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(shí)用新型涉及一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)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(yùn)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(yùn)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(gè)系統(tǒng) 每一個(gè)細(xì)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(xiǎn)和災(zāi)難；軌道交通的安全與規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)各個(gè)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(duì)地鐵安全管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。這 些說(shuō)明了城市軌道交通一旦發(fā)生安全事故，其后果是極其嚴(yán)重的。運(yùn)營(yíng)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(guò)大時(shí)將影響地鐵安全運(yùn)營(yíng)。為此，研制運(yùn)營(yíng)隧道形變檢測(cè)分析系統(tǒng)非常必要， 根據(jù)隧道形變的漸變性及長(zhǎng)期性，采集隧道形變實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并建立長(zhǎng)時(shí)段基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間及空間的融合，實(shí)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(jī)制。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索，尚無(wú)現(xiàn)成的用以集成安放采集隧道形變檢測(cè)分析系統(tǒng)硬件及 通訊設(shè)備且能在隧道行走的車體。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)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(shí)現(xiàn)在隧道軌道上行走，且能安放形變檢測(cè)分析系統(tǒng)裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該軌道車包括框型結(jié)構(gòu)的底座、支架、車 輪、測(cè)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(duì)車輪固定于底座下，所述的測(cè)距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測(cè)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(shí)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(yùn)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(cè)量系統(tǒng)中必不可少的組成部分， 同時(shí)具有一定的精度要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型軌道車具有如下有益效果1.堅(jiān)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(zhǎng)。2.具有多個(gè)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(jì)精度，車體借用外力運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)軌道上。并保證了檢測(cè)車相對(duì) 軌道的相對(duì)垂直位置的不變性。車輪間距嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)軌距(1435mm)設(shè)計(jì)，車輪的位置可由墊片螺母進(jìn)一步調(diào)節(jié)，使車體盡可能不會(huì)左右移動(dòng)且不會(huì)卡死在軌道上。4.通過(guò)測(cè)距輪和外部傳感器可以對(duì)所運(yùn)行的軌道距離及現(xiàn)所在位置進(jìn)行精確定 位。5.車閘屬于常閉式，可保證車體工作中或無(wú)人使用時(shí)，車體不會(huì)因?yàn)榛庐a(chǎn)生滑 移。

圖1為本實(shí)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(dòng)轉(zhuǎn)向裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)記說(shuō)明1-車輪，11-車輪支架，2-被動(dòng)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(cè)距輪，6-擾性懸掛裝 置，7-剎車裝置，71-剎車片，72-剎車活動(dòng)支架，721-鉸接點(diǎn)，73-制動(dòng)線，731-制動(dòng)線活動(dòng) 端，74-彈簧，75-制動(dòng)手柄，76-固定支架，8-扶手，9-車載電源架
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖la、圖lb、圖Ic所示，本實(shí)施例軌道車包括框型結(jié)構(gòu)的底座3、支架4、車輪1、 測(cè)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(duì)車輪固定于底座下，所述的測(cè)距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測(cè)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(shí)施例的車高(頂點(diǎn)至車輪地面的距離)為1400mm，車寬1600mm，車長(zhǎng)(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(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算，穩(wěn)定、堅(jiān)固、輕便，不會(huì)引起震動(dòng)。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(jiǎn)易、穩(wěn)定，可保證很小的擾性 及震動(dòng)性，并使上部安裝的掃描系統(tǒng)在震動(dòng)環(huán)境下具有較強(qiáng)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(dòng)的車輪部分。利用輪緣部分對(duì)整個(gè)軌道車在軌道的 相對(duì)位置進(jìn)行限定，控制車體在標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435mm運(yùn)行，可控范圍正負(fù)2mm。同時(shí)，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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)。測(cè)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(cè)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(cè)距輪一起滾動(dòng)，便于旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)
