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铁路轨道清洁机器人现状调查和分析
宋子诏 青岛第五十八中学
一、引言
随着国家科技的进步,人民百姓出行要求的提高,自2008 年我国京津城际高铁开通后,在短短的十年间,高铁迅速走入了寻常百姓家,深刻的改变着民众的生活.但是随着高速动车组车速的提高,列车及乘客面临的风险也越来越大,这些风险主要来自驾驶员、调度员、铁路轨道环境和外部运行环境等.比如驾驶员失误、调度员失职等行为,这些风险因素均为可通过职业培训等措施减少甚至避免.而由于铁路轨道环境及列车外部运行环境造成的风险却较难解决.例如：由于铁路两旁垃圾、铁路异物入侵等事件对火车运行造成的损失越来越严重,甚至近几年开始呈现常态化的趋势[1].
目前铁路轨道垃圾清理多依靠人工,人工作业不仅浪费大量财力和物力,而且还存在很大风险隐患[2].目前有部分高校或企业研发了铁路轨道清洁机器人（车）,相关研究成果如下：
二、轨道清洁机器人概述
西南交通大学的刘红现硕士研发了现代有轨电车轨道清洁机器人[3].针对当前轨道清洁的需求,提出了槽型轨道清洁车结构组成和总体方案.通过对三种槽型轨清洁方案的对比,确定了吸扫结合式的方案更适合槽型轨道；然后针对槽型轨的特殊结构,通过设计了一种导向轮,提高了清洁车的曲线通过能力.该装置对于我国铁轨的清理机构领域是开创性的,对于提高铁轨垃圾清理效率具有重大意义.
长春理工大学的林琳博士设计了轨道专用清理维护车[4],主要用于轨道污物清理.该机器集清理和维护于一体,大大节省了人工操作.为了验证所设计机器的有效性,作者利用三维软件对整车进行了建模、装配和分析,确定各机构之间的连接方式和合理布局,并且对总体系统组成、清理维护机构和安装方式进行了具体的分析.相类似的,该校的高慧莹硕士设计了一种轨道专用清理维护车[5].作者首先介绍了陆轨两用车及其他辅助装置的设计与选用,然后进行清理维护装置设计,并运用三维软件对构件进行了建模与装配.其中着重对铲刀装置与清洁刷装置进行了介绍与分析.上述轨道清洁机器是国内轨道清洁机器人的雏形,尽管智能化程度不高,但是代表了国内轨道清洁车的需求和发展趋势.
申请号为200710084854.2 的发明专利公布了一种用于铁路交通的智能机器人[6],主要技术特征是新型机器人和遥控天线车在火车前面800 米左右行驶,帮助火车司机轻松观察铁路前方一公里之外的情况和火车周围情况,帮助移开铁轨中的行人和障碍物.提高火车安全性,帮助火车安全提速.还有专利号201610297460.4 中公开的一种智能铁路轨道巡检机器人[7],均提出采用机器人对轨道垃圾进行清洁.
三、 轨道清洁机器人现状与未来发展方向
根据目前国内的相关报道或研究资料可以看出,国内对于轨道清洁机器人的研究起步较晚,目前研究最多的领域为轨道清洁装置,对机器人智能行走、控制以及对如何解决机器人并行工作的问题尚未有研究或发表,并且国内尚未出现对轨道上方供电电缆上垃圾进行清理的机器人报道或研究信息.机器人在轨道上对垃圾进行清理工作,最重要的是安全问题.我们不仅要提高机器人工作效率,更重要的是保障机器人可以与列车并行运行,当列车到来前,机器人可安全稳定的完成变形和避让列车功能,故未来机器人如何躲避列车是机器人作为移动平台载体需要研究的重点.对于长时间在轨工作的机器人来讲,能源供给也是需要重点考虑的问题,因此未来轨道清洁机器人的多途径能量获取也是发展方向之一.目前国内几款轨道清洁机器人仅可对铁路轨道垃圾进行清理,但是对于供电电缆的垃圾清理工作无能为力,随着铁路运营安全的需要,对供电电缆垃圾清理的机器人也是未来研究的热点和难点.
四、结束语
本文针对国内出现的几款轨道清洁机器人（车）进行了介绍,针对国内相关机器存在的问题进行了分析,并结合现有需求,预测了轨道清洁机器人相关技术的未来研究热点和发展方向.
现状调查论文范文结:
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