一种铁路扣件自动拾取安装机构及其作业方法与流程

2021-01-18 17:01:12|

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本发明涉及铁路工程作业技术领域，尤其涉及一种铁路扣件自动拾取安装机构及其作业方法。

背景技术：

在铁路换轨作业过程中，通常需要进行更换扣件的安装工作，在现有的施工技术中，扣件的拾取安装主要是采用人工作业方式。

专利号为zl201510640019.7的中国发明专利公开了一种铁路扣件自动卸载作业车及其作业方法，能够在作业车运行的过程中，将作业车上贮存的扣件盒传送至作业车的下部，以便于作业车下部的作业人员将扣件盒安装至轨道上。铁路扣件自动卸载作业车包括：车架，车架的端部通过走行装置支撑在轨道上；位于车架中部的传送设备，用于将扣件盒从作业车上传送至作业车的下部；位于车架上的起吊设备，用于将扣件盒吊运至作业车上进行运输和贮存；位于作业车一端的操作室，用于对整个作业过程进行控制。该发明能够在作业车运行的过程中，将车上贮存的扣件通过机械传送设备传送到车下，方便车下的作业人员将扣件安装在轨枕上，大幅提高了铁路扣件自动卸载作业的自动化程度和施工效率。由于换轨作业路程一般较长，需要安装的扣件数量较多，该发明虽然解决了扣件运输问题，但扣件拾取安装仍需靠人工完成，并未实现扣件拾取安装自动化，仍存在工作量大、效率低、安全性不高，以及不适应利用天窗点进行快速换轨的技术缺陷。因此仍需改进。

技术实现要素：

为了解决上述现有铁路扣件自动卸载作业车存在的技术缺陷，本发明采用的优选技术方案一具体如下：

一种铁路扣件自动拾取安装机构，包括对称布置的两个安装支座，所述两个安装支座的下部内侧相向对称装有位移自适应连接机构，所述两个位移自适应连接机构之间装有角度自适应拾取机构。

优选的是，所述位移自适应连接机构包括花键轴、弹簧、花键轴套，所述花键轴一端安装在所述安装支座上，所述弹簧套装在所述花键轴上，所述花键轴另一端套装有所述花键轴套，所述花键轴套固定安装在所述角度自适应拾取机构上。

在上述任一方案中优选的是，所述角度自适应拾取机构包括连接板、上调整板、下调整板、约束弹簧，所述连接板外形为圆形壳体，所述圆形壳体空腔朝向下方，其中部设有第一开口，所述第一开口一侧沿所述圆形壳体径向开有第一扇形缺口，沿所述第一扇形缺口两侧向外的水平方向上对称设置有两个扇形滑动平面，所述两个扇形滑动平面的上、下两侧面上沿扇形方向均开有扇形滑槽，所述两个扇形滑动平面上侧面分别与两个所述上调整板之间设置成间隙配合，所述上调整板外形为第一扇形，所述上调整板沿所述第一扇形方向与所述扇形滑槽相对应的位置开有第一滚珠槽，所述第一滚珠槽内装有若干滚珠，所述两个扇形滑动平面下侧面分别与两个所述下调整板之间设置成间隙配合，所述下调整板外形为第二扇形，所述下调整板沿所述第二扇形方向与所述扇形滑槽相对应的位置开有第二滚珠槽，所述第二滚珠槽内装有若干滚珠，两个所述花键轴套分别安装在两个所述上调整板上，所述第一开口的两侧底部均装有第一电磁铁，所述约束弹簧一端固定安装在所述上调整板上，其另一端通过固定螺栓固定安装在所述连接板上。

为了解决上述现有铁路扣件自动卸载作业车存在的技术缺陷，本发明采用的优选技术方案二具体如下：

在上述任一方案中优选的是，所述角度自适应拾取机构包括内连接板、橡胶板、外连接板、第二电磁铁，所述橡胶板外形为第一圆形，所述第一圆形中部设有第二开口，所述第二开口一侧沿所述第一圆形径向开有第二扇形缺口，所述橡胶板的外圆面中部开有外连接板安装槽，所述橡胶板的内圆面中部开有内连接板安装槽，所述内连接板外形为第二圆形，所述第二圆形中部设有第三开口，所述第三开口一侧沿所述第二圆形径向开有第三扇形缺口，所述内连接板的外圆面中部设有与所述内连接板安装槽相匹配的第一凸缘面，所述内连接板安装槽与所述第一凸缘面之间设置成过盈配合，所述第三开口的两侧底部均装有所述第二电磁铁，所述外连接板外形为圆环形，所述圆环形的上部内圆面上设有与所述外连接板安装槽相匹配的第二凸缘面，所述圆环形一侧沿径向开有第四扇形缺口，所述外连接板安装槽与所述第二凸缘面之间设置成过盈配合，所述圆环形的下部沿所述第四扇形缺口两侧向外的水平方向上对称设置有两个扇形平面，两个所述花键轴套分别安装在所述两个扇形平面上。