Mo特點(diǎn)彈簧下壓式，保證測(cè)距輪與軌道面充分接觸，避免滑動(dòng)摩擦。壓力大小可調(diào) 節(jié)。[0027]測(cè)距輪軸與測(cè)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(cè)距 軸與測(cè)距輪軸剛性連接，可同步運(yùn)行，則車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)可由旋轉(zhuǎn)編碼器記錄。再將支架由彈 簧向下壓，實(shí)現(xiàn)測(cè)距輪與軌道面的壓力，減小滑動(dòng)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(jiǎn)易。進(jìn)一步的，本實(shí)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(jìn)，直 接靠摩擦片與軌道的摩擦力制動(dòng)。通過(guò)計(jì)算保證有效的摩擦力及制動(dòng)效果。所述剎車裝置7由兩個(gè)剎車片71、剎車活動(dòng)支架72、制動(dòng)線73、彈簧74、制動(dòng)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(gè)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(guò)固定支架76固定于軌道車主梁31。剎 車活動(dòng)支架72由兩個(gè)對(duì)稱的支架構(gòu)成，兩者鉸接形成鉸接點(diǎn)721，固定支架76與剎車活動(dòng) 支架72之間在鉸接點(diǎn)721處固定連接，剎車活動(dòng)支架72的兩個(gè)對(duì)稱支架之間還聯(lián)結(jié)有彈 簧74，對(duì)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(dòng)手柄75安裝于軌道車扶手8上。制動(dòng)線73的制動(dòng)線活動(dòng)端固定于活動(dòng)支架72 兩個(gè)對(duì)稱支架的頂端，制動(dòng)線73的另一端固定于制動(dòng)手柄75上。按動(dòng)制動(dòng)手柄75時(shí)，牽 引制動(dòng)線73拉緊剎車片71，通過(guò)彈簧74被張拉使剎車片71脫離軌道；松手時(shí)，彈簧74恢 復(fù)形變使剎車片復(fù)位抱死鐵軌。進(jìn)一步的，考慮人機(jī)工程學(xué)，在所述的門框式支撐上對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)扶手8，采用彎 把扶手，如圖Ia所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。進(jìn)一步的，本實(shí)施例還包括有一被動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置2，該轉(zhuǎn)向裝置頂部具有一個(gè)止推軸 承，通過(guò)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(diǎn)該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可保證車 輪在軌道運(yùn)行時(shí)，尤其是在軌道彎曲處，弓I導(dǎo)車輪進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，減小車輪磨損及卡死情況的發(fā) 生。所述被動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置2，該轉(zhuǎn)向裝置2頂部具有一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)軸 22從下而上穿過(guò)，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(shí)， 止推軸承的滾珠24滾動(dòng)摩擦旋轉(zhuǎn)，實(shí)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(cè)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(duì)車輪固定于底座下，所述的測(cè)距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測(cè)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(gè)剎車 片、剎車活動(dòng)支架、制動(dòng)線、彈簧、制動(dòng)手柄、固定支架組成，軌道主梁上設(shè)有固定支架，整個(gè) 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(guò)固定支架固定于軌道 車主梁；剎車活動(dòng)支架由兩個(gè)對(duì)稱的支架構(gòu)成，兩者鉸接形成鉸接點(diǎn)，固定支架與剎車活動(dòng) 支架之間在鉸接點(diǎn)處固定連接，剎車活動(dòng)支架的兩個(gè)對(duì)稱支架之間還聯(lián)結(jié)有彈簧，對(duì)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(dòng)手柄安裝于 軌道車扶手上；制動(dòng)線的制動(dòng)線活動(dòng)端固定于活動(dòng)支架兩個(gè)對(duì)稱支架的頂端，制動(dòng)線的另 一端固定于制動(dòng)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(duì)稱設(shè)有兩個(gè)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(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置頂 部具有一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)軸從下而上穿過(guò)，轉(zhuǎn)軸下面由軸肩頂住，上面由螺母鎖死。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種隧道斷面掃描系統(tǒng)專用軌道車，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)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(cè)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(duì)車輪固定于底座下，所述的測(cè)距輪固定于底座下與相應(yīng)軌道接觸，測(cè)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(shí)現(xiàn)在隧道軌道上行走，且能安放形變檢測(cè)分析系統(tǒng)的各種設(shè)備裝置。
文檔編號(hào)G01C7/06GK201745588SQ201020292738
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)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(qiáng), 周奇才, 唐聰, 江勝男, 熊肖磊, 金奇, 陳傳林 申請(qǐng)人:上海地鐵盾構(gòu)設(shè)備工程有限公司;同濟(jì)大學(xué)