接触网智能巡检车梯系统研制

摘要

电气化铁路的快速发展不但提高了铁路的运输效率和运输能力，还给国民的出行带来方便，为我国经济发展做出了重要贡献。电气化铁路的高速发展也给接触网的检测和维护带来巨大挑战，若接触网发生故障，不能及时地进行修复，所造成的损失是无法估计的，因此必须对接触网定时和频繁的检查及维修。国内企业大都采用简易车梯对接触网进行检查和维修，对简易车梯采用人力推动的方式，工作效率低，劳动强度较大，检修人员在高空作业安全性不高，检修成本较高。本文结合接触网检修的实际情况进行了研究分析，提出了对接触网检修的新方法，设计了一种新型的接触网智能巡检车梯系统。
　　本课题中，接触网巡检车梯系统由巡检车梯和检修车梯组成。接触网的检修采用先检测后维修的方法，前期采用巡检车梯对接触网进行全自动无人化的检测，后期用检修车梯对接触网进行定点维修。巡检车梯与检修车梯共用一个底盘，底盘上设计了驱动系统，提出了对整个系统采用PLC控制的方案，并采用无线遥控器对车梯进行远程遥控，实现车梯的自动化，提高了劳动效率。巡检车梯上设计有升降横移平台和支撑平台结构，实现了接触网检修自动化;车梯设计有抓轨系统及梯脚伸缩装置，防止了车梯在外轨超高处及大风天气下出现倾覆的情况;整个车梯采用可拆卸组装式的设计，方便了车梯的运输。
　　目前，巡检车梯正在试制过程中，检修车梯已投入试用，基本满足企业需求，实现了接触网检修的自动化，提高了工作效率，保证了检修人员在高空作业时的安全，较少了劳动力，从而使企业获得了可观的经济效益和社会效益。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 电气化铁路接触网检修简介

1．2．1 接触网概述

1．2．2 电气化铁路接触网维护与检修方式

1．3 电气化铁路接触网检修发展现状

1．3．1 国外发展状况

1．3．2 国内发展状况

1．4 课题研究意义及主要研究内容

1．4．1 课题来源

1．4．2 课题的研究意义

1．4．3 主要研究内容

第2章 车梯系统总体方案设计

2．1 接触网智能巡检车梯系统需求分析

2．1．1 企业接触网检修方式

2．1．2 车梯系统基本设计需求

2．1．3 车梯系统主要参数确定

2．2 车梯系统总体方案设计

2．2．1 车梯系统设计方法

2．2．2 车梯系统构成及工作流程

2．2．3 车梯系统机械结构整体布局

2．3 车梯系统的主要技术性能

2．4 本章小结

第3章 车梯系统主要机械部件设计

3．1 车梯底盘的设计

3．1．1 底盘框架设计

3．1．2 车梯传动系统的设计

3．1．3 抓轨系统设计

3．2 检修车梯梯架的设计

3．2．1 梯架的方案设计

3．2．2 梯架铝型材选型及结构设计

3．2．3 梯架伸缩梯脚设计与选型计算

3．3 升降横移平台的设计

3．3．1升降横移平台的结构设计

3．3．2 X向运动机构设计

3．3．3 Z向运动机构设计

3．4 巡检车梯平台支撑的设计

3．4．1 平台支撑方案的确定

3．4．2 平台支撑结构设计及型材选择

3．5 本章小结

第4章 车梯系统建模装配和有限元分析

4．1 车梯系统建模装配

4．1．1 虚拟装配原理

4．1．2 SolidWorks软件简介

4．1．3 建立实体模型和虚拟装配

4．2 检修车梯梯架有限元分析

4．2．1 有限元的基本理论及ANSYS简介

4．2．2 有限元分析模型的建立

4．2．3 梯架的有限元静力分析

4．3 本章小结

第5章 车梯控制系统的设计

5．1 控制系统的方案

5．1．1 巡检车梯控制系统方案

5．1．2 检修车梯控制系统方案

5．2 控制系统主要硬件设计

5．3 控制系统软件设计

5．3．1 巡检车梯控制系统软件设计

5．3．2 检修车梯控制系统软件设计

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况