專利名稱：火車摘鉤機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種鐵路交通領(lǐng)域的火車車廂重新編組裝置。
背景技術(shù)：
我國鐵路編組站的駝峰經(jīng)過四十年的發(fā)展，從無到有，從機(jī)械化、半自動化發(fā)展到綜合自動化，形成了幾十個擁有新技術(shù)裝備的駝峰編組場，大大增加了編組能力，然而貨車行進(jìn)的自動提鉤系統(tǒng)尚未解決。技術(shù)難關(guān)主要有以下幾個方面1.車輛結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2.在運(yùn)動中提鉤，動作不穩(wěn)定。3.提鉤允許時間短。4.工作空間小，動作受到限制。由于以上原因目前提鉤主要靠人工完成，然而人工提鉤勞動強(qiáng)度大，人員易受傷亡，安全性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供在鐵路編組站進(jìn)行車廂從新編組時實(shí)現(xiàn)對火車自動摘鉤的火車摘鉤機(jī)器人。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明火車摘鉤機(jī)器人，其特征是包括腕部摘鉤機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu)，腕部摘鉤機(jī)構(gòu)包括第一電動機(jī)、減速器、手爪，第一電動機(jī)與減速器相連，減速器與手爪相連，第一電動機(jī)驅(qū)動減速器帶動手爪旋轉(zhuǎn)；升降機(jī)構(gòu)包括桿、滑動軸承、滑螺桿、滑螺母、聯(lián)軸器、第二電動機(jī)、底板，桿的一端連接地板、另一端與安裝在滑螺桿上的滑螺母相連，滑螺桿與第二電動機(jī)相連，第二電動機(jī)通過聯(lián)軸器帶動滑螺桿旋轉(zhuǎn)，滑螺桿帶動滑螺母橫向移動從而帶動桿產(chǎn)生升降運(yùn)動；橫移機(jī)構(gòu)包括齒條、第三電動機(jī)、滑動導(dǎo)軌、齒輪軸，齒條安裝在齒輪軸上，齒輪軸安裝在滑動導(dǎo)軌上與第三電機(jī)相連，第三電動機(jī)驅(qū)動齒輪軸轉(zhuǎn)動從而帶動齒條橫向移動；腕部摘鉤機(jī)構(gòu)安裝在升降機(jī)構(gòu)的底板上，升降機(jī)構(gòu)安裝在橫移機(jī)構(gòu)上。本發(fā)明還可以包括I、還包括行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)包括第四電動機(jī)、繩、第一-第四繩輪，第四電動機(jī)固定在火車鐵軌旁，火車鐵軌旁設(shè)置支架，第一繩輪、第二繩輪固定在支架上，第三繩輪、第四繩輪分別固定在火車摘鉤機(jī)器人本體的兩側(cè)，繩將第一-第四繩輪連接起來，第四電動機(jī)連接第一繩輪并驅(qū)動第一繩輪轉(zhuǎn)動，第一繩輪通過繩帶動第二-第四繩輪轉(zhuǎn)動從而帶動火車摘鉤機(jī)器人本體在火車導(dǎo)軌上移動。本發(fā)明的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)了火車車廂的自動摘鉤，降低了工人的工作強(qiáng)度，提高工作效率。在國內(nèi)駝峰溜放半自動化的現(xiàn)狀下徹底實(shí)現(xiàn)了編組場的自動化。結(jié)構(gòu)簡單可靠，動作準(zhǔn)確，可在駝峰場進(jìn)行推廣。


圖I為本發(fā)明火車摘鉤機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的主視圖；
圖2為本發(fā)明火車摘鉤機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的左視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)摘鉤機(jī)器人繩輪牽引小車式行走的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 3，本發(fā)明它包括手腕部分，橫移部分，升降部分，行走部分。所述的手腕部分機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)2 ;聯(lián)軸器3 ;減速器4 ;底板5 ;手爪6。所述的橫移部分機(jī)構(gòu)包括齒條14 ;聯(lián)軸器15 ;電動機(jī)16 ;滑動導(dǎo)軌18 ;齒輪軸19。所述的升降部分機(jī)構(gòu)包括桿I ;滑動軸承9 ;滑螺桿10 ;滑螺母11 ;聯(lián)軸器12 ;電機(jī)13。所述的機(jī)器人的行走運(yùn)動主要靠圖3所示繩輪牽引小車的形式實(shí)現(xiàn)。