本发明专利技术公开了一种以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，包括挂栏导向装置、行星越障装置、承载行走装置、动力传动装置，属于高速公路养护机械领域。与现有技术相比，本发明专利技术的优点是：（1）充分利用了高速公路波形梁护栏及护栏立柱的外形及结构特征，整机的自动化程度高，实用性及可操作性强；（2）采用的行星越障装置设计，借助越障心轴、行星轮架及越障轮在遇障瞬间的惯性前行及翻转作用，实现了对护栏立柱的有效越障；（3）采用的挂栏导向及承载行走装置设计，使整机在防脱轨性、行驶直线性、行驶稳定性、承载能力、运行速度等方面有了较大提升，适于作为一种通用型高速公路养护作业平台。
【技术实现步骤摘要】
以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台
本专利技术涉及一种能够依附于高速公路波形梁护栏上的作业平台，更特别地说，是指以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，属于高速公路养护机械领域。
技术介绍
截至2014年底，我国的高速公路通车总里程达到11.2万公里，已超过美国跃居世界第一，与之配套的高速公路养护机械无疑出现了巨大需求。目前机械化程度较高的高速公路养护机械多以车载式为主，包括绿篱修剪机、护栏清洗机、道路清扫机、标线施画机等。车载式作业机械的搭载能力、作业效率、作业质量以及人员安全都得到了有效提高，但也存在需额外配备搭载车辆、搭载车辆过大需占用正常行车道、因搭载车辆行驶直线性差而造成作业质量下降、人员安全仍有隐患等问题，这都在一定程度上限制了车载式作业机械的推广应用。按规定高速公路必须设置分隔带，分隔带由中央分隔带和路缘分隔带组成，中央分隔带主要起隔离双向交通、减少双向干扰、栽植隔离绿篱等作用，而路缘分隔带则主要起导引车辆行驶方向、防止事故车辆冲出路面、吸收车辆撞击以阻滞车辆等作用。目前国内普遍采用的分隔带护栏为刚性较强的标准制式波形梁护栏。直接以其外形及结构为依托，可以研制相配套的高速公路作业机械。例如申请号为201420452129.1的技术专利公开了一种高速护栏轨道运输车，该装置借助车上装配的滑轮由人力牵引沿高速公路单边波形梁护栏向前滑动；期刊论文《新型高速公路护栏清洗装置设计》介绍了一种高速公路护栏清洗装置，该装置通过槽轮直接搭放在单边波形梁护栏上，并由电机驱动槽轮在护栏上独立前进。上述以高速公路分隔带护栏为运行轨道的机械装置存在的主要问题是：（1）上述机型都在刻意回避护栏立柱对整机行进的干扰，没有提出正面应对的解决方案，而护栏立柱作为一种高重复性重要部件，恰恰是上述机型不该回避的重要瓶颈问题；（2）上述机型都是退而求其次，仅仅依靠上部一对很小的驱动滑轮或槽轮小面积地钩在护栏上缘断面上，使整机斜搭在护栏内侧，由于接触面积小而受力集中，使得整机极易脱轨，实用性和可操作性大打折扣；（3）上述钩搭式设计要求其驱动、行走兼钩搭机构必须倾斜配置在护栏外侧上方，而护栏立柱直接限制了其安装空间，这对其小型化设计提出了较高要求；（4）上述钩搭式设计极大的限制了整机结构、载重量、运行速度和振动量，这间接限制了整机功能和工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，以解决上述问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：包括挂栏导向装置、行星越障装置、承载行走装置、动力传动装置，其特征在于：挂栏导向装置包括减震器、滑轨、外挂架、内仿形轮，一对减震器竖直安装于车体靠近波形梁护栏的一侧，每个减震器内均设有减震弹簧，每个减震器上方的车体上均竖直固定有一定长度的滑轨，每个滑轨的滑槽内均设有滑块，减震弹簧的上端与滑块相固定，外挂架布置于车体靠近波形梁护栏的一侧，外挂架朝向车体的一端与两个滑轨内的滑块相固定，当路面不平造成车体起伏时，减震器和滑轨可以过滤掉因车体颠簸造成的对外挂架以及波形梁护栏的冲击，在外挂架朝向波形梁护栏一端的下方沿护栏延伸方向安装有一对内仿形轮，内仿形轮的轮轴垂直于地面，其轮面与波形梁护栏靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽相抵触，为