有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及現(xiàn)場自動(dòng)更換鐵路鋼軌的智能施工設(shè)備，具體是一種用于有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人，屬于鐵路工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]在國家“一帶一路”總體戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，國家“高鐵”技術(shù)推廣的應(yīng)用背景中，鐵路建設(shè)將成為國家規(guī)劃與工程應(yīng)用領(lǐng)域至關(guān)重要的一環(huán)。
[0003]目前，我國鐵路鐵軌主要采用有砟軌道，有砟軌道就是傳統(tǒng)的鋪枕木和石子的軌道。有砟軌道具有鋪設(shè)簡便、綜合造價(jià)低廉的特點(diǎn)，但易變形，維修費(fèi)用大，列車速度慢，車廂舒適性差。大型自動(dòng)化有砟軌道建設(shè)與維修裝備的設(shè)計(jì)與發(fā)展，將成為目前軌道建設(shè)工程應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵一環(huán)。
[0004]智能換軌裝備是在鐵道線路上用于拆除舊鋼軌，鋪設(shè)新鋼軌的施工作業(yè)車輛的基礎(chǔ)上，加裝自動(dòng)智能控制系統(tǒng)，現(xiàn)有的換軌裝備主要有基于NX70路用平車或自制平車上加裝一套換軌裝置的換軌車，快速換軌車和分體式聯(lián)合換軌車三種類型。其中，在平車上加裝換軌裝置的換軌車又分為套筒式整體換軌車、龍門式整體換軌車及桁架式整體換軌車三種類型。在平車上加裝換軌裝置的換軌車均無自走行作業(yè)功能，作業(yè)時(shí)需由工程軌道車牽引。
[0005]目前使用的換軌車，在曲線換軌時(shí)效果不理想。曲線換軌時(shí)，隨著曲線長度的增長，相錯(cuò)量逐漸增大，導(dǎo)致?lián)Q軌車經(jīng)常出現(xiàn)掉道現(xiàn)象。新?lián)Q鋼軌在曲線換軌時(shí)依靠曲線上既有鋼軌自身重力隨動(dòng)擺頭，雖然可以使曲線新?lián)Q長鋼軌入槽，但在曲線上起始點(diǎn)開始換軌時(shí)，需人力推動(dòng)對位，在緩圓點(diǎn)以及曲線終點(diǎn)時(shí)，前導(dǎo)軌槽不能回位，也需人工推動(dòng)前一導(dǎo)軌槽以方便入槽。另外，由于新、舊軌之間產(chǎn)生的鋼軌橫向力影響，更換一定長度后，鋼軌入槽困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人，能夠解決包括高速鐵路軌道在內(nèi)的有砟鐵路軌道換軌問題，具有在有砟軌道換軌工程中自動(dòng)化率高、人工負(fù)擔(dān)小的特點(diǎn)，另有換軌精度準(zhǔn)確、工作周期短、適應(yīng)多路段換軌要求的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人，包括平板拖車、換軌機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng);所述換軌機(jī)構(gòu)包括連接于平板拖車的懸臂梁、用于驅(qū)動(dòng)懸臂梁升降的驅(qū)動(dòng)裝置、安裝于懸臂梁的換軌龍口和安裝于平板拖車的新軌撥輪;所述換軌龍口上設(shè)有用于進(jìn)行交叉式換軌的兩個(gè)舊軌導(dǎo)向口和兩個(gè)新軌導(dǎo)向口。
[0008]進(jìn)一步，所述換軌機(jī)構(gòu)還包括安裝于懸臂梁的用于將舊軌端部吊起以便于穿過舊軌導(dǎo)向口的舊軌起吊架。
[0009]進(jìn)一步，所述換軌機(jī)構(gòu)還包括安裝于平板拖車的用于將新軌端部吊起以便于搭在新軌撥輪上的新軌起吊架。
[0010]進(jìn)一步，所述新軌導(dǎo)向口和舊軌導(dǎo)向口處均設(shè)有豎向排列的兩個(gè)水平導(dǎo)輪和橫向排列的兩個(gè)立式導(dǎo)輪，兩個(gè)水平導(dǎo)輪與兩個(gè)立式導(dǎo)輪圍成供相應(yīng)鐵軌穿過的導(dǎo)向口。
[0011]進(jìn)一步，所述懸臂梁通過十字軸連接于平板拖車使懸臂梁能夠升降和水平擺動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步，所述十字軸的一根軸豎直設(shè)置并轉(zhuǎn)動(dòng)連接于平板拖車，十字軸與平板拖車之間設(shè)有用于對十字軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)限位的限位機(jī)構(gòu);所述限位機(jī)構(gòu)包括蝸桿、蝸輪、卷筒和小體立輪;所述蝸桿通過錐齒輪傳動(dòng)連接于十字軸;所述蝸輪、卷筒和小體立輪均成對設(shè)置并對稱的分列于蝸桿徑向兩側(cè);蝸輪與蝸桿傳動(dòng)連接形成蝸輪蝸桿副;卷筒通過錐齒輪傳動(dòng)連接于相應(yīng)蝸輪，卷筒上纏繞有限位鋼絲繩，所述限位鋼絲繩通過小體立輪變向后纏繞于十字軸。
[0013]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)裝置為安裝于平板拖車的卷揚(yáng)機(jī)以及用于控制卷揚(yáng)機(jī)工作狀態(tài)的電氣部件;所述平板拖車及懸臂梁上均設(shè)有用于連接卷揚(yáng)機(jī)的鋼索的滑輪。
