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1、第一章执行总结3第二章产品与技术62.1 产品研发意义62.1.1 绿色、环保、清洁效果好62.1.2 自动化程度高，效率高72.1.3 安全性及可靠性高、维修快捷82.1.4 噪音小82.1.5 互联网+92.2 项目总体思路102.3 项目实施可行性分析112.4 项目特色及创新性分析122.5 轨道清洁总体要求132.5.1 满足地铁隧道内清洁作业要求132.5.2 满足地铁隧道噪声要求142.5.3 满足地铁隧道限界142.5.4 满足地铁车辆运营时间要求142.6 轨道清洁车机械部分总体设计152.6.1 总体设计15262高压水冲洗部分设计16喷洒架装置17水箱容量19高压水射流系
2、统19管路布局21便携喷枪设计222.6.3 真空吸污系统设计22毛刷滚刷部分设计23液态污物清洁部分24污物箱设计252.6.4 清洁车优化处理25车轮降噪处理25吸污部分降噪处理26墙面清洁臂26视频监控防水防雾功能282.7 轨道清洁车自动控制系统设计282.7.1 轨道清洁车功能模块29真空吸污29高压水射流系统32辅助功能342.7.2 轨道清洁车作业管理模块37作业线路规划372.7.3 系统管理模块40操作员管理41操作员权限管理41第三章市场分析错误!未定义书签。31外部环境分析423.1.1 行业环境分析423.1.2 竞争者分析453.2内部环境分析4733STP分析483
3、.3.1 市场细分483.3.2 目标市场49第一章执行总结常州莱昂顿轨道清洁设备科技有限责任公司是一家集工业生产、销售、新品研发为一体的高新技术企业，主要产品为LETON轨道清洁作业车。公司本着“低碳环保，高效节能的理念，专注轨道清洁车的技术研发、产品生产和销售，并提供检测和维修等相关服务。21世纪以来，具备条件的大城市和城市群纷纷将轨道交通作为优先发展的领域。轨道的运营环境不仅影响轨道内环境美观，还对车辆行车安全构成威胁。因此，保持轨道清洁是保证轨道安全运营的重要组成部分。随着全国轨道建设的蓬勃发展，运营里程的迅速扩张，轨道清洁的工作量迅速增加。轨道清洁车进行轨道清洁将成为一种趋势，市场呼
4、唤满足轨道需求的高可靠性、高效率轨道清洁车的尽快使用。本公司立足市场需求，开发出一款高效节能、高性价比的轨道清洁设备。优势一：技术领先，高效节能1.ETON轨道清洁作业车集吸污、清扫、高压水于一体，采用自动控制系统，实现了垃圾在线分类、水位控制、路线规划、运行状态监控、故障检测、运维模块化管理、人工智能等功能，无需人工操作，基于CBTC利用将列车接入物联网便可实现一个城市的轨道清洁，功能强大且效率高。同时，该设备业速度控制在7-8公里/小时，针对高湿度作业环境对外壳密封、防水做出防范措施，采用模块化设计进行运行状态远程监控，自动故障检测故障，安全性能较高。优势二：市场前景良好，具有高性价比特点
5、截至2018年10月，中国已有35个城市开通地铁，总里程4909公里,已通车线路达到163条，此外，规划建设里程7700公里，其中在建里程超过6000公里。根据交通运输部预估，到2020年，全国城市轨道运营里程将超过6000公里。随着机动车保有量的迅速上升、城市主干道日益拥堵，以及房价快速上涨，地铁逐渐成为二三线城市未来发展的重要一部分。地铁隧道的清洁问题是地铁运营过程中必须解决的问题，在运用专业设备进行清洁的背景下，地铁轨道清洁车的市场前景十分广阔。国内外均有轨道清洁设备厂商，国外产品清洁效果但价格高，而国内目前对公路轨道清洁技术研究较多，但是对轨道的清洁还未引起重视，国内研究与使用均处于起
6、步阶段。本公司研发的LETON轨道清洁作业车清洁效果好，效率高且售价低于国外产品，具有高性价比的特点优势三：市场定位明确，以订单为主的销售模式降低了运营风险公司产品的技术处于世界领先或先进水平，同时售价低于同类产品，因此有望超越国内外现有同类产品，占据一定市场份额。公司制定了两种类别产品，针对不同的市场和用户：轨道清洁车提供给技术要求高，资金充裕的地铁运营公司;公路隧道清洁车提供追求高性价比的高速公路项目公司等。公司初期采取订单式（MTO）为主的销售模式，按订货合同组织小批量精益生产，减轻库存压力，降低运营资金水平。同时，公司面向轨道运营公司进行推广，发展后期进入公路轨道清洁市场，与原材料批发
