技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高速公路护栏清洗机构，特别涉及一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统。
背景技术
[0002] 目前，现有的高速公路护栏清洗车依靠前
支撑摆臂，通过
弹簧使清洗机构压紧护栏进行清洗工作，同时，清洗机构依靠与后支撑摆臂联接的
缓冲器进行
自动调节，来适应护栏表面的变化；通常可以完成连续护栏的自动清洗工作。
[0003] 但实际情况是，高速公路两侧护栏一般不是连续设置，时有缺口存在，采用现有护栏清洗车清洗作业过程中，经过缺口时，清洗机构不能正常作业通过，必须人为操纵护栏清洗车清洗机构离开护栏表面，通过缺口后再重新操纵清洗车清洗机构压紧护栏，造成工作人员劳动强度增加，工作效率低；同时，由于工作人员劳累或疏忽，易造成清洗车经过缺口时，不能及时调整清洗车的操纵，清洗车的清洗机构因弹簧对支撑摆臂的快速回拉，使清洗车的清洗机构卡持在护栏的缺口处、破坏清洗车清洗机构以及护栏结构。
[0004] 本发明的内容
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统。
[0006] 具体内容如下：一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统，该系统包括安装架、支撑随动机构、软硬支撑结合装置和清洗机构，其特征在于，所述的安装架固定在清洗车的前端；
[0007] 所述的支撑随动机构包括前支撑摆臂、后支撑摆臂、定
齿轮、过渡齿轮、随动齿轮、主动驱动
链轮、过渡链轮、从动驱动链轮、驱动链条、随动链条、弧槽板和缓冲器，所述的前支撑摆臂的一端通过前支撑摆臂轴
水平铰接在安装架的正前方，所述的定齿轮同轴安装在前支撑摆臂轴的上端并固定在安装架上，所述的过渡齿轮通过过渡齿轮轴安装在前支撑摆臂的一端上、且与定齿轮形成
齿轮传动，所述的随动齿轮通过随动齿轮轴安装在前支撑摆臂的一端上、且与过渡齿轮形成齿轮传动，所述的定齿轮、过渡齿轮和随动齿轮三者的轴线在竖直方向上共面，所述的主动驱动链轮与随动齿轮同轴安装在随动齿轮轴上，主动驱动链轮位于随动齿轮的正上方且与随动齿轮固定在一起；
[0008] 所述的后支撑摆臂的一端与前支撑摆臂的自由端通过
转轴水平铰接，转轴与后支撑摆臂固定，前支撑摆臂自由端的端面上通过
螺纹贯穿连接一个能够限定转轴转动的固定销，所述的转轴的上端向上伸出并同轴安装一个过渡链轮甲和一个过渡链轮乙，过渡链轮乙位于过渡链轮甲的正上端，过渡链轮乙的下端与过渡链轮甲的上端通过圆柱筒套装在一起并能够相对转动，在过渡链轮乙下端的圆柱筒的筒壁上通过螺纹贯穿连接一个能够限定过渡链轮甲和过渡链轮乙相对转动的
锁止销，所述的后支撑摆臂的自由端上安装一根后支撑摆臂轴，所述的后支撑摆臂轴轴线、转轴轴线与随动齿轮轴轴线三者相平行，后支撑摆臂轴的上端同轴固定一个从动驱动链轮，所述的主动驱动链轮与过渡链轮甲在竖直方向上等高，所述的过渡链轮乙与从动驱动链轮在竖直方向上等高，主动驱动链轮与过渡链轮甲通过驱动链条形成链传动，从动驱动链轮与过渡链轮乙通过随动链条形成链传动，所述的弧槽板的一端水平固定在后支撑摆臂轴的上端，弧槽板位于从动驱动链轮的上方，弧槽板的自由端设置一条圆心在后支撑摆臂轴轴线上的弧形
