本發(fā)明涉及軌道檢測，特別是關(guān)于一種自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法及車架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、為了保障鐵路運(yùn)行安全，我國鐵路大量采用手推式檢查小車檢測鐵路設(shè)備的服役狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，檢查小車必須滿足兩個條件：一是要保證在軌道上連續(xù)行走，以實(shí)現(xiàn)高效檢測；二是要在行走過程中保持穩(wěn)定姿態(tài)，以使其上搭載的傳感器穩(wěn)定采集數(shù)據(jù)，保障檢測精度。常規(guī)小車為了保障測量精度通常會在車架結(jié)構(gòu)上設(shè)置彈簧張緊機(jī)構(gòu)，以限制車體在軌道上的橫向位移。然而鐵路軌道結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，常規(guī)小車車架結(jié)構(gòu)僅能在軌件連續(xù)的線路上通過，在軌件切換區(qū)推行時由于存在軌件不連續(xù)的情況，張緊裝置會卡入開放區(qū)域?qū)е萝圀w無法正常行進(jìn)。本發(fā)明提出了一種可同時兼顧設(shè)備通過性與測量精度的車架設(shè)計方法與結(jié)構(gòu)，可使檢查小車平穩(wěn)通過軌件不連續(xù)的軌道區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計一種自動化保障軌道檢查小車平穩(wěn)通過軌件不連續(xù)區(qū)域方法與結(jié)構(gòu)。

2、(1)找到一種方法，自動解決常規(guī)張緊裝置在軌件開放區(qū)域的通行卡阻問題。

3、(2)找到一種方法，自動在雙軌過渡區(qū)切換至正確軌件。

4、(3)找到一種方法，在通過軌件開放區(qū)域時仍能保持車體姿態(tài)以保障測量精度。

5、具體技術(shù)方案如下：

6、一種自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，應(yīng)用于軌道檢查小車，所述軌道檢查小車包括車架、行走輪、彈性限位裝置，所述彈性限位裝置包括固定限位輪和彈性限位輪；所述行走輪安裝于所述車架兩側(cè)，兩側(cè)行走輪分別通過固定限位輪和彈性限位輪進(jìn)行限位以保持與鋼軌的相對位置；所述彈性限位輪與車體在橫向可相對運(yùn)動，并通過彈力使得所述固定限位輪和彈性限位輪均貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，保持車體姿態(tài)穩(wěn)定；所述軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域是轍叉有害空間軌件不連續(xù)區(qū)域；

7、所述方法包括：

8、在張緊狀態(tài)下，張緊力f大于車輪與鋼軌表面的摩擦力f，張緊力推動車體橫向位移，最終使兩側(cè)限位輪均貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，保持車體姿態(tài)穩(wěn)定；

9、轍叉由翼軌、心軌構(gòu)成，心軌與翼軌共線但不連接，形成不連續(xù)區(qū)域：

10、彈性限位輪直徑小于心軌輪緣槽d，彈性限位裝置最大橫向尺寸dmax小于軌距與彈性限位輪半徑的和，同時，彈性限位裝置最大橫向尺寸大于軌距l(xiāng)；

11、彈性限位輪在通過轍叉的不連續(xù)區(qū)域時，所述心軌尖端與所述彈性限位輪接觸產(chǎn)生橫向回復(fù)力，從而使彈性限位輪平穩(wěn)通過軌件不連續(xù)的軌道區(qū)域。

12、進(jìn)一步地，在鋼軌同一側(cè)，前后設(shè)置一對包含兩個彈性限位裝置的彈性限位組件，組件中兩彈性限位裝置沿鋼軌方向的縱向跨度h大于軌件開放區(qū)域長度h；當(dāng)一個限位輪進(jìn)入開放區(qū)域無法獲得張緊力時，另一個張緊輪與鋼軌接觸從而提供張緊力，實(shí)現(xiàn)張緊力的連續(xù)生效。