7、商建立合作关系，拓展营销渠道及方式，实现“产品+服务”软硬一体化。优势四：产品获利能力强，风险资金退出渠道顺畅公司拟定注册资本为1500万元,在编制公司成立五年内生产预算的基础上,对公司的偿债、盈利、运营能力方面分析，各项指标良好，预测我公司偿债能力较高，能够保障债务偿还的安全性，盈利水平在稳健地逐步提高，体现了主营业务市场竞争力强，发展潜力大，获利水平高。基于财务报表又进行项目的可行性分析，结果表明公司投资回收期为2年，营运前5年净现值为14871.78万元，内部收益率为68%,项目获利能力强，完全具备可行性。公司预计吸纳700万元的风险投资资金，以认真负责的态度对待投资者，保证投资者的利益
8、。为尽快让风险投资者回收资金、实现收益，并考虑到我国证券市场的发展状况，公司将公开发行（IPo）作为首选的风险投资退出机制，实现风险投资机构利益最大化和公司健康长远发展的双赢。第二章产品与技术2.1 产品研发意义2.1.1 绿色、环保、清洁效果好据了解，目前我国轨道清洁主要有以下两种方式进行清洁：(1)使用相应的轨道清洁工程车，即驾驶具有冲洗装置的轨道车对轨道进行冲洗。(2)人工清洁，即由工人借助简单的清洁工具进行冲洗，需要车站配有相应的冲洗管线，以便工人操作。大量污物墙壁淤泥遗弃塑料瓶就目前而言以上两种清洁方式存在着一定的不足之处，现在市面上的清洁轨道车大多采用固定冲洗方式，对隧道壁面等一些
9、死角达不到应有的冲洗效果,而人工清洁方式不仅效率低下，清洁人员还要面临隧道内行驶车辆的威胁。图1LETON轨道清洁作业车1.ETON轨道清洁作业车集吸污，清扫，高压水于一体。所有污物都将经过真空管道密闭回收，绿色环保卫生。保证了清洁的效果媲美人力清洁。高压冲水的使用，减少了水资源的浪费和可能造成的污染，实现绿色环保。2.1.2自动化程度高，效率高1.EToN轨道清洁作业车采用自动控制系统，实现了垃圾在线分类、水位控制、路线规划、运行状态监控、故障检测、运维模块化管理等功能。大大提高了清洁效率，一般人工清洁速度慢，效率低，需要多次来回清洁；采用本车后只需冲洗12次就能实现。图2轨道清洁车自动控制
10、系统清洁车作业管理模块清洁车作业模块系统维护管理模块地铁隧道清洁车自动控制系统自动避障系统提高了轨道清洁作业车的自动化程度，包括硬件和嵌入式软件。主要功能有:报警提示功能：当毛刷与障碍物之间距离已超过设定的最小距离或者检测到隧道内存在障碍物及墙壁断档，及时发出报警信号，以警示驾乘人员注意。 手动控制以及手动优先功能：当环境极度复杂致使检测错误或者控制器出现故障，可通过手动控制改变毛刷位置。 自动避障功能：清洁车在清洁过程中遇到障碍时能够自动避让障碍物，自动调节毛刷与隧道壁之间的距离，以保证清洁效果。隧道出口识别功能：能够自动识别隧道出口、避免运动机构错误动作。安全性及可靠性高、维修快捷1.ET
11、ON轨道清洁作业车高效、可靠、安全。作业速度控制7-8公里/小时，作业安全性高。针对高湿度作业环境，对于外壳密封、防水做出措施。针对视频监控可能出现水雾导致不清晰的情况，在防护罩上增加雨刷，通过控制雨刷清洁玻璃。使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比，隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘等功能。采用模块化设计。运行状态远程监控，自动故障检测故障，维修与保养清洁车辆简单、容易、安全。2.1.3 噪音小采用静音型发电机组，自带动力，在没有通电的隧道内也可作业，同时减少了噪音。图3LETON轨道清洁作业车车轮部分对车轮进行降噪处理，采用三明治阻尼板，将SHLIO车轮的噪声声功率级降低约7.8dB2.1
12、.4 互联网+轨道清洁作业车采用信息网络技术，实现轨道清洁车的作业线路规划，远程运行状态监控和故障诊断，提高了列车的工作效率和可靠性。智能化作业，能有效地对工作状态实时监测，自行诊断错误动作，并进行报警，自动切换到人工模式。目前，国内外只有少数隧道清洁车采用自动避障系统，且水平不一，实际运用效果一般。LETON轨道清洁作业车采用滚刷、喷水冲洗的工作方式来清洁隧道墙壁，其工作装置的自动避障系统包括检测装置和控制装置两部分，在清洁过程中遇到障碍时能够自动避让障碍物，能在一定范围内自动调节清洁刷与隧道壁间的距离，清洁刷转轴中心与隧道壁能够自动调节，与工作面始终保持在设定的（如40-50厘米）最佳距离