它的機(jī)構(gòu)主要包括電動機(jī)20 ;繩輪21、22 ;繩23。當(dāng)機(jī)器人要進(jìn)行摘鉤動作時，行走部分必須保證在駝峰溜放過程中使摘鉤機(jī)器人 到達(dá)能順利完成摘鉤的相對車廂的位置，之后保持與火車同速，從而為機(jī)器人摘鉤提供一個相對靜止的狀態(tài)。行走部分設(shè)計為繩輪牽引小車的形式。兩個繩輪22固定于機(jī)器人本體(機(jī)器人底板24)的前后兩側(cè)，它們再與兩個固定于鐵軌旁支架上的兩個繩輪21通過牽繩23串聯(lián)起來，從而當(dāng)電動機(jī)20工作時，帶動支撐板上的繩輪21轉(zhuǎn)動，固定于底板24上的兩個繩輪22像動滑輪運(yùn)動一樣產(chǎn)生一個直線運(yùn)動帶動小車行走運(yùn)動，從而保證機(jī)器人與火車同速。在升降裝置中，電動機(jī)13通過聯(lián)軸器12帶動滑螺桿10轉(zhuǎn)動，滑螺母11實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動同時帶動桿I運(yùn)動，從而使與連桿連接的手腕部分產(chǎn)生升降運(yùn)動已達(dá)到所需的摘鉤高度。在橫移裝置中，電動機(jī)16通過聯(lián)軸器15帶動齒輪軸19轉(zhuǎn)動從而帶動齒條14橫向移動，將齒條14固定于運(yùn)動部件上，則運(yùn)動部件得到水平橫向移動的運(yùn)動。再通過設(shè)計滑動導(dǎo)軌為運(yùn)動部件導(dǎo)向和承載，從而使機(jī)械手順利完成橫向的運(yùn)動。當(dāng)以上裝置協(xié)調(diào)運(yùn)動將手爪送到所需位置時，電動機(jī)2通過聯(lián)軸器3再經(jīng)過減速器4帶動手爪6，使手爪6產(chǎn)生適宜的轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)摘鉤動作。這樣，各裝置有機(jī)結(jié)合在一起便實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計的自動摘鉤要求。摘鉤機(jī)器人要完成摘鉤需要與車廂保持同速前進(jìn)另外還需要正確的捕捉到車鉤的位置，而要完成以上兩個要求，必須在摘鉤機(jī)器人上安裝攝像頭7。根據(jù)總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計，攝像頭7安裝于與車鉤位置相近的位置，本設(shè)計將攝像頭7安裝于最頂層板的左邊。在摘鉤機(jī)器人開始運(yùn)動時，手腕部分在升降部分的作用下快速升起。攝像頭7快速捕捉距離車廂的位置以及車廂運(yùn)動的速度，根據(jù)與車鉤的距離和車廂的速度加速或減速，到達(dá)車鉤所在的位置，然后保持與車廂同步的速度，使手爪完成摘鉤。當(dāng)火車進(jìn)入溜放場時，摘鉤機(jī)器人要對火車進(jìn)行摘鉤以實(shí)現(xiàn)車廂重組，行走部分必須保證在駝峰溜放過程中使摘鉤機(jī)器人到達(dá)能順利完成摘鉤的相對車廂的位置，之后保持與火車同速，從而為機(jī)器人摘鉤提供一個相對靜止的狀態(tài)。行走部分設(shè)計為繩輪牽引小車的形式。繩輪牽引小車如圖3所示，兩個繩輪22固定于機(jī)器人底板24的前后兩側(cè)，它們再與兩個固定于支架上的兩個繩輪21通過牽繩23串聯(lián)起來，從而當(dāng)電動機(jī)20工作時，帶動支撐板上的繩輪21轉(zhuǎn)動，固定于底板上的兩個繩輪22像動滑輪運(yùn)動一樣產(chǎn)生一個直線運(yùn)動帶動小車行走運(yùn)動，從而保證機(jī)器人與火車同速。在升降裝置中，電動機(jī)13通過聯(lián)軸器12帶動滑螺桿10轉(zhuǎn)動，滑螺母11實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動同時帶動桿I運(yùn)動。在這里滑螺母11相當(dāng)于連桿滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊?；菽?1的橫向移動又使連桿副轉(zhuǎn)動，從而使與連桿連接的手腕部分產(chǎn)生升降運(yùn)動已達(dá)到所需的摘鉤高度。在橫移裝置中，電動機(jī)16通過聯(lián)軸器15帶動齒輪軸19轉(zhuǎn)動從而帶動齒條14橫向移動，將齒條14固定于運(yùn)動部件上，則運(yùn)動部件得到水平橫向移動的運(yùn)動。再通過設(shè)計滑動導(dǎo)軌18為運(yùn)動部件導(dǎo)向和承載，從而使機(jī)械手順利完成橫向的運(yùn)動。