本發(fā)明屬于激光加工相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種在線式鋼軌激光加工車。

背景技術(shù)：

隨著列車速度、運量和軸重的提高，鋼軌由于受到車輪的撞擊和摩擦的雙重作用，磨損失效的速率越來越快。國內(nèi)外一般常規(guī)提高鋼軌壽命的方法主要集中在鋼軌熱處理方法和鋼軌材料兩方面。隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者將激光表面強化技術(shù)應(yīng)用于鋼軌的表面處理，并取得了較好的實驗效果。

鋼軌激光表面強化的方法不僅可以在生產(chǎn)車間內(nèi)實現(xiàn)定點加工，還可使用專用的移動式裝備在鐵道現(xiàn)場進行在線式鋼軌激光處理，如公告號為cn101403030的專利公開了一種用于鋼軌表面強韌化處理的在線激光加工設(shè)備，所述在線激光加工設(shè)備包括激光加工車及動力系統(tǒng)集裝箱，其中，激光加工車具有重量輕、機動靈活的特點；動力系統(tǒng)集裝箱內(nèi)包含有發(fā)電機、制冷機、空壓機、冷干機、激光器高壓電源和控制系統(tǒng)等重量相對較大的設(shè)備，該動力系統(tǒng)集裝箱可以根據(jù)軌道的情況載在載重汽車或者鐵路機車上，或者放置在加工現(xiàn)場。然而，1.所述在線激光加工設(shè)備采用分離型搬運式激光加工車，連接激光加工車的光路(光纖)、電路、氣路和水路在搬運前后的拆卸安裝復(fù)雜，設(shè)備整體的使用性和可靠性較低；2.在一些特殊路段(如山區(qū)鐵路)，不能將動力工程車靠近鐵路軌道放置，在動力工程車又不具備鐵路軌道行駛功能的情況下，導(dǎo)致該種組合式鋼軌激光加工設(shè)備無法使用；3.該在線激光加工設(shè)備一次只能對單邊鋼軌的一個工位進行激光加工，鐵路的兩股鋼軌至少有四個工位需要進行激光加工，這些不同工位的激光加工必須依靠人工調(diào)整激光加工頭的位置或者姿態(tài)，很大程度上影響了鋼軌在線激光處理的效率，自動化程度較低。相應(yīng)地，本領(lǐng)域存在著發(fā)展一種能夠提高效率及自動化程度的在先激光處理設(shè)備的技術(shù)需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種在線式鋼軌激光加工車，其基于在線鋼軌激光處理的特點，針對在線激光處理設(shè)備的部件及部件聯(lián)接關(guān)系進行了設(shè)計。所述在線式鋼軌激光加工車采用分離組合的結(jié)構(gòu)方式，其處于激光加工的工作狀態(tài)時，激光加工工程車伴隨激光加工小車運動，如此可以避免激光加工工程車的車身震動、運動精度等對鋼軌激光加工精度的不利影響；所述在線式鋼軌激光加工車處于非激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車收容于所述激光加工工程車作為一整體結(jié)構(gòu)形式，激光加工工程車可以載激光加工小車快速到達或者離開現(xiàn)場，降低了耗時，提高了效率。此外，運動執(zhí)行機構(gòu)能夠自動調(diào)整兩個聯(lián)接架之間的距離，使得激光加工小車兩邊車輪之間的寬度與兩股鋼軌之間的距離相適應(yīng)，避免了激光加工小車的蛇形運動，提高了鋼軌激光加工的準確性，有利于提高加工質(zhì)量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種在線式鋼軌激光加工車，其包括激光加工工程車及激光加工小車，其特征在于：所述激光加工工程車連接于所述激光加工小車；所述在線式鋼軌激光加工車還包括運送機構(gòu)，所述運送機構(gòu)設(shè)置在所述激光加工工程車上；所述運送機構(gòu)通過移動及轉(zhuǎn)動來將所述激光加工小車運入所述激光加工工程車或者自所述激光加工工程車運出并將所述激光加工小車放置于鋼軌上；

所述激光加工工程車(1)與所述激光加工小車(2)為一分離組合的結(jié)構(gòu)，所述激光加工小車(2)收容于所述激光加工工程車(1)時，所述激光加工工程車(1)能夠載所述激光加工小車(2)運行；所述激光加工小車(2)被所述運送機構(gòu)(3)放置于所述鋼軌上時，所述激光加工工程車(1)伴隨所述激光加工小車(2)在所述鋼軌上運動，且兩者之間的距離保持在預(yù)定范圍內(nèi)。

進一步地，所述激光加工工程車內(nèi)設(shè)置有車頭駕駛控制室及車尾駕駛控制室，所述車頭駕駛控制室內(nèi)設(shè)置有牽引控制系統(tǒng)第一操作界面及激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面；所述車尾駕駛控制室內(nèi)設(shè)置有牽引控制系統(tǒng)第二操作界面及激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面；所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面的功能與所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面的功能相同；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面的功能與所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面的功能也相同；

所述在線式鋼軌激光加工車處于激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車設(shè)置在所述鋼軌上，其運動由所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面控制，以滿足激光加工的要求；與此同時，所述激光加工工程車在鋼軌上的運動由所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面控制，以使所述激光加工工程車使跟隨所述激光加工小車；所述在線式鋼軌激光加工車處于非激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車收容于所述激光加工工程車內(nèi)，此時所述激光加工車的運行速度大于其在激光加工的工作狀態(tài)時的運行速度。

