專利名稱：隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車，屬于機械設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地鐵是一種在狹小空間內(nèi)快速載運高度密集人群的復(fù)雜系統(tǒng)，空間狹小決定了其 管理措施的難度和復(fù)雜性；高速運轉(zhuǎn)更突顯了系統(tǒng)多方面協(xié)調(diào)配合的重要性，每一個系統(tǒng) 每一個細節(jié)都可能是影響安全的因素；人口高度密集決定了軌道交通一旦發(fā)生事故就是巨 大的危險和災(zāi)難；軌道交通的安全與規(guī)劃、建設(shè)、運營各個階段密切關(guān)聯(lián)又決定了軌道交通 安全管理的系統(tǒng)性和整體性；而且反恐怖要求也對地鐵安全管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。這 些說明了城市軌道交通一旦發(fā)生安全事故，其后果是極其嚴重的。運營地鐵隧道的形變包括隧道縱軸線沿橫斷面的位移及隧道橫斷面形狀的變化， 當(dāng)隧道形變過大時將影響地鐵安全運營。為此，研制運營隧道形變檢測分析系統(tǒng)非常必要， 根據(jù)隧道形變的漸變性及長期性，采集隧道形變實時數(shù)據(jù)并建立長時段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對 數(shù)據(jù)進行時間及空間的融合，實現(xiàn)隧道形變的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布并建立隧道變形預(yù)警機制。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)檢索，尚無現(xiàn)成的用以集成安放采集隧道形變檢測分析系統(tǒng)硬件及 通訊設(shè)備且能在隧道行走的車體。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌 道車，用以實現(xiàn)在隧道軌道上行走，且能安放形變檢測分析系統(tǒng)裝置。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，該軌道車包括框型結(jié)構(gòu)的底座、支架、車 輪、測距輪、擾性懸掛裝置、車載電源架，所述支架的結(jié)構(gòu)為門框式支撐并結(jié)合兩根斜撐，支 架固定于底座之上，所述車輪的軌道內(nèi)側(cè)面具有輪緣用于與軌道相配合限定，車輪內(nèi)部安 裝有軸承，兩對車輪固定于底座下，所述的測距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測距輪為 轉(zhuǎn)軸式金屬車輪，轉(zhuǎn)軸外部接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述車載電源架固定于支架之下用于承載電 池，所述的擾性懸掛裝置設(shè)于軌道車右側(cè)主梁的中央處。本實用新型軌道車是隧道斷面掃描裝置及其它附件的有效載體。該車體可專用于 軌跡標(biāo)準(zhǔn)軌道的運行，其將作為隧道斷面裝置、里程定位裝置、電氣控制裝置和電源等的有 效載體，從而組成專用的集成單元。該軌道車為隧道斷面測量系統(tǒng)中必不可少的組成部分， 同時具有一定的精度要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型軌道車具有如下有益效果1.堅固耐用，可以承受較大的載荷，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命很長。2.具有多個設(shè)備的安裝位置，包括隧道斷面裝置、里程定位裝置、電氣控制裝 置、電源等。即考慮到車體的多功能性。3.具有一定的設(shè)計精度，車體借用外力運行于標(biāo)準(zhǔn)軌道上。并保證了檢測車相對 軌道的相對垂直位置的不變性。車輪間距嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)軌距(1435mm)設(shè)計，車輪的位置可由墊片螺母進一步調(diào)節(jié)，使車體盡可能不會左右移動且不會卡死在軌道上。4.通過測距輪和外部傳感器可以對所運行的軌道距離及現(xiàn)所在位置進行精確定 位。5.車閘屬于常閉式，可保證車體工作中或無人使用時，車體不會因為滑坡產(chǎn)生滑 移。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖Ia主視圖；圖Ib右視圖；圖Ic俯視圖。圖2為剎車裝置7結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為被動轉(zhuǎn)向裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)記說明1-車輪，11-車輪支架，2-被動轉(zhuǎn)向裝置，21-止推軸承，22-轉(zhuǎn)軸， 221-軸肩，23-螺母，24-滾珠，3-底座，31-軌道車主梁，4-支架，5-測距輪，6-擾性懸掛裝 置，7-剎車裝置，71-剎車片，72-剎車活動支架，721-鉸接點，73-制動線，731-制動線活動 端，74-彈簧，75-制動手柄，76-固定支架，8-扶手，9-車載電源架