[0014]進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括上位工控機(jī)、下位運(yùn)動(dòng)控制器、激光傳感器、壓力傳感器和CCD視覺攝像機(jī);平板拖車由工程牽引車提供牽引動(dòng)力，上位工控機(jī)與工程牽引車的動(dòng)力系統(tǒng)以及下位運(yùn)動(dòng)控制器之間通過傳輸總線連接，下位運(yùn)動(dòng)控制器連接于卷揚(yáng)機(jī)用于控制卷揚(yáng)機(jī)的工作狀態(tài)，所述激光傳感器為多個(gè)并均勻的分布于平板拖車四周用于檢測平板拖車周圍預(yù)定范圍內(nèi)是否有障礙物;所述CCD視覺攝像機(jī)安裝于換軌龍口用于檢測新軌的鋪設(shè)位置是否符合要求;所述壓力傳感器安裝于卷揚(yáng)機(jī)用于檢測卷揚(yáng)機(jī)的卷筒所受到鋼索的反力，所述激光傳感器、CCD視覺攝像機(jī)和壓力傳感器連接于上位工控機(jī)的信號(hào)輸入端使平板拖車四周預(yù)定范圍內(nèi)出現(xiàn)障礙物、新軌的鋪設(shè)位置不符合要求或卷揚(yáng)機(jī)的卷筒所受到鋼索的反力超過預(yù)定值時(shí)向工程牽引車的動(dòng)力系統(tǒng)及下位運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出停機(jī)信號(hào)進(jìn)而控制工程牽引車停車同時(shí)卷揚(yáng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人，能夠解決包括高速鐵路軌道在內(nèi)的有砟鐵路軌道換軌問題，具有在有砟軌道換軌工程中自動(dòng)化率高、人工負(fù)擔(dān)小的特點(diǎn)，另有換軌精度準(zhǔn)確、工作周期短、適應(yīng)多路段換軌要求的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖；
[0018]圖3為限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為換軌龍口的局部視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不意圖；圖4為換軌龍口的局部視圖，如圖所示:本實(shí)施例的有砟軌道自動(dòng)控制換軌機(jī)器人，包括平板拖車1、換軌機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng);所述換軌機(jī)構(gòu)包括連接于平板拖車I的懸臂梁2、用于驅(qū)動(dòng)懸臂梁2升降的驅(qū)動(dòng)裝置3、安裝于懸臂梁2的換軌龍口 4和安裝于平板拖車I的新軌撥輪5;所述換軌龍口 4上設(shè)有用于進(jìn)行交叉式換軌的兩個(gè)舊軌導(dǎo)向口 6和兩個(gè)新軌導(dǎo)向口 7;新軌導(dǎo)向口7與新軌鋪設(shè)的目標(biāo)位置相對，兩個(gè)舊軌導(dǎo)向口6設(shè)于兩個(gè)新軌導(dǎo)向口7的外側(cè)，施工前新軌放置于舊軌兩側(cè)，施工時(shí)將新軌搭在新軌撥輪5上并穿過新軌導(dǎo)向口 7，而舊軌直接穿過舊軌導(dǎo)向口6，使新軌和舊軌呈交叉式結(jié)構(gòu)，隨著平板拖車I的行進(jìn)，實(shí)現(xiàn)新舊軌道的更換，能夠解決包括高速鐵路軌道在內(nèi)的有砟鐵路軌道換軌問題，具有在有砟軌道換軌工程中自動(dòng)化率高、人工負(fù)擔(dān)小的特點(diǎn)，另有換軌精度準(zhǔn)確、工作周期短、適應(yīng)多路段換軌要求的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]本實(shí)施例中，所述換軌機(jī)構(gòu)還包括安裝于懸臂梁2的用于將舊軌端部吊起以便于穿過舊軌導(dǎo)向口 6的舊軌起吊架8，所述換軌機(jī)構(gòu)還包括安裝于平板拖車I的用于將新軌端部吊起以便于搭在新軌撥輪5上的新軌起吊架9，舊軌起吊架8與舊軌導(dǎo)向口 6相對設(shè)置，新軌起吊架9與新軌撥輪5相對設(shè)置，可通過車載的舊軌起吊架8和新軌起吊架9將相應(yīng)的鋼軌吊起，便于操作，降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0022]本實(shí)施例中，所述新軌導(dǎo)向口7和舊軌導(dǎo)向口6處均設(shè)有豎向排列的兩個(gè)水平導(dǎo)輪10和橫向排列的兩個(gè)立式導(dǎo)輪11，兩個(gè)水平導(dǎo)輪10與兩個(gè)立式導(dǎo)輪11圍成供相應(yīng)鐵軌穿過的導(dǎo)向口；水平導(dǎo)輪10的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，立式導(dǎo)輪11的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，鋼軌穿過相應(yīng)導(dǎo)向口后，兩個(gè)水平導(dǎo)輪10分列于鋼軌的上下兩側(cè)并沿豎向?qū)︿撥夁M(jìn)行定位，兩個(gè)立式導(dǎo)輪11分列于鋼軌的左右兩側(cè)并沿橫向?qū)︿撥夁M(jìn)行定位，不僅能對鋼軌進(jìn)行有效的導(dǎo)向，而且換軌精度準(zhǔn)確，能保證施工質(zhì)量，縮短工作周期。
[0023]本實(shí)施例中，所述懸臂梁2通過十字軸12連接于平板拖車I使懸臂梁