸头、扫盘系统和摄像装置均朝下地设置在车体的底部。[0007]由上述方案可见，利用摄像装置可对轨道中异物进行识别，发现异物时则启动高压冲洗系统将异物冲走，避免高压喷头长期工作而造成水资源浪费，同时具备低压降尘系统和扫盘系统对轨道表面进行保洁清理，真空吸污系统对高压冲洗系统工作后产生的污水进行吸取，污水无残留而保证轨道清洁。[0008]进一步的方案是，真空吸污系统还包括供电带吸头，水箱连通于负压产生装置和供电带吸头之间；两个轨道吸头对称设置在车体的横向两侧，供电带吸头位于车体的横向中部，在铅垂方向上，供电带吸头的水平位置位于轨道吸头的水平位置以上。[0009]由上可见，供电带吸头用于对供电带进行除尘吸污，轨道吸头用于对左右两轨进行吸污，真空吸污系统全面保证轨道的清洁。[0010]进一步的方案是，公铁两用轨道精准清洁车还包括水帘除尘装置，水帘除尘装置设置在负压产生装置与水箱之间。[0011]由上可见，真空吸污系统中抽取的空气经过水帘除尘装置除尘后从负压产生装置的出口处排出，保护了环境且提高了负压产生装置的使用寿命。[0012]进一步的方案是，轨道轮组包括前轨道轮和后轨道轮，前轨道轮设置在车体的前侦L后轨道轮设置在车体的后侧;变轨装置组包括前变轨装置和后变轨装置;前轨道轮与车体之间连接有前变轨装置，后轨道轮与车体之间连接有后变轨装置，前变轨装置可驱动前轨道轮移动而使前轨道轮最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下;后变轨装置驱动后轨道轮移动而使后轨道轮最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下。[0013]由上可见，前轨道轮与后轨道轮可相互独立调节水平高度。[0014]进一步的方案是，扫盘装置、低压喷头、摄像装置、供电带吸头、轨道吸头和高压喷头从车体的前侧往车体的后侧依序布置，且高压喷头朝车体的前进方向倾斜由上可见，车体上清洗装置按一定顺序布置使清洁车的清洁步骤更合理。[0015]进一步的方案是，扫盘系统包括液压马达、液压油泵、扫盘装置和摆杆机构，摆杆机构连接于车体与扫盘装置之间，液压油栗安装在车体上，液压马达在液压油泵的输出端，扫盘装置连接在液压马达的输出端。[0016]进一步的方案是，公铁两用轨道精准清洁车还包括控制系统，控制系统包括上位机、下位机和传感器组;传感器组和摄像装置与上位机连接，上位机与下位机连接，低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统和扫盘系统均与下位机连接。[0017]由上可见，公铁两用轨道精准清洁车通过传感器组、摄像装置、上位机、下位机和各个清洗功能系统的配合实现对轨道的自动化清洗。[0018]为解决本发明的第二目的，本发明提供的轨道精准清洁方法，轨道精准清洁方法采用上述的公铁两用轨道精准清洁车对轨道进行清洁，清洁方法包括变轨装置组驱动轨道轮组，使轨道轮组最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下；公铁两用轨道精准清洁车在轨道上行驶，真空吸污系统启动，摄像装置获取图像数据;根据图像数据判断轨道内是否存在异物，若是，启动轨道槽高压冲洗系统;获取供电带清洁指令，启动扫盘系统和低压降尘系统。[0019]由上述方案可见，摄像装置获取实时图像数据并通过系统判断此时轨道上是否存在异物，若是，轨道槽高压冲洗系统启动工作以去除异物，此设计有效避免高压喷头长期工作而造成水资源浪费，同时操控人员可手动启动低压系统进行轨道的除尘清洁，清洁车实现的清洁方法自动化程度高，轨道的整体清洁度得到保证。附图说明[0020]图1为本发明公铁两用轨道精准清洁车实施例的结构示意图。[0021]图2为本发明公铁两用轨道精准清洁车实施例中控制系统的连接框图。[0022]图3为本发明轨道精准清洁方法实施例的流程图。