進一步地，所述激光加工小車包括第一運動執(zhí)行機構(gòu)及連接于所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)的第一組激光加工頭，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)為三軸機構(gòu)，其通過移動及轉(zhuǎn)動可以調(diào)整所述第一組激光加工頭的位置及姿態(tài)，進而使所述第一組激光加工頭對雙軌的不同部位進行激光加工。

進一步地，所述激光加工小車還包括小車車身主體、第二運動執(zhí)行機構(gòu)及第二組激光加工頭，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)及所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)分別連接于所述小車車身主體相背的兩端，且兩者的結(jié)構(gòu)相同；所述第二組激光加工頭連接于所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與所述第一組激光加工頭的結(jié)構(gòu)相同；所述第一組激光加工頭和所述第二組激光加工頭各自包括兩個以上的激光加工頭。

進一步地，所述小車車身主體包括車架、滑動的連接于所述車架相背的兩端的第一聯(lián)接架及第二聯(lián)接架、固定在所述車架上且位于所述第一聯(lián)接架與所述第二聯(lián)接架之間的第一前輪氣缸及第二前輪氣缸、安裝于所述第一聯(lián)接架底端的第一前輪及第一后輪、安裝于所述第二聯(lián)接架底部的第二前輪及第二后輪、連接所述第一前輪氣缸的活塞桿及所述第一聯(lián)接架的第一前輪彈簧及連接所述第二前輪氣缸的活塞桿及所述第二聯(lián)接架的第二前輪彈簧，通過調(diào)整所述第一前輪氣缸及所述第二前輪氣缸的氣壓值來分別調(diào)節(jié)所述第一前輪彈簧及所述第二前輪彈簧的壓縮量，進而調(diào)節(jié)所述第一聯(lián)接架及所述第二聯(lián)接架之間的距離，使得所述第一前輪的邊緣、所述第二前輪的邊緣主動抵靠兩側(cè)鋼軌、所述第一后輪的邊緣及所述第二后輪的邊緣分別抵靠兩側(cè)鋼軌。

進一步地，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)包括z軸工作臺、z軸伺服電機、z軸溜板、y軸工作臺、y軸伺服電機、y軸溜板、a軸工作臺、a軸伺服電機及a軸支架；所述z軸工作臺固定連接于所述小車車身主體；所述z軸伺服電機連接于所述z軸工作臺的一端，其通過絲杠螺母副連接于所述z軸溜板，并用于帶動所述z軸溜板上下移動；所述z軸溜板與所述y軸工作臺固定連接，所述y軸伺服電機固定在所述y軸工作臺的一端，其通過滾珠絲杠螺母副與所述y軸溜板相連接且能夠帶動所述y軸溜板左右移動；所述y軸溜板與所述a軸工作臺固定連接；所述a軸伺服電機連接于所述a軸工作臺；所述a軸伺服電機連接所述a軸支架且用于帶動所述a軸支架旋轉(zhuǎn)，所述a軸支架與所述第一組激光加工頭相連接。

進一步地，所述z軸工作臺的長度方向與所述y軸工作臺的長度方向垂直；所述a軸支架繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸垂直于所述y軸工作臺。

進一步地，所述運送機構(gòu)包括兩組支架、兩組滾輪、第一導(dǎo)軌、與所述第一導(dǎo)軌間隔設(shè)置的第二導(dǎo)軌、平臺、第一水平伺服電機及第二水平伺服電機；兩組支架分別為第一組支架及第二組支架，所述第一組支架與所述第一組支架間隔設(shè)置；所述第一組支架的兩端分別連接所述第一導(dǎo)軌及所述激光加工工程車的底板；所述第二組支架的兩端分別連接所述第二導(dǎo)軌及所述激光加工工程車的底板；所述第一水平伺服電機及所述第二水平伺服電機分別固定連接于所述平臺相背的兩端；兩組滾輪分別為第一組滾輪及第二組滾輪，所述第一水平伺服電機的輸出軸通過齒輪副連接于所述第一組滾輪，其用于帶動所述第一組滾輪沿所述第一導(dǎo)軌滾動；所述第二水平伺服電機的輸出軸通過齒輪副連接于所述第二組滾輪，其用于帶動所述第二組滾輪沿所述第二導(dǎo)軌滾動。

進一步地，所述運送機構(gòu)還包括豎直伺服電機、減速機、鋼絲盤、伸縮桿及拉抓機構(gòu)，所述豎直伺服電機固定在所述平臺上，其輸出軸連接于所述減速機；所述減速機固定在所述平臺上，其連接所述豎直伺服電機及所述鋼絲盤；所述鋼絲盤連接于所述伸縮桿；所述拉抓機構(gòu)連接于所述伸縮桿遠離所述平臺的一端，其用于抓緊或者松開所述激光加工小車；所述豎直伺服電機通過所述減速機帶動所述鋼絲盤轉(zhuǎn)動，從而使所述鋼絲盤的鋼絲繩放長或者縮短來拉動所述伸縮桿伸長或者縮短，進而調(diào)整所述拉抓機構(gòu)的位置。

