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一种碎冰巡检小车

阅读：1052发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种碎冰巡检小车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及轨道除冰车技术领域，且公开了一种碎冰巡检小车，包括前车体和后车体，所述前车体通过连接机构与后车体相连接，所述前车体的前端两侧各安装有破冰机构，所述破冰机构的前端固定连接有推雪机构，所述前车体上固定安装有超声波探测仪、双目相机、摄像机和雷达，所述后车体上设置有控制仓，所述控制仓的内部设置有控制器和通信单元，所述控制器分别与超声波探测仪、双目相机、摄像机、雷达和通信单元电性连接。本发明可以对轨道上的冰雪进行破碎和清除，同时可以在破冰过程中对轨道上的环境进行监测，可避免事故发生，提高安全性，同时实现无人作业，提高清雪破冰效率。，下面是一种碎冰巡检小车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种碎冰巡检小车，包括前车体(1)和后车体(30)，其特征在于，所述前车体(1)通过连接机构与后车体(30)相连接，所述前车体(1)的前端两侧各安装有破冰机构(2)，所述破冰机构(2)的前端固定连接有推雪机构(3)，所述前车体(1)上固定安装有超声波探测仪(31)、双目相机(32)、摄像机(33)和雷达(34)，所述后车体(30)上设置有控制仓(13)，所述控制仓(13)的内部设置有控制器(20)和通信单元，所述控制器(20)分别与超声波探测仪(31)、双目相机(32)、摄像机(33)、雷达(34)和通信单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述破冰机构(2)包括连接架(4)、动力源(5)和碎冰机构，所述连接架(4)的一端与前车体(1)固定连接，另一端与推雪机构(3)固定连接，所述连接架(4)的底端与碎冰机构通过调节机构相连接，所述碎冰机构包括安装架(6)和至少一组碎冰轮组件，每组所述碎冰轮组件均包括竖直设置的一个主碎冰轮(7)和倾斜设置的两个辅碎冰轮(8)，所述主碎冰轮(7)和辅碎冰轮(8)均通过一侧开口的安装座(9)安装在安装架(6)的底部，所述主碎冰轮(7)的轮轴两端通过万向联轴器(10)分别与两个辅碎冰轮(8)的轮轴相连接，所述主碎冰轮(7)的一侧轮轴通过传动机构与动力源(5)的输出端相连接；所述破冰机构(2)靠近前车体(1)的一侧设置有喷头(18)，所述喷头(18)通过气管连通有高压气源(17)。
3.根据权利要求2所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述前车体(1)和后车体(30)上均设置有车架(11)和驱动轮(12)，所述控制仓(13)的内部设置有动力电池(19)，所述高压气源(17)固定安装在控制仓(13)内部，所述驱动轮(12)设置在车架(11)的底部，所述驱动轮(12)为电动车轮，所述驱动轮(12)与动力电池(19)电性连接，所述高压气源(17)、动力源(5)、动力电池(19)和驱动轮(12)均与控制器(20)电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，相邻的所述安装座(9)之间通过加强筋(16)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述调节机构包括调节杆(21)、限位套筒(22)和升降柱(23)，所述调节杆(21)的顶部与连接架(4)转动连接，且贯穿连接架(4)的上表面，所述调节杆(21)的顶部外壁上固定连接有上下分布的两个挡板(24)，两个所述挡板(24)分别与连接架(4)的上下表面相抵；所述限位套筒(22)的侧壁固定连接有连接板(28)，所述连接板(28)的顶部与连接架(4)的底部固定连接；所述升降柱(23)的底端与安装架(6)固定连接，且顶部滑动连接在限位套筒(22)的内部，所述调节杆(21)的底部延伸至限位套筒(22)的内部，且与升降柱(23)螺纹连接，所述限位套筒(22)的外壁上开设有限位槽(25)，所述升降柱(23)的外壁上固定连接有与限位槽(25)相匹配的限位块(26)，所述限位块(26)滑动连接在限位槽(25)中。
6.根据权利要求2所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述传动机构为皮带传动机构、齿轮传动机构和链条传动机构中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述连接机构包括第一安装板(35)和第二安装板(36)，所述第一安装板(35)和第二安装板(36)相靠近的一端通过螺母螺栓固定连接，所述螺栓上设置有缓冲垫圈(37)，所述缓冲垫圈(37)位于第一安装板(35)和第二安装板(36)之间，所述第一安装板(35)和第二安装板(36)相远离的一端分别固定连接在前车体(1)和后车体(30)上，所述第一安装板(35)上开设有多个卡槽(38)，所述前车体(1)上固定连接有与卡槽(38)相对应的多个卡块(39)。
8.根据权利要求5所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述调节杆(21)的顶端固定连接有辅助块(27)，所述辅助块(27)用于转动调节杆(21)。
9.根据权利要求1-8任意一种所述的碎冰巡检小车，其特征在于，所述推雪机构(3)包括固定板(14)和推雪板(15)，所述固定板(14)的一侧与破冰机构(2)固定连接，另一侧与推雪板(15)固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种碎冰巡检小车，其特征在于，所述推雪板(15)为两翼呈弧形的锥板。