槽口；
[0009] 所述的清洗机构的侧面通过连接板水平铰接在后支撑摆臂轴上，清洗机构侧面的边沿固定一
块水平向外伸出的锁止板，在锁止板上固定一个竖直向上伸出的锁止销轴，锁止销轴上端贯穿弧槽板上的弧形槽口，所述的缓冲器一端通过固定轴甲铰接在后支撑摆臂的上表面，缓冲器另一端通过固定轴乙铰接在清洗机构侧面的
耳板上；
[0010] 所述的软硬支撑结合装置包括弹簧安装筒、弹簧、
位置传感器、导向柱销、
丝杠、丝杠
螺母、
轴承座、传动齿轮、
电机和动
力安装板，所述的弹簧安装筒一端通过弹簧座销轴水平铰接在前支撑摆臂的侧面，弹簧安装筒自由端的筒壁上设置有对称的两个导槽，所述的丝杠的一端插穿在弹簧安装筒的自由端内，导向柱销贯穿导槽和丝杠的端部并固定在丝杠上，导向柱销在导槽内沿弹簧安装筒的轴线方向形成滑动副，导向柱销的一端面固定一个触发
开关，所述的弹簧插穿在弹簧安装筒内部，弹簧的一端固定在弹簧安装筒一端的内表面上，弹簧的另一端固定在丝杠的端面上，所述的
位置传感器通过传感器安装板固定在弹簧安装筒一端的筒壁上，位置传感器与导向柱销上的触发开关相对应，所述的丝杠的另一端穿过丝杠螺母并与丝杠螺母形成螺母丝杠传动，丝杠螺母通过轴承安装在轴承座上，所述的电机固定在轴承座的侧面，电机的
输出轴上固定一个传动齿轮，电机通过传动齿轮与丝杠螺母外表上的
轮齿形成齿轮传动，所述的轴承座固定在动力安装板上，动力安装板铰接在清洗车前端的安装架上。
[0011] 优选的，所述的前支撑摆臂与后支撑摆臂通过转轴水平铰接，所述的后支撑摆臂在竖直平面内向上扬起。
[0012] 优选的，所述的缓冲器包括圆筒、压簧、
活塞圆板和
连杆，所述的圆筒的两端密封，在圆筒内沿圆筒轴线放置两根相同的压簧，所述的活塞圆板与圆筒同轴放置在两根压簧之间，连杆甲与活塞圆板固定并沿圆筒轴线方向从圆筒一端穿出，圆筒的另一端面上固定一个沿圆筒轴线向外伸出的连杆乙。
[0013] 优选的，所述的清洗机构上的耳板上水平设置有若干个铰接孔，耳板和锁止板在清洗机构上的铰接位置均位于清洗机构的同一侧。
[0014] 优选的，所述的软硬支撑结合装置包括软支撑和硬支撑，所述的弹簧与丝杠构成软支撑，所述的丝杠与丝杠螺母构成硬支撑。
[0015] 优选的，所述的位置传感器包括行程开关、不
接触开关或者类似的位置检测装置。
[0016] 优选的，所述的随动齿轮轴与转轴以及转轴与后支撑摆臂轴之间的传动均可以采用链传动、
钢丝绳传动、带传动、或者类似传动。
[0017] 本发明的有益效果
[0018] 本发明是一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统，该系统采用一种控制弹簧伸缩量的系统--软硬支撑结合装置，以及采用限制清洗机构转
角幅度的方法--支撑随动机构，可实现高速公路护栏清洗车通过缺口时，避免清洗机构被卡持，且工作效率、对设备的安全保护得到极大的改善与提高，降低了清洗人员的工作强度。通过模块化设计，本发明能够快速安装在各种型号的高速公路护栏清洗车上，通用性极强，具有重要的实际意义。
附图说明
[0019] 图1为一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统的整体俯视图；
[0020] 图2为图1中A-A方向的剖视图；
