CN111348071B - 用于高铁机车转向架自动落成设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于高铁机车转向架自动落成设备，属于调整安装设备领域，包括轨道底架，所述轨道底架外圈的四角均设有轮对定位组件，所述轮对定位组件对转向架的四个轮子进行支撑和定位，两侧相对设置的所述轮对定位组件在X轴方向间隙可调，同侧设置的所述轮对定位组件通过轴距调整组件在Y轴方向调整间距，所述轨道底架的内部设有对轮对X轴进行定位的轴向定位组件。本发明利用相机识别检测手段，使构架与轮对精准配合，将复杂的调整实施以自动化的方式完成，节省人力，而且效率高。

Description

用于高铁机车转向架自动落成设备

技术领域

本发明属于调整安装设备领域，涉及转向架的落成和调整，尤其涉及用于高铁机车转向架自动落成设备。

背景技术

高铁转向架作为列车安全运行的保障,主要承担了承载、牵引、缓冲、导向和制动等功能，落成工位现有技术状态入下，轮对到位工人手动控制按钮，使轮对顶升，然后工人撤掉轴箱、齿轮箱运输轮，换成调平工装，用视线找平；工人将轴箱弹簧及齿轮箱吊杆安装好；落成过程需1人开天车吊装构架，4人站4个角手扶构架落成，期间兼顾刹车片方向调整、吊杆垂直度方向调整、以及观察轴箱弹簧处是否进入构架限位孔，边落构架边调整配合的相关部件

现有技术缺点入下，人工成本方面：落成过程至少需要5人配合才能完成落成动作，用人较多，成本高；规范操作方面：轴箱、齿轮箱调平是利用经验，用视线调平，此部受人为因素影响效果；安全方面：天车吊构架落成过程中底下站至少4人参与作业，边落边调整，存在很大安全隐患；***方面：人工记录组装完成构架型号、数量等参数，存在工人漏记、记错可能，耗费工人精力，不能和整个生产***联网调度配合。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供用于高铁机车转向架自动落成设备，利用相机识别检测手段，使构架与轮对精准配合，将复杂的调整实施以自动化的方式完成，节省人力，而且效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：用于高铁机车转向架自动落成设备，包括轨道底架，所述轨道底架外圈的四角均设有轮对定位组件，所述轮对定位组件对转向架的四个轮子进行支撑和定位，两侧相对设置的所述轮对定位组件在X轴方向间隙可调，同侧设置的所述轮对定位组件通过轴距调整组件在Y轴方向调整间距，所述轨道底架的内部设有对轮对X轴进行定位的轴向定位组件；

所述轮对定位组件、轴向定位组件和轴距调整组件均固定在旋转台组件上，所述旋转台组件设在所述轨道底架的下方，所述旋转台组件驱动所述轮对定位组件、轴向定位组件和轴距调整组件圆周方向旋转。

进一步的，所述轮对定位组件包括V型块，所述V型块下端的中部设有丝杠升降机，所述丝杠升降机由伺服电机进行驱动，所述丝杠升降机设在定位块支架上，所述定位块支架与所述旋转台组件的的上端设有导轨结构，保证轮对定位组件在Y轴方向的移动精度，所述V型块下端的两侧设有导向柱，所述定位块支架上到设有导向套，所述导向柱设置在所述导向套内且二者竖直方向滑动连接。

进一步的，所述定位块支架的上端还设有限位架，所述限位架上设有导向槽，所述V型块设置在所述导向槽内且相对导向槽上下升降，所述V型块的一侧设有感应片，所述限位架上设有两个感应开关，分别对应所述V型块的上极限位置和下极限位置。

进一步的，所述定位块支架的外侧还设有顶块，所述顶块通过升降电缸驱动，相对定位块支架上下移动且与转向架上的齿轮箱对应设置。

进一步的，所述轴距调整组件包括中间板和边侧板，所述中间板与旋转台组件固定连接，所述边侧板与所述旋转台组件组件之间设有Y轴方向的线轨结构，X轴方向的两个轮对定位组件固定在同一个边侧板上，所述中间板设有调整电机，所述边侧板上设有驱动板，所述调整电机的出力轴驱动丝杠旋转，驱动板作为丝母与丝杠配合，丝杠的外部设有防护罩，一个调整电机匹配设置一个丝杠和一个驱动板，并对应一个边侧板设置。