说明书全文

一种碎冰巡检小车

技术领域

[0001] 本发明涉及轨道除冰车技术领域，尤其涉及一种碎冰巡检小车。

背景技术

[0002] 轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。而进入秋冬季节后，雨雪天气较多，雨雪天气冰雪会覆盖轨道，为保障车辆的正常通行，避免事故出现，需及时清除轨道上的冰雪。目前冰雪的清除基本采用人工方式清扫或者通过喷洒除冰剂。人工方式效率低，成本高，且存在安全隐患，除冰剂污染环境，对轨道有侵蚀危害。

[0003] 申请号为：CN2009202896的中国专利中，公开了一种轨道除雪破冰车，该破冰车能够对轨道上的积雪进行铲除，还可以利用破冰机构对轨道上表面的冰进行破坏，然后利用铲冰机构对轨道上的碎冰进行清理。但是该设备并没有监测设备，无法及时发现轨道上的障碍物，导致除冰过程中有可能会导致撞车事故。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中轨道除雪破冰车无法对轨道两侧的冰进行破碎的问题，而提出的一种碎冰巡检小车。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0006] 一种碎冰巡检小车，包括前车体和后车体，所述前车体通过连接机构与后车体相连接，所述前车体的前端两侧各安装有破冰机构，所述破冰机构的前端固定连接有推雪机构，所述前车体上固定安装有超声波探测仪、双目相机、摄像机和雷达，所述后车体上设置有控制仓，所述控制仓的内部设置有控制器和通信单元，所述控制器分别与超声波探测仪、双目相机、摄像机、雷达和通信单元电性连接。

[0007] 进一步的，所述破冰机构包括连接架、动力源和碎冰机构，所述连接架的一端与车体机构固定连接，另一端与推雪机构固定连接，所述连接架的底端与碎冰机构通过调节机构相连接，所述碎冰机构包括安装架和至少一组碎冰轮组件，每组所述碎冰轮组件均包括竖直设置的一个主碎冰轮和倾斜设置的两个辅碎冰轮，所述主碎冰轮和辅碎冰轮均通过一侧开口的安装座安装在安装架的底部，所述主碎冰轮的轮轴两端通过万向联轴器分别与两个辅碎冰轮的轮轴相连接，所述主碎冰轮的一侧轮轴通过传动机构与动力源的输出端相连接；所述破冰机构靠近车体机构的一侧设置有喷头，所述喷头通过气管连通有高压气源。

[0008] 进一步的，所述前车体和后车体上均设置有车架和驱动轮和控制仓，所述控制仓的内部设置有动力电池，所述高压气源固定安装在控制仓内部，所述驱动轮设置在车架的底部，所述驱动轮为电动车轮，所述驱动轮与动力电池电性连接，所述高压气源、动力源、动力电池和驱动轮均与控制器电性连接。

