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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 軌道車(chē)輛自動(dòng)清洗機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 通過(guò)對(duì)我國(guó)火車(chē)站車(chē)輛段的線路庫(kù)房布置、路面情況的深入調(diào)查研究，結(jié)合我國(guó)國(guó)情創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一種新型移動(dòng)滾刷式軌道車(chē)輛自動(dòng)清洗機(jī)器人。機(jī)器人能夠方便快速移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在車(chē)輛段穿插清洗。采用清洗劑噴灑后，滾刷摩擦清洗，清水沖刷的方式進(jìn)行清洗。
- 詳細(xì)介紹：
- 通過(guò)對(duì)我國(guó)火車(chē)站車(chē)輛段的線路庫(kù)房布置、路面情況的深入調(diào)查研究，分析出我國(guó)軌道車(chē)輛仍采用人工清洗的主要原因，結(jié)合我國(guó)國(guó)情創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一種新型移動(dòng)滾刷式軌道車(chē)輛自動(dòng)清洗機(jī)器人。機(jī)器人能夠方便快速移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在車(chē)輛段穿插清洗。采用清洗劑噴灑后，滾刷摩擦清洗，清水沖刷的方式進(jìn)行清洗。 將自動(dòng)循跡運(yùn)動(dòng)方式引入到機(jī)器人的設(shè)計(jì)之中，提高了自動(dòng)化程度和清洗精度，減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免列車(chē)外皮的擦傷和清洗機(jī)的損壞。機(jī)器人采用了新型的滾刷避讓機(jī)構(gòu)，使得滾刷在清洗過(guò)程中始終與車(chē)輛外皮的壓力波動(dòng)保持在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，同時(shí)能夠避讓扶手等障礙物，極大提高了清洗的效果。 機(jī)器人空載時(shí)的重量為0.45t，機(jī)器人載水量為1.25t，清洗時(shí)的行走速度為0.33m/s，一次蓄水可完成一列18節(jié)車(chē)廂的列車(chē)一個(gè)側(cè)面的清洗。 有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品的設(shè)計(jì)目的: 目前國(guó)內(nèi)各火車(chē)站除動(dòng)車(chē)組列車(chē)采用機(jī)器清洗外，其余車(chē)輛主要采用人工清洗，該種清洗方法一般需要6-12個(gè)清潔工清洗1-2個(gè)小時(shí)，勞動(dòng)環(huán)境差、強(qiáng)度高、效率低。 二、基本思路： 通過(guò)對(duì)我國(guó)火車(chē)站車(chē)輛段的線路庫(kù)房布置、路面情況的深入調(diào)查研究，結(jié)合我國(guó)國(guó)情創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一種新型移動(dòng)滾刷式軌道車(chē)輛自動(dòng)清洗機(jī)器人。機(jī)器人能夠方便快速移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在車(chē)輛段穿插清洗。采用清洗劑噴灑后，滾刷摩擦清洗，清水沖刷的方式進(jìn)行清洗。 三、創(chuàng)新點(diǎn)： 1、將自動(dòng)循跡運(yùn)動(dòng)方式引入到機(jī)器人的設(shè)計(jì)之中，提高了自動(dòng)化程度和清洗精度，減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免列車(chē)外皮的擦傷和清洗機(jī)的損壞。 2、該機(jī)器人采用了新型的滾刷避讓機(jī)構(gòu)，使得滾刷在清洗過(guò)程中始終與車(chē)輛外皮的壓力波動(dòng)保持在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，同時(shí)能夠避讓扶手等障礙物，極大提高了清洗的效果。 四、技術(shù)關(guān)鍵： 1、彈簧避讓機(jī)構(gòu)中，彈簧兩固定端的位置、滾刷臂的擺動(dòng)范圍、彈簧的自由長(zhǎng)度、工作長(zhǎng)度、剛度、圈數(shù)、直徑、中徑等是能否實(shí)現(xiàn)將滾刷與列車(chē)外皮間的接觸壓力變化控制在很小的范圍內(nèi)的關(guān)鍵因素。 2、自動(dòng)循跡模塊中，設(shè)計(jì)了4路傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)器人的行駛狀況，4路傳感器所接受到的信息共有9種，控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、停止等9種運(yùn)動(dòng)方式，提高了機(jī)器人循跡的可靠性。 五、主要技術(shù)指標(biāo)： 機(jī)器人空載時(shí)的重量為0.45t，機(jī)器人載水量為1.25t，清洗時(shí)的行走速度為0.33m/s，一次蓄水可完成一列18節(jié)車(chē)廂的列車(chē)一個(gè)側(cè)面的清洗。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 通過(guò)調(diào)查，尚未發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)外有該類(lèi)型的軌道車(chē)輛自動(dòng)清洗機(jī)。 1、與固定式清洗機(jī)相比較、該清洗機(jī)器人價(jià)格和清洗成本低、行動(dòng)靈活、可穿插清洗，同時(shí)避免了采用固定式清洗機(jī)清洗導(dǎo)致的車(chē)輛調(diào)度困難。 2、與LWX-Ⅰ型鐵路旅客車(chē)廂外皮清洗機(jī)相比較，該機(jī)器人的行走方式為自動(dòng)循跡，提高了機(jī)器人的自動(dòng)化程度和清洗精度，減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免列車(chē)外皮的擦傷和清洗機(jī)的損壞。該機(jī)器人還采用了新型的滾刷避讓機(jī)構(gòu)，使得滾刷在清洗過(guò)程中始終與車(chē)輛外皮的壓力波動(dòng)保持在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，同時(shí)能夠避讓扶手等障礙物，極大提高了清洗的效果。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段，目前已制作出模型，模型實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的所有功能。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面議
