CN101705650B - 全自动无砟轨道板精调机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动无砟轨道板精调机，包括支撑架、动架，支撑架与动架之间通过六自由度平台***连接，支撑架的下部设有支撑装置和行走机构，动架的下部设有抓取机构，支撑架的两侧分别设有侧限位轮机构。在抓取机构抓取轨道板后，通过六自由度平台***对轨道板进行自动调节，通过支撑架的下部设有支撑装置和行走机构分别实现精调机的支撑和行走。劳动强度低、调整速度快、调整精度高、操作人员少，易于实现全自动化调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速铁路无砟轨道工程施工精调装置，尤其涉及一种全自动无砟轨道板精调机。
背景技术
目前，随着高速铁路的飞速发展，板式无砟轨道被广泛应用，板式无砟轨道具有综合建设投资经济、由工厂机械化生产，制造精度和生产效率高、采用乳化沥青砂浆的隔离调整层，便于控制，调整和修复等优点。
如基于德国的博格板式无砟轨道体系发展起来的CRTS II型板式无砟轨道，包括板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等部分。轨道板参数：6.45米×2.55米×0.2米单块重量为9吨，调整精度要求0.3mm。
现有技术中的CRTS II型板手工调整设备(源于德国技术)，全部手工调整，上下调整要用长臂扳手旋拧，单个千斤顶起升为大于2.5吨，左右调整需两人喊号同步，单块板调整时间平均大于30分钟。
上述现有技术至少存在以下缺点：
劳动强度大、调整速度满、调整精度低、操作人员多。
发明内容
本发明的目的是提供一种劳动强度低、调整速度快、调整精度高、操作人员少的全自动无砟轨道板精调机。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的全自动无砟轨道板精调机，包括支撑架、动架，所述支撑架与动架之间通过六自由度平台***连接，所述六自由度平台***包括上平台、下平台，所述上平台和下平台之间通过相互并联的6个升降机构连接；
所述支撑架与所述上平台固定，所述动架与所述下平台固定；或者，所述支撑架与所述下平台固定，所述动架与所述上平台固定；
所述支撑架的下部设有支撑装置和行走机构；
所述动架的下部设有抓取机构。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的全自动无砟轨道板精调机，由于支撑架与动架之间通过六自由度平台***连接，动架的下部设有抓取机构，可以在抓取机构抓取轨道板后，通过六自由度平台***对轨道板进行自动调节。还可以通过支撑架的下部设有支撑装置和行走机构分别实现精调机的支撑和行走。劳动强度低、调整速度快、调整精度高、操作人员少，易于实现全自动化调整。
附图说明
图1为本发明全自动无砟轨道板精调机的内部结构的端面结构示意图；
图2为本发明全自动无砟轨道板精调机的内部结构的侧面结构示意图；
图3为图1的A-A向剖面结构示意图；
图4为本发明全自动无砟轨道板精调机的内部结构的立体结构示意图；
图5为本发明中六自由度平台***的原理图；
图6为本发明全自动无砟轨道板精调机的外部结构的端面结构示意图；
图7为本发明全自动无砟轨道板精调机的外部结构的侧面结构示意图；
图8为本发明全自动无砟轨道板精调机的外部结构的立体结构示意图。
图中：1、从动轮，2、轮系连接杆，3、驱动轮，4、动架，5、侧限位轮机构，6、上位移传感器，7、中间架，8、螺栓，9、上梁，10、吊环，11、六自由度平台***，12、侧向位移传感器，13、主支撑，14、辅助支撑，15、轮系限位杆，16、主支撑螺母，17、设备起升装置，18、抓取机构，19、动架起升装置；
21、精调机内部总成，22、精调机外包装总成，23、弱电控制柜，24、强电控制柜，25、照明大灯，26、警示灯，27、无线传输天线，28、固定楔块，29、棱镜架，31、轨道板，32、基础。
具体实施方式
本发明的全自动无砟轨道板精调机，其较佳的具体实施方式如图1-图4所示，包括支撑架、动架4，其中支撑架可以包括中间架7上梁9等。支撑架与动架4之间可以通过六自由度平台***11连接。
如图5所示，六自由度平台***包括上平台、下平台，上平台和下平台之间通过相互并联的6个升降机构连接。
具体可以是支撑架与上平台固定，动架4与下平台固定，形成动架4下悬挂的结构；或者，支撑架与下平台固定，动架4与上平台固定，形成动架4上悬挂的结构；
其中的升降机构可以为螺旋升降机构，包括相互啮合的丝杠和丝母，丝杠或丝母由伺服电机驱动。丝杠可以为滚珠丝杠。
升降机构的上端可以通过胡克节与上平台连接，下端可以与下平台球铰接。
升降机构的外部可以设有导向缸等。
六自由度平台***通过六个并联的升降机构实现其承载能力大、加速性好等优点，非常适合于作为各种运动模拟器的运动单元。
