阅读说明：本技术 铁路除冰铲雪一体化清理机 (Integrated machine for removing ice and snow on railway ) 是由 王上 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了铁路除冰铲雪一体化清理机,该清理机包括机体、铲雪机构、控制系统、动力机构、至少两组除冰机构,所述机体前端从中间往两端设置有铲雪机构、除冰机构,机体内部从上往下设置有控制系统、动力机构,所述铲雪机构对两个钢轨中间的积雪进行清理,两组所述除冰机构对钢轨上的冰进行清理,除冰机构利用高温对钢轨上残留的水分进行蒸发,所述动力机构为机体提供行走动力并通过磁生热对积雪进行加热,所述控制系统与动力机构电性连接,本发明科学合理,使用安全方便,控制系统与动力机构相互配合实现清理机自动化运行,减少人工操作,节约人工成本。(The invention discloses a railway deicing and snow shoveling integrated cleaning machine which comprises a machine body, snow shoveling mechanisms, a control system, power mechanisms and at least two sets of deicing mechanisms, the front end of the machine body is provided with a snow shoveling mechanism and a deicing mechanism from the middle to the two ends, the interior of the machine body is provided with a control system and a power mechanism from top to bottom, the snow shoveling mechanisms clean accumulated snow between the two steel rails, the two sets of deicing mechanisms clean ice on the steel rails, the deicing mechanisms evaporate residual water on the steel rails by using high temperature, the snow sweeper is scientific and reasonable, safe and convenient to use, the control system and the power mechanism are matched with each other to realize automatic operation of the snow sweeper, manual operation is reduced, and labor cost is saved.)

铁路除冰铲雪一体化清理机

技术领域

本发明涉及除冰铲雪技术领域，具体是铁路除冰铲雪一体化清理机。

背景技术

随着我国交通运输业的日益发展，高速铁路遍布全国，到目前为止全国已建成高速铁路近三万公里，高速运行速度快，车次密集，要确保高速安全快速就需要使高速铁路无任何障碍。若遇冰冻雪冻高速铁路就很不安全。所以快速清除高速铁路的冰雪就十分必要。

对铁路上的冰雪层，有些地方采用人工除雪除冰，但效率差，浪费大量人力，而且在铲雪后，铁路上因残留的水分会再次形成一侧冰层，从而再次加大工人的工作量。

而现有的铲雪车会将铁路上的冰雪喷到铁路两旁，使雪再次堆积在一起，冰雪会凝结在一起形成雪堆雪块，不容易融化。

所以，人们需要铁路除冰铲雪一体化清理机来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供铁路除冰铲雪一体化清理机，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：铁路除冰铲雪一体化清理机，该清理机包括机体、铲雪机构、控制系统、动力机构、至少两组除冰机构，所述机体前端从中间往两端设置有铲雪机构、除冰机构，机体内部从上往下设置有控制系统、动力机构，所述铲雪机构对两个钢轨中间的积雪进行清理，两组所述除冰机构对钢轨上的冰进行清理，除冰机构利用高温对钢轨上残留的水分进行蒸发，所述动力机构为机体提供行走动力并通过磁生热对积雪进行加热，所述控制系统与动力机构电性连接。控制系统与动力机构相互配合实现清理机自动化运行，减少人工操作，节约人工成本，动力系统使机体在钢轨上移动的同时为加热组件提供加热动力，使加热组件在机体内进行摩擦生热并对积雪进行融化和加热，通过积雪融化并加热后的热水对钢轨上的冰以及钢轨之间的剩余积雪进行清理，实现对冰、积雪的彻底清除，同时通过热水散热时的高温对钢轨上残留的水分进行烘干，从而防止钢轨再次结冰。