進一步地，所述激光加工工程車上設(shè)置有距離傳感器；所述距離傳感器用于實時檢測所述激光加工工程車及所述激光加工小車之間的距離并將檢測結(jié)果實時反饋給牽引控制系統(tǒng)第一操作界面或牽引控制系統(tǒng)第二操作界面，所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面依據(jù)所述檢測結(jié)果來控制所述激光加工工程車的運動，以使所述激光加工工程車與所述激光加工小車兩者之間的距離保持在預(yù)定范圍內(nèi)。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的在線式鋼軌激光加工車主要具有以下優(yōu)點：

(1)所述在線式鋼軌激光加工車采用分離組合的結(jié)構(gòu)方式，其處于激光加工的工作狀態(tài)時，激光加工工程車伴隨激光加工小車運動，如此可以避免激光加工工程車的車身震動、運動精度等對鋼軌激光加工精度的不利影響；所述在線式鋼軌激光加工車處于非激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車收容于所述激光加工工程車作為一整體結(jié)構(gòu)，激光加工工程車載激光加工小車快速到達或者離開現(xiàn)場，降低了耗時，提高了效率；

(2)通過調(diào)整所述第一前輪氣缸及所述第二前輪氣缸的氣壓值來分別調(diào)節(jié)所述第一前輪彈簧及所述第二前輪彈簧的壓縮量，進而調(diào)節(jié)所述第一聯(lián)接架及所述第二聯(lián)接架之間的距離，使得所述第一前輪的邊緣、所述第二前輪的邊緣主動抵靠兩側(cè)鋼軌，所述第一后輪的邊緣及所述第二后輪的邊緣在各自氣缸和彈簧的作用下也可以分別抵靠兩側(cè)鋼軌，實現(xiàn)了激光加工小車兩側(cè)車輪之間的距離隨兩股鋼軌之間的距離變化的自適應(yīng)調(diào)整，避免了激光加工小車在軌道上出現(xiàn)蛇形運動，且使激光加工小車上的激光加工頭相對鋼軌的位置不受鋼軌之間距離變化的影響，提高了鋼軌在線激光加工的準確性，有利于提高鋼軌激光加工質(zhì)量；

(3)所述距離傳感器用于實時檢測所述激光加工工程車及所述激光加工小車之間的距離并將檢測結(jié)果實時反饋給所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面或牽引控制系統(tǒng)第二操作界面，所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面依據(jù)所述檢測結(jié)果來控制所述激光加工工程車的運動，以使所述激光加工工程車與所述激光加工小車兩者之間的距離保持在預(yù)定范圍內(nèi)，保證了加工過程的穩(wěn)定性，避免了激光加工工程車與激光加工小車相撞；

(4)激光加工工程車與激光加工小車始終處于連接狀態(tài)，采用連接組件解決了激光加工過程車與激光小車之間的光路、電路、氣路及水路等的連接及運動問題，在激光加工工程車與激光加工小車的分離與整合過程中這些光路(光纖)、電路、氣路和水路始終處于連接狀態(tài)，避免了拆卸安裝，提高了設(shè)備的使用性及可靠性，降低了整體使用時間，實用性較強；

(5)運動執(zhí)行機構(gòu)為三軸機構(gòu)，其可以實現(xiàn)激光加工頭的豎直方向上的運動、水平方向的運動及轉(zhuǎn)動，第一組激光加工頭和所述第二組激光加工頭均可以分別移動并旋轉(zhuǎn)到兩根鋼軌中任意一根的待加工區(qū)域，使得激光加工頭可以對鋼軌的正面及側(cè)面進行激光加工，且可以滿足兩股鋼軌不同部位的激光加工，提高了加工效率及自動化程度，靈活性較高；

(6)運送機構(gòu)可以實現(xiàn)激光加工小車位置的快速調(diào)整，且可以快速的將激光加工小車運入或者運出激光加工工程車，提高了自動化程度，避免了人為放置激光加工小車；

(7)激光加工工程車的車頭及車尾處均設(shè)置有駕駛控制室，配合兩套激光加工頭，可以滿足正、反兩個運動方向的鋼軌激光加工的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實施方式提供的在線式鋼軌激光加工車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的在線式鋼軌激光加工車使用時的示意圖；

圖3是圖1中的在線式鋼軌激光加工車使用結(jié)束時的示意圖；

圖4是圖1中的在線式鋼軌激光加工車的激光加工小車結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖5是圖4中的激光加工小車的運動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5中的運動執(zhí)行機構(gòu)上的激光加工頭對鋼軌正面進行激光處理時的局部示意圖；

