一种钢轨焊接车的制作方法

[0001]
本实用新型涉及城市轨道交通技术领域，特别涉及一种钢轨焊接车。


背景技术：

[0002]
在实际应用中，钢轨焊接车用于焊接无缝轨道线路中相邻铺设的钢轨，是无缝轨道线路钢轨铺设过程中不可或缺的重要装备，特别是近年来我国城市轨道交通的快速发展，使得钢轨焊接车得到更为广泛的应用。
[0003]
现有的钢轨焊接车大都采用柴油发电机作为动力源，通过柴油发电机产生交流电，进一步通过交-直-交变流装置对电源进行适当的调制和变换，然后根据作业需求，将符合使用要求的电能输送给钢轨焊接车的焊机进行焊接作业，或者，将电能输送至钢轨焊接车的走行装置，以实现整车自走行。
[0004]
然而，柴油发电机在作业时会产生严重的废气污染和噪声污染，特别是在焊接隧道内的钢轨时，由于隧道空气流通不畅，会使隧道内的作业环境变得十分恶劣，影响作业人员的身心健康。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型提供一种钢轨焊接车，采用直流储能装置作为动力源，并通过多模式变流器为焊机或走行装置供电，从而解决现有技术中钢轨焊接车的废气污染和噪声污染的问题。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
[0007]
一种钢轨焊接车，包括：直流储能装置、多模式变流器、模式选择开关、焊机，以及设置有走行装置的车辆本体，其中，
[0008]
所述直流储能装置、所述多模式变流器、所述模式选择开关，以及所述焊机均设置于所述车辆本体；
[0009]
所述直流储能装置的输出端与所述多模式变流器的直流输入端相连；
[0010]
所述多模式变流器的第一输出端与所述焊机相连，第二输出端与所述走行装置相连；
[0011]
所述模式选择开关与所述多模式变流器的控制器相连；
[0012]
所述多模式变流器用于：
[0013]
在所述模式选择开关处于焊机工作档位情况下，通过所述第一输出端为所述焊机提供电源；
[0014]
在所述模式选择开关处于走行装置工作档位情况下，通过所述第二输出端为所述走行装置提供电源。
[0015]
可选的，本实用新型提供的钢轨焊接车，还包括：正火机，其中，所述模式选择开关还包括正火机工作档位；
[0016]
所述正火机的电源端与所述多模式变流器的第三输出端相连；
[0017]
在所述模式选择开关处于所述正火机工作档位的情况下，所述多模式变流器还用于为所述正火机提供电源。
[0018]
可选的，在为所述焊机提供电源的工况下，所述多模式变流器通过所述第一输出端输出单相交流电。
[0019]
可选的，在为所述走行装置提供电源的工况下，所述多模式变流器通过所述第二输出端输出三相交流电。
[0020]
可选的，所述直流储能装置包括储能模块、控制模块及充电机模块，其中，所述储能模块用于存储直流电能；
[0021]
所述控制模块用于监测所述直流储能装置的预设物理参数；
[0022]
所述充电机模块用于为所述储能模块充电。
[0023]
可选的，所述储能模块包括铅酸电池、锂电池，以及燃料电池中的至少一种。
[0024]
可选的，所述控制模块还用于与车载微机系统通讯，向所述车载微机系统反馈所述直流储能装置的所述预设物理参数的参数信息，并控制所述储能模块的充放电特性，以及提供故障警报。
[0025]
可选的，所述多模式变流器包括至少一台变流设备。
[0026]
可选的，所述走行装置包括：驱动机构、传动机构，以及走行轮对，其中，
[0027]
所述驱动机构的电源端与所述多模式变流器的第二输出端相连，所述驱动机构的输出端与所述传动机构的输入端相连；
[0028]
所述传动机构的输出端与所述走行轮对相连，驱动所述走行轮对转动。
[0029]
可选的，所述驱动机构包括牵引电机。
[0030]
本实用新型提供的钢轨焊接车，包括直流储能装置、多模式变流器、模式选择开关、焊机，以及设置有走行装置的车辆本体，直流储能装置、多模式变流器、模式选择开关，以及焊机均设置于车辆本体之上，直流储能装置的输出端与多模式变流器的直流输入端相连，多模式变流器的第一输出端与焊机相连，第二输出端与走行装置相连，同时，模式选择开关与多模式变流器的控制器相连。模式选择开关设置有焊机工作档位和走行装置工作档位，在相应的档位下，直流储能装置可通过多模式变流器实现分别、独立的为焊机或走行装置供电：在模式选择开关处于焊机工作档位情况下，通过第一输出端为焊机提供电源；在模式选择开关处于走行装置工作档位情况下，通过第二输出端为所述走行装置提供电源。
[0031]
本实用新型提供的钢轨焊接车，采用直流储能装置作为动力源，并通过多模式变流器为焊机或走行装置单独供电，可以取代现有技术中使用柴油发电机等内燃机作为动力源的钢轨焊接车，从而解决现有技术中钢轨焊接车存在废气污染和噪声污染的问题，有助于改善作业人员的作业环境。
附图说明
[0032]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]