[0023]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式[0024]公铁两用轨道精准清洁车实施例：参见图1，图1为公铁两用轨道精准清洁车的结构示意图。公铁两用轨道精准清洁车包括车体1和设置在车体1的底部的路行轮组、轨道轮组和变轨装置组，路行轮组包括设置在车体1前侧的前路行轮19和设置在车体1后侧的后路行轮20,轨道轮组包括设置在车体1前侧的前轨道轮4和设置在车体1后侧的后轨道轮8,且前轨道轮4相对于前路行轮19位于更靠近车体1前端的位置上，后轨道轮8相对于后路行轮20位于更靠近车体1后端的位置上。变轨装置组包括前变轨装置41和后变轨装置81，前轨道轮4与车体1底部之间连接有前变轨装置41，后轨道轮8与车体1底部之间连接有后变轨装置81，前变轨装置41和后变轨装置81均为液压缸摆动杆组件，前变轨装置41驱动前轨道轮4移动而使前轨道轮4最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下，后变轨装置81驱动后轨道轮8移动而使后轨道轮8最低点的水平位置位于路行轮组的最低点的水平位置以下，从而实现路行轮组工作模式和轨道轮组工作模式之间的变换。[0025]公铁两用轨道精准清洁车包括设置在车体1上不同位置的低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统、扫盘系统、控制系统和摄像装置。低压降尘系统包括第一水栗6、低压喷头21和连接在第一水泵6输出端和低压喷头21之间的低压水路2,第一水泵6固定在车体1的运输空间上，低压喷头21设置在车体1底部的前端，且低压喷头21朝下设置并朝车体1的前进方向倾斜。高压冲洗系统包括第二水栗7、高压喷头121和连接在第二水栗7输出端和高压喷头121之间的高压水路12,高压喷头121设置在车体1底部的后端，且高压喷头121朝下设置并朝车体1的前进方向倾斜。第一水泵6的输出水压低于第二水泵7的输出水压。[0026]真空吸污系统包括负压产生装置16、连接在负压产生装置16输出端的轨道吸头11和连接在负压产生装置16输出端的供电带吸头9。由于有轨电车的轨道组不但包括对称设置在左右两侧的左轨和右轨，还包括设置在左轨和右轨之间供电带，所以无论是低压喷头21、高压喷头121和轨道吸头11均设置有两个，且车体1的左右两侧均设置有两个低压喷头21、一个高压喷头121和一个轨道吸头11，而供电带吸头9则设置在车体1的横向中部位置上。真空吸污系统还包括水帘除尘装置14,水帘除尘装置14设置在负压产生装置16与水箱13之间。[0027]车体1后方的运载空间上放置有水箱13,水箱13包括一个清水箱与一个污水箱，水箱13设置在水帘除尘装置14与轨道吸头11之间且水箱13位于水帘除尘装置14与供电带吸头9之间，水帘除尘装置14设置在水箱13的前方，水箱13中的污水箱用于回收污水，当轨道吸头11或供电带吸头9将轨道或供电带上的污水吸取后，污水进入水箱13中的污水箱中，且吸取到水箱13中的空气经过水帘除尘装置14后得到净化后再到达负压产生装置16处，从而对负压产生装置16进行保护。具体的，负压产生装置16为抽风机。[0028]扫盘系统包括液压马达31、液压油泵、扫盘装置3和摆杆机构32,摆杆机构32连接于车体1与扫盘装置3之间，液压油泵安装在车体1上，液压马达31在液压油栗的输出端且连接在摆杆机构32的末端，扫盘装置3连接在液压马达31的输出端。摄像装置5设置在车体1的底部，扫盘装置3、低压喷头21、摄像装置5、供电带吸头9、轨道吸头11和高压喷头121从车体1的前侧往车体1的后侧依序布置。[0029]结合图2，图2为控制系统的连接框图。控制系统包括设置在车体1上的下位机171、上位机172、限位开关173、开关电源174、传感器组51、EM232模拟量扩展模块123、电磁离合器161和电磁阀124。