增大接触面积，内仿形轮采用异形化设计，其轮体截面外轮廓曲线与波形梁护栏靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽截面曲线相匹配；行星越障装置包括连接板、带孔销、预紧弹簧、越障心轴、行星轮架、越障轮，与波形梁护栏延伸方向相平行的连接板处于波形梁护栏的上方，连接板借助若干带孔销及配套预紧弹簧与外挂架朝向波形梁护栏一端的上方相连接，带孔销的轴向呈水平，且与波形梁护栏延伸方向相垂直，压缩型预紧弹簧套于带孔销上，其一端与带孔销的无孔端相接触，其另一端与连接板相接触，轴向垂直于地面、可自由转动的越障心轴放置于波形梁护栏上有护栏立柱的一侧，越障心轴的上端安装于连接板上，其下端与行星轮架相连接，行星轮架可绕越障心轴自由转动，行星轮架上每隔120°圆心角设有一个子轮架，三个子轮架的规格尺寸完全相同，每个子轮架上分别安装有一个可绕其自身轮轴自由转动的越障轮，三个越障轮的轮轴均垂直于地面，三个越障轮的规格尺寸完全相同，越障轮的轮面与波形梁护栏非朝向路面一侧的中央水平凸面处于同一水平位置上，越障轮采用内凹型轮面设计，其轴向轮面曲线与波形梁护栏非朝向路面一侧中央水平凸面的截面曲线相匹配，非越障状态下始终有两个越障轮以一定的抓地力同时在波形梁护栏非朝向路面一侧的中央水平凸面上滚动，该抓地力由连接板上的预紧弹簧提供，当越障轮组在前行过程中碰到护栏立柱时，处于行进方向首位的越障轮首先因碰撞而瞬时停顿，此时处于行进方向中间位置且未与波形梁护栏接触的越障轮在车体行驶惯性作用下由越障心轴拖动实现顺势翻转，进而跨越护栏立柱与波形梁护栏接触并滚动前行，由于行星轮架仍然在绕越障心轴做惯性转动，原本处于行进方向末位的越障轮此时已脱离波形梁护栏翻转到半空中，并在行星轮架拖动下继续前翻并最终与波形梁护栏接触，而原本与护栏立柱发生碰撞的越障轮得以由行星轮架拖离护栏立柱，并最终处于半空中，此时整机完成一次越障动作。所述的以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，承载行走装置包括车体、上挂架、下挂架、驱动轮、万向轮架、万向轮，车体为长方体形刚性、框架式结构，设有若干安装工位的上挂架固定于车体上部，设有若干安装工位的下挂架固定于车体中部，上挂架和下挂架分别用于搭载各种高速公路作业机械及其配套设备，处于车体行进方向上的一端安装有一对驱动轮，处于车体行进方向上的另一端安装有一对万向轮架，每个万向轮架上均安装有一个万向轮。所述的以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，动力传动装置包括发电模块、蓄电池、电动机、控制器、带轮I、皮带、带轮II、减速箱、齿轮I、齿轮II、传动轴、带座轴承，为整机运行及所搭载作业机具提供电力来源的发电模块和蓄电池固定于车体下部，电动机和控制其正转、反转以及转速的控制器亦安装于车体下部，发电模块的输出端连接蓄电池的输入端，蓄电池的输出端连接电动机及控制器，电动机的输出端与带轮I相连接，带轮I与带轮II通过皮带实现带传动，带轮II与减速箱的输入端相连接，减速箱的输出端与齿轮I相连接，减速箱固定于车体下部，齿轮I与齿轮II相啮合，齿轮II固定于传动轴上，传动轴借助一对带座轴承安装于车体下部，传动轴的两端与承载行走装置的驱动轮相连接。所述的以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，越障心轴、行星轮架及越障轮的安装位置应确保行星越障装置在实施越障动作过程中只有越障轮可以与护栏立柱发生碰撞和接触。所述的以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，为增大抓地力，内仿形轮和越障轮的轮面上包覆防滑胶皮。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：（1）本专利技术设计的以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，充分利用了高速公路波形梁护栏及护栏立柱的外形及结构特征，整机的自动化程度高，实用性及可操作性强；（2）本专利技术采用的行星越障装置设计，正面应对护栏立柱问题，借助越障心轴、行星轮架及越障本文档来自技高网...