[0021] 图3为图1中B-B方向的剖视图；
[0022] 图4为图1中D放大示意图；
[0023] 图5为图1中C-C方向的剖视图；
[0024] 图6为图2中E的放大示意图；
[0025] 图7为软硬支撑结合装置的整体放大示意图；
[0026] 图8为软硬支撑结合装置从图7中F方向看整体结构示意图；
[0027] 图9为软硬支撑结合装置从图7中G方向看部分结构示意图；
[0028] 图中1.清洗车、2.安装架、3.支撑随动机构、4.软硬支撑结合装置、5.清洗机构、6.缓冲器、301.前支撑摆臂轴、302.过渡齿轮轴、303.随动齿轮轴、304.前支撑摆臂、305.后支撑摆臂、306.后支撑摆臂轴、307.从动驱动链轮、308.弧槽板、309.驱动链条、310.固定轴甲、311.转轴、312.随动齿轮、313.主动驱动链轮、314.过渡齿轮、315.定齿轮、316.弧形槽口、317.随动链条、318.过渡链轮乙、319.过渡链轮甲、320.紧固销、321.锁止销、401.丝杠螺母、402.轴承座、403.轴承、404.导向柱销、405.弹簧、406.弹簧座销轴、407.弹簧安装筒、408.传感器安装板、409.位置传感器、410.触发开关、411.电机、412.动力安装板、413.传动齿轮、414.丝杠、415.导槽、501.连接板、502.耳板、503.固定轴乙、504.锁止销轴、505.锁止板、601.圆筒、602.连杆甲、603.活塞圆板、604.压簧、605.连杆乙。
具体实施方式
[0029] 实施案例一
[0030] 参见图1-9，一种可折叠的高速公路护栏清洗车避障系统，该系统包括安装架、支撑随动机构、软硬支撑结合装置和清洗机构，所述的安装架固定在清洗车的前端；
[0031] 所述的支撑随动机构包括前支撑摆臂、后支撑摆臂、定齿轮、过渡齿轮、随动齿轮、主动驱动链轮、过渡链轮、从动驱动链轮、驱动链条、随动链条、弧槽板和缓冲器，所述的前支撑摆臂的一端通过前支撑摆臂轴水平铰接在安装架的正前方，所述的定齿轮同轴安装在前支撑摆臂轴的上端并固定在安装架上，所述的过渡齿轮通过过渡齿轮轴安装在前支撑摆臂的一端上、且与定齿轮形成齿轮传动，所述的随动齿轮通过随动齿轮轴安装在前支撑摆臂的一端上、且与过渡齿轮形成齿轮传动，所述的定齿轮、过渡齿轮和随动齿轮三者的轴线在竖直方向上共面，所述的主动驱动链轮与随动齿轮同轴安装在随动齿轮轴上，主动驱动链轮位于随动齿轮的正上方且与随动齿轮固定在一起；
[0032] 所述的后支撑摆臂的一端与前支撑摆臂的自由端通过转轴水平铰接，转轴与后支撑摆臂固定，后支撑摆臂能够绕转轴进行转动，前支撑摆臂自由端的端面上通过螺纹贯穿连接一个能够限定转轴转动的固定销，固定销通过螺纹调节其与转轴之间的距离，从而固定转轴的相对位置，达到限定后支撑摆臂转动的目的，所述的转轴的上端向上伸出并同轴安装一个过渡链轮甲和一个过渡链轮乙，过渡链轮乙位于过渡链轮甲的正上端，过渡链轮乙的下端与过渡链轮甲的上端通过圆柱筒套装在一起并能够相对转动，在过渡链轮乙下端的圆柱筒的筒壁上通过螺纹贯穿连接一个能够限定过渡链轮甲和过渡链轮乙相对转动的锁止销，当前支撑摆臂和后支撑摆臂展开工作时，通过固定销拧紧固定前支撑摆臂与后支撑摆臂的相对位置，同时通过锁止销拧紧固定过渡链轮甲与过渡链轮乙的相对位置，使过