[0009] 进一步的，相邻的所述安装座之间通过加强筋固定连接。

[0010] 进一步的，所述调节机构包括调节杆、限位套筒和升降柱，所述调节杆的顶部与连接架转动连接，且贯穿连接架的上表面，所述调节杆的顶部外壁上固定连接有上下分布的两个挡板，两个所述挡板分别与连接架的上下表面相抵；所述限位套筒的侧壁固定连接有连接板，所述连接板的顶部与连接架的底部固定连接；所述升降柱的底端与安装架固定连接，且顶部滑动连接在限位套筒的内部，所述调节杆的底部延伸至限位套筒的内部，且与升降柱螺纹连接，所述限位套筒的外壁上开设有限位槽，所述升降柱的外壁上固定连接有与限位槽相匹配的限位块，所述限位块滑动连接在限位槽中。

[0011] 进一步的，所述传动机构为皮带传动机构、齿轮传动机构和链条传动机构中的一种。

[0012] 进一步的，所述连接机构包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和第二安装板相靠近的一端通过螺母螺栓固定连接，所述螺栓上设置有缓冲垫圈，所述缓冲垫圈位于第一安装板和第二安装板之间，所述第一安装板和第二安装板相远离的一端分别固定连接在前车体和后车体上，所述第一安装板上开设有多个卡槽，所述前车体上固定连接有与卡槽相对应的多个卡块。

[0013] 进一步的，所述调节杆的顶端固定连接有辅助块，所述辅助块用于转动调节杆。

[0014] 进一步的，所述推雪机构包括固定板和推雪板，所述固定板的一侧与破冰机构固定连接，另一侧与推雪板固定连接。

[0015] 进一步的，所述推雪板为两翼呈弧形的锥板。

[0016] 与现有技术相比，本发明提供了一种碎冰巡检小车，具备以下有益效果：

[0017] 1、该碎冰巡检小车，通过超声波探测仪、双目相机、摄像机、雷达和通信单元的设置，可以在巡检校车除冰的过程中，对轨道上的环境进行检测，在发现有障碍物时及时刹车，且可以将巡检过程中的拍摄的图像和视频传送至监控中心进行实时监测，进而实现无人作业，提高清雪破冰效率。

[0018] 2、该碎冰巡检小车，通过调节机构的设置，可以对碎冰机构进行高度的调节，利用上下两个挡板，使得调节杆可以在连接架上转动，而不发生上下移动，通过连接板使得限位套筒固定不动，因此在调节杆转动时，升降柱会发生上下移动，由于限位槽和限位块的作用，升降柱只会垂直上下移动，而不会发生转动，由于升降柱与安装架固定连接，因此升降柱的上下移动可以调节主碎冰轮和辅碎冰轮与轨道之间的距离，进而实现不同的除冰效果，主碎冰轮和辅碎冰轮并不与轨道发生直接接触，可以避免对轨道造成损伤。

[0019] 3、该碎冰巡检小车，通过碎冰轮组件中竖直设置的一个主碎冰轮和倾斜设置的两个辅碎冰轮，可以同时对轨道的上表面和轨道的两侧进行碎冰作业，扩大了碎冰范围，进一步确保轨道交通的安全；通过万向联轴器的设置，可以实现主碎冰轮带动辅碎冰轮同时碎冰的效果，利用谐波冲震、旋转挖碎和挤压破碎的方式来对轨道上的冰进行破碎。

[0020] 该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明可以对轨道上的冰雪进行破碎和清除，同时可以在破冰过程中对轨道上的环境进行监测，可避免事故发生，提高安全性，进而实现无人作业，提高清雪破冰效率。附图说明