上位机172为具有触摸控制屏的计算机终端，下位机171为PLC可编程序控制器，摄像装置5为高速摄像头，传感器组51包括设置在水箱13中的水位传感器、红外线传感器以及设置在液压调节阀122处的液压传感器等，摄像装置5和传感器组51通过微机控制装置均连接在上位机172上，上位机172与下位机171连接。[0030]限位开关173设置在轨道轮组处，开关电源174用于对下位机171提供24V直流电，EM232模拟量扩展模块123能够依据上位机的输入信号发送相应的电流值给气压调节阀122来调节轨道槽高压喷头121的出口水压，气压调节阀122也能将实时的状态反馈给PLC。限位开关173、开关电源174、故障警报灯175均与下位机171连接，高压喷头121、气压调节阀122、EM232模拟量扩展模块3和下位机171依次相连，负压产生装置16、电磁离合器161和下位机171依次相连，高压水路125、低压水路126、液压油路127、电磁阀124和下位机171依次相连。[0031]利用摄像装置5可对轨道中异物进行识别，发现异物时则启动高压冲洗系统将异物冲走，避免高压喷头121长期工作而造成水资源浪费，同时具备低压降尘系统和扫盘系统对轨道表面以及供电带表面进行保洁清理，真空吸污系统对高压冲洗系统工作后产生的污水进行吸取，保证轨道清洁。[0032]轨道精准清洁方法实施例结合图1至图3,图3为本发明轨道精准清洁方法实施例的流程图。先执行步骤1，启动摄像装置5对轨道的清洁度情况以图像数据的形式反馈到上位机172中，随后执行步骤2,在上位机1了2的触控面板上选择轨道轮组工作模式，此时前变轨装置41和后变轨装置81驱动轨道轮组，使轨道轮组最低点的水平位置下降至路行轮组的最低点的水平位置以下，实现清洁车与待清洁的轨道之间的配合。然后执行步骤S3,在上位机172的触控面板上选择自动模式，此时轨道清洗装置10下降到工作位置，真空吸污系统启动，之后轨道轮组启动，车辆进入行走模式，控制人员还可选择高速模式和低速模式以控制清洁车的行走速度。随后执行判断步骤S4,通过摄像装置5获取图像数据，上位机172通过图像数据判断轨道上是否存在异物，若否，系统则继续判断步骤S4,若是，上位机172发送控制信号至下位机171以启动高压冲洗系统，以对轨道中的异物进行冲洗，随后真空吸污系统中的轨道吸头11以对清洁后的污水进行吸取并存储到水箱I3中。随后执行步骤S6,控制人员在触控面板上选择手动模式，再执行步骤S7,对高压喷头121的水压进行调节。此后系统则执行判断步骤S8,判断是否获取供电带清洁指令，若否，系统则继续循环执行判断步骤S8,若是，扫盘系统、低压降尘系统以及供电带吸头9启动，以对供电带进行清洁。随后系统执行判断步骤S10,通过摄像装置5中获取的图像信息判断清洁车是否将要经过岔道，若否，则继续执行判断步骤510,若是，执行步骤S11，控制液压缸使高压喷头121上升，防止高压喷头121与轨道清洗装置10损坏；随后则执行判断步骤S12,判断是否已经完全经过岔道，若否，继续执行步骤S12,若是，高压喷头下降，继续对轨道进行清洁。当上位机1?2获取了清洗结束指令后，系统则执行步骤S14,前变轨装置41和后变轨装置81驱动轨道轮组，使轨道轮组最低点的水平位置高于路行轮组的最低点的水平位置以上，路行轮组着地而转换为路行轮组工作模式。[0033]操控人员可根据轨道的清洁需要去选择自动清洗模式或手动清洗模式，自动清洗模式下，清车在彳丁走的过fe中，摄像装置获取实时图像数据并通过系统判断此时轨道上是否存在异物，若是，高压冲洗系统和真空吸污系统启动工作以去除异物，此设计有效避免高压喷头长期工作而造成水资源浪费，同时操控人员可手动启动低压降尘系统进行轨道的除尘清洁，清洁车实现的清洁方法自动化程度高，轨道的整体清洁度得到保证。[0034]最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.