本发明中，六自由度平台***的上平台和下平台可以是实际的平台，分别与支撑架或动架固定；也可以将6个升降机构直接与支撑架或动架连接，这样，支撑架和动架就分别相当于上平台和下平台。
支撑架的下部设有支撑装置和行走机构，其中：
行走机构包括分别设于支撑架的四个角部的四个行走轮，其中前部的两个行走轮或后部的两个行走轮为驱动轮3，其余的两个行走轮为从动轮1。行走轮3、1可以通过设备起升装置17与支撑架连接；
支撑装置包括分别设于支撑架的四个角部的四个支撑，其中一侧的两个支撑为主支撑13，另一侧的两个支撑为辅助支撑14。
动架4的下部设有抓取机构18，抓取机构18可以通过动架起升装置19与动架连接。
本发明的全自动无砟轨道板精调机，由于支撑架与动架之间通过六自由度平台***连接，动架的下部设有抓取机构，可以在抓取机构抓取轨道板后，通过六自由度平台***对轨道板进行自动调节。还可以通过支撑架的下部设有支撑装置和行走机构分别实现精调机的支撑和行走。劳动强度低、调整速度快、调整精度高、操作人员少，易于实现全自动化调整。
其工作的原理是，当设备起升装置17伸出时，推动行走轮着地，支撑装置抬起，设备可以在驱动轮的驱动下行走；当设备起升装置17收回时，行走轮收回，支撑装置着地支撑，此时，抓取机构18通过动架起升装置19的收缩抓取轨道板后，通过六自由度平台***11对轨道板进行自动调节。
支撑架的两侧可以分别设有一组或多组侧限位轮机构5，用于对设备行走过程中进行侧面限位。
本发明还包括工控机，工控机接收轨道板棱镜基准仪的测量数据，并向六自由度平台***发出调整控制信号，实现自动化调节。
一个具体实施例，如图6-8所示：
其主要参数为：
1)调整范围 ±30mm
2)测量+调整精度 ≤0.3mm
3)起重量 10T
4)设备移动速度 0-20m/分
5)单块调整速度小于 10分钟/块
6)全站仪建站距离 2块板
7)建站时间 10分钟/次
8)平均调整时间 小于15分钟/块(含建站时间分摊)
9)工作温度： -5℃～+40℃
10)防尘防水等级： IP54
11)工控机电池供电时间： 2h
与传统手动调整相比，其有益效果如下表：
| 序号 | 项目 | 传统手动调整 | 自动设备调整 |
| 1 | 精度控制 | 手工，M30x2螺杆调上下，M12x1.5螺杆调左右，时时单个棱镜测量，人工控制0.3mm很难 | 伺服电机，滚珠丝杠两次调整，全部控制在0.3mm以内，两次测量，工控机控制自动控制。 |
| 2 | 操作 | 左右调整两人喊号同步，上下加长扳手人工操作 | 触摸屏一键，自动调整体系转换百分表控制 |
| 3 | 调整时间 | 大于30分钟 | 小于15分钟 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，包括支撑架、动架，所述支撑架与动架之间通过六自由度平台***连接，所述六自由度平台***包括上平台、下平台，所述上平台和下平台之间通过相互并联的6个升降机构连接；
所述支撑架与所述上平台固定，所述动架与所述下平台固定；或者，所述支撑架与所述下平台固定，所述动架与所述上平台固定；
所述支撑架的下部设有支撑装置和行走机构；
所述动架的下部设有抓取机构；
所述升降机构为螺旋升降机构，包括相互啮合的丝杠和丝母，所述丝杠或丝母由伺服电机驱动；
所述丝杠为滚珠丝杠。
2.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述升降机构的上端通过胡克节与所述上平台连接，下端与所述下平台球铰接。
3.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述升降机构的外部设有导向缸。
4.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述行走机构包括分别设于所述支撑架的四个角部的四个行走轮，其中前部的两个行走轮或后部的两个行走轮为驱动轮，其余的两个行走轮为从动轮；
所述行走轮通过设备起升装置与所述支撑架连接。
5.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述支撑装置包括分别设于所述支撑架的四个角部的四个支撑，其中一侧的两个支撑为主支撑，另一侧的两个支撑为辅助支撑。
6.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述抓取机构通过动架起升装置与所述动架连接。
7.根据权利要求1所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，所述支撑架的两侧分别设有一组或多组侧限位轮机构。
8.根据权利要求1至7任一项所述的全自动无砟轨道板精调机，其特征在于，包括工控机，所述工控机接收轨道板棱镜基准仪的测量数据，并向所述六自由度平台***发出调整控制信号。
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