[0021] 图1为本发明提出的一种碎冰巡检小车的结构示意图；

[0022] 图2为本发明提出的一种碎冰巡检小车的碎冰机构的结构示意图；

[0023] 图3为本发明提出的一种碎冰巡检小车的破冰机构的结构示意图结构示意图[0024] 图4为本发明提出的一种碎冰巡检小车图1中A部分的局部放大示意图；

[0025] 图5为本发明提出的一种碎冰巡检小车的控制仓的内部结构示意图；

[0026] 图6为本发明提出的一种碎冰巡检小车的连接机构的结构示意图。

[0027] 图中：1前车体、2破冰机构、3推雪机构、4连接架、5动力源、6安装架、7主碎冰轮、8辅碎冰轮、9安装座、10万向联轴器、11车架、12驱动轮、13控制仓、14固定板、15推雪板、16加强筋、17高压气源、18喷头、19动力电池、20控制器、21调节杆、22限位套筒、23升降柱、24挡板、25限位槽、26限位块、27辅助块、28连接板、29防护板、30后车体、31超声波探测仪、32双目相机、33摄像机、34雷达、35第一安装板、36第二安装板、37缓冲垫圈、38卡槽、39卡块。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0029] 参照图1-6，一种碎冰巡检小车，包括前车体1和后车体30，其特征在于，前车体1通过连接机构与后车体30相连接，前车体1的前端两侧各安装有破冰机构2，破冰机构2的前端固定连接有推雪机构3，前车体1上固定安装有超声波探测仪31、双目相机32、摄像机33和雷达34，后车体30上设置有控制仓13，控制仓13的内部设置有控制器20和通信单元，控制器20分别与超声波探测仪31、双目相机32、摄像机33、雷达34和通信单元电性连接，其中超声波为避障用，当探测有信号便认为有异物，控制器20直接发送刹车指令；通信单元采用申请号为：201721237262.5的专利中的通信单元，用来与外部设备保持通信，双目相机32做巡检对象高清视频采集和目标锁定、跟踪使用，其采集到的图像经控制器20分析发送给通信单元；摄像33机为远程监控用，采用1080P 30fps 帧率全彩高清网络摄像机，能够利用通信单元实时输出高清全彩视频，供监控中心远程监控；雷达34为激光雷达，采用了带滤波功能的激光，能够在室外强光下使用，最远探测距离20米，做远程异物探测和避障使用，采用TOF测距原理，当探测20米远有异物时，做减速预警，当探测距离小于等于10米时，通过控制器20发减速指令。

[0030] 破冰机构2包括连接架4、动力源5和碎冰机构，连接架4的一端与车体机构1固定连接，另一端与推雪机构3固定连接，连接架4的底端与碎冰机构通过调节机构相连接，碎冰机构包括安装架6和至少一组碎冰轮组件，每组碎冰轮组件均包括竖直设置的一个主碎冰轮7和倾斜设置的两个辅碎冰轮8，辅碎冰轮8的底部低于主碎冰轮7的底部，进而实现对轨道上表面和轨道两侧的碎冰作业，主碎冰轮7和辅碎冰轮8均通过一侧开口的安装座9安装在安装架6的底部，安装座9的开口设置在底部，一般为U型座，主碎冰轮7的轮轴两端通过万向联轴器10分别与两个辅碎冰轮8的轮轴相连接，万向联轴器10的设置，可以实现主碎冰轮7和辅碎冰轮8的同时转动，主碎冰轮7的一侧轮轴通过传动机构与动力源5的输出端相连接，传动机构为皮带传动机构、齿轮传动机构和链条传动机构中的一种，在安装架6和连接架4之间还设置有防护板29，可以对动力源5和调节机构进行防护；破冰机构2靠近车体机构1的一侧设置有喷头18，喷头18通过气管连通有高压气源17，在这里喷头18最好倾斜向除冰车的外侧设置，可以将破冰机构2产生的碎冰吹扫至轨道外侧。