渡链轮甲与过渡链轮乙工作时处于同步转动，当前支撑摆臂和后支撑摆臂折叠时，将固定销及锁止销松开即可，所述的后支撑摆臂的自由端上安装一根后支撑摆臂轴，所述的后支撑摆臂轴轴线、转轴轴线与随动齿轮轴轴线三者相平行，后支撑摆臂轴的上端同轴固定一个从动驱动链轮，所述的主动驱动链轮与过渡链轮甲在竖直方向上等高，所述的过渡链轮乙与从动驱动链轮在竖直方向上等高，主动驱动链轮与过渡链轮甲通过驱动链条形成链传动，从动驱动链轮与过渡链轮乙通过随动链条形成链传动，所述的弧槽板的一端水平固定在后支撑摆臂轴的上端，弧槽板位于从动驱动链轮的上方，弧槽板的自由端设置一条圆心在后支撑摆臂轴轴线上的弧形槽口；
[0033] 所述的清洗机构的侧面通过连接板水平铰接在后支撑摆臂轴上，清洗机构侧面的边沿固定一块水平向外伸出的锁止板，在锁止板上固定一个竖直向上伸出的锁止销轴，锁止销轴上端贯穿弧槽板上的弧形槽口，所述的缓冲器一端通过固定轴甲铰接在后支撑摆臂的上表面，缓冲器另一端通过固定轴乙铰接在清洗机构侧面的耳板上；当支撑摆臂摆动时，通过齿轮的
啮合，其摆动量由过渡齿轮、随动齿轮以及驱动链条传到后支撑摆臂轴，后支撑摆臂轴带动弧槽板，并控制弧槽板的摆动量，弧槽板控制清洗机构的摆动角度，清洗机构的小幅度摆动量由缓冲器调节。
[0034] 所述的软硬支撑结合装置包括弹簧安装筒、弹簧、位置传感器、导向柱销、丝杠、丝杠螺母、轴承座、传动齿轮、电机和动力安装板，所述的弹簧安装筒一端通过弹簧座销轴水平铰接在前支撑摆臂的侧面，弹簧安装筒自由端的筒壁上设置有对称的两个导槽，所述的丝杠的一端插穿在弹簧安装筒的自由端内，导向柱销贯穿导槽和丝杠的端部并固定在丝杠上，导向柱销在导槽内沿弹簧安装筒的轴线方向形成滑动副，导向柱销的一端面固定一个触发开关，所述的弹簧插穿在弹簧安装筒内部，弹簧的一端固定在弹簧安装筒一端的内表面上，弹簧的另一端固定在丝杠的端面上，所述的位置传感器通过传感器安装板固定在弹簧安装筒一端的筒壁上，位置传感器与导向柱销上的触发开关相对应，所述的丝杠的另一端穿过丝杠螺母并与丝杠螺母形成螺母丝杠传动，丝杠螺母通过轴承安装在轴承座上，所述的电机固定在轴承座的侧面，电机的输出轴上固定一个传动齿轮，电机通过传动齿轮与丝杠螺母外表上的轮齿形成齿轮传动，所述的轴承座固定在动力安装板上，动力安装板铰接在清洗车前端的安装架上，弹簧的伸缩量被限定在一个很小的范围内，其具体的伸缩量由弹簧安装筒上所开的导槽长度来确定，导向柱销的位置通过触发开关，由一组位置传感器所监测，前支撑摆臂或后支撑摆臂的摆动运动由弹簧与丝杠联合运动来控制，清洗机构转角的幅度由弧槽板所控制。
[0035] 所述的前支撑摆臂与后支撑摆臂通过转轴水平铰接，所述的后支撑摆臂在竖直平面内向上扬起。
[0036] 所述的缓冲器包括圆筒、压簧、活塞圆板和连杆，所述的圆筒的两端密封，在圆筒内沿圆筒轴线放置两根相同的压簧，所述的活塞圆板与圆筒同轴放置在两根压簧之间，连杆甲与活塞圆板固定并沿圆筒轴线方向从圆筒一端穿出，圆筒的另一端面上固定一个沿圆筒轴线向外伸出的连杆乙。
[0037] 所述的清洗机构上的耳板上水平设置有若干个铰接孔，耳板和锁止板在清洗机构上的铰接位置均位于清洗机构的同一侧。
[0038] 所述的软硬支撑结合装置包括软支撑和硬支撑，所述的弹簧与丝杠构成软支撑，所述的丝杠与丝杠螺母构成硬支撑。