13、進(jìn)一步地，采用雙自由度結(jié)構(gòu)，所述兩個彈性限位裝置相互獨(dú)立。

14、進(jìn)一步地，采用單自由度結(jié)構(gòu)，前后兩個彈性限位裝置橫向位移聯(lián)動。

15、進(jìn)一步地，當(dāng)單個彈性限位裝置提供張緊力時，存在扭矩m＝f*h/2，車體存在水平面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)趨勢，為抑制扭轉(zhuǎn)，設(shè)計雙輪對限位裝置，輪對間距為a，對角兩輪間距為l’，在車體貼靠鋼軌的狀態(tài)下，軌距為l1，l1＝l’；若車體發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則兩對角輪連線上的軌道間距減小為l2，l2＜l’，此時，對角輪間距l(xiāng)’限制車體扭轉(zhuǎn)。

16、一種采用上述方法的車架結(jié)構(gòu)，包括車架、行走輪、彈性限位裝置，所述彈性限位裝置包括固定限位輪和彈性限位輪；所述行走輪安裝于所述車架兩側(cè)，兩側(cè)行走輪分別通過固定限位輪和彈性限位輪進(jìn)行限位以保持與鋼軌的相對位置；所述彈性限位輪與車體在橫向可相對運(yùn)動，并通過彈力使得所述固定限位輪和彈性限位輪均貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，車體兩邊均張緊，車體進(jìn)入正常推行狀態(tài)。

17、進(jìn)一步地，所述彈性限位裝置還包括，主輪座、彈簧軸、彈性限位輪座、彈簧、導(dǎo)向軸、轉(zhuǎn)軸及手柄，主輪座與車體固聯(lián)，內(nèi)裝矩形彈簧；限位輪座與彈簧軸固聯(lián)，按壓手柄時，彈簧軸被向左推動，矩形彈簧被壓縮，限位輪遠(yuǎn)離鋼軌內(nèi)側(cè)；松開手柄，彈簧回彈，推動彈簧軸向右運(yùn)動，直至限位輪貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，此時彈簧的另一端產(chǎn)生相反的力向左推主輪座，由于主輪座與車體固聯(lián)，此時整個車體也被向左推，使車體左側(cè)固定限位輪靠緊左側(cè)鋼軌。

18、進(jìn)一步地，在鋼軌同側(cè)，以一定跨度安裝了兩組彈性限位裝置。

19、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、設(shè)計了一種彈性限位方法，通過限制彈性輪位移-輪徑組合關(guān)系，使?jié)M足在轍叉有害空間軌件不連續(xù)區(qū)域通過的幾何條件。通過尺寸的設(shè)計，彈性限位輪首先可以在輪緣槽內(nèi)自由行進(jìn)，要小于心軌輪緣槽的設(shè)計值,彈性限位裝置最大橫向尺寸小于軌距與彈性限位輪半徑的和保證了彈性限位輪在通過不連續(xù)區(qū)域時，彈性限位輪與心軌尖端接觸時，心軌尖端與彈性限位輪的圓心連線與行進(jìn)方向的夾角是一個正銳角，從而使得所述心軌尖端與所述彈性限位輪接觸產(chǎn)生橫向回復(fù)力，從而使彈性限位輪平穩(wěn)通過軌件不連續(xù)的軌道區(qū)域；而彈性限位裝置最大橫向尺寸大于軌距，同時，在張緊狀態(tài)下，張緊力f大于車輪與鋼軌表面的摩擦力f，張緊力推動車體橫向位移，最終使兩側(cè)限位輪均貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，保持車體姿態(tài)穩(wěn)定。而且，上述各個尺寸并不是一個定量，而是多個變量，變量之間只要滿足尺寸關(guān)系就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)通過，具有結(jié)構(gòu)簡單、自動化的特點(diǎn)。

21、設(shè)計了一種前后具有跨度的雙彈性限位裝置走行車架，可在轍叉有害空間鋼軌不連續(xù)區(qū)域始終保障一個有效工作的限位裝置，保持設(shè)備姿態(tài)。

技術(shù)特征：

1.一種自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，應(yīng)用于軌道檢查小車，所述軌道檢查小車包括車架、行走輪、彈性限位裝置，所述彈性限位裝置包括固定限位輪和彈性限位輪；所述行走輪安裝于所述車架兩側(cè)，兩側(cè)行走輪分別通過固定限位輪和彈性限位輪進(jìn)行限位以保持與鋼軌的相對位置；所述彈性限位輪與車體在橫向可相對運(yùn)動，并通過彈力使得所述固定限位輪和彈性限位輪均貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，保持車體姿態(tài)穩(wěn)定；所述軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域是轍叉有害空間軌件不連續(xù)區(qū)域；