[0031] 前车体1和后车体30上均设置有车架11和驱动轮12，控制仓13包括置物盒和仓盖，仓盖盖在置物盒上方，控制仓13的内部设置有动力电池19，高压气源17固定安装在控制仓13内部，动力电池19和高压气源17都设置在置物盒中，驱动轮12通过车轮座设置在车架11的底部，驱动轮12为电动车轮，即轮毂电机和车轮的组合，电机车轮已为现有技术，本文不做赘，驱动轮12与动力电池19电性连接，高压气源17、动力源5、动力电池19和驱动轮12均与控制器20电性连接；高压气源17为双通道空气压缩机，其上设置有电磁阀，可以为两侧的喷头18同时供气，动力源5为电动机，其上设置有电机驱动器，电动机与动力电池19电性连接，控制仓13的内部设置有控制器20，控制器20也设置在置物盒中，控制器20分别与高压气源
17和动力源5通过485信号线电性连接，实现对电动机和空气压缩机的联动启动停止，以节省不必要的开机空转能耗使用，本实施例中控制器20采用ARM Cortex-M 内核的32位微控制器，具体型号为STM32F103VET6。

[0032] 相邻的安装座9之间通过加强筋16固定连接，增强破冰机构2的结构强度。

[0033] 调节机构包括调节杆21、限位套筒22和升降柱23，调节杆21的顶部与连接架4转动连接，且贯穿连接架4的上表面，调节杆21的顶部外壁上固定连接有上下分布的两个挡板24，两个挡板24分别与连接架4的上下表面相抵；限位套筒22的侧壁固定连接有连接板28，连接板28的顶部与连接架4的底部固定连接；升降柱23的底端与安装架6固定连接，且顶部滑动连接在限位套筒22的内部，调节杆21的底部延伸至限位套筒22的内部，且与升降柱23 螺纹连接，限位套筒22的外壁上开设有限位槽25，升降柱23的外壁上固定连接有与限位槽
25相匹配的限位块26，限位块26滑动连接在限位槽25中，调节杆21位于限位套筒22内部的外侧壁上设置有外螺纹，由于上下两个挡板24的作用，使得调节杆21可以在连接架4上转动，而不发生上下移动，由于连接板28的作用，限位套筒22固定不动，因此在调节杆21转动时，升降柱23会发生上下移动，由于限位槽25和限位块26的作用，升降柱23只会垂直上下移动，而不会发生转动，由于升降柱23与安装架6固定连接，因此升降柱23的上下移动可以调节主碎冰轮7和辅碎冰轮8与轨道之间的距离，进而实现不同的除冰效果。

[0034] 连接机构包括第一安装板35和第二安装板36，第一安装板35和第二安装板36相靠近的一端通过螺母螺栓固定连接，螺栓上设置有缓冲垫圈37，缓冲垫圈37位于第一安装板35和第二安装板36之间，第一安装板35和第二安装板36相远离的一端分别固定连接在前车体1和后车体30上，第一安装板35上开设有多个卡槽38，前车体1上固定连接有与卡槽38相对应的多个卡块39。

[0035] 调节杆21的顶端固定连接有辅助块27，辅助块27用于转动调节杆21，便于采用工具转动调节杆21，在图2中，辅助块27为外六边形，便于采用普通的六角扳手进行操作。

[0036] 推雪机构3包括固定板14和推雪板15，固定板14的一侧与破冰机构2固定连接，另一侧与推雪板15固定连接，用来将积雪推开，便于破冰机构2进行碎冰作业。

[0037] 推雪板15为两翼呈弧形的锥板，可以有效的将积雪推至轨道两侧。

[0038] 本发明中，在使用时，通过高压气源和斜置扁喷头的设置，可以在破冰机构破冰后，对轨道上的碎冰进行吹扫，避免轨道上残留大量碎冰，提高轨道交通的安全，通过控制仓中的动力电池为驱动轮和动力源提供电力，进而实现对车体机构1的行走驱动和对碎冰机构的碎冰驱动，其中碎冰机构上的碎冰轮组件利用其上竖直设置的主碎冰轮7和倾斜设置的辅碎冰轮8对轨道两侧的冰进行破碎，扩大了碎冰范围，进一步确保轨道交通的安全，利用控制器对动力源5和高压气源17同时控制，实现对电动机和空气压缩机的联动启动停止，以节省不必要的开机空转能耗使用。

[0039] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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