專利名稱：鐵路車輛撥車機上大臂俯仰機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大臂俯仰機構(gòu)，具體的講是涉及一種鐵路車輛撥車機上帶
活動配重的大臂俯仰機構(gòu)。
技術(shù)背景目前，已知的撥車機上由車體，走行裝置，導(dǎo)向裝置，驅(qū)動裝置和大臂 俯仰機構(gòu)構(gòu)成，它安裝在鐵路一側(cè)，并與鐵路平行的軌道上；通過安裝在撥車機上的大臂俯 仰機構(gòu)中的大臂體頭部的車鉤，牽引和推送車輛；一般用于港口和電廠或與其相似用途等 場所的翻車機卸車系統(tǒng)中，翻車機卸車系統(tǒng)由翻車機和撥車機構(gòu)成，其中撥車機用來往復(fù) 牽引和推送鐵路車輛。為了實現(xiàn)撥車機往復(fù)調(diào)車作業(yè)，車體上裝有大臂俯仰機構(gòu)，它由車 體、支架、大臂體及安于大臂體頭部的車鉤和操縱大臂體俯仰的驅(qū)動油缸組成；在車體上平 面處設(shè)有支架，于支架上安有驅(qū)動油缸、驅(qū)動油缸直接驅(qū)動大臂體，大臂體的尾部鉸接在車 體上，從而使大臂俯仰機構(gòu)實現(xiàn)由垂直至水平，由水平至垂直的俯、仰動作?，F(xiàn)有撥車機的 大臂俯仰機構(gòu)驅(qū)動大臂體的方式主要為兩種一種是以比例伐控制單油缸的驅(qū)動方式，另 一種是以操作油缸和與蓄能器相連的補償油缸共同驅(qū)動的方式。前者結(jié)構(gòu)雖然簡單、但卻 存在下列不足大臂體的長度在2米_6米，重量3噸_6噸；當大臂俯仰機構(gòu)在進行俯仰運 動時，由于受到大臂體重量的影響，使動力驅(qū)動油缸的作用力變化幅度非常大；上仰時需要 較大的驅(qū)動力，下俯時又要通過節(jié)流來控制下降速度，俯仰速度難以控制，不能使動作，快 速平穩(wěn)地運行；尤其是當大臂體下俯至水平的極限位置時，不僅使液壓系統(tǒng)發(fā)熱量大，而且 沖擊相當嚴重；同時受到又長又重的大臂體的影響，造成對整機的重心變化很大，輪壓分布 不均，穩(wěn)定性差，以致于可能造成整機的傾覆，使安全操作的可靠性大為降低；同時難以保 證定位準確。后者采用操作油缸來驅(qū)動大臂體，補償油缸與蓄能器相連，用來將大臂體下俯 過程中的勢能儲存到蓄能器內(nèi)，使上仰時，通過油缸釋放出來，從而實現(xiàn)一定的緩沖和節(jié)能 的效果。但這種方式仍然存在不能排除對整機重心變化大，輪壓分布不均，穩(wěn)定性差，以及 其液壓系統(tǒng)相當復(fù)雜和工作參數(shù)隨作業(yè)現(xiàn)場溫度變化和作業(yè)時間的長短而變化，不易調(diào)控 及蓄能器無法實現(xiàn)完全平衡大臂體的勢能變化等缺點。因此研制一種可克服上述缺點的新 型撥車機上大臂俯仰機構(gòu)，十分必要。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有撥車機的大臂俯仰機構(gòu)，在俯仰過程中不能動作迅速、 準確、無沖擊的安全平穩(wěn)運行和功耗大等缺陷，本發(fā)明的目的提供一種撥車機上帶活動配 重的大臂俯仰機構(gòu)，該機構(gòu)不僅能使大臂體的俯仰動作迅速，準確、無沖擊、平穩(wěn)安全可靠 地運行，而且具有制造簡單和降低功耗。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題的采用的技術(shù)方案是鐵路車輛撥車機上帶活動配重的大 臂俯仰機構(gòu)由車體、支架、大臂體和安于大臂體頭部的車鉤和操縱大臂體俯仰的驅(qū)動油缸 組成，本發(fā)明的技術(shù)特別之處在于在車體上裝有由支架、配重臂、配重拉桿、大臂體分別鉸 接構(gòu)成的大臂平衡機構(gòu)和由支架、驅(qū)動油缸、驅(qū)動臂、驅(qū)動拉桿、大臂體分別鉸接構(gòu)成的大 臂驅(qū)動機構(gòu)；大臂平衡機構(gòu)是將大臂體的尾端兩側(cè)分別鉸接在車體上端一側(cè)，大臂體的頭 部設(shè)有車鉤，用來與車輛的車鉤相接；在車體上平面處裝設(shè)支架，支架與配重臂的中部鉸
