CN110295521A - 一种可编程智能轨道打磨车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可编程智能轨道打磨车，包括车架以及设置在车架上的CNC控制机构；所述车架通过底部的四角设置的轨道行驶轮架设在轨道上，所述车架上还设有行进驱动伺服电机，所述行进驱动伺服电机驱动连接所述车架的底部右侧两个轨道行驶轮中的其中一个；所述CNC控制机构包括调整机构、打磨机构、跨距自动调整机构。本发明调整的精度高，位置调整后不会发生偏移，打磨质量好，且性能稳定，采用模块化设计，大量采用可拆卸连接，可迅速实现拆装，同时其可快速分拆的功能，能够实现迅速上下轨道，在紧急情况下有效保证轨道交通通畅，杜绝安全隐患，同时，可在轨道跨距发生变化时，迅速做出调整。

Description

一种可编程智能轨道打磨车

技术领域

本发明涉及轨道维护设备领域，具体是一种可编程智能轨道打磨车。

背景技术

随着中国铁路、地铁的快速发展，轨道的里程越来越长，轨道轧制以及列车长期行驶过程中所造成的不平顺、轨面斑点、轨道微小缺陷和轨道波形磨耗等问题越来越多的暴露出来。这些划痕和磨损，导致列车的轮轨冲击力较大，形成极大的安全隐患。为消除钢轨顶面和侧面的类似划痕、波长极短的波纹形磨损，现有技术中，一般采用打磨的方式来修复。重新打磨钢轨顶面和侧面可以降低列车行进时的轮轨冲击力，进而减少列车高速行驶时候产生的振动，减少列车在行驶轨面辐，提高乘车舒适度，也降低了对列车的损害。

但现有的打磨设备体存在如下缺陷：

一、体积大、笨重，不能实现快速上下轨道，紧急情况下难以保证轨道交通通畅；

二、打磨精度角度、操作繁杂；

三、打磨设备在轨道上行驶时，轨道之间的跨距会存在误差变化，现有的打磨设备的行驶轮不能够随着轨道跨距的变化做出沿其轴向的调整，结构固定，如果不做出相应调整，打磨设备的打磨砂轮在轨道上的打磨位置会随着轨道跨距的变化发生改变，出现扭曲行驶现象，打磨效果也出现扭曲，因而影响打磨效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可编程智能轨道打磨车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种可编程智能轨道打磨车，包括车架以及设置在车架上的CNC控制机构；

所述车架通过底部的四角设置的轨道行驶轮架设在轨道上，所述车架上还设有行进驱动伺服电机，所述行进驱动伺服电机驱动连接所述车架的底部右侧两个轨道行驶轮中的其中一个；

所述CNC控制机构包括调整机构、打磨机构、跨距自动调整机构；

所述调整机构设置在所述车架本体的右侧，其包括两组扇形支撑板、门型架、第一伺服驱动机构、第二伺服驱动机构、角度驱动伺服电机,所述的两组扇形支撑板对称且平行设置在所述车架上，所述的两组扇形支撑板之间设有连接柱，且两组扇形支撑板的外侧面中部与车架之间均通过水平滑动导向机构进行滑动连接，所述水平滑动导向机构的导向与所述轨道行驶轮的前进方向垂直，所述门型架竖直设置在两组扇形支撑板之间，所述的两组扇形支撑板下端对称设有同心设置的轴承座，所述门型架两侧的纵梁下端均设有分别与两组扇形支撑板下端的轴承座同心连接的转轴，所述角度驱动伺服电机设置在所述扇形支撑板上，所述角度驱动伺服电机的轴端与所述门型架其中一侧的纵梁下端的转轴传动连接，所述的两组扇形支撑板的圆弧上端均设有圆弧导轨，所述门型架的两侧纵梁上均设有与所述圆弧导轨滑动连接的圆弧滑块，所述门型架上还架设有驱动方向与其纵梁竖向平行的所述第一伺服驱动机构，所述第一伺服驱动机构的驱动端连接有支撑架，所述支撑架两侧端与所述门型架两侧的纵梁内侧壁均滑动连接，所述第二伺服驱动机构设置在车架上，其驱动方向与所述水平滑动导向机构的导向平行，其驱动端连接所述连接柱；