圖7是圖5中的運動執(zhí)行機構(gòu)上的激光加工頭對鋼軌側(cè)面進行激光處理時的示意圖；

圖8是圖5中的運動執(zhí)行機構(gòu)上的激光加工頭對鋼軌側(cè)面進行激光處理時的另一示意圖；

圖9是圖1中的在線式鋼軌激光加工車的運送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是圖4中的激光加工小車處于使用狀態(tài)的側(cè)視圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1-激光加工工程車，2-激光加工小車，2.1-小車車身主體，2.11-車架，2.12-第一聯(lián)接架，2.12’-第二聯(lián)接架，2.13-第一前輪氣缸，2.13’-第二前輪氣缸，2.14-第一前輪，2.14’-第二前輪，2.15-第一后輪，2.15’-第二后輪，2.16-拉釘，2.17-第一前輪彈簧，2.17’-第二前輪彈簧，2.2-第一運動執(zhí)行機構(gòu)，2.21-z軸工作臺，2.22-z軸伺服電機，2.23-z軸溜板，2.24-y軸工作臺，2.25-y軸伺服電機，2.26-y軸溜板，2.27-a軸工作臺，2.28-a軸伺服電機，2.29-a軸支架，2.2’-第二運動執(zhí)行機構(gòu)，2.3-第一激光加工頭，2.3’-第二激光加工頭，2.4-第三激光加工頭，2.4’-第四激光激光加工頭，3-運送機構(gòu)，3.1-第一支架，3.1’-第二支架，3.1a-第三支架，3.1a’-第四支架，3.2-第一導(dǎo)軌，3.2’-第二導(dǎo)軌，3.3-第一滾輪，3.3’-第二滾輪，3.3a-第三滾輪，3.3a’-第四滾輪，3.4-平臺，3.5-第一水平伺服電機，3.5’-第二水平伺服電機，3.6-豎直伺服電機，3.7-減速機，3.8-鋼絲盤，3.9-伸縮桿，3.10-拉抓機構(gòu)，4-車頭駕駛控制室，4.1-牽引控制系統(tǒng)第一操作界面，4.2-激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面，5-車尾駕駛控制室，5.1-牽引控制系統(tǒng)第二操作界面，5.2-激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面，6-發(fā)電機組，7-空壓機，8-冷干機，9-電氣控制柜，10-送粉器組，11-氣體控制柜，12-激光器組，13-制冷機組，14-窗口，15-隔門，16-距離傳感器，g-第一鋼軌，g’-第二鋼軌。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1至圖3，本發(fā)明較佳實施方式提供的在線式鋼軌激光加工車可以在現(xiàn)場同時對兩股鋼軌的不同部位進行激光加工，且激光加工完畢后可以快速離開現(xiàn)場，所述在線式鋼軌激光加工車具有較高的自動化程度、功能較強，效率較高。

所述在線式鋼軌激光加工車包括激光加工工程車1、激光加工小車2及運送機構(gòu)3，所述激光加工工程車1通過連接組件連接于所述激光加工小車2，所述運送機構(gòu)3設(shè)置在所述激光加工工程車1上。所述在線式鋼軌激光加工車處于激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車2通過所述運送機構(gòu)自所述加工工程車1運出以設(shè)置在鋼軌上；

所述激光加工工程車1內(nèi)設(shè)置有車頭駕駛控制室4及車尾駕駛控制室5，所述車頭駕駛控制室4內(nèi)設(shè)置有牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1及激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2；所述車尾駕駛控制室5內(nèi)設(shè)置有牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1及激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2；所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1的功能與所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1的功能相同；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2的功能與所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2的功能也相同。

所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2始終處于連接狀態(tài)。所述運送機構(gòu)3可分離的連接于所述激光加工小車2，其用于帶動所述激光加工小車2運動并將所述激光加工小車2放置在鋼軌上或者將所述激光加工小車2自鋼軌吊起以將所述激光加工小車2運入所述激光加工工程車1。

所述在線式鋼軌激光加工車處于激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車2設(shè)置在所述鋼軌上，其在鋼軌上的較低速度的精密走形運動通過所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2的運行來實現(xiàn)，以滿足激光加工的要求；與此同時，所述激光加工工程車1在鋼軌上的較低速度的走形運動通過所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1的運行來實現(xiàn)，進而使得所述激光加工工程車1跟隨所述激光加工小車2，且兩者之間的距離保持在預(yù)定范圍內(nèi)；所述在線式鋼軌激光加工車處于非激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車2收容于所述激光加工工程車1內(nèi)，所述激光加工工程車1載所述激光加工小車2的運動通過所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1的運行來實現(xiàn)，并可以在鋼軌上以較快的速度行駛。本實施方式中，所述激光加工工程車1在激光加工的工作狀態(tài)時的運行速度小于其在非激光加工的工作狀態(tài)時的運行速度。

所述在線式鋼軌激光加工車還包括發(fā)電機組6、空壓機7、冷干機8、電氣控制柜9、送粉器組10、氣體控制柜11、激光器組12及制冷機組13，所述發(fā)電機組6用于為所述空壓機7、所述冷干機8、所述電氣控制柜9、所述送粉器組10、所述氣體控制柜11、所述激光器組12及所述制冷機組13提供工作所需要的電能。本實施方式中，所述送粉器組10通過導(dǎo)管將粉末傳輸?shù)剿黾す饧庸ば≤?；所述激光器組12可以為以下激光器中的一種：光纖激光器、二極管泵浦固體激光器、燈泵浦固體激光器、半導(dǎo)體激光器、盤片狀(disk)激光器。所述制冷機組13通過管道給所述激光器組12及所述激光加工小車2上的光學(xué)鏡片提供冷卻水。所述空壓機7的出風(fēng)口通過管道與所述冷干機8的入風(fēng)口相連通，所述冷干機8的出風(fēng)口通過管道傳輸?shù)剿黾す饧庸ば≤?上。

