一种调速式电动齿轨卡轨车

技术领域

本发明涉及轨道输送技术领域，尤其涉及一种调速式电动齿轨卡轨车。

背景技术

随着我国煤矿井型设计的大型、特大型化，综采、综掘及沿煤层掘进巷道和锚网喷护技术大量普及应用，井下采场范围不断拓宽，我国煤矿的开采技术有了长足的进步，在运输平台的设计上也逐渐的通过轨道进行运输，也逐渐的通过电动齿轨卡轨车进行输送货物，它具有承载能力大、爬坡能力强、既可进行物料的运输又可作为人员的运送等特点；

齿轨机车是利用齿轮齿条传动的原理，在两根普通轨道中间加装一根与轨道平行的齿条作为齿轨，通过电动驱动齿轮驱动轮在齿条上进行移动实现输送，在矿井内进行行驶中，齿条常会由于矿顶坠物或地面杂物造成齿条上存在石块等杂物，目前的齿轨机车在行驶中，两端驾驶室内的驾驶员观察到较大的石块等杂物，会及时停车下车搬出障碍物，而针对较小的不易观察的石块等异物出现在齿条上，会在驱动轮与齿条接触时，造成齿牙断裂或机车振动，振动会造成与两侧钢轨限位接触的导轨轮与钢轨的摩擦增大，降低使用寿命；并且再严重会造成驱动轮受损，齿轨机车上的物品掉落的情况发生，如何及时的发现齿条上的异物，并对异物进行去除，提高齿轨机车安全性，是现亟需要解决的问题，为此现提出一种调速式电动齿轨卡轨车。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术如何及时的发现齿条上的异物，并对异物进行去除，提高齿轨机车安全性的问题，而提出的一种调速式电动齿轨卡轨车。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种调速式电动齿轨卡轨车，包括卡轨车车架，所述卡轨车车架由通过弹性牵引件连接的两个车身组成，两个所述车身底部均设置有齿轨轮组，所述齿轨轮组通过组装侧板与车身连接，所述齿轨轮组根据功能可分为驱动轮组和安全轮组，所述齿轨轮组两侧均设置有与钢轨接触的车辆轮组卡组件，位于安全轮组处的所述车辆轮组卡组件通过弹性偏置件与车身连接，位于安全轮组处的所述组装侧板通过安全监测组件与车身连接，位于驱动轮组处的所述组装侧板上设置有安装罩，所述安装罩内设置有齿槽清理组件；

所述齿轨轮组包括通过螺栓与组装侧板连接的轮毂盘，所述轮毂盘转动连接有驱动轮轴，所述车身上设置有驱动电机，所述驱动电机通过传动组件与驱动轮轴连接；

位于驱动轮组处的所述驱动轮轴端部设置有驱动盘，两个所述驱动盘之间均匀设置有多个与齿轨相适配的驱动齿轴；

位于安全轮组处的所述驱动轮轴端部设置有安全盘，所述安全盘上设置有扭力检测组件，所述安全盘之间均匀设置有多个与齿轨相适配的检测齿轴；

所述齿槽清理组件包括设置在安装罩内的控制电机，所述控制电机输出端通过输出轴连接有清理筒，所述清理筒上设置有多个清理拨片。

优选地，所述弹性牵引件包括设置在车身之间的牵引卡扣，位于一侧的所述车身上设置有牵引内件，所述牵引内件通过牵引轴转动连接有牵引外件，所述牵引外件另一端与另一侧的所述车身固定连接。

优选地，所述车辆轮组卡组件包括呈“L”型设置的卡轮支撑板，所述卡轮支撑板一端设置有限位侧板，所述限位侧板上设置有多个限位轮，所述卡轮支撑板与限位侧板之间设置有承重轴，所述承重轴上设置有承重轮。

优选地，位于驱动轮组处的所述卡轮支撑板与车身直接连接，位于安全轮组处的所述卡轮支撑板与车身通过弹性偏置件连接；

所述弹性偏置件包括伸缩设置在车身上的伸缩柱，所述伸缩柱端部通过万向连接球连接有偏置柱，所述偏置柱另一端与卡轮支撑板连接，所述卡轮支撑板通过套设在伸缩柱和偏置柱外侧壁上的抵触弹簧与车身连接。

