軌道交通機電轉(zhuǎn)運裝置創(chuàng)新設計

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）19-0113-04

Abstract：Withthecontinuousexpansionandcomplexityofrailtransitnetworks，highertechnicalrequirementshavebeen proposedforelectromechanicaltransferdevices.Thispaperpresentsadesignforarailtransitelectromechanicalinstalation transferdevice，whichincludesabase，afixedmechanism，andaprotectivemechanism.Throughtheoptimizationofthebase stability，protectiveperformance，andclampingstructurethedeviceachieveseficientfixationflexibletransfer，andprotective functions.Notably，thejointdesignoftheslidingbafleandtheprotectivemechanismenhancesthedevice'sadaptabilityand interferenceresistanceinharshenvironments；themotor-drivenclampingstructuresignificantlyimprovestransfereficiencywhile reducingmanualoperation.Experimentalresultsshowthatthisdeviceoferssignificantimprovementsinsafetyconvenienceand efciencycompaedtotraditionaldevices，providingreliabletechnicalsupportfortheinstalationandtransferofelectromeanical equipment in rail transit.

Keywords：anti-terferencedsign;clampingmechanism;protectiveperformance;utomation;electromchanicaltrasferevce

近年來，隨著軌道交通規(guī)模的擴大和復雜度的提升，機電轉(zhuǎn)運裝置的需求呈現(xiàn)顯著增長，技術(shù)要求也逐步提高。軌道交通機電轉(zhuǎn)運裝置是軌道交通系統(tǒng)中的重要組成部分2，主要用于實現(xiàn)設備、物資及列車部件在軌道交通網(wǎng)絡內(nèi)的高效轉(zhuǎn)運和精確定位。其功能涵蓋機電設備的運輸、裝卸、存儲及維保作業(yè)等，是軌道交通運營維護體系中不可或缺的技術(shù)支撐。作為連接各類作業(yè)設備與軌道系統(tǒng)的核心樞紐，機電轉(zhuǎn)運裝置在保障軌道交通安全、高效運行方面發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)運裝置在運行效率、智能化水平、抗干擾性能等方面存在一定局限性，難以滿足現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)高可靠性、高效率和綠色可持續(xù)發(fā)展的需求。例如，現(xiàn)有裝置在負載能力、空間適應性及復雜工況下的運行穩(wěn)定性方面尚有改進空間，同時，在系統(tǒng)集成與數(shù)字化管理的兼容性上也亟待優(yōu)化。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)階段主要設計方案

當前軌道交通機電轉(zhuǎn)運裝置的設計主要依賴機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其典型方案由電機、頂板、絲杠、滑塊、放置板、行走輪及夾持裝置等核心部件構(gòu)成。電機作為裝置的動力源，通過驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動滑塊沿絲杠軌跡上下移動，從而實現(xiàn)放置板的升降功能；夾持裝置通常由夾板及相應的驅(qū)動機構(gòu)（如螺桿）組成，用于對機電設備進行夾緊和限位操作。通過夾持固定設備后，可減少人工搬運過程中的勞動強度。另一設計方向是將傳感器等智能化組件與轉(zhuǎn)運裝置相結(jié)合，嘗試實現(xiàn)無人化的全自動操作控制。這一方向的自標是提高設備的智能化水平和適用性。然而，目前相關(guān)技術(shù)尚處于初步探索階段，實際應用中尚未取得顯著成果，且面臨適用性不足的問題，難以滿足復雜、多樣化的工作環(huán)境需求。

1.2 現(xiàn)有設計方案的不足

現(xiàn)有的軌道交通機電轉(zhuǎn)運裝置設計仍存在較多局限性[3-4。首先，裝置在惡劣天氣條件下的抗干擾能力較弱，容易受到外界環(huán)境（如雨水、撞擊）的影響，從而對設備的性能和耐用性造成顯著損害。其次，現(xiàn)階段裝置設計仍然高度依賴人工操作，其機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要面向人工便捷性，自動化程度較低。例如，專利公開號CN214326294U公開了一種軌道交通機電安裝用轉(zhuǎn)運裝置，其設計包括電機、頂板、第一滑塊、第二滑塊、放置板和行走輪。通過電機驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動滑塊沿特定軌跡移動，從而實現(xiàn)放置板的升降調(diào)節(jié)。這種設計在一定程度上提高了操作便捷性，但仍需人工將機電設備搬運至放置板上后進行固定，操作過程復雜且勞動強度較高。此外，現(xiàn)有方案普遍缺乏有效的保護和防雨設計，裝置在使用過程中易受外界環(huán)境的影響，可能導致設備性能下降甚至損壞，從而威脅軌道交通機電設備的安全性和可靠性。