接，配重臂的尾部裝有活動配重塊，配重臂的前端與配重拉桿的一端鉸接；配重拉桿的另一 端與大臂體的上平面處鉸接；裝配后，就使位于車體與大臂體上、配重拉桿上、配重臂與支架上的鉸接點構(gòu)成一平行四邊形、因此使大臂平衡機構(gòu)為一平行四連桿機構(gòu)。設(shè)于配重臂 尾部的活動配重塊，由多個重量不等的金屬塊組成。這樣一來，通過計算增加或減少配重 塊的數(shù)量、匹配配重臂上的重量及重心位置，而確保大臂體在俯仰過程中的任意角度位置 處于力學(xué)平衡狀態(tài)，不存在勢能的變化；這就意味著只要回轉(zhuǎn)油缸以較小的驅(qū)動力，用來克 服運動過程中的磨擦阻力和慣性力，就可以使撥車機上的大臂俯仰機構(gòu)進行運動，大大地 降低了功耗；此外由于配重臂與大臂體處于同一角度而隨動，大臂體仰起后，配動臂得以收 回，就補償了大臂體重心變化對整機的影響，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中因大臂體的俯仰而帶 來的整機重心變化過大，可能造成整機傾覆的弊端，提高了整機運行的穩(wěn)定性而實現(xiàn)安全 操作。同時，大臂俯仰機構(gòu)在運動時，總是處于動態(tài)平衡狀態(tài)，而克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要復(fù) 雜的液壓系統(tǒng)、難以控制大臂體的下俯速度和產(chǎn)生沖擊的毛病，從而保證了大臂體俯仰機 構(gòu)的運動更加平穩(wěn)、快速。大臂驅(qū)動機構(gòu)，是在支座上裝有驅(qū)動油缸，驅(qū)動油缸與驅(qū)動臂的 一端相連，驅(qū)動臂的另一端與驅(qū)動拉桿的一端鉸接，驅(qū)動拉桿制成彎曲狀態(tài)，驅(qū)動拉桿的另 一端與大臂體的上平面處鉸接，裝配后，使驅(qū)動油缸、驅(qū)動臂、驅(qū)動拉桿、大臂體構(gòu)成曲柄搖 桿機構(gòu)；驅(qū)動臂由驅(qū)動油缸驅(qū)動，油缸軸為回轉(zhuǎn)中心，驅(qū)動臂繞回轉(zhuǎn)中心可回轉(zhuǎn)180度。使 大臂兩極限位置分別對應(yīng)驅(qū)動臂的兩極限位置，大臂的兩極限位置也即為曲柄搖桿機構(gòu)的 死點位置。當驅(qū)動臂沿回轉(zhuǎn)方向有一小的角度變化時，大臂體頭部的位置變化也很??；因 此，使大臂俯仰機構(gòu)在高、低位置上定位準確，且每次運動到此的重合精度高。此外，為防止 大臂體在高位由于意外因素而突使大臂俯下，當大臂體下俯時力作用時，其拉力方向通過 回轉(zhuǎn)中心而實現(xiàn)自鎖，不對回轉(zhuǎn)缸油缸形成力矩、提高整機的操作安全性。此時，只要通過 計算配重量、使大臂平衡機構(gòu)處于力學(xué)衡狀態(tài)，由驅(qū)動油缸驅(qū)動大臂驅(qū)動機構(gòu)，就可以使撥 車機上的大臂俯仰機構(gòu)實現(xiàn)平穩(wěn)、快速的安全運行。 由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是，不僅使撥車機上帶俯仰機構(gòu)在俯仰過 程中，實現(xiàn)快速、平穩(wěn)無沖擊、定位準確、安全可靠地運行，而且能降低功耗和具有結(jié)構(gòu)簡單。


