本發(fā)明涉及一種能夠依附于高速公路波形梁護(hù)欄上的作業(yè)平臺,更特別地說,是指以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,屬于高速公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù):截至2014年底,我國的高速公路通車總里程達(dá)到11.2萬公里,已超過美國躍居世界第一,與之配套的高速公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械無疑出現(xiàn)了巨大需求。目前機(jī)械化程度較高的高速公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械多以車載式為主,包括綠籬修剪機(jī)、護(hù)欄清洗機(jī)、道路清掃機(jī)、標(biāo)線施畫機(jī)等。車載式作業(yè)機(jī)械的搭載能力、作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量以及人員安全都得到了有效提高,但也存在需額外配備搭載車輛、搭載車輛過大需占用正常行車道、因搭載車輛行駛直線性差而造成作業(yè)質(zhì)量下降、人員安全仍有隱患等問題,這都在一定程度上限制了車載式作業(yè)機(jī)械的推廣應(yīng)用。按規(guī)定高速公路必須設(shè)置分隔帶,分隔帶由中央分隔帶和路緣分隔帶組成,中央分隔帶主要起隔離雙向交通、減少雙向干擾、栽植隔離綠籬等作用,而路緣分隔帶則主要起導(dǎo)引車輛行駛方向、防止事故車輛沖出路面、吸收車輛撞擊以阻滯車輛等作用。目前國內(nèi)普遍采用的分隔帶護(hù)欄為剛性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)制式波形梁護(hù)欄。直接以其外形及結(jié)構(gòu)為依托,可以研制相配套的高速公路作業(yè)機(jī)械。例如申請?zhí)枮?01420452129.1的實用新型專利公開了一種高速護(hù)欄軌道運(yùn)輸車,該裝置借助車上裝配的滑輪由人力牽引沿高速公路單邊波形梁護(hù)欄向前滑動;期刊論文《新型高速公路護(hù)欄清洗裝置設(shè)計》介紹了一種高速公路護(hù)欄清洗裝置,該裝置通過槽輪直接搭放在單邊波形梁護(hù)欄上,并由電機(jī)驅(qū)動槽輪在護(hù)欄上獨(dú)立前進(jìn)。上述以高速公路分隔帶護(hù)欄為運(yùn)行軌道的機(jī)械裝置存在的主要問題是:(1)上述機(jī)型都在刻意回避護(hù)欄立柱對整機(jī)行進(jìn)的干擾,沒有提出正面應(yīng)對的解決方案,而護(hù)欄立柱作為一種高重復(fù)性重要部件,恰恰是上述機(jī)型不該回避的重要瓶頸問題;(2)上述機(jī)型都是退而求其次,僅僅依靠上部一對很小的驅(qū)動滑輪或槽輪小面積地鉤在護(hù)欄上緣斷面上,使整機(jī)斜搭在護(hù)欄內(nèi)側(cè),由于接觸面積小而受力集中,使得整機(jī)極易脫軌,實用性和可操作性大打折扣;(3)上述鉤搭式設(shè)計要求其驅(qū)動、行走兼鉤搭機(jī)構(gòu)必須傾斜配置在護(hù)欄外側(cè)上方,而護(hù)欄立柱直接限制了其安裝空間,這對其小型化設(shè)計提出了較高要求;(4)上述鉤搭式設(shè)計極大的限制了整機(jī)結(jié)構(gòu)、載重量、運(yùn)行速度和振動量,這間接限制了整機(jī)功能和工作效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,以解決上述問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:包括掛欄導(dǎo)向裝置、輔輪越障裝置、承載行走裝置、動力傳動裝置,其特征在于:掛欄導(dǎo)向裝置包括減震器、滑軌、外掛架、內(nèi)仿形輪,一對減震器豎直安裝于車體靠近波形梁護(hù)欄的一側(cè),每個減震器內(nèi)均設(shè)有減震彈簧,每個減震器上方的車體上均豎直固定有一定長度的滑軌,每個滑軌的滑槽內(nèi)均設(shè)有滑塊,減震彈簧的上端與滑塊相固定,外掛架布置于車體靠近波形梁護(hù)欄的一側(cè),外掛架朝向車體的一端與兩個滑軌內(nèi)的滑塊