作为优选技术方案，所述铲雪机构包括传送壳、传动带，所述传送壳与机体固定，所述传动带设置在传送壳内部，传动带与传送壳转动连接，传送壳与动力机构转动连接；所述动力机构包括至少两组动力电机、一组传动组件，所述动力电机与传动组件转动连接，所述传动组件与机体转动连接，传动组件与传送壳转动连接。传动壳下端对钢轨之间的积雪进行压缩，机体前进时通过积雪之间的作用力将积雪推进传动壳内，传动带上设置有若干组传动板，传动带通过传动板对传动壳内的积雪进行传送，并使雪在传动壳的上端通过自身重力进入到化雪舱内，动力电机为机体的移动以及加热组件的摩擦生热提供动力，传动组件对两组动力电机产生的动力进行传递。

作为优选技术方案，所述机体内部设置有动力舱，机体内部位于动力舱的上方从左往右设置有化雪舱、加热舱、蓄电舱、控制舱，所述动力机构设置在动力舱内，所述控制系统设置在控制舱内，所述蓄电舱内设置有蓄电组件，所述蓄电组件与控制系统电性连接，两组所述动力电机上均设置有传动轴，两组所述传动轴分别贯穿化雪舱、加热舱，所述加热舱一端与化雪舱管道连接，加热舱另一端与蓄电舱管道连接。控制系统通过无线收发器与导航系统通讯，控制系统通过导航系统获得移动路线，并通过动力机构使机体按照路线进行行进，控制系统与动力机构相互配合实现清理机自动化运行，减少人工操作，节约人工成本，同时蓄电组件通过水动力进行发电并对电源组进行充电，从而实现清理机在电力上的自给自足，从而提高清理机的工作效率。

作为优选技术方案，两组所述除冰机构包括除冰壳，所述除冰壳前端呈三角状，除冰壳内部从上至下设置有破冰舱、烘干舱，所述破冰舱呈U形，所述除冰壳内部位于破冰舱U形端的前端位置设置有若干组化冰通槽，所述烘干舱内设置有若干组烘干板，若干组所述烘干板上端与破冰舱固定。除冰机构对钢轨上的冰进行清理，破冰舱对热水进行盛放，破冰舱中的热水通过化冰通槽流出除冰壳并对除冰壳前方的冰进行融化，烘干板设置在破冰舱的下方，烘干板使破冰舱散发的热量填充在烘干舱中，使烘干舱中的温度升高，从而对除冰后钢轨上残留的水分进行烘干。

作为优选技术方案，所述控制系统包括处理器、无线收发器、电源组，所述处理器与两组动力电机电性连接，处理器与无线收发器电性连接，处理器以及所述无线收发器均与电源组电性连接，两组所述动力电机均与电源组电性连接，所述无线收发器与导航系统进行无线通讯，无线收发器将行进路线传输到处理器中，所述电源组与蓄电组件电性连接。处理器对无线收发器传输的行进路线进行处理并对动力机构进行控制，从而使清理机按照导航路线进行行进，电源组为处理器、无线收发器、电机提供工作需要的电力。

作为优选技术方案，所述蓄电组件包括发电机、行星齿轮组、螺旋扇叶，所述蓄电舱内设置有承载板，所述承载板将蓄电舱内部从上至下分隔为发电舱与转动舱，所述发电机与电源组电性连接，发电机与行星齿轮组中的太阳轮轴连接，所述发电机以及行星齿轮组均位于承载板上方，所述行星齿轮组与承载板固定，所述螺旋扇叶位于承载板下方，螺旋扇叶与行星齿轮组中的行星架固定。发电机进行发生并对电源组进行电力补充，行星齿轮组对转速比进行转化，螺旋扇叶在水流的带动下带动行星齿轮组中的行星架进行转动。

作为优选技术方案，所述加热舱两侧均设置有虹吸管，左侧一组所述虹吸管的一端位于化雪舱内，右侧一组所述虹吸管的一端贯穿承载板并位于转动舱内，右侧一组虹吸管分为进水管a与转动管b，所述进水管a的孔径为转动管b孔径的1/3。虹吸管为水的转移提供通道，通过不同孔径的设置，使加热舱中的热水在蒸气的挤压下快速进入到转动舱中。