进一步的，所述轴向定位组件固定在所述边侧板上，所述轴向定位组件设在X轴方向的两个轮对定位组件之间，所述轴向定位组件包括顶丝、电机和丝杠，所述顶丝设置在滑块上，电机驱动丝杠旋转，所述滑块作为丝母与所述丝杠配合，驱动顶丝在X轴方向移动。

进一步的，所述旋转台组件包括从上到下依次设置的移动平台、旋转平台和转盘底架，所述转盘底架固定设置，所述转盘底架上设有转动连接的大齿轮，所述转盘底架上设有旋转电机，所述旋转电机的出力轴上设有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合设置，所述旋转平台与大齿轮的上端固定连接，所述旋转平台上设有X轴电机，X轴电机通过丝母和丝杠结构驱动所述移动平台X轴移动，所述移动平台与中间板固定连接，所述移动平台为框架结构，且设置在所述轨道底架的外圈。

进一步的，所述旋转台组件设在升降组件上，所述升降组件包括升降架，所述升降架的四角设置丝杠升降机，所述升降架的中部设有升降电机，所述升降电机驱动X轴方向设置的第一丝杠转动，Y轴同侧的两个丝杠升降机通过第二丝杠联动，所述第一丝杠通过蜗轮蜗杆减速机同时驱动两个第二丝杠转动。

进一步的，所述轨道底架的上端设有防护罩，转向架设置在防护罩的上端，防护罩的上端与转向架的四角对应的位置设有避位孔，所述防护罩及下方的结构均设置在地坑内，所述地坑的上端设置控制中心，用来控制所有电器元件的启停动作。

进一步的，所述防护罩下方的四角位置设有检测组件，所述检测组件包括相机和升降电缸，所述升降电缸驱动所述相机相对防护罩上下移动，所述相机与控制中心电连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明利用检测装置识别构架与轮对空间的位置以及姿态，计算相对位置与配合位置偏差，将结果发送至控制***，控制***根据偏差数据进行调整轮对位置姿态，而且调整方式包含设备旋转，Y轴平移，轴距调整等，多个方向自动调整和对中，自动化程度高，节省人力；

2、为准确每次来的轮对进行准确定位所使用手段，包含V型块定位，以及轴向定位组件和轴距调整组件，多个方向保证定位的角度和稳定性，而且这个结构构思巧妙，布局紧凑，占用空间小，同时整个结构均设置在地坑内，且设置防护罩，避免其他杂物进入到内部，有效保证结构的使用寿命；

3、轮对定位组件中丝杠升降机采用市购品，采购成品低，具体的型号根据转向架的规格进行选择和设定，采用伺服电机或者电缸驱动，结构简单，控制程序简单，设置导轨结构后，保证了轮对定位组件在Y轴方向的调整精度，设置导向柱和导向套，保证了V型块的上下移动精度，实现了V型块上下升降的动作；

4、旋转台组件中，旋转电机通过小齿轮带动大齿轮旋转，今儿实现了旋转平台的转动，实现了旋转平台上部所有零件的转动，除了X轴、Y轴的调整，还可以实现水平面的扭动和角度调整，实现了多个维度的调整和转向架的定位，更进一步的实现了转向架的精确定位和精密调整。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明用于高铁机车转向架自动落成设备的结构示意图；