相固定,當(dāng)路面不平造成車體起伏時,減震器和滑軌可以過濾掉因車體顛簸造成的對外掛架以及波形梁護(hù)欄的沖擊,在外掛架朝向波形梁護(hù)欄一端的下方沿護(hù)欄延伸方向安裝有一對內(nèi)仿形輪,內(nèi)仿形輪的輪軸垂直于地面,其輪面與波形梁護(hù)欄靠近高速路路面一側(cè)的中央水平凹槽相抵觸,為增大接觸面積,內(nèi)仿形輪采用異形化設(shè)計,其輪體截面外輪廓曲線與波形梁護(hù)欄靠近高速路路面一側(cè)的中央水平凹槽截面曲線相匹配;輔輪越障裝置包括T形架、連接旋鈕、越障心軸、外仿形輪支架、外仿形輪、輔輪支架、位調(diào)旋鈕、彈簧拉桿、復(fù)位彈簧、輔輪,T形架處于波形梁護(hù)欄的上方,T形架上設(shè)有縱梁和橫梁,縱梁與波形梁護(hù)欄延伸方向相平行,縱梁借助若干連接旋鈕與外掛架朝向波形梁護(hù)欄一端的上方相固定,橫梁與波形梁護(hù)欄延伸方向相垂直,越障心軸的軸向垂直于地面,其上端與橫梁上遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄的一端相固定,其下端與兩個外仿形輪支架相鉸接,兩個外仿形輪支架關(guān)于越障心軸對稱布置,且其規(guī)格尺寸完全相同,每個外仿形輪支架上遠(yuǎn)離越障心軸的一端各安裝有一個可繞其自身輪軸自由轉(zhuǎn)動的外仿形輪,每個外仿形輪的規(guī)格尺寸完全相同,其輪軸均垂直于地面,外仿形輪的輪面與波形梁護(hù)欄非朝向路面一側(cè)的中央水平凸面處于同一水平位置上,外仿形輪采用內(nèi)凹型輪面設(shè)計,其軸向輪面曲線與波形梁護(hù)欄非朝向路面一側(cè)中央水平凸面的截面曲線相匹配,兩個關(guān)于越障心軸對稱布置的輔輪支架放置于比外仿形輪支架更加遠(yuǎn)離越障心軸的位置處,每個輔輪支架上靠近越障心軸的一端分別借助一個位調(diào)旋鈕與外仿形輪支架上靠近越障心軸的一定位置處相鉸接,位調(diào)旋鈕可以調(diào)節(jié)并固定輔輪支架與外仿形輪支架之間的夾角,從而使輔輪支架與外仿形輪支架保持相對固定,軸向垂直于地面的彈簧拉桿放置于越障心軸與波形梁護(hù)欄之間,彈簧拉桿的上端固定于T形架的橫梁上,其下端通過兩個復(fù)位彈簧與每個位調(diào)旋鈕相連接,復(fù)位彈簧為拉簧,其作用是為外仿形輪提供足夠的抓地力以避免其在波形梁護(hù)欄上滾動時產(chǎn)生打滑,非越障狀態(tài)下兩個外仿形輪同時在波形梁護(hù)欄非朝向路面一側(cè)的中央水平凸面上滾動前行,每個輔輪支架上遠(yuǎn)離越障心軸的一端分別安裝有一個直徑小于外仿形輪、可繞其自身輪軸自由轉(zhuǎn)動的輔輪,每個輔輪的規(guī)格尺寸完全相同,其輪軸均垂直于地面,輔輪支架的安裝位置應(yīng)保證每個輔輪的輪面相比于外仿形輪的輪面更加遠(yuǎn)離于越障心軸,以確保車體在前進(jìn)或后退過程中始終由輔輪最先觸碰護(hù)欄立柱,當(dāng)其中一個輔輪在前行過程中率先觸碰到護(hù)欄立柱時,輔輪由于此前一直脫離波形梁護(hù)欄處于懸空狀態(tài),加之自身輪徑小,便順勢沿護(hù)欄立柱外圓柱面向遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄的水平位置處爬升,輔輪支架與之保持隨動,此時與輔輪支架保持相對固定連接的外仿形輪支架連同其上的外仿形輪則隨即被向逐漸遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄的水平位置處牽拉,外仿形輪觸碰到護(hù)欄立柱并脫離波形梁護(hù)欄,進(jìn)而在上述牽拉力作用下順勢輕松地沿護(hù)欄立柱外圓柱面向遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄的水平位置處爬升,隨著車體繼續(xù)前行,外仿形輪最終越過護(hù)欄立柱重新落于波形梁護(hù)欄上繼續(xù)滾動前行,而處于其后方的外仿形輪及輔輪再次遇到該護(hù)欄立柱時則直接被已具備足夠動能的T形架拖動著一躍而過,最終完成一次越障動作,整個越障過程中兩個復(fù)位彈簧一直提供足夠的復(fù)位拉力給整個越障輪組。