13、，以保证清洁效果。同时控制器具有防水、防污染能力，传感器检测灵敏度高，具有国内先进水平。2.2项目总体思路随着城市轨道建设的蓬勃发展，轨道内的环境逐步被大家所重视，阴暗狭小的隧道内，处处堆积着污物和粉尘，身为严重影响公司的运营的问题。LETON轨道清洁作业车集吸污，清扫，高压水于一体，高效、可靠、安全。模块化设计，维护方便。作业线路规划，运行状态远程监控，实现自动化。完美解决了轨道清洁作业时间长的问题。提高了清洁作业的自动化程度、安全程度和可靠程度。整车由1号车和2号车连挂组成一个整体。由喷洒棒、操作室、液压泵站、水泵组、毛刷单元、污物箱、空气过滤单元、真空机组、发电机组、水箱组成协同工作。位
14、于两车端部的喷洒棒可以根据附着物的粘黏程度智能切换150bar、80bar和20bar三个等级的压力水，分别用于清洁钢轨、道床和隧道侧墙。位于1号车中部的中心毛刷单元和侧毛刷单元由液压泵站驱动，分别用于清扫线路中央和线路两侧区域。清扫的污物经由毛刷单元的真空管路被真空机组吸入到污物箱内部储存起来。整车的电力和水分别由位于2号车上的发电机组和水箱提供，污物箱配备一套隔膜式污水泵，用于抽吸隧道污水井内的大量污水，并收集到箱内。整车污水排放作业通过污水箱的排污管道和隔膜式污水泵共同完成。物体污物通过污物固体收集箱倾倒到污物存放地点。各部分功能如下：高压水冲洗：冲洗1.4米以下隧道壁、道床、轨道;毛刷
15、滚刷：滚刷道床、轨道及轨道两侧排水沟;真空回收：回收固液污物；隔膜泵抽吸：抽吸污物井内的液体污物；定点枪：定点清洁特定位置；机械臂清洁控制：对重点区域进行洗刷。2.3项目实施可行性分析图4LETON轨道清洁作业车随着中国经济快速发展、城市化进程逐步加快，城市规模不断扩大，城市交通越来越拥挤。为缓解交通压力，许多城市大力发展轨道。随着地铁里程迅速增加，轨道内的清洁工作日益繁重。轨道的运营环境不仅影响地铁隧道内环境美观,还对车辆行车安全构成威胁。因此，保持轨道清洁是保证地铁安全运营的重要组成部分。传统的人工清洁方法已经不能满足现在轨道发展的需求，因此需要开发新型设备以满足轨道发展需求。基于此，设计
16、并研究一种多功能轨道清洁车不失为良策，LETON轨道清洁作业车产品基于真空技术回收隧道内垃圾，采用高压水冲洗和毛刷臂刷洗，毛刷清扫方式进行隧道内清洁作业，本论文对轨道清洁车的关键核心技术进行研究，确定了轨道清洁车的功能、结构及核心技术：专用转向架、真空系统、高压水系统、人工智能操作系统。2.4项目特色及创新性分析 针对目前国内轨道运营实际环境，根据地铁运营所需，确定轨道清洁车系统整体功能及结构。成本大大低于相对国外同类型产品。 根据轨道限界及轨道清洁车各模块重量布置，开展了轨道清洁车轻量化设计研究。优化设计的车体重量实现了轻量化。基于轨道垃圾附着物的实际情况，研究了高压水冲洗系统，确定了150
17、bar.8Obar.2Obar冲洗的三个等级压力，设计了确定高压水系统。 引进消化吸收国外先进真空技术，根据真空设计理论进行了计算和分析，确定了真空压力、真空风机风量、设计了真空吸取污物，并通过实验验证。 车轮选型，对车轮进行消声处理，并对吸污部分管道进行降噪处理，防止噪声干扰居民。 将垃圾分类技术引入自动识别器，利用模糊识别控制模拟机械手手段实现垃圾分类。.：车下安装升降旋转设备。为加地面强道床的吹吸除尘效果，在车下加装了一套可升降、旋转的吸头，可保证地面道床的吸尘效率在95%以上。:轨道清洁车作业管理模块采用信息网络技术，规划轨道清洁车的作业路线，同时还可实现对清洁车运行状态的远程监控和故
18、障检测，提高清洁车的工作效率，保障轨道清洁车和列车安全运营。机械臂控制系统采用了计算机监控系统和各关节控制器系统。计算机接收目标位姿数据，完成路径规划。 针对高压水隧道清洁车喷洗装置落后的控制方式，保持喷洗装置与隧道墙面之间的距离不变，使喷洗装置始终处于最佳靶距之处，达到最好的清洁效果，将微机技术与液压控制技术相结合，设计了一套自动控制系统。系统主要是采用超声波测距技术和数字电液比例控制技术,来实现喷洗装置的自动调距，从而实现了清洁车的自动化工作，促进了工作效率的提高。 设计垃圾识别系统，对各种垃圾进行识别和分类，在线处理、实现模块化、减少人力。2.5 轨道清洁总体要求2.5.1 满足轨道清洁