所述激光加工工程車1的底板上設(shè)置有窗口14，所述底板還活動的連接有隔門15，所述隔門15上設(shè)置有距離傳感器16。所述隔門15滑動的連接于所述底板，其通過滑動以封閉或者暴露所述窗口14。所述窗口14用于供所述激光加工小車通過以收容于所述激光加工工程車1或者自所述激光加工工程車1運出。所述距離傳感器16用于實時檢測所述激光加工工程車1及所述激光加工小車2之間的距離。本實施方式中，所述距離傳感器16是激光測距距離傳感器，可以理解，在其他實施方式中，所述距離傳感器16可以為其他類型的距離傳感器，如紅外線測距離傳感器。

本實施方式中，所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1的功能與所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1的功能相同，實際使用時，啟用所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1及所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1中的一套即可，以便控制所述激光加工工程車1的啟動、停止、運行方向及運行速度；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2的功能與所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2的功能相同，實際使用時，啟用兩者中的一個即可。所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2及所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2分別與所述電氣控制柜9、所述激光加工小車2、所述送粉器組10、所述氣體控制柜11、所述激光器組12及所述制冷機組13電性連接，且兩者均可單獨控制所述激光加工小車2的運動。

當所述在線式鋼軌激光加工車需要對鋼軌表面進行激光加工時，所述激光加工工程車1先快速行駛到待加工的鋼軌段位置；之后，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或者所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2先控制所述隔門15打開以將所述窗口14暴露，再控制所述運送機構(gòu)3將所述激光加工小車2通過所述窗口14自所述激光加工工程車1送出并將所述激光加工小車2放置在鋼軌上后，所述運送機構(gòu)3與所述激光加工小車2脫開且收回到所述窗口14內(nèi)。在激光加工過程中，所述激光加工工程車1采用低速模式勻速運行，以保證與所述激光加工小車2的運行速度匹配。同時，所述距離傳感器16實時檢測所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離，并將檢測結(jié)果實時反饋給所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或者牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1。

本實施方式中，所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離預(yù)定為l±s，所述距離傳感器16檢測到的所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離為x，當x≥l+s或者x≤l-s時，表明所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離超出預(yù)定的距離范圍，所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1及時按照負反饋方式調(diào)整所述激光加工工程車1的運行速度，以保證所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離始終處在預(yù)定的距離范圍內(nèi)，進而避免兩車發(fā)生碰撞。當所述激光加工小車2加工完畢后，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.1控制所述運送機構(gòu)3將所述激光加工小車2運送回所述激光加工工程車1內(nèi)，然后再控制所述窗口14處的所述隔門15關(guān)閉。

請參閱圖4，所述激光加工小車2包括小車車身主體2.1、第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2、第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’、第一組激光加工頭及第二組激光加工頭，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2及所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’分別連接于所述小車車身主體2.1相背的兩端，所述第一組激光加工頭及所述第二組激光加工頭分別連接于所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2及所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’。本實施方式中，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2的結(jié)構(gòu)與所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’的結(jié)構(gòu)相同；所述第一組激光加工頭的結(jié)構(gòu)與所述第二組激光加工頭的結(jié)構(gòu)相同；所述第一組激光加工頭包括第一激光加工頭2.3及第三激光加工頭2.4，所述第一激光加工頭2.3與所述第三激光加工頭2.4間隔設(shè)置；所述第二組激光加工頭包括第二激光加工頭2.3’及第四激光加工頭2.4’，所述第二激光加工頭2.3’及所述第四激光加工頭2.4’間隔設(shè)置；可以理解，在其他實施方式中，所述第一組激光加工頭包含的激光加工頭的數(shù)量及所述第二組激光加工頭的數(shù)量均可以大于2個，如為3個、4個、5個。所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2及所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’分別用于帶動所述第一組激光加工頭及所述第二組激光加工頭運動以調(diào)整所述第一組激光加工頭的姿態(tài)及所述第二組激光加工頭的姿態(tài)，進而滿足設(shè)定的激光焦距和激光法向角的要求。本實施方式中，所述激光器組12通過光纖傳輸系統(tǒng)將激光束傳輸?shù)剿龅谝唤M激光加工頭及所述第二組激光加工頭上，并作用于工件表面。

請參閱圖10，所述小車車身主體2.1包括車架2.11、第一聯(lián)接架2.12、第二聯(lián)接架2.12’、第一前輪氣缸2.13、第二前輪氣缸2.13’、第一前輪2.14、第一后輪2.15、第二前輪2.14’、第二后輪2.15’、拉釘2.16、第一前輪彈簧2.17及第二前輪彈簧2.17’，所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’分別滑動的連接于所述車架2.11朝向軌道的一側(cè)。本實施方式中，所述第一連接架2.12的結(jié)構(gòu)與所述第二聯(lián)接架2.12’結(jié)構(gòu)相同；聯(lián)接架與所述車架2.11之間通過直線導(dǎo)軌與滑塊的配合方式進行滑動連接。