作为优选技术方案，所述化雪舱以及加热舱内均设置有加热组件，所述加热组件包括加热壳、转动板，所述加热壳与机体固定，所述转动板位于加热壳内，转动板与加热壳转动连接，两组所述转动板分别与两组传动轴固定，加热壳内部端面均为镶磁端面，转动板与加热壳接触的端面均为镶磁端面。转动板在传动轴的带动下在加热壳进行转动，加热壳与转动板之间通过磁热效应进行摩擦生热，从而使化雪舱中的积雪融化，使加热舱中的水沸腾。

作为优选技术方案，所述传动组件包括两组主动轴、一组联动轴，两组所述主动轴的两端均贯穿机体，靠近除冰机构的一组主动轴上从中间往两端均设置有涡轮、联动轮、支撑板，两组所述联动轮均与传送壳转动连接，另一组主动轴上从中间往两端设置有涡轮、支撑板，所述联动轴上从中间往两端依次设置有第二涡轮、横板、蜗杆，两组所述蜗杆分别与两组涡轮转动连接，两组所述传动轴上均设置有第二蜗杆，两组所述第二蜗杆分别与两组第二涡轮转动连接，两组所述支撑板以及两组所述横板均与机体固定。动力电机带动传动轴进行转动，联动轴通过蜗轮蜗杆获得转动动力，并再次通过蜗轮蜗杆将转动动力传递到两组主动轴上，使两组主动轴带动车轮进行转动，从而使清理机在钢轨上进行移动，支撑板以及横板分别对主动轴以及联动轴进行支撑。

作为优选技术方案，所述机体内部位于动力舱的右侧设置有洒水舱，两组所述破冰舱的一端与蓄电舱管道连接，两组破冰舱的另一端与洒水舱管道连接，所述机体下端面位于洒水舱的下方设置有洒水管。洒水舱对从除冰舱中传输过来的热水进行储存，并通过洒水管将热水喷洒在钢轨之间的积雪上，从而使钢轨之间的积雪得到清理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本装置中，动力系统使机体在钢轨上移动的同时为加热组件提供加热动力，使加热组件在机体内进行摩擦生热并对积雪进行融化和加热，通过积雪融化并加热后的热水对钢轨上的冰以及钢轨之间的剩余积雪进行清理，实现对冰、积雪的彻底清除，同时通过热水散热时的高温对钢轨上残留的水分进行烘干，从而防止钢轨再次结冰。

2、控制系统通过无线收发器与导航系统通讯，控制系统通过导航系统获得移动路线，并通过动力机构使机体按照路线进行行进，控制系统与动力机构相互配合实现清理机自动化运行，减少人工操作，节约人工成本，同时蓄电组件通过水动力进行发电并对电源组进行充电，从而实现清理机在电力上的自给自足，从而提高清理机的工作效率。

附图说明

图1为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的整体部件位置安装示意图；

图2为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的右视半剖结构安装示意图；

图3为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的主动轴与机体的连接示意图；

图4为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的动力电机与加热组件的连接示意图；

图5为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的蓄电组件的结构示意图；

图6为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的虹吸管的结构示意图；

图7为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的除冰机构的结构示意图；

图8为本发明铁路除冰铲雪一体化清理机的控制系统与发电机、动力电机的连接示意图。

附图标号如下：1、机体；2、铲雪机构；3、控制系统；4、动力机构；5、除冰机构；1-1、动力舱；1-2、化雪舱；1-3、加热舱；1-4、蓄电舱；1-5、控制舱；1-6、虹吸管；1-7、支撑板；1-8、横板；1-9、洒水舱；2-1、传送壳；2-2、传动带；3-1、处理器；3-2、无线收发器；3-3、电源组；4-1、动力电机；4-3、传动轴；4-21、主动轴；4-22、联动轴；4-23、涡轮；4-24、联动轮；4-25、第二涡轮；4-26、蜗杆；4-27、第二蜗杆；5-1、除冰壳；5-2、破冰舱；5-3、烘干板；6-1、发电机；6-2、行星齿轮组；6-3、螺旋扇叶；7-1、加热壳；7-2、转动板；a、进水管；b、转动管。