19、作业要求根据多方调查，确定隧道内需要清洁的位置、清洁方式和垃圾类型。清洁的位置有：隧道1米以下的墙壁；轨底和柱基的连接部分；污水坑和积水槽；轨道旁的水槽。清洁的内容有：冲洗隧道1米以下的墙壁：清洁轨底和柱基的连接部分；抽空污水坑和积水槽：回收轨道旁水槽的污水。垃圾的类型包括灰尘、塑料袋，饮料塑料瓶以及废纸等。2.5.2 满足地铁隧道噪声要求南京地铁要求噪声排放应该尽可能最小，按照中国标准GB12525.1990铁路边界噪声限值及其测量方法，GB3096.1993-城市区域环境噪声标准，夜晚噪声限值为80分贝。2.5.3 满足地铁隧道限界隧道清洁车不超过以下尺寸：宽2.6米，高3.8米。使用小型
20、车的限界条件以满足其他车辆限界要求。2.5.4 满足地铁车辆运营时间要求网内联网线路情况：地铁分配每周五天在24：00-05：00（总共5小时）为地铁清洁清洁时间，在这个清洁时间段，最长的线路为40公里，双线为80公里，无论什么情况下，地铁清洁车在隧道里工作，都必须留出足够的时间，以便清洁车在5：00以前返回基地（车库）。清洁车必须装载足够的水，作业过程不可以进行补水，以满足最大连续工作4小时的要求。另外，有污水井和电缆井，坐落于站台，这些积水井和电缆井深度不超过八米，水聚集在这些积水槽和水井中。客户建议利用活动的清洁车上的软管进行吸取污水。2.6 轨道清洁车机械部分总体设计261总体设计轨道
21、清洁车的总体设计如图5所示，轨道清洁车由1号车和2号车组成。底架为全钢焊接结构，由端梁、中梁、侧梁、枕梁、横梁、小横梁、小纵梁等组焊而成。中梁为56016814.5热轧工字型钢加下盖板拼焊成鱼腹形的箱型结构；侧梁为300x85x7.5热轧槽钢；设有三个双腹板横梁，材质为Q235A,冷弯槽钢小横梁及小纵梁材质为Q235A,水箱底座H型钢材质为Q345A。端部设有纵向辅助梁，中、侧梁及主要板材材质为Q345A。采用锻钢上心盘及材质为C级铸钢的前、后从板座。前、后从板座与中梁间采用专用拉佛钉连接。1号车上主要设备包括真空吸取污物系统：三个压力等级水清洁装置；5m3清水箱；三套喷洒装置；IOm3污物箱
22、；真空空气过滤器；毛刷单元；潜污泵；液压站;操作室;操作室内控制台（包含闭路监控显示屏）；无线遥控器（1用1备）；照明；人梯和栏杆。1号车包含固定喷洒装置、车体、操作室、液压站、侧毛刷、空压机、隔膜泵、中心毛刷、污物箱、空气过滤器室、真空风机室等组成。图6轨道清洁车1号车机械系统总体设计2号车由柴油发电机组、水箱、高压水泵、瞭望室、车体、固定喷洒装置、手持喷洒泵系统等部分组成。图7轨道清洁车2号车机械系统总体设计1号车和2号车连挂组成，依靠地铁配备的机车牵引，可以实现连挂作业。2.6.1 高压水冲洗部分设计轨道清洁车最关键的部分就是清洁模块，针对隧道壁面和路基轨道面设计了两种不同的冲洗结构，同
23、时，为了加大覆盖范围，还采用了扇形喷嘴，在保证冲洗打击力的同时还能使冲洗范围大大增加，增强了冲洗效果，提高了冲洗效率。原理如图8所示。左例上咐左侧Ilql方便卜项右上噢右例中嗔右侧卜项婀曰X4WX7W*4m4aJ7WIfX4IIIIMI/IlMlflirIlfllltl/IIIIIII图8高压水系统原理图喷洒架装置1号车的清洁车喷洒装置置于车架下方，有助于减少水雾的形成，提高轨道清洁车作业时隧道线路的能见度。高压泵在水路中的作用，是将常压水转化成压力水。轨道清洁车所用的水泵为柱塞泵。过滤器安装在水泵入口处，作用死过滤水中的杂质，对高压水泵起保护作用。电磁阀是控制水路通断的开关，可实现新系统自动