所述打磨机构包括打磨伺服电机、电机支架、两组传动主轴、打磨砂轮，所述打磨伺服电机通过电机支架设置在所述支撑架上，所述打磨伺服电机的轴向与所述第一伺服驱动机构的驱动方向平行，所述的两组传动主轴轴向平行且均通过滚动轴承同轴设置在所述电机支架的前端，所述传动主轴与所述打磨伺服电机的轴向平行，所述打磨伺服电机的轴端与所述的两组传动主轴传动连接，所述的两组传动主轴的前端均设有所述的打磨砂轮；

所述跨距自动调整机构设置包括第三伺服驱动机构、推动杆，所述第三伺服驱动机构设置在车架上的左侧，其驱动方向与所述第二伺服驱动机构的驱动方向平行，且与第二伺服驱动机构的驱动端前进方向相反，所述第三伺服驱动机构的驱动端连接所述推动杆中部，所述推动杆与所述连接柱平行，且推动杆两端分别垂直连接车架底部左侧的两个轨道行驶轮的轮轴，所述车架底部左侧的两个轨道行驶轮的轮轴与车架本体采用直线轴承过渡连接。

进一步的，所述水平滑动导向机构包括水平导轨以及与其滑动连接的导块，所述水平导轨设置在车架上，所述导块连接所述扇形支撑板的外侧面。

进一步的，所述支撑架两侧端与所述门型架两侧的纵梁内侧壁之间的滑动连接方式采用滑轨与滑块配合连接。

进一步的，所述车架上的左侧通过可拆卸的连接方式安装有电器柜、人机界面操控台，所述人机界面操控台上设有安全护栏。

进一步的，所述行进驱动伺服电机、角度驱动伺服电机、打磨伺服电机均采用带电磁制动刹车装置的伺服电机。

进一步的，所述车架后侧通过柱销连接件与安装有电源组并可在轨道上移动的电源车体进行可拆卸连接。

优选的，所述CNC控制机构采用CNC控制***控制。

进一步的，所述打磨伺服电机的轴端设有主动轮，所述的两组传动主轴上均设有从动轮，所述主动轮通过同步传送带与从动轮传动连接。

进一步的，所述第一伺服驱动机构、第二伺服驱动机构、第三伺服驱动机构均包括带电磁制动刹车装置的伺服电机、丝杠、丝杠螺母，带电磁制动刹车装置的伺服电机驱动丝杠转动，丝杠驱动与其螺纹连接的丝杠螺母沿其轴向直线移动，丝杠螺母构成各伺服驱动机构的驱动端。

进一步的，所述角度驱动伺服电机通过减速器与转轴一端传动连接，转轴的另一端处安装有刹车装置。

本发明的有益效果是：

打磨机构通过第一伺服驱动机构、第二伺服驱动机构，可实现上下与水平方向上的进给，并在角度驱动伺服电机的驱动下，调整打磨机构在打磨时的角度，角度定位精准且操控方便；

模块化设计的实现：车架上通过可拆卸的连接方式安装有电器柜、人机界面操控台，以及车架后侧通过柱销连接件与安装有电源组并可在轨道上移动的电源车体进行可拆卸连接，实现了模块化设计。模块化设计的作用：可实现装置的整体的迅速分离与合体，在打磨轨道的过程中需要让车时，将装置的整体迅速拆分多个模块，单一模块质量较轻，人工只需要将单一的模块从轨道上一一抬下来即可，而由于合体装置的整体太重，若果需要将合体装置整体抬下轨道时，需要通过专门的吊机设备去吊起，虽然不需要人工去抬，但浪费时间，因此通过可快速拆装的连接方式，能够实现迅速上下轨道，在紧急情况下有效保证轨道交通通畅，杜绝安全隐患；

通过跨距自动调整机构，在轨道跨距发生变化时，可保证打磨车在轨道上行驶时，车架底部的轨道行驶轮在恒定的受力下行进滚动，确保打磨车由于轨道宽度的误差变化，不出现扭曲行驶现象，保证打磨效果不出现扭曲。当轨道跨距变小时，第三伺服驱动机构中的带电磁制动刹车装置的伺服电机因轨道行驶轮与轨道发生挤压而导致其负载变大，为了维持标准跨距时的电机负载，跨距自动调整机构中的第三伺服驱动机构驱动推动杆向轨道内侧平移，从而使与推动杆两端有连接关系的轨道行驶轮向轨道内侧平移，当第三伺服驱动机构中的带电磁制动刹车装置的伺服电机的负载达到标准跨距时的负载时，停止驱动轨道行驶轮向轨道内侧平移。反之，当轨道跨距变大时，跨距自动调整机构中的第三伺服驱动机构驱动推动杆向轨道外侧平移，从而使与推动杆两端有连接关系的轨道行驶轮向轨道外侧平移，维持标准跨距时的电机负载。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明结构立体结构。