圖1 :本發(fā)明的實施例的俯視簡圖
圖2:圖1的K向視簡圖
圖3 :圖1的I-I音11視簡圖 圖中1 、大臂體2、配重拉桿3、配重臂4、活動配重塊5、驅(qū)動拉桿6、驅(qū)動臂7、回轉(zhuǎn) 油缸8、支架9、車鉤10、車體
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，在置于軌道的車體10上，大臂體1的尾端兩側(cè)分別鉸接車體10 的上端一側(cè)，見圖2所示A點，大臂體1的頭部設(shè)有車鉤9，在車體10的上平面處裝有支架 8，支架8的左側(cè)與配重臂3的中部鉸接見圖2所示B點，配重臂3的尾部裝有活動的配重 塊4，可根據(jù)配重的需要增加或減少活動配重塊4的數(shù)量，配重臂3的前端與配重拉桿2的 一端鉸接見圖2所示D點，配重拉桿2的另一端與大臂體的上平面處鉸接見圖2所示C點； 裝配后，就由安于車體10上的支架8、配重臂3、配重拉桿2、大臂體1構(gòu)成一平行四連桿機構(gòu)。這樣一來，通過增加或減少活動配重塊4的重量，使大臂體1在俯仰過程中的任意角度 位置總是處于力學(xué)平衡狀態(tài)，不存在勢能變化。活動配重塊4由多個重量不同的鑄鐵塊制 成，此外配重臂3與大臂體1處于同一角度而隨動，當C回轉(zhuǎn)至C'時，D回轉(zhuǎn)D'，大臂體1 處于仰起位置，配重臂3也得以回收見圖2所示的點劃線部分，就補償了大臂體1重心變化 對整機造成的影響。大臂驅(qū)動機構(gòu)是在支架8上的右側(cè)裝有驅(qū)動用的回轉(zhuǎn)油缸7，回轉(zhuǎn)油 缸7與驅(qū)動臂6的一端相連見圖3所示的F點，F(xiàn)點即驅(qū)動臂的回轉(zhuǎn)中心，驅(qū)動臂6的另一 端與驅(qū)動拉桿5的一端鉸接見圖3所示F點，驅(qū)動拉桿5制成彎曲形狀，其彎曲的程度，只 要能使它在回轉(zhuǎn)時，不至碰觸支架8的頂點，驅(qū)動拉桿5的另一端與在大臂體1的上平面鉸 接，裝配后，就使回轉(zhuǎn)油缸7、驅(qū)動臂6、驅(qū)動拉桿5和大臂體1構(gòu)成曲柄搖桿機構(gòu)；由回轉(zhuǎn)油 缸7帶動驅(qū)動臂6可繞回轉(zhuǎn)中心F點回轉(zhuǎn)180度，見圖3所示的E回轉(zhuǎn)E'點；此機構(gòu)的關(guān) 鍵是F點在大臂體的兩極限位置形成的C點C'點的延長線上，且E點，E'點也處在該直 線上，這是一個特殊的曲柄搖桿機構(gòu)，其特殊性在于，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計使大臂體1的兩極限位 置對應(yīng)的C點和C '點分別對應(yīng)驅(qū)動臂6的兩極限位置E點和E'點。大臂體1的兩極限位 置，也為曲柄搖桿機構(gòu)的死點位置。當大臂體1處于低位時，F(xiàn)、E、C成一直線，此為大臂體 1所能達到的低點極限位置，當大臂體1處于高位時，E'、 F、 C'成一直線，此為大臂體1所 能達到的高點極限位置，E點若沿驅(qū)動臂6回轉(zhuǎn)方向有一小的角度變化，對C點與F點之間 距離影響很小，因此，大臂體1頭部的位置高度變化也很小，也就使得大臂體1在低位或高 位時定位準確，且每次運動至此的重合精度高。 