所述第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’分別固定在所述車架2.11的底部，兩者與所述第一聯(lián)接架2.12位于所述車架2.11的同一側(cè)。本實施方式中，所述第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’位于所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’之間。所述第一聯(lián)接架2.12的底部安裝有所述第一前輪2.14及所述第一后輪2.15；所述第二聯(lián)接架2.12’的底部安裝有第二前輪2.14’及第二后輪2.15’。所述第一前輪氣缸2.13的活塞桿及所述第二前輪氣缸2.13’的活塞桿分別通過所述第一前輪彈簧2.17及所述第二前輪彈簧2.17’與所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’的內(nèi)側(cè)固定連接。所述拉釘2.16固定在所述車架2.11上，其與所述第一聯(lián)接架2.12分別位于所述車架2.11相背的兩側(cè)。

當所述激光加工小車2下落到鋼軌上后，所述第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’分別按照預(yù)定的氣壓值壓縮所述第一前輪彈簧2.17及所述第二前輪彈簧2.17’以產(chǎn)生一個適當?shù)膲嚎s量；當?shù)谝讳撥塯及第二鋼軌g’之間的距離增大時，所述第一前輪彈簧2.17及所述第二前輪彈簧2.17’則會伸長，從而分別對所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’產(chǎn)生一個朝向鋼軌外側(cè)的推力，所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’在推力作用下分別帶動所述第一前輪2.14及所述第一后輪2.15沿所述車架2.11主動滑動以向所述第一鋼軌g的內(nèi)側(cè)靠近、所述第二前輪2.14’及所述第二后輪2.15’被動滑動以向所述第二鋼軌g’的內(nèi)側(cè)靠近，從而保證所述第一組激光加工頭及所述第二組激光加工頭始終分別對準所述第一鋼軌g及所述第二鋼軌g’上的加工部位。當所述第一鋼軌g及所述第二鋼軌g’之間的距離減小時，所述第一前輪彈簧2.17及所述第二前輪彈簧2.17’則反向增加壓縮量，從而保證所述激光加工小車2對鋼軌激光加工的準確性。

請參閱圖5，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2包括z軸工作臺2.21、z軸伺服電機2.22、z軸溜板2.23、y軸工作臺2.24、y軸伺服電機2.25、y軸溜板2.26、a軸工作臺2.27、a軸伺服電機2.28及a軸支架2.29。本實施方式中，z軸、y軸及a軸相互垂直；所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2為三軸機構(gòu)，其類似三軸機床。所述z軸工作臺2.21固定連接于所述小車車身主體2.1。所述z軸伺服電機2.22連接于所述z軸工作臺2.21的一端，其通過絲杠螺母副連接于所述z軸溜板2.23，并用于帶動所述z軸溜板2.23上下移動。所述z軸溜板2.23與所述y軸工作臺2.24固定連接。本實施方式中，所述z軸工作臺2.21的長度方向與所述y軸工作臺2.24的長度方向垂直。

所述y軸伺服電機2.25固定在所述y軸工作臺2.24的一端，其通過滾珠絲杠螺母副與所述y軸溜板2.26相連接且能夠帶動所述y軸溜板2.26左右移動。所述y軸溜板2.26與所述a軸工作臺2.27固定連接。所述a軸伺服電機2.28連接于所述a軸工作臺2.27。本實施方式中，所述a軸伺服電機2.28依次通過減速機及蝸輪蝸桿帶動所述a軸支架2.29轉(zhuǎn)動，所述a軸支架2.29的旋轉(zhuǎn)角度范圍為-85°～+85°；所述a軸支架2.29與所述第一組激光加工頭相連接。

請參閱圖6，當所述激光加工小車2需要對鋼軌正面部位進行激光加工時，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2控制所述y軸伺服電機2.25帶動所述y軸溜板2.26及所述a軸工作臺2.27一起朝向所述第一鋼軌g的一側(cè)運動，使得所述第一組激光加工頭位于所述第一鋼軌g的正上方；同時，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2控制所述z軸伺服電機2.22帶動所述z軸溜板2.23及所述y軸工作臺2.24一起運動，使得所述第一組激光加工頭的相對焦點落在所述第一鋼軌g的表面上，即完成對所述第一組激光加工頭位置的調(diào)整。

請參閱圖7，當所述激光加工小車2需要對鋼軌內(nèi)側(cè)面部位進行激光加工時，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2控制所述y軸伺服電機2.25帶動y軸溜板2.26及所述a軸工作臺2.27一起運動到靠近所述第一鋼軌g的一側(cè)；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2同時控制所述z軸伺服電機2.22帶動所述z軸溜板2.23及所述y軸工作臺2.24一起向下運動，使所述第一組激光加工頭下降到合適位置；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2還控制所述a軸伺服電機2.28帶動所述a軸支架2.29作順時針旋轉(zhuǎn)運動，使所述第一組激光加工頭對準所述第一鋼軌g的內(nèi)側(cè)面部位，即可完成對所述第一組激光加工頭的位置和姿態(tài)的調(diào)整。

請參閱圖8，所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2對所述第二鋼軌g’的內(nèi)側(cè)面部位進行激光加工時，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2控制所述y軸伺服電機2.25帶動所述y軸溜板2.26及所述a軸工作臺2.27一起運動到靠近所述第二鋼軌g’的一側(cè)；同時，所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2控制所述z軸伺服電機2.22帶動所述z軸溜板2.23及所述y軸工作臺2.24一起向下運動，使所述第一組激光加工頭下降到合適位置；所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2還控制所述a軸伺服電機2.28帶動所述a軸支架2.29作逆時針旋轉(zhuǎn)運動，使所述第一組激光加工頭對準所述第二鋼軌g’的內(nèi)側(cè)面部位，即可完成對所述第一組激光加工頭的位置和姿態(tài)的調(diào)整。