24、化控制。具体喷洒架装置如图9所示。图9车喷洒架方案为了在冲洗作业时避开一些电气设备，针对2车尾部喷洒架设计出了具有特殊形状的冲洗模块。这些特殊的冲洗模块可分为上、左、右三片，由于左右的冲洗环境相差不大，所以左右两片冲洗模块的结构相同。冲洗模块含有6个喷嘴，为了避开隧道顶部的电气设备，在上冲洗结构顶部没有加装喷嘴；6个喷嘴共用一根进水管，喷嘴的直径为2mm,因此选用内径为40mm的水管即能保证流量；同时，为了使整个结构的强度得以保证，焊接上了两根支撑杆；考虑到冲洗结构与液压油缸通过较链相连，专门设计出一个较链支撑架，用以焊接钱链，因为在水管上直接焊接钱链容易造成水管变形、漏水。左右冲洗模块的结构
25、避开了距隧道轨面1200l500mm的电气设备，不直接将水冲到电气设备上，而是通过冲洗电气设备上部的隧道壁，让水流流过电气设备，减少了水流的打击力，使电气设备不会被冲坏，其结构如图10所示。图10车上冲洗模块结构图112号车左右冲洗结构模块图12隧道壁面冲洗结构水箱容量轨道清洁车的水箱采用铝合金焊接而成，如图13所示。水箱容积的确定是根据各水路工作时最大的流量按照工作时间进行计算而得出。由于清洁车在来回途中的运输速度可达到90kmh,因此水箱的设计充分考虑了水流的冲击。根据国内移动容器设计标准，水箱的内部设有扰流板，以减少水箱内的水对箱体的惯性冲击。图13水箱结构图水箱体积必须满足全部喷嘴最大
26、水流状态工作4个小时，根据各喷洒系统压力及流量计算，计算出水箱的体积。表1各喷嘴压力流量及水箱体积计算喷射位置喷射压力喷嘴数量单个流量合计流量墙壁喷洒20bar4个20L/min80Lmin道床喷洒80bar6个6.4L/min38.4L/min轨底和固定板喷洒150bar4个8.5L/min34L/min合计三小时耗水27432L水箱总容量30000L全工况最长工作时间3.28小时高压水射流系统总计安装3套高压水射流系统。第一组在轨道真空装置的前端安装一个中压（8Obar）清洁喷头装置，它配备有8个23500-1/4型式的中压（8Obar）喷嘴，每个输水量大约为6.4Lmin,设计目的是帮助
27、毛刷进行固体手机，这些喷嘴提供中等压力去喷射清楚来自道床的灰尘和垃圾。第二组高压（15Obar）清洁喷洒头装置，带有4个23500-1/4型号的喷嘴，每个输水量大约为8.5Lmin,用来驱除路基周围废弃沉淀物，可以连续冲洗陆龟扣件装置的油污和铁屑，冲走有害物体，被喷射的含水沉淀物和其他被冲洗的废物将会被真空单元过滤并收集起来。第三组低压配送系统由一个电机驱动1个低压水泵实现，所用水压设在20bar,低压喷洒总成，在1号车前端的两侧，每侧有两个喷嘴，用来清洁LOm以下隧道壁，同时吧轨道两侧的固体垃圾冲到水沟内。每个喷嘴的流量是20Lmino剩余水通过回流管路从水泵返流回水箱。每个配水系统的隔离阀
28、们都被监控，以防止由于违反操作导致阀门关闭的情况出现。水流量通过1个流量开关监控，以检测喷头是否堵塞。高压侧装有压力传感器，通过闭环控制，保证在不同流量下给喷嘴提供一个持续的压力降。3套喷洒系统均采用独立的高压水泵，可以独立控制，所有的喷嘴和喷管都是采用不锈钢制成。图14高压柱塞泵由博克高压柱塞泵3D2.S作为动力源,其流量为102L/rain,压力为15MPa,电机功率为30kW,采用的也是变频电机。该高压柱塞泵对水质要求：颗粒度小于O.1mm；酸碱度含量：小于59/m3,PH值6.58,水温5度50度。管路布局在进行实际布管时，考虑到电气线路和水路的干涉问题，水管尽量往平板车两侧通过，这种
29、布管方式既不会影响车底的设备架构，也能方便检修维护。低压水路压力较小，管与管之间采用法兰连接形式，方便拆装。离心泵的进水口与回水口采用软管连接，防止泵工作时的震动影响水路密封。高压水路系统由于压力较大，采用法兰连接形式容易导致管道漏水，因此，高压水路采取管接头连接形式，能很好地保证在高压力下水管的密封。同时，为了避免震动带来的影响，高压泵的进水口与出水口均采用软管连接。图15低压水路布局管图16高压水路布局管机械喷枪设计对于隧道内一些难以冲洗到的角落，它不能很好地实现清洁目的。因此，在清洁车上配上可由人工操作，可以随意改变冲洗角度、方位的便携喷枪，将能很好的对冲洗死角进行清洁。一般的便携喷枪长