优选地，所述安全监测组件包括转动设置在车身上的多个转向连接球，所述转向连接球上设置有支撑轴柱，所述支撑轴柱底部设置有与组装侧板连接的联动板，所述支撑轴柱另一端设置有感应板，所述车身上设置有检测感应板移动的传感器。

优选地，所述传动组件包括设置在驱动轮轴端部的蜗轮盘，所述驱动电机输出端贯穿车身侧壁向下延伸，并固定连接有与蜗轮盘相啮合的蜗杆轴。

优选地，所述安装罩一侧设置有组装座，所述组装座上开设有竖直滑槽，所述竖直滑槽内设置有滑块，所述滑块通过抵触弹簧与竖直滑槽连接，所述滑块通过连接轴连接有补偿链轮，所述驱动轮轴端部设置有驱动链轮，两个所述驱动链轮与补偿链轮之间通过传动链条连接。

优选地，所述检测齿轴由两个检测半轴组成，所述检测半轴端部开设有偏置口，位于另一侧的所述检测半轴端部设置有位于偏置口内的偏置连接轴，所述检测半轴另一端通过转轴与安全盘连接。

优选地，所述扭力检测组件包括设置在安全盘上的感应转轴，所述感应转轴上通过扭力传感器连接有检测绳，相邻的两个所述检测齿轴之间设置有弧形引导块，所述检测绳依次绕设在弧形引导块上，实现对检测齿轴转动的检测。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明通过将齿轨轮组设置为安全轮组和驱动轮组，通过驱动轮组实现正常对齿轨车的驱动，通过设置在行驶前方的安全轮组对齿轨上的障碍物进行判断，通过障碍物造成检测齿轴的转动而安全轮组未出现大幅度偏转，判断为小型障碍物，进而通过清理轴连接的清理拨片对齿轨上的障碍物进行清除，避免障碍物造成驱动齿轴和齿牙断裂，车辆振动，钢轨摩擦加剧的情况发生。

2、本发明通过将安全轮组通过转向连接球和支撑轴柱实现与车身连接，在齿轨上障碍物较大时，障碍物会使得安全轮组出现翘头的状态，此时能通过设置在车身上的传感器对检测感应板的感应及时得到障碍物较大的数据，及时控制齿轨车停止，避免车辆冲击障碍物造成齿轨车受损和车辆脱轨的情况发生。

附图说明

图1为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车的主视截面结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车中传动组件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车中安全组件和驱动组件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车中安全组件和驱动组件的俯视截面结构示意图；

图7为本发明提出的一种调速式电动齿轨卡轨车中齿槽清理组件的截面结构示意图。

图中：1、车身；2、组装侧板；3、安装罩；4、轮毂盘；5、驱动轮轴；6、驱动电机；7、驱动盘；8、驱动齿轴；9、检测齿轴；901、检测半轴；902、偏置连接轴；903、偏置口；10、安全盘；11、控制电机；12、清理筒；13、清理拨片；14、牵引卡扣；15、牵引内件；16、牵引外件；17、卡轮支撑板；18、限位侧板；19、限位轮；20、承重轮；21、伸缩柱；22、万向连接球；23、偏置柱；24、转向连接球；25、支撑轴柱；26、联动板；27、感应板；28、传感器；29、蜗轮盘；30、蜗杆轴；31、组装座；32、滑块；33、补偿链轮；34、驱动链轮；35、感应转轴；36、检测绳；37、弧形引导块；38、传动链条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1-7，一种调速式电动齿轨卡轨车，包括卡轨车车架，卡轨车车架由通过弹性牵引件连接的两个车身1组成，进一步地，弹性牵引件包括设置在车身1之间的牵引卡扣14，牵引卡扣14为常用的轨道车辆之间的锁定方式，在此使用是起到牢固连接的效果，牵引卡扣14的选择不能影响牵引外件16与牵引内件15之间的转动；位于一侧的车身1上设置有牵引内件15，牵引内件15通过牵引轴转动连接有牵引外件16，牵引外件16另一端与另一侧的车身1固定连接。