所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2可以同時控制所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’以使所述第二組激光加工頭完成如圖6、7及8所示的位置和姿態(tài)的調(diào)整。通過對所述第一組激光加工頭和所述第二組激光加工頭作不同的位置和姿態(tài)調(diào)整，所述激光加工小車2可以對雙軌(第一鋼軌g及第二鋼軌g’)的不同部位進行多種方式的加工，以滿足不同類型鋼軌對激光加工的要求。

請參閱圖9，所述運送機構(gòu)3包括兩組支架、兩組滾輪、第一導(dǎo)軌3.2、第二導(dǎo)軌3.2’、平臺3.4、第一水平伺服電機3.5、第二水平伺服電機3.5’、豎直伺服電機3.6、減速機3.7、鋼絲盤3.8、伸縮桿3.9及拉抓機構(gòu)3.10，兩組支架分別為第一組支架及第二組支架，所述第一組支架包括第一支架3.1及第二支架3.1’，所述第一支架3.1及所述第二支架3.1’沿同一方向設(shè)置；所述第二組支架包括第三支架3.1a及第四支架3.1a’，所述第三支架3.1a及所述第四支架3.1a’也沿同一方向設(shè)置；所述第一組支架的兩端分別連接所述第一導(dǎo)軌3.2及所述激光加工工程車1的底板；所述第二組支架的兩端分別連接所述第二導(dǎo)軌3.2’及所述激光加工工程車1的底板。本實施方式中，所述第一組支架及所述第二組支架相互間隔且平行設(shè)置。兩組滾輪分別為第一組滾輪及第二組滾輪，所述第一組滾輪及所述第二組滾輪分別設(shè)置在所述第一導(dǎo)軌3.2及所述第二導(dǎo)軌3.2’上，且兩者間隔設(shè)置。所述第一組滾輪包括第一滾輪3.3及第二滾輪3.3’，所述第一滾輪3.3及所述第二滾輪3.3’同軸設(shè)置；所述第二組滾輪包括第三滾輪3.3a及第四滾輪3.3a’，所述第三滾輪3.3a及所述第四滾輪3.3a’同軸設(shè)置。

所述第一水平伺服電機3.5及所述第二水平伺服電機3.5’分別固定連接于所述平臺3.4相背的兩端。所述第一水平伺服電機3.5的輸出軸通過齒輪副連接于所述第一組滾輪，其能夠帶動所述第一組滾輪沿所述第一導(dǎo)軌3.2滾動。所述第二水平伺服電機3.5’的輸出軸通過齒輪副連接于所述第二組滾輪，其能夠帶動所述第二組滾輪沿所述第二導(dǎo)軌3.2’滾動。本實施方式中，所述第一水平伺服電機3.5及所述第二水平伺服電機3.5’同步工作，以使所述平臺3.4可以沿所述第一導(dǎo)軌3.2移動。

所述豎直伺服電機3.6固定在所述平臺3.4的中部，其輸出軸連接于所述減速機3.7。所述減速機3.7固定在所述平臺3.4上，其連接所述豎直伺服電機3.6及所述鋼絲盤3.8。所述鋼絲盤3.8連接于所述伸縮桿3.9。所述拉抓機構(gòu)3.10連接于所述伸縮桿3.9遠離所述平臺3.4的一端，其通過抓緊或者松開所述拉釘2.16，以使所述運送機構(gòu)3與所述激光加工小車2相連接或者相脫離。所述拉抓機構(gòu)3.10是氣動控制的，通過對所述拉抓機構(gòu)3.10的松緊控制以及所述伸縮桿3.9的伸縮控制，即可實現(xiàn)所述運送機構(gòu)3運送所述激光加工小車2進出所述激光加工工程車1的窗口14。所述豎直伺服電機3.6通過所述減速機3.7帶動所述鋼絲盤3.8轉(zhuǎn)動，從而使所述鋼絲盤3.8的鋼絲繩放長或者縮短來拉動所述伸縮桿3.9伸長或者縮短，進而調(diào)整所述拉抓機構(gòu)3.10的位置。

可以理解，在其他實施方式中，所述激光加工工程車1還可以包括鋼軌熱處理系統(tǒng)、鋼軌面清洗系統(tǒng)、監(jiān)視及照明系統(tǒng)、安全防護機構(gòu)等。所述運送機構(gòu)3可以采用其他具有相同功能的機構(gòu)替代。

所述在線式鋼軌激光加工車在現(xiàn)場對鋼軌進行激光強化時，首先啟動所述發(fā)電機組6以為設(shè)備系統(tǒng)供電，選定并啟動牽引控制系統(tǒng)為所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或者牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1，所述激光加工工程車1快速行駛到待加工區(qū)域。