30、度为150Omm左右,如图17所示。图17机械喷枪示意图它主要由枪把、枪管和喷嘴枪头三部分组成，枪把位置装有软管接头，通过一条长达3m的软管与输水管路相连。工作时，传感器将数据传回中央处理器,人工智能将处理器经过计算的信息与实际状况相结合，自动调节喷枪的角度，使其处于靶心处以最高级压力水清理垃圾。因为预留了3m的软管，基本能实现360度清洁。高效、快捷、干净。2.6.2 真空吸污系统设计道清洁车的真空系统依靠风机运转产生空气流，毛刷将地面灰尘扫起，真空气流将地面尘粒吸入收集箱，收集箱到一定程度进行定点排放。真空吸尘技术采用负压稀相输送原理进行吸污，根据尘起理论，吸口及管路中的风速要大于其悬浮速
31、度才能将污物吸起来。在尘粒粒径较小时，不同的尘粒起动速度变化不大，说明尘粒的尺寸形状、密度对起动速度影响不大，起动速度主要由范德华力决定，范德华力主要与粒径直径和间距有关。随着粒径直径变大,起动速度差别越大，受重力的影响越来越大，当大于一定粒径直径时，范德华力变小。根据隧道内使用环境，确定吸尘口风速为3040ms.毛刷滚刷部分设计毛刷滚刷技术是利用毛刷扰动将污物扫起，配合真空吸污系统将污物收集到污物箱中。毛刷滚刷技术主要是研究毛刷转速、刷辐直径、作业速度之间的关系。大毛刷直径相对小毛刷直径，所需转速低；大压毛量相对小压毛量，所需转速高；因此在设计圆柱毛刷时，应当尽可能地增大毛刷直径，减少压毛量
32、。根据轨道清洁车结构特征和毛刷负载计算，选取大毛刷直径800-100Omm。图18轨道道床及回收污物结构简图1-1.推杆,1-2.0板，1-3.转轴，1Y.转ftl-5底座.支撑座.图19升降装置图4一18升降装置MM川2-432-1、从动轴承箱2-2,毛刷2-3、中心转轴2-4,驱动轴承箱2-5.马达，图20毛刷系统如图18所示，毛刷系统中两毛刷逆向旋转，把轨道道床上的污物打起，在真空系统的作用下，通过真空风道，把污物回收到污物箱内。图19中，推杆(1-1)末端较接固定，推杆(I-I)端部与臂板(1-2)较接在一起，通过自动控制可实现推杆(I-I)端部伸缩，伸缩的推杆(I-I)带动臂板(1-
33、4)、转轴(2-3)和转臂(1-4)绕固定的支撑座(1-6)的轴承箱中心线旋转，旋转的转臂带动毛刷系统旋转，从而实现毛刷系统的升降功能。图20中，毛刷(2-2)和中心转轴(2-3)一起被支撑在轴承箱(2-1)、(2-4)内，马达(2-5)旋转，驱动中心转轴旋转，中心转轴带动毛刷一起旋转，旋转的毛刷清扫道床内的污物，配合真空系统的回收功能，实现了清洁轨道道床的目的。液态污物清洁部分隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种形式。它是依靠一个隔膜片的来回鼓动改变工作室容积从而吸入和排出液体的。通过隔膜泵将下水道中液态污物抽吸起来，送至污物箱中液态污物部分。污物箱设计污物箱体积为Iom3,考虑接收液态污物和固态
34、污物，将污物箱分离成两个4m3的液态污物收集箱和611P的固态污物收集箱。为了实现垃圾在线分类2.6.4清洁车优化处理车轮降噪处理据有关资料介绍整个轮轨噪声有以下5个声源：(1)车轮擦伤引起的冲击声(2)钢轨接缝引起的冲击声(3)车轮粗糙引起的轰鸣声(4)钢轨粗糙引起的轰鸣声(包括呈波纹钢轨)(5)通过曲线时引起的轮轨尖叫声等由于轨道清洁车几乎都在晚上作业，对噪声的控制十分必要。而轮轨噪声是其主要噪声声源。地铁专用的三种车轮：直辐板闸瓦制动车轮(NJL2车轮)、曲辐板车轮(SHLlO车轮)和直辐板盘形制动车轮(SHDB车轮。本款轨道清洁车采用SHLlO车轮。轨道清洁车采用结构简单，运行安全性高
35、的新型车轮，取代弹性车轮。图22三种典型车轮研究表明，采用三明治阻尼板,将SHLIO车轮的噪声声功率级降低约7.8dB.阻尼板安装位置如图23所示。（a）三明治阻尼板结构（b）阻尼环结构图23车轮加装阻尼结构吸污部分降噪处理因传统吸污车排风风量大和噪声高的特点，排风风机排出的气流会形成扬尘并对施工人员健康产生危害。风机叶片旋转过程中形成的振动会传递至车架,对列车的运行产生影响。因此，降低噪声非常必要。HQ管是在一定空间区域内借助相干声波的相消性干涉达到消声目的。如图24所示，在主管与旁管的分支点处，HQ管将管道噪声声波分为两路，当两路传播距离（声程差）不同的分支声波在汇合点处相遇时，其中特定频