因此，當前的研究重點需要聚焦于提高裝置的環(huán)境適應性、減少對人工操作的依賴，并引入智能化技術(shù)提升自動化水平，以滿足復雜場景下的多樣化需求。

2本文創(chuàng)新設計內(nèi)容

2.1 整體結(jié)構(gòu)設計

本設計針對軌道交通機電設備的安裝與轉(zhuǎn)運需求，提出了一種結(jié)構(gòu)合理、功能完善的機電轉(zhuǎn)運裝置。裝置由底座、固定機構(gòu)和防護機構(gòu)組成，其中底座負責設備的承載與移動，固定機構(gòu)實現(xiàn)對機電設備的夾持與定位，防護機構(gòu)則用于保護設備免受外界環(huán)境的影響。各模塊之間通過精確的機械配合和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設計，形成了一套功能齊全、便于操作的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。該設計的核心在于通過滑動和螺紋傳動等機械原理，實現(xiàn)設備的高效固定、靈活移動及防護功能，滿足軌道交通系統(tǒng)對轉(zhuǎn)運裝置的多樣化要求。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本設計在多方面實現(xiàn)了技術(shù)進步。首先，底座部分通過擋板、滑道、滑塊和螺紋孔的協(xié)同作用，提供了靈活的遮擋功能，顯著提升了裝置的抗撞擊和防雨性能，同時通過移動輪的設置，實現(xiàn)了高效的設備轉(zhuǎn)運操作。其次，固定機構(gòu)利用電機驅(qū)動絲桿，使移動塊在絲桿表面運動，從而帶動夾持板對機電設備進行穩(wěn)定夾持，減少了人工搬運，提高了轉(zhuǎn)運效率，節(jié)省了作業(yè)時間。最后，防護機構(gòu)通過防護板與滑軌、螺絲等的配合，為設備提供了簡單有效的防護措施，進一步增強了設備在惡劣環(huán)境下的適應性和轉(zhuǎn)運過程的安全性。這些改進為軌道交通機電設備的高效、安全轉(zhuǎn)運提供了重要保障。

2.2 主要創(chuàng)新設計

2.2.1 底座穩(wěn)定性優(yōu)化設計

本設計通過對底座結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在確保轉(zhuǎn)運功能的基礎(chǔ)上顯著提升了裝置的整體穩(wěn)定性。如圖2所示，底座（1）由底板（11）滑道（12）限位塊（13）移動輪（14）擋板（15）滑塊（16）和螺紋孔（17）組成。其中，底板（11）作為基礎(chǔ)承載部件，與固定機構(gòu)（2）底部牢固連接，為整個裝置提供了可靠的支撐。滑道（12）固定安裝在底板（11）表面，用于引導擋板（15）的滑動；限位塊（13）設置在滑道（12）的表面，以限制擋板（15）的滑動范圍，確保操作的精確性和安全性。移動輪（14）安裝于底板（11）的底部，提供了裝置在工作場景中的便捷轉(zhuǎn)運功能。擋板（15）通過滑塊（16）與滑道（12）滑動連接，并通過螺紋孔（17）與螺絲（34）緊固定位，以確保裝置在滑動或固定狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

這一設計對擋板（15）的滑動功能進行了有效利用，通過靈活調(diào)整擋板（15）位置，能夠?qū)ρb置進行全面遮擋，有效減少外部環(huán)境干擾，如避免機電設備遭受撞擊或雨水浸濕。滑塊（16）、滑軌（33）螺紋孔（17）和螺絲（34）之間的聯(lián)動機制，不僅提升了擋板（15）在滑動和固定狀態(tài)下的穩(wěn)定性，還顯著增強了裝置的防雨、防碰撞性能。底座（1的優(yōu)化設計實現(xiàn)了穩(wěn)定性與靈活性的有機結(jié)合，為裝置在復雜環(huán)境條件下的高效、安全運行提供了堅實的技術(shù)支持。