公铁两用轨道精准清洁车，包括车体和设置在所述车体底部的路行轮组、变轨装置组和轨道轮组，所述变轨装置组可驱动所述轨道轮组移动而使所述轨道轮组最低点的水平位置位于所述路行轮组的最低点的水平位置以下；其特征在于：所述公铁两用轨道精准清洁车还包括低压降尘系统、高压冲洗系统、真空吸污系统、扫盘系统和摄像装置；所述低压降尘系统包括第一水栗和连接在所述第一水泵输出端的低压喷头，所述低压喷头与所述扫盘系统配合；所述高压冲洗系统包括第二水栗和连接在所述第二水栗输出端的高压喷头，所述第一水栗的输出水压低于所述第二水栗的输出水压；所述真空吸污系统包括负压产生装置和轨道吸头，所述公铁两用轨道精准清洁车还包括设置在所述车体上的水箱，所述水箱连通于所述负压产生装置和所述轨道吸头之间；所述低压喷头、所述高压喷头、所述轨道吸头、所述扫盘系统和所述摄像装置均朝下地设置在所述车体的底部。2.根据权利要求1所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：所述真空吸污系统还包括供电带吸头，所述水箱连通于所述负压产生装置和所述供电带吸头之间；两个所述轨道吸头对称设置在所述车体的横向两侧，所述供电带吸头位于所述车体的横向中部，在铅垂方向上，所述供电带吸头的水平位置位于所述轨道吸头的水平位置以上。3.根据权利要求2所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：所述公铁两用轨道精准清洁车还包括水帘除尘装置，所述水帘除尘装置设置在所述负压产生装置与所述水箱之间。4.根据权利要求3所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：所述轨道轮组包括前轨道轮和后轨道轮，所述前轨道轮设置在所述车体的前侧，所述后轨道轮设置在所述车体的后侧；所述变轨装置组包括前变轨装置和后变轨装置；所述前轨道轮与所述车体之间连接有所述前变轨装置，所述后轨道轮与所述车体之间连接有所述后变轨装置，所述前变轨装置可驱动所述前轨道轮移动而使所述前轨道轮最低点的水平位置位于所述路行轮组的最低点的水平位置以下；所述后变轨装置驱动所述后轨道轮移动而使所述后轨道轮最低点的水平位置位于所述路行轮组的最低点的水平位置以下。5.根据权利要求4所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：所述扫盘装置、所述低压喷头、所述摄像装置、所述供电带吸头、所述轨道吸头和所述高压喷头从所述车体的前侧往所述车体的后侧依序布置，且所述高压喷头朝所述车体的前进方向倾斜。6.根据权利要求5所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：所述扫盘系统包括液压马达、液压油栗、扫盘装置和摆杆机构，所述摆杆机构连接于所述车体与所述扫盘装置之间，所述液压油栗安装在所述车体上，所述液压马达在所述液压油泵的输出端，所述扫盘装置连接在所述液压马达的输出端。7.根据权利要求1至6任一项所述的公铁两用轨道精准清洁车，其特征在于：^所述公铁两用轨道精准清洁车还包括控制系统，所述控制系统包括上位机、下位机和传感器组；所述传感器组和所述摄像装置与所述上位机连接，所述上位机与所述下位机连接，所述低压降尘系统、所述高压冲洗系统、所述真空吸污系统和所述扫盘系统均与所述下位机连接。8.轨道精准清洁方法，其特征在于:所述轨道精准清洁方法采用上述权利要求1至7任一项所述的公铁两用轨道精准清洁车对轨道进行清洁，所述清洁方法包括：所述变轨装置组驱动所述轨道轮组，使所述轨道轮组最低点的水平位置位于所述路行轮组的最低点的水平位置以下；所述公铁两用轨道精准清洁车在轨道上行驶，所述真空吸污系统启动，所述摄像装置获取图像数据；根据所述图像数据判断轨道内是否存在异物，若是，启动所述高压冲洗系统；获取供电带清洁指令，启动所述扫盘系统和低压降尘系统。

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