[0039] 所述的位置传感器包括行程开关、不接触开关或者类似的位置检测装置。
[0040] 所述的随动齿轮轴与转轴以及转轴与后支撑摆臂轴之间的传动均可以采用链传动、
钢丝绳传动、带传动、或者类似传动。
[0041] 本发明的工作原理及过程：
[0042] 本发明采用了一种控制弹簧伸缩量的系统--软硬支撑结合装置，以及采用限制清洗机构转角幅度的方法—支撑随动机构。
[0043] 控制弹簧伸缩量的系统--软硬支撑结合装置的工作过程如下：高速公路护栏清洗车在正常工作或通过缺口时，由于公路护栏对清洗机构反压力的变化，将使与丝杠相连的大弹簧的长度发生变化，根据大弹簧伸缩量，
控制器安装板上的位置传感器及触发开关控制系统发出
信号，控制电机启动或停止运转，电机通过传动齿轮驱动丝杠螺母，由于丝杠螺母固定、丝杠转动并移动，从而实现丝杠位移量的调节；与此同时，弹簧一头通过导向柱销与丝杠相连，另外一头通过弹簧安装筒连接在前支撑摆臂上，丝杠长度的变化，也将实现弹簧位移量的变化，当弹簧受力过大、其伸缩量接近一组传感器的上限时，传感器发出指令，从而控制电机动作，使与丝杠啮合的丝杠螺母朝某一方向旋转，使丝杠变长，反之，当弹簧受力较小、其伸缩量接近一组传感器的下限时，传感器发出指令，从而控制电机动作，使与丝杠啮合的丝杠螺母朝另一方向旋转，使丝杠变短，通过电机控制丝杠螺母旋向的变化，使丝杠变长或变短而补偿弹簧受力过大或过小，使弹簧伸缩量保持在一定的范围内。
[0044] 通常，弹簧的伸缩被控制在很窄的范围内变化，为保证工作中对支撑摆臂摆动范围变化的要求，由丝杠的长度变化进行补充。由于弹簧不能在瞬间发生大位移的变化，因而不能使支撑摆臂产生快速的回拉，避免了清洗车在通过缺口时清洗机构被卡持，护栏清洗车的清洗机构与支撑摆臂铰接，依靠与后支撑摆臂联接的缓冲器调节清洗机构，适应护栏表面的变化，当清洗车通过缺口时，该缓冲器的调节功能增加了清洗机构被卡持的可能性。
[0045] 控制清洗机构转角幅度的方法—支撑随动机构的工作过程如下：
[0046] 清洗车在清洗工作工作过程中，清洗车运动的轨迹与护栏大致平行，但其与护栏的距离可能不同，这样，清洗车前支撑摆臂及后支撑摆臂相对与护栏的摆角可能不同，要保持清洗机构的清洗工作适应该变化，清洗机构的工作范围在与车运行方向基本平行方向的一个范围内，并能实现局部的调整与
波动。
[0047] 为实现支撑摆臂转角与弧槽板转角的随动关系，该系统通过固定在安装板上的定齿轮、过渡齿轮及随动齿轮组成的齿轮传动，带动主动驱动链轮和从动驱动链轮，从动驱动链轮带动弧槽板进行运动，以满足清洗车前支撑摆臂及后支撑摆臂相对与护栏的摆角改变时，清洗机构的清洗工作也能适应该变化。
[0048] 弧槽板通过弧形槽口与清洗机构上的锁止板之间用锁止销轴联接，弧槽板与安装在后支撑摆臂轴上的从动驱动链轮固定，并由其驱动，当护栏清洗车在工作中通过缺口时，清洗机构的转动角度将被弧形槽的开槽空间限制，减少清洗机构被卡持破坏的可能；而在正常工作中，当支撑摆臂摆动时，该摆动运动将通过随动机构驱动从动驱动链轮，从而使弧槽板的位置变化，弧形槽中的锁止销轴的可运动空间位置也将变化，在锁止销轴的可运动空间的范围内，由后支撑摆臂联接的缓冲器调节清洗机构的摆动，使清洗机构适应护栏表面的变化，使用完后，松开锁止销以及固定销将前支撑摆臂和后支撑摆臂进行折叠起来。