图2是本发明用于高铁机车转向架自动落成设备不含地坑的结构示意图；

图3是本发明检测组件的结构示意图；

图4是本发明用于高铁机车转向架自动落成设备不含地坑、防护罩和升降组件的的结构示意图；

图5是本发明轮对定位组件正视的结构示意图；

图6是本发明图5的A部详图；

图7是本发明轮对定位组件后视的结构示意；

图8是本发明轮对定位组件、轴向定位组件和轴向定位组件配合的结构示意；

图9是本发明图8的B部详图；

图10是本发明图8的C部详图；

图11是本发明旋转台组件的结构示意图；

图12是本发明升降组件的结构示意图；

图13是本发明方向轮和方向柱配合的结构示意图。

附图标记：

10、地坑；20、控制中心；30、转向架；40、防护罩；41、检测组件；411、相机；412、升降电缸；50、轨道底架；60、轮对定位组件；61、V型块；611、感应片；62、丝杠升降机；63、伺服电机；64、定位块支架；641、导向套；65、导向柱；66、限位架；661、感应开关；662、导向槽；67、顶块；68、升降电缸；70、轴向定位组件；71、顶丝；72、滑块；80、旋转台组件；81、移动平台；82、旋转平台；83、转盘底架；84、大齿轮；85、小齿轮；90、升降组件；91、升降电机；92、第一丝杠；93、第二丝杠；94、方向轮；95、方向柱；96、升降架；100、轴距调整组件；101、中间板；102、边侧板；103、调整电机；104、驱动板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1～图13所示，本发明为用于高铁机车转向架自动落成设备，包括轨道底架50，轨道底架50外圈的四角均设有轮对定位组件60，轮对定位组件60对转向架30的四个轮子进行支撑和定位，两侧相对设置的轮对定位组件60在X轴方向间隙可调，同侧设置的轮对定位组件60通过轴距调整组件100在Y轴方向调整间距，轨道底架50的内部设有对轮对X轴进行定位的轴向定位组件70；

轮对定位组件60、轴向定位组件70和轴距调整组件100均固定在旋转台组件80上，旋转台组件80设在轨道底架50的下方，旋转台组件80驱动轮对定位组件60、轴向定位组件70和轴距调整组件100圆周方向旋转。

优选地，轮对定位组件60包括V型块61，V型块61下端的中部设有丝杠升降机62，丝杠升降机62由伺服电机63进行驱动，丝杠升降机62设在定位块支架64上，定位块支架64与旋转台组件80的的上端设有导轨结构，保证轮对定位组件60在Y轴方向的移动精度，V型块61下端的两侧设有导向柱65，定位块支架64上到设有导向套641，导向柱65设置在导向套641内且二者竖直方向滑动连接，丝杠升降机62采用市购品，采购成品低，具体的型号根据转向架30的规格进行选择和设定，采用伺服电机63或者电缸驱动，结构简单，控制程序简单，设置导轨结构后，保证了轮对定位组件60在Y轴方向的调整精度，设置导向柱65和导向套641，保证了V型块61的上下移动精度。

优选地，定位块支架64的上端还设有限位架66，限位架66上设有导向槽662，V型块61设置在导向槽662内且相对导向槽662上下升降，V型块61的一侧设有感应片611，限位架66上设有两个感应开关661，分别对应V型块61的上极限位置和下极限位置，限位架66和导向槽662的设置保证了V型块61的上下运动精度，感应片611和感应开关661的设置，确保了V型块61的上下运动精度和定位的精确性，感应开关661与控制中心20进行电连接，实现信号的反馈，确保V型块61到位后，再对转向架30进行支撑；更优选地，定位块支架64的外侧还设有顶块67，顶块67通过升降电缸68驱动，相对定位块支架64上下移动且与转向架30上的齿轮箱对应设置，对齿轮箱起到定位和导向的作用，进一步保证转向架30的落成精度。

优选地，轴距调整组件100包括中间板101和边侧板102，中间板101与旋转台组件80固定连接，边侧板102与旋转台组件80组件之间设有Y轴方向的线轨结构，X轴方向的两个轮对定位组件60固定在同一个边侧板102上，中间板101设有调整电机103，边侧板102上设有驱动板104，调整电机103的出力轴驱动丝杠旋转，驱动板104作为丝母与丝杠配合，丝杠的外部设有防护罩40，一个调整电机103匹配设置一个丝杠和一个驱动板104，并对应一个边侧板102设置，调整电机103动作，电动丝杠旋转，带动边侧板102相对中间板101在Y轴方向移动，由于X轴方向两侧的轮对定位组件60均与边侧板102固定连接，所以边侧板102的Y轴方向移动，实现了轮对定位组件60的Y轴方向移动，实现了Y轴方向的轴距调整，适用于不同规格的Y轴跨距的转向架30。

优选地，轴向定位组件70固定在边侧板102上，轴向定位组件70设在X轴方向的两个轮对定位组件60之间，轴向定位组件70包括顶丝71、电机和丝杠，顶丝71设置在滑块72上，电机驱动丝杠旋转，滑块72作为丝母与丝杠配合，驱动顶丝71在X轴方向移动，在本组件中，电机通过丝杠结构驱动滑块72在X轴方向进行移动，进行实现了X轴方向两端的顶丝71在X轴方向进行定位，对转向架30内部的X轴方向进行定位。