图2是本发明结构正视图。

图3是本发明结构俯视图。

图4是调整机构的结构示意图。

图5是调整机构安装在车架上的结构示意图。

图6是打磨机构的结构示意图。

图7是跨距自动调整机构的结构示意图。

图中：1、车架，2、轨道行驶轮，3、行进驱动伺服电机，4、扇形支撑板，5、门型架，6、第一伺服驱动机构，7、第二伺服驱动机构，8、角度驱动伺服电机，9、连接柱，10、圆弧导轨，11、圆弧滑块，12、支撑架，13、打磨伺服电机，14、电机支架，15、传动主轴，16、打磨砂轮，17、滚动轴承，18、主动轮，19、从动轮，20、同步传送带，21、第三伺服驱动机构，22、推动杆，23、直线轴承，24、水平导轨，25、导块，26、电器柜，27、人机界面操控台，28、安全护栏，29、柱销连接件，30、电源组，31、电源车体，32、扇形角度尺，33、刻度指针，34、轴承座，35、转轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～7所示，本发明提供一种可编程智能轨道打磨车，包括车架以及设置在车架上的CNC控制机构；

所述车架1通过底部的四角设置的轨道行驶轮2架设在轨道上，所述车架1上还设有行进驱动伺服电机3，所述行进驱动伺服电机3驱动连接所述车架1的底部右侧两个轨道行驶轮2中的其中一个，行进驱动伺服电机3与轨道行驶轮2的传动连接方式有多组，如轴连接、带式传动连接等；

所述CNC控制机构包括调整机构、打磨机构、跨距自动调整机构；

所述调整机构设置在所述车架1本体的右侧，其包括两组扇形支撑板4、门型架5、第一伺服驱动机构6、第二伺服驱动机构7、角度驱动伺服电机8,所述的两组扇形支撑板4对称且平行设置在所述车架1上，所述的两组扇形支撑板4之间设有连接柱9，且两组扇形支撑板4的外侧面中部与车架1之间均通过水平滑动导向机构进行滑动连接，所述水平滑动导向机构的导向与所述轨道行驶轮2的前进方向垂直，所述门型架5竖直设置在两组扇形支撑板4之间，所述的两组扇形支撑板4下端对称设有同心设置的轴承座34，所述门型架5两侧的纵梁下端均设有分别与两组扇形支撑板4下端的轴承座34同心连接的转轴35，所述角度驱动伺服电机8设置在所述扇形支撑板4上，所述角度驱动伺服电机8的轴端与所述门型架5其中一侧的纵梁下端的转轴35传动连接，所述的两组扇形支撑板4的圆弧上端均设有圆弧导轨10，所述门型架5的两侧纵梁上均设有与所述圆弧导轨10滑动连接的圆弧滑块11，所述门型架5上还架设有驱动方向与其纵梁竖向平行的所述第一伺服驱动机构6，所述第一伺服驱动机构6的驱动端连接有支撑架12，所述支撑架12两侧端与所述门型架5两侧的纵梁内侧壁均滑动连接，所述第二伺服驱动机构7设置在车架1上，其驱动方向与所述水平滑动导向机构的导向平行，其驱动端连接所述连接柱9；

所述打磨机构包括打磨伺服电机13、电机支架14、两组传动主轴15、打磨砂轮16，所述打磨伺服电机13通过电机支架14设置在所述支撑架12上，所述打磨伺服电机13的轴向与所述第一伺服驱动机构6的驱动方向平行，所述的两组传动主轴15轴向平行且均通过滚动轴承17同轴设置在所述电机支架14的前端，所述传动主轴15与所述打磨伺服电机13的轴向平行，所述打磨伺服电机13的轴端设有主动轮18，所述的两组传动主轴15上均设有从动轮19，所述主动轮18通过同步传送带20与从动轮19传动连接，所述的两组传动主轴15的前端均设有所述的打磨砂轮16。

所述跨距自动调整机构设置包括第三伺服驱动机构21、推动杆22，所述第三伺服驱动机构21设置在车架1上的左侧，其驱动方向与所述第二伺服驱动机构7的驱动方向平行，且与第二伺服驱动机构7的驱动端前进方向相反，所述第三伺服驱动机构21的驱动端连接所述推动杆22中部，所述推动杆22与所述连接柱9平行，且推动杆22两端分别垂直连接车架1底部左侧的两个轨道行驶轮2的轮轴，所述车架1底部左侧的两个轨道行驶轮2的轮轴与车架1本体采用直线轴承23过渡连接。