36、率的声波将因相位反向而产生声干涉，相互抵消，实现消声目的。图24HQ管消声原理及消声特性墙面清洁臂车体到达预定位置后，通过升降油缸将清洁装置提升到需要的高度，通过调节油缸1和和调节油缸2配合是清洁装置逐渐靠近带清洁墙面；在清洁弯曲的墙面时，待滚刷1与墙面接触后控制退役装置，将活动滚刷组件推向墙面并逐渐贴近避免，然后启动驱动电机1与驱动电机2对壁面进行滚刷清洁，从而能狗对隧道墙面进行有效的清洁维护工作，提高清洁效率，降低工作人员劳动强度。提高隧道的美观度。如图25-图27。下图中21底座；22-升降油缸；26-旋转盘；33-探测墙体；91-斜撑杆；23-支板；82-激光距离传感器；72-喷嘴；7
37、3-水泵；73-水箱；IOl-底盘；25,24-调节油缸；31滚刷；32-驱动滚刷的驱动电机。61-气囊；61a-气压传感器；图26图5中A处放大图图27墙面滚刷式清洁臂视频监控防水防雾功能1.ETON轨道清洁作业车安装一套视频监控来监视清洁车的工作环境，以此可以增强机车驾驶员和隧道清洁车操作人员的通讯；视频设备的控制范围足够大，保证了喷洒角度调整到最大时，工作人员也能通过视频来监控；考虑到水雾出现的情况，会影响视频效果，LEToN轨道清洁作业车装有防水雾的装置。在防护罩上增加雨刷，通过控制雨刷清洁玻璃。使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比，隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘等功能。最后，针
38、对高湿度情况下，对于外壳密封做出进一步改进。2.7 轨道清洁车自动控制系统设计轨道清洁车自动控制系统是根据列车在线路上运行的客观条件和实际情况,对列车作业状态进行监督、控制和调整的技术装备。分为三个部分：地面设备、车载部分和远程设备。地面设备产生出清洁车控制所需要的全部基础数据；车载部分通过媒体将地面传来的信号进行信息处理，形成清洁车作业控制数据，远程设备用来监督或控制列车安全运行。轨道清洁车自动控制系统设计如下，把系统分为三大模块，即轨道清洁车功能模块、轨道清洁车作业管理模块和系统管理模块。轨道清洁车作业模块和轨道清洁车作业管理模块是自动控制系统的核心模块。轨道清洁车自动控制系统功能模块如图
39、28所示：图28轨道清洁车自动控制系统271轨道清洁车功能模块轨道清洁车功能模块是控制系统中一个重要组成部分，不仅能完成基础的清洁隧道工作，同时还能实现附加功能，主要包括自动运行、垃圾在线分类和照明功能，以实现清洁车的高效快速作业。真空吸污真空吸污包括机械臂控制、毛刷系统和真空风机控制。机械臂控制它的控制方法为：采用PLe控制，在滚刷的上下两端分别装有上接触式感应装置和下接触式感应装置，当滚刷上下两端还没有接触墙面时，在伸缩油缸的作用下滚刷继续前伸：当滚刷两端压得过紧，超过设定值时，滚刷缩回：当滚刷上端压得过紧而下端没接触时，滚刷上端在摆动油缸的作用下后倾：当滚刷下端压得过紧而上端没接触时，滚
40、刷下端在摆动油缸的作用下后倾。通过以上的方法从而实现滚刷与墙壁的合理接触。图29机械臂控制系统机械臂控制系统包括计算机监控系统和各关节控制器系统。计算机接收目标位姿数据，完成路径规划算法。通过插补算法、运动学反解，计算出各关节的运动参数，再将这些运动参数发送到相应的关节控制器，控制各关节的运动。另外，计算机要实时读取关节控制器的反馈数据，记录机械臂的当前位姿，并显示在屏幕上。不仅直线运动、点到点运动、复位动作的完成需要计算机监控软件协调，而且像各关节绝对位置的确定过程、各关节运动范围是否越界也必须由主计算机实时参与，及时做出决策。计算机还要提供给用户友好的人机交互界面，方便于用户输入各种命令，
41、存储设置好的参数,允许数据以表格或者曲线等形式导出。图30隧道清洁车工作装置总成1回转机构总成；2一节臂油缸销轴；3一节臂油缸；4一节臂下销轴；5一节臂总成；6二节臂油缸：7一节臂上销轴；8、12轴套；9二节臂总成；10清洁刷油缸后销轴；11清洁刷油缸；13连杆；14滚刷机构总成隧道清洁车主要通过安装在机械臂上的滚刷装置清洁工作面作业时，由液压马达驱动回转机构1将一节臂5、二节臂9及滚刷调整到最佳工作位置。机械臂之间采用销轴较接方式，依次由一节臂油缸3、二节臂油缸6、滚刷油缸11驱动，根据不同的作业工况，可以调整一、二节臂之间的夹角，以保证清洁效果。图31隧道清 洁车各 工况Pro / E三维