【技术保护点】
以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，包括挂栏导向装置、行星越障装置、承载行走装置、动力传动装置，其特征在于：挂栏导向装置包括减震器（11）、滑轨（19）、外挂架（17）、内仿形轮（27），一对减震器（11）竖直安装于车体（18）靠近波形梁护栏（9）的一侧，每个减震器（11）内均设有减震弹簧（28），每个减震器（11）上方的车体（18）上均竖直固定有一定长度的滑轨（19），每个滑轨（19）的滑槽内均设有滑块（29），减震弹簧（28）的上端与滑块（29）相固定，外挂架（17）布置于车体（18）靠近波形梁护栏（9）的一侧，外挂架（17）朝向车体（18）的一端与两个滑轨（19）内的滑块（29）相固定，当路面不平造成车体（18）起伏时，减震器（11）和滑轨（19）可以过滤掉因车体（18）颠簸造成的对外挂架（17）以及波形梁护栏（9）的冲击，在外挂架（17）朝向波形梁护栏（9）一端的下方沿护栏延伸方向安装有一对内仿形轮（27），内仿形轮（27）的轮轴垂直于地面，其轮面与波形梁护栏（9）靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽相抵触，为增大接触面积，内仿形轮（27）采用异形化设计，其轮体截面外轮廓曲线与波形梁护栏（9）靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽截面曲线相匹配；行星越障装置包括连接板（30）、带孔销（31）、预紧弹簧（16）、越障心轴（15）、行星轮架（32）、越障轮（14），与波形梁护栏（9）延伸方向相平行的连接板（30）处于波形梁护栏（9）的上方，连接板（30）借助若干带孔销（31）及配套预紧弹簧（16）与外挂架（17）朝向波形梁护栏（9）一端的上方相连接，带孔销（31）的轴向呈水平，且与波形梁护栏（9）延伸方向相垂直，压缩型预紧弹簧（16）套于带孔销（31）上，其一端与带孔销（31）的无孔端相接触，其另一端与连接板（30）相接触，轴向垂直于地面、可自由转动的越障心轴（15）放置于波形梁护栏（9）上有护栏立柱（10）的一侧，越障心轴（15）的上端安装于连接板（30）上，其下端与行星轮架（32）相连接，行星轮架（32）可绕越障心轴（15）自由转动，行星轮架（32）上每隔120°圆心角设有一个子轮架，三个子轮架的规格尺寸完全相同，每个子轮架上分别安装有一个可绕其自身轮轴自由转动的越障轮（14），三个越障轮（14）的轮轴均垂直于地面，三个越障轮（14）的规格尺寸完全相同，越障轮（14）的轮面与波形梁护栏（9）非朝向路面一侧的中央水平凸面处于同一水平位置上，越障轮（14）采用内凹型轮面设计，其轴向轮面曲线与波形梁护栏（9）非朝向路面一侧中央水平凸面的截面曲线相匹配，非越障状态下始终有两个越障轮（14）以一定的抓地力同时在波形梁护栏（9）非朝向路面一侧的中央水平凸面上滚动，该抓地力由连接板（30）上的预紧弹簧（16）提供，当越障轮组在前行过程中碰到护栏立柱（10）时，处于行进方向首位的越障轮（14）首先因碰撞而瞬时停顿，此时处于行进方向中间位置且未与波形梁护栏（9）接触的越障轮（14）在车体（18）行驶惯性作用下由越障心轴（15）拖动实现顺势翻转，进而跨越护栏立柱（10）与波形梁护栏（9）接触并滚动前行，由于行星轮架（32）仍然在绕越障心轴（15）做惯性转动，原本处于行进方向末位的越障轮（14）此时已脱离波形梁护栏（9）翻转到半空中，并在行星轮架（32）拖动下继续前翻并最终与波形梁护栏（9）接触，而原本与护栏立柱（10）发生碰撞的越障轮（14）得以由行星轮架（32）拖离护栏立柱（10），并最终处于半空中，此时整机完成一次越障动作。...