图1是本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接车的结构框图；
[0034]
图2是本实用新型实施例提供的另一种钢轨焊接车的结构框图。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]
可选的，参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接车的结构框图，如图1所示，本实用新型实施例提供的钢轨焊接车，包括：直流储能装置10、多模式变流器20、模式选择开关30、焊机40，以及设置有走行装置50的车辆本体(图中以走行装置50代表车辆本体)，其中，
[0037]
直流储能装置10用于存储焊机40以及走行装置50工作所需的电能，是本实用新型实施例所提供的钢轨焊接车的关键动力源，可选的，直流储能装置包括储能模块(图中未示出)、控制模块(图中未示出)和充电机模块(图中未示出)。具体的，储能模块用于存储直流电能，可以选用铅酸电池、锂电池，以及燃料电池中的至少一种作为本实用新型实施例的储能模块，控制模块与储能模块相连，用于监测直流储能装置10的预设物理参数，比如，直流储能装置10的电压、电流、运行温度，以及剩余电量值等。充电机模块主要用于通过连接车载电源或外接电源为储能模块充电。
[0038]
可选的，直流储能装置10中还可以设置超级电容，利用超级电容与储能模块相互配合，实现快速的充放电操作。
[0039]
根据铅酸电池以及锂电池的基本原理可知，二者能够通过交流电网存储电能，并将所存储的电能以直流电的形式释放。而对于燃料电池而言，其工作过程中同样不会像柴油发电机一样产生废气污染以及噪声污染，因此，本实用新型实施例提供的直流储能装置10与现有技术中的柴油发电机相比，具有其特有的技术优势。
[0040]
进一步的，直流储能装置10中的控制模块还用于与车载微机系统通讯，向车载微机系统反馈直流储能装置10的预设参数的参数信息，具体的，比如，直流储能装置10的输出电压、输出电流，soc值等。本实用新型实施例对于控制模块向车载微机系统反馈的预设参数信息的具体内容不做限定。同时，控制模块还用于控制储能模块的充放电特性，以及，在发生预设的故障是，提供故障警报，以提醒施工人员。
[0041]
多模式变流器20主要用于将直流储能装置10输出的直流电能转换为满足使用需求的交流电能。可选的，多模式变流器20可以包括至少一台变流设备，即本实用新型实施例提供的多模式变流器20可以仅有一台变流设备构成，也可以由多台变流设备组合而成，任何可以实现本实用新型实施例中限定的多模式变流器的具体功能的实现方式都是可选的，同样都属于本实用新型所保护的范围内。
[0042]
模式选择开关30设置有多个工作档位，并与多模式变流器20的控制器相连，可以通过模式选择开关30控制多模式变流器20的工作模式。在实际应用中，模式选择开关30安装于车辆本体的司控台上，驾驶员可以根据钢轨焊接车的具体工况，选择模式选择开关30的工作档位，从而控制多模式变流器20的具体工作模式。
[0043]
焊机40用于焊接轨道上的钢轨，可以直接选用现有技术中的焊机，本实用新型实
施例对于焊机40的具体选型不做限定。
[0044]
可选的，走行装置50包括：驱动机构(图中未示出)、传动机构(图中未示出)，以及走行轮对(图中未示出)。
[0045]
具体的，驱动机构的电源端与多模式变流器20的第二输出端相连，驱动机构的输出端与传动机构的输入端相连；传动机构的输出端与走行轮对相连，驱动走行轮对转动。
[0046]
可选的，本实用新型实施例中述及的驱动机构可以选用牵引电机实现。至于传动机构、走行轮对的具体实现方式，可以参照现有技术中钢轨焊接车的基本结构实现，本实用新型对此不做具体限定。
[0047]
前述直流储能装置10、多模式变流器20、模式选择开关30、焊机40均设置于车辆本体上，即各构成部分可以随车辆本体一起移动，通过走行装置50的带动，从一个焊接作业点，移动至下一个焊接作业点。
[0048]
下面介绍本实用新型实施例提供的钢轨焊接车的各构成部分之间的连接关系：
[0049]
直流储能装置10的输出端与多模式变流器20的直流输入端相连，向多模式变流器20输出直流电能。
[0050]
多模式变流器20的第一输出端与焊机40相连，多模式变流器20的第二输出端与走行装置50相连，模式选择开关30与多模式变流器20的控制器相连。
[0051]
本实用新型实施例中的多模式变流器20可以根据模式选择开关30所处的不同档位，输出不同的工作电流，具体的：
[0052]
在模式选择开关30处于焊机工作档位情况下，通过第一输出端为焊机40提供电源。具体的，在为焊机40提供电源的情况下，多模式变流器20通过第一输出端输出单相交流电。
[0053]