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：如图1-8所示，铁路除冰铲雪一体化清理机，该清理机包括机体1、铲雪机构2、控制系统3、动力机构4、至少两组除冰机构5，机体1前端从中间往两端安装有铲雪机构2、除冰机构5，机体1内部从上往下安装有控制系统3、动力机构4，铲雪机构2对两个钢轨中间的积雪进行清理，两组除冰机构5对钢轨上的冰进行清理，除冰机构5利用高温对钢轨上残留的水分进行蒸发，动力机构4为机体提供行走动力并通过磁生热对积雪进行加热，控制系统3与动力机构4电性连接。

机体1内部设置有动力舱1-1，机体1内部位于动力舱1-1的上方从左往右设置有化雪舱1-2、加热舱1-3、蓄电舱1-4、控制舱1-5，动力机构4安装在动力舱1-1内，控制系统3安装在控制舱1-5内，蓄电舱1-4内安装有蓄电组件，蓄电组件与控制系统3电性连接，加热舱1-3一端通过虹吸管1-6与化雪舱1-2管道连接，加热舱1-3另一端通过虹吸管1-6与蓄电舱1-4管道连接，机体1内部位于蓄电舱1-4下端面的右侧加工有排水管，且排水管的另一端与除冰机构5管道连接。

加热舱1-3两侧均焊接有虹吸管1-6，左侧一组虹吸管1-6的一端位于化雪舱1-2内，且位于化雪舱1-2内部的一端短于加热舱1-3内的一端，左侧一组虹吸管1-6的内部安装有单向阀，单向阀使水只能从化雪舱1-2流向加热舱1-3，右侧一组虹吸管1-6的一端贯穿承载板并位于转动舱内，且位于加热舱1-3内部的一端短于蓄电舱1-4内的一端，右侧一组虹吸管1-6分为进水管a与转动管b，进水管a呈J型，进水管a的孔径为转动管b孔径的1/3。

左侧虹吸管1-6位于化雪舱1-2内的一端靠近加热组件，加热组件通过摩擦生热使化雪舱1-2中的积雪融化成水，并对水进行加热，当积雪不断的进入到化雪舱1-2内时，化雪舱1-2中的水量不断增加，左侧虹吸管1-6在水压的作用下将化雪舱1-2内部、加热组件上方的高温度的水传输到加热舱1-3中。

当带有温度的水进入到加热舱1-3中后，加热舱1-3通过加热组件继续对水进行加热，使加热舱1-3内部充满水蒸气，使得加热舱1-3内的气压增大，当加热舱1-3内部的气压增大时，加热舱1-3中的气压相对于转动舱中的气压为高压，转动舱中的气压为常压，加热舱1-3中的热水在气压的作用下通过进水管a快速流到转动管b内，再经过转动管b对螺旋扇叶6-3进行推动，虹吸管1-6在高压的作用下对加热舱1-3中的热水进行抽取并传输。

当螺旋扇叶6-3进行转动时，螺旋扇叶6-3的周围产生流动方向向下的螺旋气流，螺旋扇叶6-3通过转动对转动管b中的空气进行抽取，使转动管b中的气压变为负压，通过加热舱1-3与转动管b之间的气压差，使得右侧的虹吸管1-6在气压差的作用下加快对加热舱1-3中热水的抽取，从而加快热水在进水管a中的流速，使从而使虹吸管1-6对热水的抽取量增大。

化雪舱1-2以及加热舱1-3内均安装有加热组件，加热组件包括加热壳7-1、转动板7-2，加热壳7-1通过螺丝与机体1固定，转动板7-2安装在加热壳7-1内，转动板7-2与加热壳7-1转动连接，加热壳7-1内部端面均为镶磁端面，转动板7-2与加热壳7-1接触的端面均为镶磁端面。