优选地，旋转台组件80包括从上到下依次设置的移动平台81、旋转平台82和转盘底架83，转盘底架83固定设置，转盘底架83上设有转动连接的大齿轮84，转盘底架83上设有旋转电机，旋转电机的出力轴上设有小齿轮85，小齿轮85与大齿轮84啮合设置，旋转平台82与大齿轮84的上端固定连接，旋转平台82上设有X轴电机，X轴电机通过丝母和丝杠结构驱动移动平台81X轴移动，移动平台81与中间板101固定连接，移动平台81为框架结构，且设置在轨道底架50的外圈，结构紧凑，占用空间小，旋转台组件80中，旋转电机通过小齿轮85带动大齿轮84旋转，今儿实现了旋转平台82的转动，实现了旋转平台82上部所有零件的转动，除了X轴、Y轴的调整，还可以实现水平面的扭动和角度调整，实现了多个维度的调整和转向架30的定位，更进一步的实现了转向架30的精确定位和精密调整。

优选地，旋转台组件80设在升降组件90上，升降组件90包括升降架96，升降架96的四角设置丝杠升降机62，升降架96的中部设有升降电机91，升降电机91驱动X轴方向设置的第一丝杠92转动，Y轴同侧的两个丝杠升降机62通过第二丝杠93联动，第一丝杠92通过蜗轮蜗杆减速机同时驱动两个第二丝杠93转动，升降组件90实现了整个结构在Z轴方向的调整；更优选地，升降架96的四角设有方向轮94，方向轮94为哑铃形状，与方向轮94配套设置的有保证升降架96上下移动精度的方向柱95，方向轮94与方向柱95对应设置。

优选地，轨道底架50的上端设有防护罩40，转向架30设置在防护罩40的上端，防护罩40的上端与转向架30的四角对应的位置设有避位孔，防护罩40及下方的结构均设置在地坑10内，地坑10的上端设置控制中心20，用来控制所有电器元件的启停动作，防护罩40的设置可保护内部结构，防止外部的杂物或者水汽等进入到内部，影响内部电器元件的实用，防护罩40大大增加了各个零件的使用寿命。

优选地，防护罩40下方的四角位置设有检测组件41，检测组件41包括相机411和升降电缸412，升降电缸412驱动相机411相对防护罩40上下移动，相机411与控制中心20电连接，相机411可检测转向架30的位置，并实时的进行反馈，实现了数据的在线采集和反馈，实时监控和调整，形成一个闭环控制***，控制精度更高。

具体实施过程：将传统机构中的运输轮与调平工装结合成辅助本申请中的支撑式小车结构，将轮对运输到本申请的工位后不需要更换调平工装，减少流程，本申请在此之前已接收到控制中心20给的转向架30型号，在轮对到本结构之前，升降组件90自动调整高度，轴距调整组件100调整轮对定位组件60在Y轴方向的相对位置，自动调整轴距，到位后工人加上吊杆导向进行转向架30的定位，然后启动自动程序，首先设备的V型块61将两套轮对顶起，轴箱及相关的零件一同被底部的升降电机91顶起一定高度，升降电机91也可升降电缸412代替，从而进行导轨方向定位，然后轴向定位组件70和轴距调整组件100，使轮对在垂直于导轨方向进行定位，这样X、Y方向轮94对均已准确定位，然后4点的检测组件41从地面上升到轮对节点高度位置，其中检测组件41包含的相机411为视觉相机411，还包括距离传感器，视觉相机411与距离传感器安装在一个支架上，支架具有护罩，防止其他方向对其的干扰破坏，在相机411照相两侧具有两个光源***，给予拍照时光线补偿；上述结构安装在升降电缸412上，可随升降电缸412到达准确位置进行拍照，拍照完成后回到原点安全的位置；相机411测量后计算轴箱、齿轮箱需升高或降低数值并由底部的升降电机91执行补偿动作，距离传感器测量轮对位置数值，完成后给智能天车发落成指令，智能天车与控制中心20电连接，智能天车将转向架30落至一定高度，此时相机411可以拍到构架节点配合位置，根据检测装置检测出数据，对比轮对与转向架30节点的位置，使本结构在扭转、垂直导轨的平移以及两轮对在导轨方向进行调整，调整完成后，智能天车将转向架30落至完全配合后离开，工人锁节点螺栓后，轮对定位组件60中的V型块61上升，然后回缩到原点，轴箱、齿轮箱电缸下降，从而拆下辅助支撑小车，下降V型块61将转向架30放到导轨上，再将转向架30推到下个工位，整套流程完成，整个落车过程实行自动化，设备配合时自动调整位置以适应智能天车所吊转向架30位置，人工只在落车到位后锁螺栓、撤掉辅助支撑小车工作，减少了工人劳动强度以及人工落车不安全的因素，其中为了自动落成的准确性，整个设备自动化程度高。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：包括轨道底架，所述轨道底架外圈的四角均设有轮对定位组件，所述轮对定位组件对转向架的四个轮子进行支撑和定位，两侧相对设置的所述轮对定位组件在X轴方向间隙可调，同侧设置的所述轮对定位组件通过轴距调整组件在Y轴方向调整间距，所述轨道底架的内部设有对轮对X轴进行定位的轴向定位组件；