所述激光加工工程車1到達待加工區(qū)域后，選定并啟動激光作業(yè)控制系統(tǒng)為所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或者激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2。通過選定的激光作業(yè)控制系統(tǒng)來控制打開所述激光加工工程車1的底板上的隔門15后，啟動所述運送機構(gòu)3的拉抓機構(gòu)3.10來抓緊所述激光加工小車2的拉釘2.16，以將所述激光加工小車2通過所述窗口14放置到鐵道鋼軌上；之后，控制所述拉抓機構(gòu)3.10松開所述拉釘2.16，同時將所述拉抓機構(gòu)3.10的伸縮桿3.9縮回，此時，所述激光加工小車2與所述激光加工工程車1脫離機械連接，但是，兩者之間仍然有電路、水路、氣路和光路連接。

之后，按照設(shè)定的氣壓對所述車架2.11底部的第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’加載，第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’的活塞桿分別通過所述第一前輪彈簧2.17及所述第二前輪彈簧2.17’頂住所述第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’的內(nèi)側(cè)，從而使所述第一前輪2.14、所述第二前輪2.14’、所述第一后輪2.15及所述第二后輪2.15’的輪緣始終緊靠鋼軌內(nèi)側(cè)，使得所述激光加工小車2兩側(cè)車輪之間的距離可隨兩股鋼軌之間的距離進行自適應(yīng)調(diào)整和變化，這樣可以避免所述激光加工小車2出現(xiàn)蛇形運動，從而保證所述第一組激光加工頭及所述第二組激光加工頭相對鋼軌位置的準確性和穩(wěn)定性。

接著，通過所述第一運動執(zhí)行機構(gòu)2.2或者所述第二運動執(zhí)行機構(gòu)2.2’將所述第一組激光加工頭或者所述第二組激光加工頭的位置調(diào)整到所述第一鋼軌g或者所述第二鋼軌g’的合適位置及姿態(tài)，使所述第一組激光加工頭或者所述第二組激光加工頭處于待加工位置。單個激光加工頭可以對兩股鋼軌中的任意一個的側(cè)面進行激光處理。

接著，開啟所述激光器組12、所述制冷機組13、所述空壓機7、所述冷干機8、所述電氣控制柜9的電源；在選定的激光作業(yè)控制系統(tǒng)操作界面(激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.2或激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.2)上編制激光加工程序，然后開始執(zhí)行激光加工程序；所述激光加工小車2按照設(shè)定的軌跡運動，所述激光器組12輸出的激光束通過光纖傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)剿黾す饧庸ば≤?的第一組激光加工頭或第二組激光加工頭上，并作用于工件表面。在激光加工過程中，所述激光加工工程車1按照低速模式自主勻速運行，所述激光加工工程車1伴隨所述激光加工小車2運動；所述距離傳感器16實時監(jiān)測并反饋所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離，選定的牽引控制系統(tǒng)操作界面(所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1)及時按照負反饋方式調(diào)整所述激光加工工程車1的運行速度，保證所述激光加工工程車1與所述激光加工小車2之間的距離始終處在設(shè)定的距離范圍內(nèi)。

所述激光加工小車2加工完畢后，關(guān)閉所述激光器組12、所述制冷機組13、所述空壓機7、所述冷干機8、所述電氣控制柜9的電源。同時，按照設(shè)定的氣壓對所述車架2.11底部的所述第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’反向加載，所述第一前輪氣缸2.13及所述第二前輪氣缸2.13’的活塞桿帶動第一聯(lián)接架2.12及所述第二聯(lián)接架2.12’回收，從而使所述第一前輪2.14及所述第一后輪2.15離開單邊鋼軌的內(nèi)側(cè)。

接著，通過選定的激光作業(yè)控制系統(tǒng)操作界面(所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述激光作業(yè)控制系統(tǒng)第二操作界面5.1)發(fā)出指令來控制所述運送機構(gòu)3，使所述拉抓機構(gòu)3.10伸出并抓緊所述激光加工小車2的拉釘2.16，以將所述激光加工小車2通過所述窗口14送回所述激光加工工程車1內(nèi)，然后關(guān)閉所述隔門15。

之后，運行選定的牽引控制系統(tǒng)操作界面(所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1)，使所述激光加工工程車1快速離開加工現(xiàn)場，最后依次關(guān)閉選定的牽引控制系統(tǒng)操作界面(所述牽引控制系統(tǒng)第一操作界面4.1或所述牽引控制系統(tǒng)第二操作界面5.1)、所述發(fā)電機組6。在上述過程中，啟用所述送粉器組10以對鋼軌進行在線激光熔覆修復(fù)。

本發(fā)明提供的在線式鋼軌激光加工車，其采用分離組合的結(jié)構(gòu)方式，所述在線式鋼軌激光加工車處于激光加工的工作狀態(tài)時，激光加工工程車伴隨激光加工小車運動，如此可以避免激光加工工程車的車身震動、運動精度等對鋼軌激光加工精度的不利影響；所述在線式鋼軌激光加工車處于非激光加工的工作狀態(tài)時，所述激光加工小車收容于所述激光加工工程車作為一整體結(jié)構(gòu)形式，激光加工工程車可以載激光加工小車快速到達或者離開現(xiàn)場，降低了耗時，提高了效率。此外，運動執(zhí)行機構(gòu)能夠自動調(diào)整兩個聯(lián)接架之間的距離，使得激光加工小車兩邊車輪之間的寬度與兩股鋼軌之間的距離相適應(yīng)，避免了激光加工小車的蛇形運動，提高了鋼軌激光加工的準確性，有利于提高加工質(zhì)量。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。