机体1内部位于动力舱1-1的右侧设置有洒水舱1-9，机体1下端面位于洒水舱1-9的下方焊接有洒水管。

铲雪机构2包括传送壳2-1、传动带2-2，传送壳2-1与机体1焊接，传送壳2-1上端通过管道与化雪舱1-2连通，传送壳2-1下端安装有主轴，传送壳2-1上端安装有从轴，且主轴与从轴上均安装有齿轮，主轴的两端贯穿传送壳2-1且位于传送壳2-1外侧的位置固定安装有齿轮，传动带2-2位于传送壳2-1内部且两端分别安装在主轴与从轴的齿轮上，传动带2-2上安装有若干组传动板，传送壳2-1通过下端外侧的两组齿轮与动力机构4转动连接，传送壳2-1下端的上端面为上翘的弧形结构，传送壳2-1下端的下端面由水平板和倾斜向上的板组成。

控制系统3包括处理器3-1、无线收发器3-2、电源组3-3，处理器3-1为电脑及PIC控制器，电脑与PLC控制器通过通讯电缆进行电性连接，处理器3-1中的PIC控制器通过通讯电缆与两组动力电机4-1电性连接，处理器3-1中的电脑通过通讯电缆与无线收发器3-2电性连接，处理器3-1以及无线收发器3-2均通过导线与电源组3-3电性连接，两组动力电机4-1均通过导线与电源组3-3电性连接，无线收发器3-2与导航系统进行无线通讯，无线收发器3-2将行进路线传输到处理器3-1中。

电源组3-3包括至少四组蓄电池，控制系统3还包括接触器组件、电池容量检测仪，控制系统3还包括对蓄电池充电所需的设备，如整流器、变压器等，接触器组件与处理器3-1中的PLC控制器进行电性连接，电池容量检测仪与处理器3-1的电脑进行电性连接，电池容量检测仪对每一组蓄电池进行电量检测，并将检测的数据传输到处理器3-1中，接触器组件之间通过导线电性连接，四组蓄电池通过接触器组件进行电性连接，电源组3-3通过接触器组件以及导线与蓄电组件电性连接，电源组3-3上设置有放电总成和充电总成，处理器3-1、无线收发器3-2、动力电机4-1、电池容量检测仪、接触器组件中所有的线圈均通过放电总成与电源组3-3电性连接，发电机6-1通过充电总成与电源组3-3电性连接，四组蓄电池中的正负电极通过导线以及接触器组件中的常开、常闭触点与放电总成或充电总成连接在一起，放电总成或充电总成由铜片或铁片与螺丝组成。

动力机构4包括至少两组动力电机4-1、一组传动组件，两组动力电机4-1为将电能转化为机械能的设备，如伺服电机、马达等，动力电机4-1的电机轴上均通过联轴器连接有传动轴4-3，两组传动轴4-3分别贯穿化雪舱1-2、加热舱1-3并分别与两组转动板7-2固定。

传动组件包括两组主动轴4-21、一组联动轴4-22，两组主动轴4-21的两端均贯穿机体1且位于机体1外侧的位置固定安装有车轮，靠近除冰机构5的一组主动轴4-21上从中间往两端均固定安装有涡轮4-23、固定安装有联动轮4-24、转动安装有支撑板1-7，两组联动轮4-24分别通过铁链与传送壳2-1下端两侧的齿轮进行转动连接，另一组主动轴4-21上从中间往两端固定安装有涡轮4-23、转动安装有支撑板1-7，联动轴4-22上从中间往两端依次固定安装有第二涡轮4-25、转动安装有横板1-8、固定安装有蜗杆4-26，两组蜗杆4-26分别与两组涡轮4-23转动连接，两组传动轴4-3上均固定安装有第二蜗杆4-27，两组第二蜗杆4-27分别与两组第二涡轮4-25转动连接，两组支撑板1-7以及两组横板1-8均与机体1焊接。