所述轮对定位组件、轴向定位组件和轴距调整组件均固定在旋转台组件上，所述旋转台组件设在所述轨道底架的下方，所述旋转台组件驱动所述轮对定位组件、轴向定位组件和轴距调整组件圆周方向旋转。

2.根据权利要求1所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述轮对定位组件包括V型块，所述V型块下端的中部设有丝杠升降机，所述丝杠升降机由伺服电机进行驱动，所述丝杠升降机设在定位块支架上，所述定位块支架与所述旋转台组件的的上端设有导轨结构，保证轮对定位组件在Y轴方向的移动精度，所述V型块下端的两侧设有导向柱，所述定位块支架上到设有导向套，所述导向柱设置在所述导向套内且二者竖直方向滑动连接。

3.根据权利要求2所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述定位块支架的上端还设有限位架，所述限位架上设有导向槽，所述V型块设置在所述导向槽内且相对导向槽上下升降，所述V型块的一侧设有感应片，所述限位架上设有两个感应开关，分别对应所述V型块的上极限位置和下极限位置。

4.根据权利要求2所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述定位块支架的外侧还设有顶块，所述顶块通过升降电缸驱动，相对定位块支架上下移动且与转向架上的齿轮箱对应设置。

5.根据权利要求1所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述轴距调整组件包括中间板和边侧板，所述中间板与旋转台组件固定连接，所述边侧板与所述旋转台组件组件之间设有Y轴方向的线轨结构，X轴方向的两个轮对定位组件固定在同一个边侧板上，所述中间板设有调整电机，所述边侧板上设有驱动板，所述调整电机的出力轴驱动丝杠旋转，驱动板作为丝母与丝杠配合，丝杠的外部设有防护罩，一个调整电机匹配设置一个丝杠和一个驱动板，并对应一个边侧板设置。

6.根据权利要求5所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述轴向定位组件固定在所述边侧板上，所述轴向定位组件设在X轴方向的两个轮对定位组件之间，所述轴向定位组件包括顶丝、电机和丝杠，所述顶丝设置在滑块上，电机驱动丝杠旋转，所述滑块作为丝母与所述丝杠配合，驱动顶丝在X轴方向移动。

7.根据权利要求1所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述旋转台组件包括从上到下依次设置的移动平台、旋转平台和转盘底架，所述转盘底架固定设置，所述转盘底架上设有转动连接的大齿轮，所述转盘底架上设有旋转电机，所述旋转电机的出力轴上设有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合设置，所述旋转平台与大齿轮的上端固定连接，所述旋转平台上设有X轴电机，X轴电机通过丝母和丝杠结构驱动所述移动平台X轴移动，所述移动平台与中间板固定连接，所述移动平台为框架结构，且设置在所述轨道底架的外圈。

8.根据权利要求1所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述旋转台组件设在升降组件上，所述升降组件包括升降架，所述升降架的四角设置丝杠升降机，所述升降架的中部设有升降电机，所述升降电机驱动X轴方向设置的第一丝杠转动，Y轴同侧的两个丝杠升降机通过第二丝杠联动，所述第一丝杠通过蜗轮蜗杆减速机同时驱动两个第二丝杠转动。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述轨道底架的上端设有防护罩，转向架设置在防护罩的上端，防护罩的上端与转向架的四角对应的位置设有避位孔，所述防护罩及下方的结构均设置在地坑内，所述地坑的上端设置控制中心，用来控制所有电器元件的启停动作。

10.根据权利要求9所述的用于高铁机车转向架自动落成设备，其特征在于：所述防护罩下方的四角位置设有检测组件，所述检测组件包括相机和升降电缸，所述升降电缸驱动所述相机相对防护罩上下移动，所述相机与控制中心电连接。

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