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作進一步說明。如圖la、圖lb、圖Ic所示，本實施例軌道車包括框型結(jié)構(gòu)的底座3、支架4、車輪1、 測距輪5、擾性懸掛裝置6、車載電源架9，所述支架結(jié)構(gòu)為門框式支撐并結(jié)合兩根斜撐，支 架固定于底座之上，所述車輪的軌道內(nèi)側(cè)面具有輪緣用于與軌道相配合限定，車輪內(nèi)部安 裝有軸承，兩對車輪固定于底座下，所述的測距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測距輪為 轉(zhuǎn)軸式金屬車輪，轉(zhuǎn)軸外部接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述的車載電源架固定于支架之下用于承載 電池，所述的擾性懸掛裝置設(shè)于軌道車右側(cè)主梁的中央處。本實施例的車高(頂點至車輪地面的距離)為1400mm，車寬1600mm，車長(沿軌 道方向)1200mm。底座3為框型外形結(jié)構(gòu)，用以保證結(jié)構(gòu)剛度，節(jié)約材料，減輕重量。該底座采用模 塊化結(jié)構(gòu)，可拆卸。通過結(jié)構(gòu)力學(xué)計算，穩(wěn)定、堅固、輕便，不會引起震動。支架4為門框式支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)合兩根斜撐，其結(jié)構(gòu)簡易、穩(wěn)定，可保證很小的擾性 及震動性，并使上部安裝的掃描系統(tǒng)在震動環(huán)境下具有較強的魯棒性。車輪1在軌道內(nèi)側(cè)面具有與火車車輪結(jié)構(gòu)外形類似的輪緣，車輪內(nèi)部安裝軸承， 并與車軸(心軸)結(jié)合組成可靈巧滾動的車輪部分。利用輪緣部分對整個軌道車在軌道的 相對位置進行限定，控制車體在標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435mm運行，可控范圍正負2mm。同時，車輪選 用耐磨尼綸材料在保證使用壽命的前提下，有效地減小了運行時產(chǎn)生的震動。測距輪5為轉(zhuǎn)軸式金屬車輪，轉(zhuǎn)軸外部可外接旋轉(zhuǎn)編碼器。測距輪性能穩(wěn)定、耐 磨。擾性懸掛裝置6的兩側(cè)安裝有軸承，使軸與測距輪一起滾動，便于旋轉(zhuǎn)編碼器測
Mo特點彈簧下壓式，保證測距輪與軌道面充分接觸，避免滑動摩擦。壓力大小可調(diào) 節(jié)。[0027]測距輪軸與測距輪固定在一起，由帶有軸承的兩側(cè)支架支撐。旋轉(zhuǎn)編碼器的測距 軸與測距輪軸剛性連接，可同步運行，則車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)可由旋轉(zhuǎn)編碼器記錄。再將支架由彈 簧向下壓，實現(xiàn)測距輪與軌道面的壓力，減小滑動摩擦。車載電源架9可用以承載蓄電池，采用模塊化的拼裝結(jié)構(gòu)并有效地固定于支架 上，安裝很簡易。進一步的，本實施例還設(shè)有剎車裝置7，引用普通自行車剎車裝置并加以改進，直 接靠摩擦片與軌道的摩擦力制動。通過計算保證有效的摩擦力及制動效果。所述剎車裝置7由兩個剎車片71、剎車活動支架72、制動線73、彈簧74、制動手柄 75、固定支架76組成。軌道主梁31上設(shè)有固定支架76，整個剎車裝置7設(shè)于軌道車主梁 31下方并靠近有扶手8 一側(cè)車輪，剎車裝置7通過固定支架76固定于軌道車主梁31。剎 車活動支架72由兩個對稱的支架構(gòu)成，兩者鉸接形成鉸接點721，固定支架76與剎車活動 支架72之間在鉸接點721處固定連接，剎車活動支架72的兩個對稱支架之間還聯(lián)結(jié)有彈 簧74，對稱支架底端還分別安裝剎車片71，由剪刀原理結(jié)合彈簧74將剎車片71抱死在鐵 軌上。制動手柄75安裝于軌道車扶手8上。制動線73的制動線活動端固定于活動支架72 兩個對稱支架的頂端，制動線73的另一端固定于制動手柄75上。按動制動手柄75時，牽 引制動線73拉緊剎車片71，通過彈簧74被張拉使剎車片71脫離軌道；松手時，彈簧74恢 復(fù)形變使剎車片復(fù)位抱死鐵軌。進一步的，考慮人機工程學(xué)，在所述的門框式支撐上對稱設(shè)有兩個扶手8，采用彎 把扶手，如圖Ia所示，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。