2.2.2 高效夾持結(jié)構(gòu)設計

在抗干擾效果的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化了固定機構(gòu)（2）的結(jié)構(gòu)設計，通過引入絲桿驅(qū)動的夾持裝置，有效提升了裝置的轉(zhuǎn)運效率并減少了人工參與。固定機構(gòu)（2）由頂板（21）支撐架（22）滑動桿（23）、電機（24）、絲桿（25）、移動塊（26）連接板（27）和夾持板（28）組成。其中，支撐架（22）固定連接于底板（11）頂部表面，用于支撐頂板（21），滑動桿（23）滑動連接于頂板（21）的內(nèi)部，并與底板（11）頂部固定連接，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。絲桿（25）活動連接于頂板（21）的內(nèi)部，其底部與底板（11）頂部活動連接，電機（24）固定安裝在絲桿（25）頂部，用于提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。移動塊（26）螺紋連接于絲桿（25）表面，通過旋轉(zhuǎn)絲桿（25）實現(xiàn)沿軸向的移動。連接板（27）固定連接在移動塊（26）一側(cè)，并與夾持板（28）相連，用于對機電設備進行夾持固定。移動塊（26）的內(nèi)部通過滑動桿（23）滑動連接，進一步增強了結(jié)構(gòu)的定位精度和運行穩(wěn)定性。

該設計通過電機（24）驅(qū)動絲桿（25）旋轉(zhuǎn)，使移動塊（26）在線性軌跡上精確移動，從而帶動連接板（27）和夾持板（28）對機電設備進行高效夾持和穩(wěn)固。相比于傳統(tǒng)人工搬運方式，這一創(chuàng)新設計大幅減少了人工操作環(huán)節(jié)，顯著提高了設備的轉(zhuǎn)運效率，同時簡化了操作流程，降低了勞動強度。此外，夾持機構(gòu)能夠適應多種尺寸和形狀的設備，具有較強的通用性和靈活性，在節(jié)省作業(yè)時間的同時，進一步提升了轉(zhuǎn)運工作的便捷性和可靠性。其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2.3 增強抗干擾性能的擋板設計

通過優(yōu)化防護機構(gòu)（3）結(jié)構(gòu)設計，提升了裝置在惡劣天氣條件下的安全性與可靠性。如圖4所示，防護機構(gòu)（3）包括固定板（31）防護板（32）滑軌（33）螺絲（34）和支撐柱（35）。固定板（31）固定安裝在電機（24）的頂部，為防護結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)支撐；支撐柱（35）固定連接于固定板（31）的底部，其另一端與頂板（21）頂部相連，確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性；防護板（32）固定連接在固定板（31）的一側(cè)，為機電設備提供直接的防護功能；滑軌（33）設置在防護板（32）的一側(cè)，與滑塊（16）的表面滑動連接，實現(xiàn)防護板（32）的靈活調(diào)節(jié)；螺絲（34）通過螺紋連接固定于防護板（32）與螺紋孔（17），確保防護板（32）的穩(wěn)定性與定位精度。

該設計通過滑軌（33）與滑塊（16）的靈活配合，在使用螺絲（34）固定后，能夠快速調(diào)整和鎖定防護板（32）的位置，有效遮擋機電設備，避免因降雨或其他惡劣環(huán)境條件對設備造成損害。這種防護結(jié)構(gòu)設計操作簡便，使用靈活，大幅提升了裝置在復雜天氣條件下的適應性與安全性。同時，防護機構(gòu)（3）對設備的保護性能顯著增強，既提高了設備運行的可靠性，也為軌道交通機電設備的安全轉(zhuǎn)運提供了重要保障。

3結(jié)束語

本設計針對軌道交通機電設備在復雜工況下的轉(zhuǎn)運需求，提出了一種集穩(wěn)定性、便捷性和安全性于一體的轉(zhuǎn)運裝置。通過對底座、固定機構(gòu)和防護機構(gòu)的創(chuàng)新設計，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與功能的強化。在抗干擾性能方面，滑動擋板與防護機構(gòu)的聯(lián)合設計，有效抵御了外界環(huán)境的影響，顯著提高了設備的運行安全性。在效率提升方面，通過引入電機驅(qū)動的夾持機構(gòu)，減少了人工參與，提高了設備轉(zhuǎn)運效率，降低了勞動強度。本研究為軌道交通領(lǐng)域機電設備的高效轉(zhuǎn)運提供了新思路和技術(shù)參考，具有廣泛的應用價值。未來，可進一步結(jié)合智能化技術(shù)與數(shù)字化管理，實現(xiàn)轉(zhuǎn)運裝置的全自動化與智能控制，從而更好地適應軌道交通系統(tǒng)的高效運行需求。

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