【技术特征摘要】
1.以高速公路波形梁护栏为导轨且有越障功能的自走式作业平台，包括挂栏导向装置、行星越障装置、承载行走装置、动力传动装置，其特征在于：挂栏导向装置包括减震器(11)、滑轨(19)、外挂架(17)、内仿形轮(27)，一对减震器(11)竖直安装于车体(18)靠近波形梁护栏(9)的一侧，每个减震器(11)内均设有减震弹簧(28)，每个减震器(11)上方的车体(18)上均竖直固定有一定长度的滑轨(19)，每个滑轨(19)的滑槽内均设有滑块(29)，减震弹簧(28)的上端与滑块(29)相固定，外挂架(17)布置于车体(18)靠近波形梁护栏(9)的一侧，外挂架(17)朝向车体(18)的一端与两个滑轨(19)内的滑块(29)相固定，当路面不平造成车体(18)起伏时，减震器(11)和滑轨(19)可以过滤掉因车体(18)颠簸造成的对外挂架(17)以及波形梁护栏(9)的冲击，在外挂架(17)朝向波形梁护栏(9)一端的下方沿护栏延伸方向安装有一对内仿形轮(27)，内仿形轮(27)的轮轴垂直于地面，其轮面与波形梁护栏(9)靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽相抵触，为增大接触面积，内仿形轮(27)采用异形化设计，其轮体截面外轮廓曲线与波形梁护栏(9)靠近高速路路面一侧的中央水平凹槽截面曲线相匹配；行星越障装置包括连接板(30)、带孔销(31)、预紧弹簧(16)、越障心轴(15)、行星轮架(32)、越障轮(14)，与波形梁护栏(9)延伸方向相平行的连接板(30)处于波形梁护栏(9)的上方，连接板(30)借助若干带孔销(31)及配套预紧弹簧(16)与外挂架(17)朝向波形梁护栏(9)一端的上方相连接，带孔销(31)的轴向呈水平，且与波形梁护栏(9)延伸方向相垂直，压缩型预紧弹簧(16)套于带孔销(31)上，其一端与带孔销(31)的无孔端相接触，其另一端与连接板(30)相接触，轴向垂直于地面、可自由转动的越障心轴(15)放置于波形梁护栏(9)上有护栏立柱(10)的一侧，越障心轴(15)的上端安装于连接板(30)上，其下端与行星轮架(32)相连接，行星轮架(32)可绕越障心轴(15)自由转动，行星轮架(32)上每隔120°圆心角设有一个子轮架，三个子轮架的规格尺寸完全相同，每个子轮架上分别安装有一个可绕其自身轮轴自由转动的越障轮(14)，三个越障轮(14)的轮轴均垂直于地面，三个越障轮(14)的规格尺寸完全相同，越障轮(14)的轮面与波形梁护栏(9)非朝向路面一侧的中央水平凸面处于同一水平位置上，越障轮(14)采用内凹型轮面设计，其轴向轮面曲线与波形梁护栏(9)非朝向路面一侧中央水平凸面的截面曲线相匹配，非越障状态下始终有两个越障轮(14)以一定的抓地力同时在波形梁护栏(9)非朝向路面一侧的中央水平凸面上滚动，该抓地力由连接板(30)上的预紧弹簧(16)提供，当越障轮组在前行过程中碰到护栏...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩鑫，张立斌，陈仁庆，朱珂栋，蔡目辉，张世凯，孙延刚，董志昊，刘中合，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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