所述水平滑动导向机构包括水平导轨24以及与其滑动连接的导块25，所述水平导轨24设置在车架1上，所述导块25连接所述扇形支撑板4的外侧面。

所述支撑架12两侧端与所述门型架5两侧的纵梁内侧壁之间的滑动连接方式采用滑轨与滑块配合连接，滑轨沿设置在门型架5的纵梁内侧壁，滑块与滑轨滑动连接，所述滑块连接着支撑架12侧端。

所述车架1上的左侧通过可拆卸的连接方式安装有电器柜26、人机界面操控台27，所述人机界面操控台27上设有安全护栏28，所述车架1后侧通过柱销连接件29与安装有电源组30并可在轨道上移动的电源车体31进行可拆卸连接，施工人员在人机界面操控台27处操作，并通过电器柜26控制所有用电设备驱动，电源组30为所有用电设备提供电能。

具体的，所述行进驱动伺服电机3、角度驱动伺服电机8、打磨伺服电机13均采用带电磁制动刹车装置的伺服电机。

具体的，所述CNC控制机构采用CNC控制***控制。

具体的，所述第一伺服驱动机构6、第二伺服驱动机构7、第三伺服驱动机构21均包括带电磁制动刹车装置的伺服电机、丝杠、丝杠螺母，带电磁制动刹车装置的伺服电机驱动丝杠转动，丝杠驱动与其螺纹连接的丝杠螺母沿其轴向直线移动，丝杠螺母构成各伺服驱动机构的驱动端。

所述角度驱动伺服电机8通过减速器与转轴32一端传动连接，转轴32的另一端处安装有刹车装置，刹车装置采用与汽车上采用的刹车装置一致，刹车装置设置在车架1上，转轴32上同轴设有与刹车装置的刹车片配合的碟盘。

所述扇形支撑板4外侧面上端设有扇形角度尺32，所述门型架5的纵梁上设有配合所述扇形角度尺32使用的刻度指针33，可辅助角度驱动伺服电机8驱动打磨机构。

具体工作过程如下:

首先，本设备基于CNC数控***，通过在人机界面操控台27的编程，控制角度驱动伺服电机8驱动门型架5在扇形支撑板4的圆弧上端所设的圆弧导轨10支撑下，实现角度的摆动，发生倾斜，即打磨机构实现角度摆动，然后通过第二伺服驱动机构7，驱动两组扇形支撑板4之间的连接柱9向单边轨道水平移动，即打磨机构实现水平方向上的驱动，然后通过第一伺服驱动机构6，驱动打磨机构倾斜向下移动，然后打磨伺服电机开启13，通过传动主轴15驱动打磨砂轮16，打磨砂轮16在打磨单边轨道的同时，行进驱动伺服电机3开始工作，驱动轨道行驶轮2带动整个装置在轨道上行驶，打磨砂轮16对单边的轨道进行线状打磨，当单边轨道上这一角度的打磨完成后，进驱动电机3停止工作，第一伺服驱动机构6和第二伺服驱动机构7均如上述驱动方式一样，依次驱动打磨机构远离单边轨道，然后通过角度驱动伺服电机8，再次调节打磨机构的摆角，调整不同的打磨位置，然后第二伺服驱动机构7和第一伺服驱动机构6均如上述驱动方式一样，依次驱动打磨机构靠近单边轨道，行进驱动伺服电机3再次工作，打磨砂轮16再次进行另一角度的线状打磨，如此循环重复上述的操作，直至单边轨道打磨结束，然后将整个装置拆分，然后将车架1抬起旋转180°，再将其他部分迅速安装到车架1上，采用上述同样的驱动方式，对火车轨道的另一侧单边轨道进行打磨。

若打磨车在前进的过程中，轨道跨距发生变化，跨距自动调整机构中的第三伺服驱动机构21驱动推动杆22平移，从而使与推动杆22两端有连接关系的轨道行驶轮2平移，当第三伺服驱动机构21中的带电磁制动刹车装置的伺服电机的负载达到标准跨距时的负载时，停止驱动轨道行驶轮2向轨道平移。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可编程智能轨道打磨车，其特征在于，包括车架以及设置在车架上的CNC控制机构；