2.如權(quán)利要求1所述的自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，在鋼軌同一側(cè)，前后設(shè)置一對包含兩個彈性限位裝置的彈性限位組件，組件中兩彈性限位裝置沿鋼軌方向的縱向跨度h大于軌件開放區(qū)域長度h；當(dāng)一個限位輪進(jìn)入開放區(qū)域無法獲得張緊力時，另一個張緊輪與鋼軌接觸從而提供張緊力，實(shí)現(xiàn)張緊力的連續(xù)生效。

3.如權(quán)利要求2所述的自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，采用雙自由度結(jié)構(gòu)，所述兩個彈性限位裝置相互獨(dú)立。

4.如權(quán)利要求2所述的自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，采用單自由度結(jié)構(gòu)，前后兩個彈性限位裝置橫向位移聯(lián)動。

5.如權(quán)利要求3所述的自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法，其特征在于，當(dāng)單個彈性限位裝置提供張緊力時，存在扭矩m＝f*h/2，車體存在水平面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)趨勢，為抑制扭轉(zhuǎn)，設(shè)計雙輪對限位裝置，輪對間距為a，對角兩輪間距為l’，在車體貼靠鋼軌的狀態(tài)下l’＝l1；若車體發(fā)生m造成的扭轉(zhuǎn)，則l’＝l2，l2＜l1，此時，彈性裝置彈力增大，使裝置傾向于回到l1狀態(tài)，限制車體扭轉(zhuǎn)。

6.一種采用如權(quán)利要求1-5任一所述的自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括車架、行走輪、彈性限位裝置，所述彈性限位裝置包括固定限位輪和彈性限位輪；所述行走輪安裝于所述車架兩側(cè)，兩側(cè)行走輪分別通過固定限位輪和彈性限位輪進(jìn)行限位以保持與鋼軌的相對位置；所述彈性限位輪與車體在橫向可相對運(yùn)動，并通過彈力使得所述固定限位輪和彈性限位輪均貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，車體兩邊均張緊，保持車體姿態(tài)穩(wěn)定。

7.如權(quán)利要求6所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性限位裝置還包括，主輪座、彈簧軸、彈性限位輪座、彈簧、導(dǎo)向軸、轉(zhuǎn)軸及手柄，主輪座與車體固聯(lián)，內(nèi)裝矩形彈簧；限位輪座與彈簧軸固聯(lián)，按壓手柄時，彈簧軸被向左推動，矩形彈簧被壓縮，限位輪遠(yuǎn)離鋼軌內(nèi)側(cè)；松開手柄，彈簧回彈，推動彈簧軸向右運(yùn)動，直至限位輪貼緊鋼軌內(nèi)側(cè)，此時彈簧的另一端產(chǎn)生相反的力向左推主輪座，由于主輪座與車體固聯(lián)，此時整個車體也被向左推，使車體左側(cè)固定限位輪靠緊左側(cè)鋼軌。

8.如權(quán)利要求6所述的車架結(jié)構(gòu)，其特征在于，在鋼軌同側(cè)，以一定跨度安裝了兩組彈性限位裝置。

技術(shù)總結(jié)
一種自動通過軌道復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域的方法及車架結(jié)構(gòu)，通過限制彈性輪位移?輪徑組合關(guān)系，使?jié)M足在轍叉有害空間軌件不連續(xù)區(qū)域通過的幾何條件。具有結(jié)構(gòu)簡單、自動化的特點(diǎn)。還提供一種前后具有跨度的雙彈性限位裝置走行車架，可在轍叉有害空間鋼軌不連續(xù)區(qū)域始終保障一個有效工作的限位裝置，保持設(shè)備姿態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：孫陶陶,徐玉坡,毛慶洲,汪華杰,鄭繼忠,張攏男,梁宏波,李文春,王樹國,李偉,謝艷霞,李乃崢,倪一,董翠軍,胡偉,張宗明,李志明,張昆寧,劉洋,張立軍,王子豪,荊瑩,謝明峻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8