所述的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,承載行走裝置包括車體、上掛架、下掛架、驅(qū)動輪、萬向輪架、萬向輪,車體為長方體形剛性、框架式結(jié)構(gòu),設(shè)有若干安裝工位的上掛架固定于車體上部,設(shè)有若干安裝工位的下掛架固定于車體中部,上掛架和下掛架分別用于搭載各種高速公路作業(yè)機(jī)械及其配套設(shè)備,處于車體行進(jìn)方向上的一端安裝有一對驅(qū)動輪,處于車體行進(jìn)方向上的另一端安裝有一對萬向輪架,每個萬向輪架上均安裝有一個萬向輪。所述的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,動力傳動裝置包括發(fā)電模塊、蓄電池、電動機(jī)、控制器、帶輪I、皮帶、帶輪II、減速箱、齒輪I、齒輪II、傳動軸、帶座軸承,為整機(jī)運(yùn)行及所搭載作業(yè)機(jī)具提供電力來源的發(fā)電模塊和蓄電池固定于車體下部,電動機(jī)和控制其正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速的控制器亦安裝于車體下部,發(fā)電模塊的輸出端連接蓄電池的輸入端,蓄電池的輸出端連接電動機(jī)及控制器,電動機(jī)的輸出端與帶輪I相連接,帶輪I與帶輪II通過皮帶實現(xiàn)帶傳動,帶輪II與減速箱的輸入端相連接,減速箱的輸出端與齒輪I相連接,減速箱固定于車體下部,齒輪I與齒輪II相嚙合,齒輪II固定于傳動軸上,傳動軸借助一對帶座軸承安裝于車體下部,傳動軸的兩端與承載行走裝置的驅(qū)動輪相連接。所述的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,非越障過程中,輔輪處于自然懸空狀態(tài)下的軸線應(yīng)位于護(hù)欄立柱上與波形梁護(hù)欄相平行的外圓柱切面上。所述的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,T形架、越障心軸、彈簧拉桿、外仿形輪支架、輔輪支架的安裝位置應(yīng)確保輔輪越障裝置在實施越障動作過程中只有輔輪及外仿形輪可以與護(hù)欄立柱發(fā)生觸碰。所述的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,為增大抓地力,輔輪、外仿形輪、內(nèi)仿形輪的輪面上包覆防滑膠皮。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點:(1)本發(fā)明設(shè)計的以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺,充分利用了高速公路波形梁護(hù)欄及護(hù)欄立柱的外形及結(jié)構(gòu)特征,整機(jī)的自動化程度高,實用性及可操作性強(qiáng);(2)本發(fā)明采用的輔輪越障裝置設(shè)計,正面應(yīng)對護(hù)欄立柱問題,借助輔輪、外仿形輪、復(fù)位彈簧等部件在越障過程中的一系列牽拉配合,實現(xiàn)了對護(hù)欄立柱的有效越障;(3)本發(fā)明采用的掛欄導(dǎo)向及承載行走裝置設(shè)計,使整機(jī)在防脫軌性、行駛直線性、行駛穩(wěn)定性、承載能力、運(yùn)行速度等方面有了較大提升,適于作為一種通用型高速公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)平臺。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例的整機(jī)與波形梁護(hù)欄配合軸側(cè)圖。圖2是圖1所示實施例另一視角的整機(jī)與波形梁護(hù)欄配合軸測圖。圖3是圖1所示實施例的整機(jī)與波形梁護(hù)欄配合俯視圖。圖4是圖1所示實施例的輔輪越障裝置側(cè)仰視圖。圖5是圖1所示實施例的動力傳動裝置布置圖。圖6是圖5所示實施例的動力傳動裝置主要結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖1所示實施例的外仿形輪結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1、上掛架2、下掛架3、發(fā)電模塊4、控制器5、驅(qū)動輪6、帶座軸承7、傳動軸8、減速箱9、波形梁護(hù)欄10、護(hù)欄立柱11、減震器12、萬向輪架13、萬向輪14、輔輪15、外仿形輪16、T形架17、連接旋鈕18、外掛架19、車體20、滑軌21、蓄電池22、帶輪I23、帶輪II24、皮帶25、齒輪I26、齒輪II27、電動機(jī)28、位調(diào)旋鈕29、復(fù)位彈簧30、內(nèi)仿形輪31、減震彈簧32、滑塊33、越障心軸34、彈簧拉桿35、外仿形輪支架36、輔輪支架。