采用上述进一步的好处是：当前方齿轨上出现石块杂物造成位于前方的安全轮组受阻时，会传递阻力到车身1，车身1会被抬起，车身1之间通过牵引外件16与牵引内件15的连接，能实现车身1在抬起时，也能实现与后方的车身1的有效连接，避免车身1脱轨的情况发生。

两个车身1底部均设置有齿轨轮组，齿轨轮组通过组装侧板2与车身1连接，齿轨轮组根据功能可分为驱动轮组和安全轮组，齿轨轮组两侧均设置有与钢轨接触的车辆轮组卡组件，进一步地，车辆轮组卡组件包括呈“L”型设置的卡轮支撑板17，卡轮支撑板17一端设置有限位侧板18，限位侧板18上设置有多个限位轮19，卡轮支撑板17与限位侧板18之间设置有承重轴，承重轴上设置有承重轮20。

其中车辆轮组卡组件为现有的常用于轨道车与钢轨之间的接触，在本方案中承重轮20与钢轨上表面接触，起到承重的作用，而限位轮19与钢轨的两侧接触，能实现与钢轨之间的卡接，能有效的防止车辆脱轨。

进一步地，位于驱动轮组处的卡轮支撑板17与车身1直接连接，位于安全轮组处的卡轮支撑板17与车身1通过弹性偏置件连接；

弹性偏置件包括伸缩设置在车身1上的伸缩柱21，伸缩柱21端部通过万向连接球22连接有偏置柱23，偏置柱23另一端与卡轮支撑板17连接，卡轮支撑板17通过套设在伸缩柱21和偏置柱23外侧壁上的抵触弹簧与车身1连接。

采用上述弹性偏置件的效果是：偏置柱23与伸缩柱21之间能实现车身1与车辆轮组卡组件之间的弹性连接，并且当安全轮组出现车辆翘头和抬起状况时，在弹性偏置件的作用下能时刻保证限位轮19和承重轮20与钢轨之间的连接，确保在复位后车身1的定位。

位于安全轮组处的组装侧板2通过安全监测组件与车身1连接，进一步地，安全监测组件包括转动设置在车身1上的多个转向连接球24，转向连接球24上设置有支撑轴柱25，支撑轴柱25底部设置有与组装侧板2连接的联动板26，支撑轴柱25另一端设置有感应板27，车身1上设置有检测感应板27移动的传感器28，其中传感器28的设置，能感应到感应板27出现移动，其传感器28具体可选择位移传感器；

需要说明的是：感应板27呈L型设置，其前端与车身1解除的情况下，会使得支撑轴柱25无法向前倾斜，只会在受到杂物阻力时向后进行倾斜，这能保证在正常齿轨上行驶时，整个安全轮组的正常驱动。

其中采用安全监测组件，能在齿轨上出现较大的碎石时，感应到安全轮组出现翘头转动的情况下，使得支撑轴柱25连接的转向连接球24出现转向，在转向的过程中，能实现设置在支撑轴柱25端部的感应板27出现偏移，在偏移的情况下，通过位移传感器感应到，并通过电信号传递到驱动电机6，控制驱动电机6及时性的停止，避免事故的发生。

位于驱动轮组处的组装侧板2上设置有安装罩3，安装罩3内设置有齿槽清理组件，齿槽清理组件包括设置在安装罩3内的控制电机11，控制电机11为现有技术，在此不做详细赘述，控制电机11输出端通过输出轴连接有清理筒12，清理筒12上设置有多个清理拨片13。

需要进行说明的是：清理拨片13在接触到齿轨上的齿槽时，不会与齿牙接触，这需要对卡轨车的速度和控制电机11控制清理筒12的转速进行设计，以达到实现清理齿槽不会对齿轨产生的影响的效果。

齿轨轮组包括通过螺栓与组装侧板2连接的轮毂盘4，轮毂盘4转动连接有驱动轮轴5，车身1上设置有驱动电机6，驱动电机6通过传动组件与驱动轮轴5连接；

进一步地，传动组件包括设置在驱动轮轴5端部的蜗轮盘29，驱动电机6输出端贯穿车身1侧壁向下延伸，并固定连接有与蜗轮盘29相啮合的蜗杆轴30。

进一步地，安装罩3一侧设置有组装座31，组装座31上开设有竖直滑槽，竖直滑槽内设置有滑块32，滑块32通过抵触弹簧与竖直滑槽连接，滑块32通过连接轴连接有补偿链轮33，驱动轮轴5端部设置有驱动链轮34，两个驱动链轮34与补偿链轮33之间通过传动链条38连接；