通過計算增加或減少配重塊4的數(shù)量、匹配配重臂3上的重量及重心位置，而確保 大臂體1在俯仰過程中的任意角度位置處于力學(xué)平衡狀態(tài)，不存在勢能的變化；這就意味 著只要回轉(zhuǎn)油缸7以較小的驅(qū)動力，用來克服運動過程中的磨擦阻力和慣性力，就可以使 撥車機上的大臂俯仰機構(gòu)進行運動，大大地降低了功耗；此外由于配重臂3與大臂體1處 于同一角度而隨動，大臂體1仰起后，配動臂3得以收回，就補償了大臂體1重心變化對整 機的影響，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中因大臂體1的俯仰而帶來的整機重心變化過大，可能造 成整機傾覆的弊端，提高了整機運行的穩(wěn)定性而實現(xiàn)安全操作；同時，大臂俯仰機構(gòu)在運動 時，總是處于動態(tài)平衡狀態(tài)，而克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要復(fù)雜的液壓系統(tǒng)、難以控制大臂體1 的下俯速度和產(chǎn)生沖擊的毛病，從而保證了大臂體俯仰機構(gòu)的運動更加平穩(wěn)、快速。
權(quán)利要求
一種鐵路車輛撥車機上大臂俯仰機構(gòu)，由車體、支架、大臂體、安于大臂體頭部的車鉤和操縱大臂體俯仰的驅(qū)動油缸組成，其特征是通過計算增加或減少配重塊的數(shù)量、匹配配重臂上的重量及重心位置，而確保大臂體在俯仰過程中的任意角度位置處于力學(xué)平衡狀態(tài)，不存在勢能的變化；這就意味著只要回轉(zhuǎn)油缸以較小的驅(qū)動力，用來克服運動過程中的磨擦阻力和慣性力，就可以使撥車機上的大臂俯仰機構(gòu)進行運動，大大地降低了功耗；此外由于配重臂與大臂體處于同一角度而隨動，大臂體仰起后，配動臂得以收回，就補償了大臂體重心變化對整機的影響，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中因大臂體的俯仰而帶來的整機重心變化過大，可能造成整機傾覆的弊端，提高了整機運行的穩(wěn)定性而實現(xiàn)安全操作；同時，大臂俯仰機構(gòu)在運動時，總是處于動態(tài)平衡狀態(tài)，而克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要復(fù)雜的液壓系統(tǒng)、難以控制大臂體的下俯速度和產(chǎn)生沖擊的毛病，從而保證了大臂體俯仰機構(gòu)的運動更加平穩(wěn)、快速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路車輛撥車機上大臂俯仰機構(gòu)，其特征是在車體上 裝有由支架、配重臂、配重拉桿、大臂體分別鉸接構(gòu)成的大臂平衡機構(gòu)和由支架、驅(qū)動油缸、 驅(qū)動臂、驅(qū)動拉桿大臂體分別鉸接構(gòu)成的大臂驅(qū)動機構(gòu)。
全文摘要
一種鐵路車輛撥車機上大臂俯仰機構(gòu)包括由車體上的支架，配重臂、配重拉桿、大臂體分別鉸接構(gòu)成的平行四桿機構(gòu)的大臂平衡裝置和由安于支架上的回轉(zhuǎn)油缸、驅(qū)動臂、驅(qū)動拉桿、大臂體分別鉸接構(gòu)成的曲柄搖桿機構(gòu)的大臂驅(qū)動裝置。實施后，可使撥車機上的大臂俯仰機構(gòu)實現(xiàn)俯仰動作快速、平穩(wěn)、無沖擊、定位準確的安全可靠地運行以及降低功耗和具有結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。
文檔編號B61D9/14GK101716940SQ20091021973
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉棟, 孫改煥, 彭俊, 徐蓮秋, 徐鑫, 王梟, 趙雪辰, 郝映非, 陳睿夫, 鮑佩生 申請人:王梟