具體實施方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參照圖1~圖3,以高速公路波形梁護(hù)欄為導(dǎo)軌且有越障能力的自走式作業(yè)平臺包括掛欄導(dǎo)向裝置、輔輪越障裝置、承載行走裝置、動力傳動裝置,其中掛欄導(dǎo)向裝置包括減震器11、滑軌20、外掛架18、內(nèi)仿形輪30,一對減震器11豎直安裝于車體19靠近波形梁護(hù)欄9的一側(cè),每個減震器11內(nèi)均設(shè)有減震彈簧31,每個減震器11上方的車體19上均豎直固定有一定長度的滑軌20,每個滑軌20的滑槽內(nèi)均設(shè)有滑塊32,減震彈簧31的上端與滑塊32相固定,外掛架18布置于車體19靠近波形梁護(hù)欄9的一側(cè),外掛架18朝向車體19的一端與兩個滑軌20內(nèi)的滑塊32相固定,當(dāng)路面不平造成車體19起伏時,減震器11和滑軌20可以過濾掉因車體19顛簸造成的對外掛架18以及波形梁護(hù)欄9的沖擊,在外掛架18朝向波形梁護(hù)欄9一端的下方沿護(hù)欄延伸方向安裝有一對內(nèi)仿形輪30,內(nèi)仿形輪30的輪軸垂直于地面,其輪面與波形梁護(hù)欄9靠近高速路路面一側(cè)的中央水平凹槽相抵觸,為增大接觸面積,內(nèi)仿形輪30采用異形化設(shè)計,其輪體截面外輪廓曲線與波形梁護(hù)欄9靠近高速路路面一側(cè)的中央水平凹槽截面曲線相匹配,為增大抓地力,內(nèi)仿形輪30的輪面上包覆防滑膠皮。參照圖1、圖3、圖4和圖7,輔輪越障裝置包括T形架16、連接旋鈕17、越障心軸33、外仿形輪支架35、外仿形輪15、輔輪支架36、位調(diào)旋鈕28、彈簧拉桿34、復(fù)位彈簧29、輔輪14,T形架16處于波形梁護(hù)欄9的上方,T形架16上設(shè)有縱梁和橫梁,縱梁與波形梁護(hù)欄9延伸方向相平行,縱梁借助兩個連接旋鈕17與外掛架18朝向波形梁護(hù)欄9一端的上方相固定,橫梁與波形梁護(hù)欄9延伸方向相垂直,越障心軸33的軸向垂直于地面,其上端與橫梁上遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄9的一端相固定,其下端與兩個外仿形輪支架35相鉸接,兩個外仿形輪支架35關(guān)于越障心軸33對稱布置,且其規(guī)格尺寸完全相同,每個外仿形輪支架35上遠(yuǎn)離越障心軸33的一端各安裝有一個可繞其自身輪軸自由轉(zhuǎn)動的外仿形輪15,每個外仿形輪15的規(guī)格尺寸完全相同,其輪軸均垂直于地面,外仿形輪15的輪面與波形梁護(hù)欄9非朝向路面一側(cè)的中央水平凸面處于同一水平位置上,外仿形輪15采用內(nèi)凹型輪面設(shè)計,其軸向輪面曲線與波形梁護(hù)欄9非朝向路面一側(cè)中央水平凸面的截面曲線相匹配,兩個關(guān)于越障心軸33對稱布置的輔輪支架36放置于比外仿形輪支架35更加遠(yuǎn)離越障心軸33的位置處,每個輔輪支架36上靠近越障心軸33的一端分別借助一個位調(diào)旋鈕28與外仿形輪支架35上靠近越障心軸33的一定位置處相鉸接,位調(diào)旋鈕28可以調(diào)節(jié)并固定輔輪支架36與外仿形輪支架35之間的夾角,從而使輔輪支架36與外仿形輪支架35保持相對固定,軸向垂直于地面的彈簧拉桿34放置于越障心軸33與波形梁護(hù)欄9之間,彈簧拉桿34的上端固定于T形架16的橫梁上,其下端通過兩個復(fù)位彈簧29與每個位調(diào)旋鈕28相連接,復(fù)位彈簧29為拉簧,其作用是為外仿形輪15提供足夠的抓地力以避免其在波形梁護(hù)欄9上滾動時產(chǎn)生打滑,非越障狀態(tài)下兩個外仿形輪15同時在波形梁護(hù)欄9非朝向路面一側(cè)的中央水平凸面上滾動前行,每個輔輪支架36上遠(yuǎn)離越障心軸33的一端分別安裝有一個直徑小于外仿形輪15、