所述车架通过底部的四角设置的轨道行驶轮架设在轨道上，所述车架上还设有行进驱动伺服电机，所述行进驱动伺服电机驱动连接所述车架的底部右侧两个轨道行驶轮中的其中一个；

所述CNC控制机构包括调整机构、打磨机构、跨距自动调整机构；

所述调整机构设置在所述车架本体的右侧，其包括两组扇形支撑板、门型架、第一伺服驱动机构、第二伺服驱动机构、角度驱动伺服电机,所述的两组扇形支撑板对称且平行设置在所述车架上，所述的两组扇形支撑板之间设有连接柱，且两组扇形支撑板的外侧面中部与车架之间均通过水平滑动导向机构进行滑动连接，所述水平滑动导向机构的导向与所述轨道行驶轮的前进方向垂直，所述门型架竖直设置在两组扇形支撑板之间，所述的两组扇形支撑板下端对称设有同心设置的轴承座，所述门型架两侧的纵梁下端均设有分别与两组扇形支撑板下端的轴承座同心连接的转轴，所述角度驱动伺服电机设置在所述扇形支撑板上，所述角度驱动伺服电机的轴端与所述门型架其中一侧的纵梁下端的转轴传动连接，所述的两组扇形支撑板的圆弧上端均设有圆弧导轨，所述门型架的两侧纵梁上均设有与所述圆弧导轨滑动连接的圆弧滑块，所述门型架上还架设有驱动方向与其纵梁竖向平行的所述第一伺服驱动机构，所述第一伺服驱动机构的驱动端连接有支撑架，所述支撑架两侧端与所述门型架两侧的纵梁内侧壁均滑动连接，所述第二伺服驱动机构设置在车架上，其驱动方向与所述水平滑动导向机构的导向平行，其驱动端连接所述连接柱；

所述打磨机构包括打磨伺服电机、电机支架、两组传动主轴、打磨砂轮，所述打磨伺服电机通过电机支架设置在所述支撑架上，所述打磨伺服电机的轴向与所述第一伺服驱动机构的驱动方向平行，所述的两组传动主轴轴向平行且均通过滚动轴承同轴设置在所述电机支架的前端，所述传动主轴与所述打磨伺服电机的轴向平行，所述打磨伺服电机的轴端与所述的两组传动主轴传动连接，所述的两组传动主轴的前端均设有所述的打磨砂轮；

所述跨距自动调整机构设置包括第三伺服驱动机构、推动杆，所述第三伺服驱动机构设置在车架上的左侧，其驱动方向与所述第二伺服驱动机构的驱动方向平行，且与第二伺服驱动机构的驱动端前进方向相反，所述第三伺服驱动机构的驱动端连接所述推动杆中部，所述推动杆与所述连接柱平行，且推动杆两端分别垂直连接车架底部左侧的两个轨道行驶轮的轮轴，所述车架底部左侧的两个轨道行驶轮的轮轴与车架本体采用直线轴承过渡连接。

2.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述水平滑动导向机构包括水平导轨以及与其滑动连接的导块，所述水平导轨设置在车架上，所述导块连接所述扇形支撑板的外侧面。

3.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述支撑架两侧端与所述门型架两侧的纵梁内侧壁之间的滑动连接方式采用滑轨与滑块配合连接。

4.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述车架上的左侧通过可拆卸的连接方式安装有电器柜、人机界面操控台，所述人机界面操控台上设有安全护栏。

5.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述行进驱动伺服电机、角度驱动伺服电机、打磨伺服电机均采用带电磁制动刹车装置的伺服电机。

6.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述车架后侧通过柱销连接件与安装有电源组并可在轨道上移动的电源车体进行可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述CNC控制机构采用CNC控制***控制。

8.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述打磨伺服电机的轴端设有主动轮，所述的两组传动主轴上均设有从动轮，所述主动轮通过同步传送带与从动轮传动连接。

9.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述第一伺服驱动机构、第二伺服驱动机构、第三伺服驱动机构均包括带电磁制动刹车装置的伺服电机、丝杠、丝杠螺母，带电磁制动刹车装置的伺服电机驱动丝杠转动，丝杠驱动与其螺纹连接的丝杠螺母沿其轴向直线移动，丝杠螺母构成各伺服驱动机构的驱动端。

10.根据权利要求1所述的可编程智能轨道打磨车，其特征在于，所述角度驱动伺服电机通过减速器与转轴一端传动连接，转轴的另一端处安装有刹车装置。