當(dāng)以上裝置協(xié)調(diào)運(yùn)動將手爪送到所需位置時，電動機(jī)2通過聯(lián)軸器3再經(jīng)過減速器4帶動手爪6，使手爪6產(chǎn)生適宜的轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)摘鉤動作。這樣，各裝置有機(jī)結(jié)合在一起便實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計的自動摘鉤要求。摘鉤機(jī)器人要完成摘鉤需要與車廂保持同速前進(jìn)另外還需要正確的捕捉到車鉤的位置，而要完成以上兩個要求，必須在摘鉤機(jī)器人上安裝攝像頭，并且設(shè)計一整套控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對摘鉤機(jī)器人的控制，使其正確順利的完成摘鉤。根據(jù)總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計，攝像頭安裝于與車鉤位置相近的位置，本設(shè)計將攝像頭安裝于最頂層板的左邊。在摘鉤機(jī)器人開始運(yùn)動時，手腕部分在升降部分的作用下快速升起。攝像頭快速捕捉距離車廂的位置以及車廂運(yùn)動的速度，根據(jù)與車鉤 的距離和車廂的速度加速或減速，到達(dá)車鉤所在的位置，然后保持與車廂同步的速度，使手爪完成摘鉤。
權(quán)利要求
1.火車摘鉤機(jī)器人，其特征是包括腕部摘鉤機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu)，腕部摘鉤機(jī)構(gòu)包括第一電動機(jī)、減速器、手爪，第一電動機(jī)與減速器相連，減速器與手爪相連，第一電動機(jī)驅(qū)動減速器帶動手爪旋轉(zhuǎn)；升降機(jī)構(gòu)包括桿、滑動軸承、滑螺桿、滑螺母、聯(lián)軸器、第二電動機(jī)、底板，桿的一端連接地板、另一端與安裝在滑螺桿上的滑螺母相連，滑螺桿與第二電動機(jī)相連，第二電動機(jī)通過聯(lián)軸器帶動滑螺桿旋轉(zhuǎn)，滑螺桿帶動滑螺母橫向移動從而帶動桿產(chǎn)生升降運(yùn)動；橫移機(jī)構(gòu)包括齒條、第三電動機(jī)、滑動導(dǎo)軌、齒輪軸，齒條安裝在齒輪軸上，齒輪軸安裝在滑動導(dǎo)軌上與第三電機(jī)相連，第三電動機(jī)驅(qū)動齒輪軸轉(zhuǎn)動從而帶動齒條橫向移動；腕部摘鉤機(jī)構(gòu)安裝在升降機(jī)構(gòu)的底板上，升降機(jī)構(gòu)安裝在橫移機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火車摘鉤機(jī)器人，其特征是還包括行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)包括第四電動機(jī)、繩、第一-第四繩輪，第四電動機(jī)固定在火車鐵軌旁，火車鐵軌旁設(shè)置支架，第一繩輪、第二繩輪固定在支架上，第三繩輪、第四繩輪分別固定在火車摘鉤機(jī)器人本體的兩偵U，繩將第一-第四繩輪連接起來，第四電動機(jī)連接第一繩輪并驅(qū)動第一繩輪轉(zhuǎn)動，第一繩輪通過繩帶動第二-第四繩輪]轉(zhuǎn)動從而帶動火車摘鉤機(jī)器人本體在火車導(dǎo)軌上移動。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供火車摘鉤機(jī)器人，包括腕部摘鉤機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu)，腕部摘鉤機(jī)構(gòu)包括第一電動機(jī)、減速器、手爪，第一電動機(jī)與減速器相連；升降機(jī)構(gòu)包括桿、滑動軸承、滑螺桿、滑螺母、聯(lián)軸器、第二電動機(jī)、底板；橫移機(jī)構(gòu)包括齒條、第三電動機(jī)、滑動導(dǎo)軌、齒輪軸；腕部摘鉤機(jī)構(gòu)安裝在升降機(jī)構(gòu)的底板上，升降機(jī)構(gòu)安裝在橫移機(jī)構(gòu)上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了火車車廂的自動摘鉤，降低了工人的工作強(qiáng)度，提高工作效率。在國內(nèi)駝峰溜放半自動化的現(xiàn)狀下徹底實(shí)現(xiàn)了編組場的自動化。結(jié)構(gòu)簡單可靠，動作準(zhǔn)確，可在駝峰場進(jìn)行推廣。
文檔編號B25J5/02GK102616247SQ20121008142
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者葉小紅, 姚建均, 姜貴林, 李少遠(yuǎn), 李齊悅, 狄多濤, 王洪光, 王茂林, 鄧?yán)ば?申請人:哈爾濱工程大學(xué)