在模式选择开关30处于走行装置工作档位情况下，多模式变流器20通过第二输出端为走行装置50提供电源。具体的，在为走行装置50提供电源的工况下，多模式变流器20通过第二输出端输出三相交流电。
[0054]
需要说明的是，对于多模式变流器20的控制器根据模式选择开关30所处的不同档位，控制多模式变流器20处于不同的工作模式的具体实现方式，可以参照现有技术中的变流器控制电路实现，此处不再赘述。
[0055]
下面基于上述连接关系，以及本实用新型实施例中提供的钢轨焊接车的各个组成部分，介绍本实用新型实施例提供的钢轨焊接车的工作过程：
[0056]
本实用新型实施例提供的钢轨焊接车的应用工况主要包括往返作业现场的自走行工况和现场钢轨焊接作业工况。
[0057]
在钢轨焊接车需要工作于往返作业现场的自走行工况时，驾驶员将模式选择开关30调整至走行装置工作档位，多模式变流器20的控制器根据模式选择开关30的档位信息，控制多模式变流器20通过第二输出端输出三相交流电，为走行装置中的牵引电机供电，从而驱动走行装置50运转。此种情况下，直流储能装置10不会为焊机40供电，焊机40不通电。
[0058]
在钢轨焊接车移动至焊接作业现场后，驾驶员调整模式选择开关30至焊机工作档位，多模式变流器20根据模式选择开关30的当前档位，通过第一输出端向焊机40输出单相交流电，确定焊机40正常工作，完成钢轨焊接作业。此种情况下，直流储能装置10不会为走行装置50供电，走行装置50是无法工作的。
[0059]
综上所述，本实用新型提供的钢轨焊接车，采用直流储能装置作为动力源，并通过多模式变流器为焊机或走行装置单独供电，可以取代现有技术中使用柴油发电机等内燃机作为动力源的钢轨焊接车，从而解决现有技术中钢轨焊接车存在废气污染和噪声污染的问题，有助于改善作业人员的作业环境。
[0060]
进一步的，现有技术中，焊机选用柴油发电机输出的三相交流电中的两相作为工作电源，会造成柴油发电机三相负载不平衡，进而使得柴油发电机工作在不平衡状态，不利于发挥柴油发电机的效率，造成能源的浪费。而本实用新型实施例提供的钢轨焊接车，多模式变流器根据具体的工况为焊机或走行装置独立供电，更为重要的是，在为焊机供电时，多模式变流器输出的是单相交流电，从而可以有效的解决现有技术中柴油发电机三相负载不平衡的问题，有效提高能源利用率。
[0061]
再进一步的，现有技术中的钢轨焊接车采用交-直-交的电能变换方式，将柴油发电机输出的交流电能转换为符合焊机工作需求的交流电能，而本实用新型实施例提供的钢轨焊接车采用的是直-交的变换方式，与现有技术相比，减少电能的中间变换环节，提高了转换效率。
[0062]
在实际应用中，焊机完成钢轨的焊接作业后，还需要进一步通过正火作业车对焊接点进行正火热处理，作业时需要由施工人员单独控制正火作业车完成正火作业，不仅需要单独占用施工人员的人力，还需要额外的花费相应的设备成本和维护成本。
[0063]
基于上述情况，本实用新型实施例提供另外一种钢轨焊接车，可选的，参见图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种钢轨焊接车的结构框图，在图1所示实施例的基础上，本实用新型实施例提供的钢轨焊接车还包括：用于完成正火热处理作业的正火机60。
[0064]
可选的，为了确保正火机60的正常工作，模式选择开关30还包括正火机工作档位，多模式变流器20相应的还包括第三输出端。
[0065]
在图1所示的连接关系的基础上，正火机60的电源端与多模式变流器20的第三输出端相连，在模式选择开关30处于正火机工作档位的情况下，多模式变流器20还用于为正火机60提供正常工作所需的三相交流电。
[0066]
需要说明的是，与图1所示实施例类似，本实用新型实施例中，焊机40、走行装置50，以及正火机60同时只有一个可以接收直流储能装置10提供的工作电源。
[0067]
在实际应用中，在焊机40完成钢轨焊接作业后，驾驶员将模式选择开关30调整至正火机工作档位，多模式变流器20根据模式选择开关的当前档位，将直流储能装置10输出的直流电能转换为满足正火机60使用要求的三相交流电，使得正火机60完成正火热处理作业。
[0068]
本实用新型实施例提供的钢轨焊接车，集成安装正火机，可以简化钢轨焊接作业的整个流程，减少设备成本和维护成本，同时减少作业人员的数量，降低人力成本。
[0069]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0070]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0071]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0072]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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