值得注意的是，当安全轮组因为杂物出现偏移时，其传动链条38也会出现移动，设置能上下移动的补偿链轮33的效果时，能确保传动链条38在如何时间段均处在绷紧的状态下。

位于驱动轮组处的驱动轮轴5端部设置有驱动盘7，两个驱动盘7之间均匀设置有多个与齿轨相适配的驱动齿轴8，驱动齿轴8和检测齿轴9在正常行驶中与齿轨的齿根处是不接触的；

位于安全轮组处的驱动轮轴5端部设置有安全盘10，安全盘10上设置有扭力检测组件，进一步地，扭力检测组件包括设置在安全盘10上的感应转轴35，感应转轴35与安全盘10之间通过扭力弹簧实现转动连接，扭力弹簧的设置，能实现施加感应转轴35复位力，感应转轴35上通过扭力传感器连接有检测绳36，相邻的两个检测齿轴9之间设置有弧形引导块37，检测绳36依次绕设在弧形引导块37上，实现对检测齿轴9转动的检测。

安全盘10之间均匀设置有多个与齿轨相适配的检测齿轴9，其中检测齿轴9上的转轴与偏置连接轴902的设置，会使得检测半轴901在转动中只能向轴心进行转动，故而确保在正常齿轨上行驶时，不会由于齿轨齿牙的抵触出现转动；

进一步地，检测齿轴9由两个检测半轴901组成，检测半轴901端部开设有偏置口903，位于另一侧的检测半轴901端部设置有位于偏置口903内的偏置连接轴902，检测半轴901另一端通过转轴与安全盘10连接，其中安全盘10上开设有连接口，转轴与连接口内壁转动连接，且设置有复位扭力弹簧，实现自动复位的效果。

本发明在进行行驶中，通过驱动电机6上蜗轮盘29和蜗杆轴30进行驱动的驱动轮轴5进行旋转，在进行旋转的过程中，驱动轮轴5进行连接的驱动齿轴8进行旋转，在旋转时，驱动齿轴8会与齿轨接触，实现带动整个车身1进行移动，在此过程中检测齿轴9也会行使驱动齿轴8驱动源的功能；

当在行驶中，齿轨上出现碎石块时，安全轮组由于设置在行进的前方会先一步的与齿轨进行接触，在接触之时检测齿轴9会与碎石接触，在碎石的抵触力的作用下会使得有两个检测半轴901连接的检测齿轴9在偏置连接轴902处出现偏转，在偏转的过程中检测齿轴9会与触碰并挤压到检测绳36，使得检测绳36与感应转轴35连接的一端出现转动，在转动时，会被设置在感应转轴35处的扭力传感器感应到，扭力传感器会将电信号传递到控制电机11处，使得控制电机11开启；

随着卡轨车的行驶，当齿槽清理组件移动到碎石的上方时(在本方案中通过计算齿槽清理组件与安全轮组之间的距离，再计算行进速度，得到需要的行进时间，来通过控制电机11延时转动，达到精确定位的效果)，控制电机11带动与之连接的清理筒12转动，实现清理拨片13与齿轨上的齿槽处接触，从而实现对齿轨上的碎石的有效清除，保证后方的驱动轮组的安全；

当在行驶中，齿轨上出现较大碎石无法通过齿槽清理组件去除时，此时体积较大的碎石会造成安全轮组出现翘头转动的情况下，使得支撑轴柱25连接的转向连接球24出现转向，在转向的过程中，能实现设置在支撑轴柱25端部的感应板27出现偏移，在偏移的情况下，通过位移传感器感应到，并通过电信号传递到驱动电机6，控制驱动电机6及时性的停止，实现将卡轨车的紧急停止，避免因为齿轨上的阻碍物造成卡轨车脱轨和齿轨齿牙崩裂的情况发生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。