在上述任一方案中优选的是，所述第二扇形缺口、第三扇形缺口、第四扇形缺口的角度相同。

为了解决上述现有铁路扣件自动卸载作业方法存在的技术缺陷，本发明的铁路扣件自动拾取安装作业方法的技术方案具体如下：

一种铁路扣件自动拾取安装作业方法，实施该方法的是上述两种优选的铁路扣件自动拾取安装机构的技术方案中所包含的任一优选方案，包括以下步骤：

步骤一：将铁路扣件通过结构胶粘接为一体式结构；

步骤二：通过给所述第一电磁铁或所述第二电磁铁通电拾取铁路扣件，根据道钉位置反馈信息，使铁路扣件自动拾取安装机构运动至道钉位置上方，两个所述位移自适应连接机构使所述角度自适应拾取机构沿钢轨方向实现自适应位移调整，正常情况下，两所述弹簧处于预压缩左右平衡状态，在放置铁路扣件过程中，所述铁路扣件自动拾取安装机构垂直向下运动，所述角度自适应拾取机构以所述花键轴为导向轴，两边所述弹簧压缩量发生变化，沿钢轨方向实现前后偏移，自动调整至目标道钉中心位置，当铁路扣件放置到位后，所述铁路扣件自动拾取安装机构垂直向上运动，两压缩弹簧恢复平衡状态，使所述角度自适应拾取机构回到所述铁路扣件自动拾取安装机构的中心位置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过安装支座能够将本铁路扣件自动拾取安装机构灵活安装于其他执行机构上，实现不同方向的位移，根据道钉位置反馈信息运动至道钉上方，实现扣件自动放置时的定位。通过电磁铁通断电的方式拾取、放置扣件，通过位移自适应连接机构及角度自适应拾取机构确保扣件准确安装在道钉上，实现扣件的自动拾取安装作业，取代现有人工操作，大幅提高换轨作业安全性。

附图说明

图1为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构的一优选实施例的立体图。

图2为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图1所示实施例的主视图。

图3为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图1所示实施例的俯视图。

图4为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图1所示实施例的左视图。

图5为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构中位移自适应连接机构的一优选实施例的结构示意图。

图6为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构的一优选实施例的作业状态示意图。

图7为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构中角度自适应拾取机构的优选技术方案一的结构示意图。

图8为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图7所示实施例的a-a剖视图。

图9为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图8所示实施例的i处局部放大图。

图10为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构中角度自适应拾取机构的优选技术方案二的立体图。

图11为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图10所示实施例的俯视图。

图12为按照本发明的铁路扣件自动拾取安装机构图10所示实施例的后视图。

附图标记说明：

1位移自适应连接机构；11花键轴；12弹簧；13花键轴套；2角度自适应拾取机构；21上调整板；22下调整板；23连接板；24滚珠；25固定螺栓；26约束弹簧；27第一电磁铁；28内连接板；29橡胶板；30外连接板；31第二电磁铁；3铁路扣件；4安装支座；51轨枕；52铁路扣件自动拾取安装机构；53钢轨；54自适应偏移角度。

具体实施方式

实施例1：

下面结合图1-9详细描述所述铁路扣件自动拾取安装机构的优选技术方案一：

一种铁路扣件自动拾取安装机构，包括对称布置的两个安装支座4，两个安装支座4的下部内侧相向对称装有位移自适应连接机构1，两个位移自适应连接机构1之间装有角度自适应拾取机构2。

位移自适应连接机构1包括花键轴11、弹簧12、花键轴套13，花键轴11一端安装在安装支座4上，弹簧12套装在花键轴11上，花键轴11另一端套装有花键轴套13，花键轴套13固定安装在角度自适应拾取机构2上。

角度自适应拾取机构2包括连接板23、上调整板21、下调整板22、约束弹簧26，连接板23外形为圆形壳体，所述圆形壳体空腔朝向下方，其中部设有第一开口，所述第一开口一侧沿所述圆形壳体径向开有第一扇形缺口，沿所述第一扇形缺口两侧向外的水平方向上对称设置有两个扇形滑动平面，所述两个扇形滑动平面的上、下两侧面上沿扇形方向均开有扇形滑槽，所述两个扇形滑动平面上侧面分别与两个上调整板21之间设置成间隙配合，上调整板21外形为第一扇形，上调整板21沿所述第一扇形方向与所述扇形滑槽相对应的位置开有第一滚珠槽，所述第一滚珠槽内装有若干滚珠24，所述两个扇形滑动平面下侧面分别与两个下调整板22之间设置成间隙配合，下调整板22外形为第二扇形，下调整板22沿所述第二扇形方向与所述扇形滑槽相对应的位置开有第二滚珠槽，所述第二滚珠槽内装有若干滚珠24，使连接板23能在上调整板21与下调整板22之间轻松自由滑动。两个花键轴套13分别安装在两个上调整板21上，所述第一开口的两侧底部均装有第一电磁铁27，约束弹簧26一端固定安装在上调整板21上，其另一端通过固定螺栓25固定安装在连接板23上。约束弹簧26用于约束连接板23，使连接板23在受力作用下按实际需要角度转动。角度自适应拾取机构2能够使连接板23及其下部的第一电磁铁27以及被第一电磁铁27所吸引的铁路扣件3围绕轴线旋转，从而适应在安装过程中铁路扣件3与轨枕51或钢轨53之间存在角度偏差的情况。