進一步的，本實施例還包括有一被動轉(zhuǎn)向裝置2，該轉(zhuǎn)向裝置頂部具有一個止推軸 承，通過巧妙結(jié)合，使連接車輪的車輪支架具有自由轉(zhuǎn)向功能。特點該轉(zhuǎn)向機構(gòu)可保證車 輪在軌道運行時，尤其是在軌道彎曲處，弓I導(dǎo)車輪進行偏轉(zhuǎn)，減小車輪磨損及卡死情況的發(fā) 生。所述被動轉(zhuǎn)向裝置2，該轉(zhuǎn)向裝置2頂部具有一個止推軸承21，止推軸承21上側(cè) 與軌道車主梁31下側(cè)接觸，軸承21下側(cè)與車輪支架11上側(cè)接觸。止推軸承內(nèi)由一個轉(zhuǎn)軸 22從下而上穿過，轉(zhuǎn)軸22下面由軸肩221頂住，上面由螺母23鎖死。當(dāng)車輪承重偏轉(zhuǎn)時， 止推軸承的滾珠24滾動摩擦旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)車輪沿軸轉(zhuǎn)向。
權(quán)利要求一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車，其特征在于，包括框型結(jié)構(gòu)的底座、支架、車輪、測距輪、擾性懸掛裝置、車載電源架，所述的支架的結(jié)構(gòu)為門框式支撐并結(jié)合兩根斜撐，支架固定于底座之上，所述車輪的軌道內(nèi)側(cè)面具有輪緣用于與軌道相配合限定，車輪內(nèi)部安裝有軸承，兩對車輪固定于底座下，所述的測距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測距輪為轉(zhuǎn)軸式金屬車輪，轉(zhuǎn)軸外部接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述的車載電源架固定于支架之下用于承載電池，所述的擾性懸掛裝置設(shè)于軌道車右側(cè)主梁的中央處。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道車，其特征在于，所述的底座采用模塊化結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的軌道車，其特征在于，還設(shè)有剎車裝置，該剎車裝置由兩個剎車 片、剎車活動支架、制動線、彈簧、制動手柄、固定支架組成，軌道主梁上設(shè)有固定支架，整個 剎車裝置設(shè)于軌道車主梁下方并靠近有扶手一側(cè)車輪，剎車裝置通過固定支架固定于軌道 車主梁；剎車活動支架由兩個對稱的支架構(gòu)成，兩者鉸接形成鉸接點，固定支架與剎車活動 支架之間在鉸接點處固定連接，剎車活動支架的兩個對稱支架之間還聯(lián)結(jié)有彈簧，對稱支 架底端還分別安裝剎車片，由剪刀原理結(jié)合彈簧將剎車片抱死在鐵軌上；制動手柄安裝于 軌道車扶手上；制動線的制動線活動端固定于活動支架兩個對稱支架的頂端，制動線的另 一端固定于制動手柄上。
4.如權(quán)利要求1所述的軌道車，其特征在于，所述的門框式支撐上對稱設(shè)有兩個扶手， 采用彎把扶手。
5.如權(quán)利要求1所述的軌道車，其特征在于，還包括有一被動轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置頂 部具有一個止推軸承，止推軸承上側(cè)與軌道車主梁下側(cè)接觸，軸承下側(cè)與車輪支架上側(cè)接 觸；止推軸承內(nèi)由一個轉(zhuǎn)軸從下而上穿過，轉(zhuǎn)軸下面由軸肩頂住，上面由螺母鎖死。專利摘要本實用新型涉及一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車，屬于機械設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。該軌道車包括框型結(jié)構(gòu)的底座、支架、車輪、測距輪、擾性懸掛裝置、車載電源架，所述支架的結(jié)構(gòu)為門框式支撐并結(jié)合兩根斜撐，支架固定于底座之上，所述車輪的軌道內(nèi)側(cè)面具有輪緣用于與軌道相配合限定，車輪內(nèi)部安裝有軸承，兩對車輪固定于底座下，所述的測距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測距輪為轉(zhuǎn)軸式金屬車輪，轉(zhuǎn)軸外部接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述的車載電源架固定于支架之下用于承載電池，所述的擾性懸掛裝置設(shè)于軌道車右側(cè)主梁的中央處。該軌道車用以實現(xiàn)在隧道軌道上行走，且能安放形變檢測分析系統(tǒng)的各種設(shè)備裝置。
文檔編號G01C7/06GK201745588SQ201020292738
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者何自強, 周奇才, 唐聰, 江勝男, 熊肖磊, 金奇, 陳傳林 申請人:上海地鐵盾構(gòu)設(shè)備工程有限公司;同濟大學(xué)