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該型機(jī)器人適用于所有火車(chē)站車(chē)輛段除動(dòng)車(chē)以外所有列車(chē)（綠皮車(chē)、紅皮車(chē)）的清洗工作。以青島火車(chē)站為例，該站日到發(fā)旅客列車(chē)49.5對(duì)。每天需要四方車(chē)輛段人工清洗的有27輛，其余在外地清洗。目前該段共有清潔工60人，由于各車(chē)次列車(chē)到站檢修清洗的時(shí)間是全天候的，工人分為3班，清洗一輛列車(chē)，需5名工人勞作2-3個(gè)小時(shí)。每月工人的工資約合8萬(wàn)元。 如采用清洗機(jī)器人進(jìn)行清洗，有望實(shí)現(xiàn)每天只需清潔工6人來(lái)完成清洗作業(yè)，每月工資約合8千元，將減為人工清洗的十分之一。清洗機(jī)器人的成本約為3萬(wàn)元。 隨著列車(chē)庫(kù)停時(shí)間的一再縮短和臨客、專(zhuān)列、加掛車(chē)輛的頻繁增加，以及車(chē)廂外皮清洗質(zhì)量要求的不斷提高，清洗工作量日益加大。為此，急需從作業(yè)手段和作業(yè)程序上進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)械化，一方面提高清洗的效率與質(zhì)量，將工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。另一方面，降低清洗費(fèi)用支出，提高企業(yè)效益。因此說(shuō)該課題有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 一、國(guó)外發(fā)狀況 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的軌道車(chē)輛清洗工作的起步研究時(shí)間比較早，國(guó)際鐵路聯(lián)盟ORE、法國(guó)、日本、美國(guó)等很早就進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用。近年來(lái)，車(chē)輛外部清洗方法由人工擦洗、高壓水噴洗逐漸被普遍采用的清洗機(jī)刷洗所代替。清洗設(shè)備也由連枷式清洗機(jī)、高壓冷水噴洗機(jī)、移動(dòng)式清洗機(jī)等不同機(jī)型發(fā)展到目前日本、德國(guó)等國(guó)家生產(chǎn)并被其他國(guó)家鐵路選用全自動(dòng)、安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的通用型固定式列車(chē)外部刷洗清洗機(jī)。 目前日本的新干線列車(chē)清洗機(jī)、德國(guó)的Washtec公司和美國(guó)的Interclean公司推出的系列清洗機(jī)都是一些比較先進(jìn)的機(jī)型。 Washtec公司是一家生產(chǎn)滾刷清洗機(jī)的典型廠家，該公司的清洗機(jī)在歐美市場(chǎng)具有較高的知名度。在機(jī)器控制、使用壽命等方面技術(shù)領(lǐng)先，清洗效果良好。 國(guó)外多采用通用型固定式列車(chē)外部刷洗清洗機(jī)，究其原因：一是列車(chē)造型全封閉，列車(chē)的外表面平整度相對(duì)要高些；二是列車(chē)整體長(zhǎng)度較短，入庫(kù)后的外皮清洗工作量較小；三是列車(chē)庫(kù)在設(shè)計(jì)修建時(shí)就考慮了采用固定式清洗裝置。 二、國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 近年來(lái)我國(guó)各科研單位在軌道車(chē)輛的外部清洗技術(shù)和設(shè)備上也進(jìn)行了廣泛研究，并有自行研制的列車(chē)清洗機(jī)用于部分站段，但技術(shù)研究的系統(tǒng)性、所研制設(shè)備的自動(dòng)化程度、可靠性、清洗能力和清洗精度與國(guó)外相比尚有差距。目前，在國(guó)內(nèi)的各火車(chē)站車(chē)輛段，列車(chē)入庫(kù)后的車(chē)廂外皮清洗，大都是人工使用長(zhǎng)把清洗刷蘸上清洗劑刷洗，然后用清水沖洗的方法。也有極少數(shù)單位采用了固定式及移動(dòng)式清洗機(jī)進(jìn)行清洗。由于我國(guó)各火車(chē)站車(chē)輛段的軌道設(shè)置間距只有3m，而固定式清洗機(jī)體積較大，因此不能廣泛推廣，比如青島火車(chē)站只是在車(chē)輛段的最外側(cè)一條鐵路線上安裝了一臺(tái)XCJ-04型機(jī)車(chē)外皮清洗機(jī)用于對(duì)動(dòng)車(chē)組列車(chē)的清洗，其余車(chē)輛采用人工清洗。 國(guó)內(nèi)有多個(gè)火車(chē)站車(chē)輛段自主完成了清洗機(jī)設(shè)計(jì)制造，既有固定式也有移動(dòng)式。哈爾濱鐵路研究所在德黑蘭中標(biāo)的地鐵清洗系統(tǒng)是固定式機(jī)車(chē)清洗機(jī)一個(gè)典型的代表。 移動(dòng)式清洗機(jī)，我國(guó)也有幾家單位研究，而且也曾有鐵路局為所屬的客運(yùn)車(chē)輛段配備了這一類(lèi)設(shè)備進(jìn)行試用。該類(lèi)清洗機(jī)也分射流式和滾刷式。射流式實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)車(chē)載的高壓清洗機(jī)，由載重汽車(chē)、清水罐和清洗劑罐、發(fā)電機(jī)、高壓水泵及高壓水槍等組成，工作時(shí)先將清洗劑噴到車(chē)皮表面，然后再用高壓水槍進(jìn)行沖洗。由于其功能不全，清洗效果不夠理想。