可繞其自身輪軸自由轉(zhuǎn)動的輔輪14,每個輔輪14的規(guī)格尺寸完全相同,其輪軸均垂直于地面,輔輪支架36的安裝位置應(yīng)保證每個輔輪14的輪面相比于外仿形輪15的輪面更加遠(yuǎn)離于越障心軸33,以確保車體19在前進(jìn)或后退過程中始終由輔輪14最先觸碰護(hù)欄立柱10,當(dāng)其中一個輔輪14在前行過程中率先觸碰到護(hù)欄立柱10時,輔輪14由于此前一直脫離波形梁護(hù)欄9處于懸空狀態(tài),加之自身輪徑小,便順勢沿護(hù)欄立柱10外圓柱面向遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄9的水平位置處爬升,輔輪支架36與之保持隨動,此時與輔輪支架36保持相對固定連接的外仿形輪支架35連同其上的外仿形輪15則隨即被向逐漸遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄9的水平位置處牽拉,外仿形輪15觸碰到護(hù)欄立柱10并脫離波形梁護(hù)欄9,進(jìn)而在上述牽拉力作用下順勢輕松地沿護(hù)欄立柱10外圓柱面向遠(yuǎn)離波形梁護(hù)欄9的水平位置處爬升,隨著車體19繼續(xù)前行,外仿形輪15最終越過護(hù)欄立柱10重新落于波形梁護(hù)欄9上繼續(xù)滾動前行,而處于其后方的外仿形輪15及輔輪14再次遇到該護(hù)欄立柱10時則直接被已具備足夠動能的T形架16拖動著一躍而過,最終完成一次越障動作,整個越障過程中兩個復(fù)位彈簧29一直提供足夠的復(fù)位拉力給整個越障輪組,且為增大抓地力,輔輪14、外仿形輪15的輪面上包覆防滑膠皮。參照圖1、圖2,承載行走裝置包括車體19、上掛架1、下掛架2、驅(qū)動輪5、萬向輪架12、萬向輪13,車體19為長方體形剛性、框架式結(jié)構(gòu),設(shè)有若干安裝工位的上掛架1固定于車體19上部,設(shè)有若干安裝工位的下掛架2固定于車體19中部,上掛架1和下掛架2分別用于搭載各種高速公路作業(yè)機(jī)械及其配套設(shè)備,處于車體19行進(jìn)方向上的一端安裝有一對驅(qū)動輪5,處于車體19行進(jìn)方向上的另一端安裝有一對萬向輪架12,每個萬向輪架12上均安裝有一個萬向輪13。參照圖5、圖6,動力傳動裝置包括發(fā)電模塊3、蓄電池21、電動機(jī)27、控制器4、帶輪I22、皮帶24、帶輪II23、減速箱8、齒輪I25、齒輪II26、傳動軸7、帶座軸承6,為整機(jī)運(yùn)行及所搭載作業(yè)機(jī)具提供電力來源的發(fā)電模塊3和蓄電池21固定于車體19下部,電動機(jī)27和控制其正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速的控制器4亦安裝于車體19下部,發(fā)電模塊3的輸出端連接蓄電池21的輸入端,蓄電池21的輸出端連接電動機(jī)27及控制器4,電動機(jī)27的輸出端與帶輪I22相連接,帶輪I22與帶輪II23通過皮帶24實現(xiàn)帶傳動,帶輪II23與減速箱8的輸入端相連接,減速箱8的輸出端與齒輪I25相連接,減速箱8固定于車體19下部,齒輪I25與齒輪II26相嚙合,齒輪II26固定于傳動軸7上,傳動軸7借助一對帶座軸承6安裝于車體19下部,傳動軸7的兩端與承載行走裝置的驅(qū)動輪5相連接。參照圖1,非越障過程中,輔輪14處于自然懸空狀態(tài)下的軸線位于護(hù)欄立柱10上與波形梁護(hù)欄9相平行的外圓柱切面上。參照圖1、圖3、圖4,T形架16、越障心軸33、彈簧拉桿34、外仿形輪支架35、輔輪支架36的安裝位置確保輔輪越障裝置在實施越障動作過程中只有輔輪14及外仿形輪15可以與護(hù)欄立柱10發(fā)生觸碰。以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實例而已,并非是對本發(fā)明其他形式的限制,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容,依據(jù)發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與改型,仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。