两组除冰机构5包括除冰壳5-1，除冰壳5-1前端呈三角状，除冰壳5-1内部从上至下加工有破冰舱5-2、烘干舱，破冰舱5-2呈U形，除冰壳5-1内部位于破冰舱5-2U形端的前端位置加工有若干组化冰通槽，两组破冰舱5-2的上端与蓄电舱1-4上的排水管进行管道连接，两组破冰舱5-2的下端与洒水舱1-9管道连接，烘干舱内焊接有若干组烘干板5-3，若干组烘干板5-3上端与破冰舱5-2固定。

蓄电组件包括发电机6-1、行星齿轮组6-2、螺旋扇叶6-3，蓄电舱1-4内焊接有承载板，承载板将蓄电舱1-4内部从上至下分隔为发电舱与转动舱，发电机6-1通过导线以及接触器组件与电源组3-3电性连接，发电机6-1通过联轴器与行星齿轮组6-2中的太阳轮轴连接，发电机6-1以及行星齿轮组6-2均位于承载板上方，行星齿轮组6-2通过螺丝与承载板固定，螺旋扇叶6-3位于承载板下方，螺旋扇叶6-3与行星齿轮组6-2中的行星架固定。

本发明的工作原理：

无线收发器3-2从导航系统中获取清理路线并传输到处理器3-1中，处理器3-1控制动力电机4-1开始工作，动力电机4-1通过传动组件使清理机在铁路上移动。

当清理机在铁路上移动时，传送壳2-1对两个钢轨中间的积雪进行压缩、收集，同时传动带2-2在主动轴4-21的带动下通过传动板对积雪进行传送，使积雪进入到化雪舱1-2内部。

动力电机4-1通过传动组件使清理机开始移动的同时通过传动轴4-3带动转动板7-2在加热壳7-1内进行转动，使转动板7-2与加热壳7-1进行摩擦生热，使进入到化雪舱1-2内部的积雪在高温下融化，随着积雪融化成水，与水接触的雪不断的融化成水，当水不断变多时，虹吸管1-6将化雪舱1-2底部温度高的水导入进加热舱1-3中，加热舱1-3通过加热组件对水继续加热，从而使水沸腾，并通过蒸汽使加热舱1-3中的气压增大，从而使加热舱1-3上方温度高的水通过进水管a快速流到转动管b中。

转动管b将水导入转动舱中，螺旋扇叶6-3在水流的带动下带着行星架进行转动，从而使发电机6-1在太阳轮的带动下进行转动发电，发电机6-1通过导线向蓄电池中充电。

转动舱中的水通过排水管进入到破冰舱5-2中，当除冰壳5-1在机体1的带动下对钢轨上的冰进行清除时，破冰舱5-2中的水通过化冰通槽流出破冰舱5-2并对除冰壳5-1前端的冰进行融化，从而减轻除冰壳5-1的工作难度，加快对冰层的清理，水从破冰舱5-2的上端流动到下端并通过管道流通到洒水舱1-9内，到水不断的流经破冰舱5-2时，烘干板5-3对高温水进行散热，使得烘干舱内的温度升高，烘干舱通过温度对钢轨上残留的水分进行烘干。

洒水舱1-9内水通过洒水管流到清理机外，并对两个钢轨之间剩余的积雪进行清理，使积雪在水的冲击下融化。

在清理机工作时，当电池容量检测仪检测到一组蓄电池的电量降低到无法使用时，电池容量检测仪向处理器3-1发生需要充电的信号，处理器3-1通过控制接触器组件使该蓄电池与其他蓄电池分离并与发电机6-1连接，发电机6-1通过充电总成对该蓄电池进行充电，当电池容量检测仪检测到该蓄电池充满电后，电池容量检测仪向处理器3-1发生充满电的信号，处理器3-1控制接触器组件使发电机6-1与蓄电池分离，并通过接触器组件将该蓄电池与其他蓄电池连接在一起。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。