本实施例的工作原理：首先将铁路扣件3通过结构胶粘接为一体式结构；其次通过给第一电磁铁27通电拾取铁路扣件3，根据道钉位置反馈信息，使铁路扣件自动拾取安装机构52运动至道钉位置上方，两个位移自适应连接机构1使角度自适应拾取机构2沿钢轨53方向实现自适应位移调整，正常情况下，两弹簧12处于预压缩左右平衡状态，在放置铁路扣件3过程中，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向下运动，角度自适应拾取机构2以花键轴11为导向轴，两边弹簧12压缩量发生变化，沿钢轨53方向实现前后偏移，自动调整至目标道钉中心位置，当铁路扣件3放置到位后，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向上运动，两压缩弹簧12恢复平衡状态，使角度自适应拾取机构2回到铁路扣件自动拾取安装机构52的中心位置。

实施例2：

下面结合图1-6、10-12详细描述所述铁路扣件自动拾取安装机构的优选技术方案二：

角度自适应拾取机构2包括内连接板28、橡胶板29、外连接板30、第二电磁铁31，橡胶板29外形为第一圆形，所述第一圆形中部设有第二开口，所述第二开口一侧沿所述第一圆形径向开有第二扇形缺口，橡胶板29的外圆面中部开有外连接板安装槽，橡胶板29的内圆面中部开有内连接板安装槽，内连接板28外形为第二圆形，所述第二圆形中部设有第三开口，所述第三开口一侧沿所述第二圆形径向开有第三扇形缺口，内连接板28的外圆面中部设有与所述内连接板安装槽相匹配的第一凸缘面，所述内连接板安装槽与所述第一凸缘面之间设置成过盈配合，所述第三开口的两侧底部均装有第二电磁铁31，外连接板30外形为圆环形，所述圆环形的上部内圆面上设有与所述外连接板安装槽相匹配的第二凸缘面，所述圆环形一侧沿径向开有第四扇形缺口，所述外连接板安装槽与所述第二凸缘面之间设置成过盈配合，所述圆环形的下部沿所述第四扇形缺口两侧向外的水平方向上对称设置有两个扇形平面，两个花键轴套13分别安装在所述两个扇形平面上。所述第二扇形缺口、第三扇形缺口、第四扇形缺口的角度相同。

角度自适应拾取机构2通过橡胶硫化工艺，将内连接板28、橡胶板29、外连接板30联结为一体，通过橡胶板29的变形使角度自适应拾取机构2旋转一定角度。角度自适应拾取机构2能够使内连接板28及其下部的第二电磁铁31以及被第二电磁铁31所吸引的铁路扣件3围绕轴线旋转，从而适应在安装过程中铁路扣件3与轨枕51或钢轨53存在角度偏差的情况。

本实施例的工作原理：首先将铁路扣件3通过结构胶粘接为一体式结构；其次通过给第二电磁铁31通电拾取铁路扣件3，根据道钉位置反馈信息，使铁路扣件自动拾取安装机构52运动至道钉位置上方，两个位移自适应连接机构1使角度自适应拾取机构2沿钢轨53方向实现自适应位移调整，正常情况下，两弹簧12处于预压缩左右平衡状态，在放置铁路扣件3过程中，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向下运动，角度自适应拾取机构2以花键轴11为导向轴，两边弹簧12压缩量发生变化，沿钢轨53方向实现前后偏移，自动调整至目标道钉中心位置，当铁路扣件3放置到位后，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向上运动，两压缩弹簧12恢复平衡状态，使角度自适应拾取机构2回到铁路扣件自动拾取安装机构52的中心位置。

本发明的铁路扣件自动拾取安装作业方法的技术方案具体如下：

一种铁路扣件自动拾取安装作业方法，实施该方法的是上述优选的实施例中所包含的任一优选方案，包括以下步骤：

步骤一：将铁路扣件3通过结构胶粘接为一体式结构；

步骤二：通过给第一电磁铁27或第二电磁铁31通电拾取铁路扣件3，根据道钉位置反馈信息，使铁路扣件自动拾取安装机构52运动至道钉位置上方，两个位移自适应连接机构1使角度自适应拾取机构2沿钢轨53方向实现自适应位移调整，正常情况下，两弹簧12处于预压缩左右平衡状态，在放置铁路扣件3过程中，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向下运动，角度自适应拾取机构2以花键轴11为导向轴，两边弹簧12压缩量发生变化，沿钢轨53方向实现前后偏移，自动调整至目标道钉中心位置，当铁路扣件3放置到位后，铁路扣件自动拾取安装机构52垂直向上运动，两压缩弹簧12恢复平衡状态，使角度自适应拾取机构2回到铁路扣件自动拾取安装机构52的中心位置。

所述实施例1、2仅为优选的技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于所描述的以上这两种实施方案，所述优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。

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