有砟軌道自動控制換軌機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及現(xiàn)場自動更換鐵路鋼軌的智能施工設備，具體是一種用于有砟軌道自動控制換軌機器人，屬于鐵路工程機械。
【背景技術】
[0002]在國家“一帶一路”總體戰(zhàn)略驅動下，國家“高鐵”技術推廣的應用背景中，鐵路建設將成為國家規(guī)劃與工程應用領域至關重要的一環(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。有砟軌道具有鋪設簡便、綜合造價低廉的特點，但易變形，維修費用大，列車速度慢，車廂舒適性差。大型自動化有砟軌道建設與維修裝備的設計與發(fā)展，將成為目前軌道建設工程應用領域的關鍵一環(huán)。
[0004]智能換軌裝備是在鐵道線路上用于拆除舊鋼軌，鋪設新鋼軌的施工作業(yè)車輛的基礎上，加裝自動智能控制系統(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)時需由工程軌道車牽引。
[0005]目前使用的換軌車，在曲線換軌時效果不理想。曲線換軌時，隨著曲線長度的增長，相錯量逐漸增大，導致?lián)Q軌車經(jīng)常出現(xiàn)掉道現(xiàn)象。新?lián)Q鋼軌在曲線換軌時依靠曲線上既有鋼軌自身重力隨動擺頭，雖然可以使曲線新?lián)Q長鋼軌入槽，但在曲線上起始點開始換軌時，需人力推動對位，在緩圓點以及曲線終點時，前導軌槽不能回位，也需人工推動前一導軌槽以方便入槽。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)明內容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種有砟軌道自動控制換軌機器人，能夠解決包括高速鐵路軌道在內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化率高、人工負擔小的特點，另有換軌精度準確、工作周期短、適應多路段換軌要求的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明的有砟軌道自動控制換軌機器人，包括平板拖車、換軌機構和控制系統(tǒng);所述換軌機構包括連接于平板拖車的懸臂梁、用于驅動懸臂梁升降的驅動裝置、安裝于懸臂梁的換軌龍口和安裝于平板拖車的新軌撥輪;所述換軌龍口上設有用于進行交叉式換軌的兩個舊軌導向口和兩個新軌導向口。
[0008]進一步，所述換軌機構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向口的舊軌起吊架。
[0009]進一步，所述換軌機構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]進一步，所述新軌導向口和舊軌導向口處均設有豎向排列的兩個水平導輪和橫向排列的兩個立式導輪，兩個水平導輪與兩個立式導輪圍成供相應鐵軌穿過的導向口。
[0011]進一步，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。
[0012]進一步，所述十字軸的一根軸豎直設置并轉動連接于平板拖車，十字軸與平板拖車之間設有用于對十字軸進行轉動限位的限位機構;所述限位機構包括蝸桿、蝸輪、卷筒和小體立輪;所述蝸桿通過錐齒輪傳動連接于十字軸;所述蝸輪、卷筒和小體立輪均成對設置并對稱的分列于蝸桿徑向兩側;蝸輪與蝸桿傳動連接形成蝸輪蝸桿副;卷筒通過錐齒輪傳動連接于相應蝸輪，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]進一步，所述驅動裝置為安裝于平板拖車的卷揚機以及用于控制卷揚機工作狀態(tài)的電氣部件;所述平板拖車及懸臂梁上均設有用于連接卷揚機的鋼索的滑輪。
[0014]進一步，所述控制系統(tǒng)包括上位工控機、下位運動控制器、激光傳感器、壓力傳感器和CCD視覺攝像機;平板拖車由工程牽引車提供牽引動力，上位工控機與工程牽引車的動力系統(tǒng)以及下位運動控制器之間通過傳輸總線連接，下位運動控制器連接于卷揚機用于控制卷揚機的工作狀態(tài)，所述激光傳感器為多個并均勻的分布于平板拖車四周用于檢測平板拖車周圍預定范圍內是否有障礙物;所述CCD視覺攝像機安裝于換軌龍口用于檢測新軌的鋪設位置是否符合要求;所述壓力傳感器安裝于卷揚機用于檢測卷揚機的卷筒所受到鋼索的反力，所述激光傳感器、CCD視覺攝像機和壓力傳感器連接于上位工控機的信號輸入端使平板拖車四周預定范圍內出現(xiàn)障礙物、新軌的鋪設位置不符合要求或卷揚機的卷筒所受到鋼索的反力超過預定值時向工程牽引車的動力系統(tǒng)及下位運動控制器發(fā)出停機信號進而控制工程牽引車停車同時卷揚機停轉。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的有砟軌道自動控制換軌機器人，能夠解決包括高速鐵路軌道在內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化率高、人工負擔小的特點，另有換軌精度準確、工作周期短、適應多路段換軌要求的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖；
[0018]圖3為限位機構的結構示意圖；
[0019]圖4為換軌龍口的局部視圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1為本發(fā)明的結構不意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為限位機構的結構不意圖；圖4為換軌龍口的局部視圖，如圖所示:本實施例的有砟軌道自動控制換軌機器人，包括平板拖車1、換軌機構和控制系統(tǒng);所述換軌機構包括連接于平板拖車I的懸臂梁2、用于驅動懸臂梁2升降的驅動裝置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上設有用于進行交叉式換軌的兩個舊軌導向口 6和兩個新軌導向口 7;新軌導向口7與新軌鋪設的目標位置相對，兩個舊軌導向口6設于兩個新軌導向口7的外側，施工前新軌放置于舊軌兩側，施工時將新軌搭在新軌撥輪5上并穿過新軌導向口 7，而舊軌直接穿過舊軌導向口6，使新軌和舊軌呈交叉式結構，隨著平板拖車I的行進，實現(xiàn)新舊軌道的更換，能夠解決包括高速鐵路軌道在內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化率高、人工負擔小的特點，另有換軌精度準確、工作周期短、適應多路段換軌要求的優(yōu)點。
[0021]本實施例中，所述換軌機構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向口 6的舊軌起吊架8，所述換軌機構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與舊軌導向口 6相對設置，新軌起吊架9與新軌撥輪5相對設置，可通過車載的舊軌起吊架8和新軌起吊架9將相應的鋼軌吊起，便于操作，降低操作人員勞動強度。
[0022]本實施例中，所述新軌導向口7和舊軌導向口6處均設有豎向排列的兩個水平導輪10和橫向排列的兩個立式導輪11，兩個水平導輪10與兩個立式導輪11圍成供相應鐵軌穿過的導向口；水平導輪10的轉軸水平設置，立式導輪11的轉軸豎直設置，鋼軌穿過相應導向口后，兩個水平導輪10分列于鋼軌的上下兩側并沿豎向對鋼軌進行定位，兩個立式導輪11分列于鋼軌的左右兩側并沿橫向對鋼軌進行定位，不僅能對鋼軌進行有效的導向，而且換軌精度準確，能保證施工質量，縮短工作周期。
[0023]本實施例中，所述懸臂梁2通過十字軸12連接于平板拖車I使懸臂梁