42、图毛刷系统毛刷系统包括中心毛刷和侧毛刷。通过安装在毛刷上端、下端的数据采集器，通过网络传回控制系统，实时检测中心毛刷与被清洁线路之间的状态，根据检测的数据及时调整毛刷的位置，保证毛刷与隧道之间保持最佳状态：既能快速高效的清洁隧道，又能避免洗刷机撞击地面。真空风机控制轨道清洁车的真空系统依靠风机运转产生空气流，毛刷将地面灰尘扫起，真空气流将地面尘粒吸入收集箱，收集箱到一定程度进行定点排放。控制风机的速度以控制真空气流，使尘粒吸收效果达到最佳。启动和停止键可以控制风机随清洁车的作业状态改变工作状态，当清洁车作业时，启动键使风机开始工作；当清洁车停止作业时，按下停止键使风机停止工作。当满足互锁条件时
43、，自动切断另一条控制线路,从而避免短路事故的发生。高压水射流系统高压水射流系统实现高压水泵、喷洒装置和水位控制功能。高压水泵根据系统需要水泵的流量和压力，将水泵压力分为三个等级，分别为高压150bar中压8Obar、低压20bar,配有三个水泵。高压水泵控制单元根据系统指令控制三个水泵的流量和压力，以满足不同的清洁要求。当水箱液位过低时，锁定高压泵的控制线路，避免水泵空转发生事故。喷洒装置根据水泵流量和压力的不同，清洁车装有三套喷洗装置。喷洒装置控制系统是对喷头的水流量、工作状态、与地面的距离进行控制，以达到最佳清洁效果。每个配水的隔离阀门都被监控，以防止由于违反操作导致阀门关闭的情况出现。水
44、流量通过1个流量开关监控，以检测喷头是否堵塞。高压侧装有压力传感器，保证在不同流量下给喷嘴提供一个持续的压力降。水位控制为了实现对水箱内水位精确控制，水箱配备主从式水位控制系统，从机是水位控制器，主机能通过串行通信口对从机进行远程控制，同时可对从机的水位给定值和当前水位值进行读取与显示，也可对从机的水位给定值进行远程修改。软管水位控制系统采用80C51单片机作为主、从机的控制芯片，24位高精度A/D转换芯片Hx711处理水位传感器信号，并将其转换成数字信号，通过软件将ADHx711转换后的数字信号换算成相应的水位值显示在液晶屏上。当水位水满时，则水满报警，报警红灯亮；当水位过低时，水少报警，报
45、警绿灯亮。水位控制装置如图32所示，水位控制系统如图33所示。水泵从机传感器水源主机图32水位控制装置图33水位控制系统辅助功能：自动运行列车自动运行控制系统（ATC）一套以安全和效率为目的、调节列车运行间隔的自动控制设备，通过车载设备、地面设备、车站和控制中心组成的控制系统完成列车运行控制。ATC系统包括三个子系统:列车自动监控系统（ATS）,列车自动保护系统（ATP）和列车自动运行系统（ATO）OATS子系统实现监督、引导隧道清洁车按预定的时刻表和线路运行，保证地铁运行系统的稳定性。它接受系统发布的发车时刻和发车进路，并向清洁车提供由控制中心传来的监督命令。ATP子系统具有超速防护和零速度
46、检测等功能。ATP提供速度限制信息，使列车在符合限制速度的标准下运行。ATO子系统能自动调整车速，并能进行站内定点停车，使列车平稳地停在车站的正确位置。ATO从ATS处得到列车运行任务命令。其信息是通过轨道电路或轨旁通信器传送到列车上的。信息经过处理后传给ATO,并显示相关信息。ATo获得有用信息后，结合线路情况开始计算运行速度，得出控制量，并执行控制命令，同时显示有关信息。ATo的工作原理图如图34。图34ATO的工作原理图垃圾在线分类垃圾在线分类是指轨道清洁车自动将收集到的垃圾进行分类存放。该垃圾分类技术引入自动识别器，利用模糊识别控制模拟机械手手段实现垃圾分类。垃圾在线分类不仅可同时具有破袋和分类两种功能，而且可将塑料、织物、纸张、灰尘等各类垃圾有效分离。分离出的物品干净、完整，分出的有机物组成纯粹、均匀、杂质含量低。此外，该设备具有智能化自动控制系统，可以防止垃圾的卡、堵故障并具备防缠绕功能，当垃圾含水高达70%时，仍能很好的完成垃圾分类,能分选新鲜生活垃圾，又可分选陈旧垃圾。如图所示，可以快速对各种垃圾物品进行辨别和分类。方便使用用户操作模块分析分类模块自动扫描模块成分输入模块信息发送模块分类结果显示模块信息接收模块成分查询模块成分分析模块分类反馈模块成分类存储模块图35垃圾识别系统图36 LETON轨道清洁作业车垃圾识别系统。照明系统整车的照明由1号车控制
