CN201614531U - 一种无砟轨道钢轨精调车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种无砟轨道钢轨精调车，其特征是：所述精调车的车架(3)由两根纵梁(3.1)和若干横梁(3.2)焊接而成，车架(3)通过上心盘、中心销与前、后走行转向架(2，7)连接在一起，使所述精调车在路轨上行走；设置在车架(3)上的车厢(5)内安装动力仓(4)，车厢(5)的前部设置前驾驶室(1)后部设置后驾驶室(11)，车架(3)的两侧设有若干支腿(6)通过其液压油缸(6.1)实现精调车平稳升降；车架(3)的横梁(3.2)下面固定若干顶铁机械手(8)、抓取机械手(9)和定位机械手(10)，上述机械手相互配合作业以调整钢轨的形态。本实用新型可根据轨道两旁全站仪提供的轨道数据，自动调轨、自动固定，大幅度减少人工操作，降低劳动强度，能够适应多种铁路线路等级要求，方便快捷精调轨道形位。同时自身提供行走动力装置，可大大缩短施工作业时间，并将作业效率提高十倍以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及应在铁路调轨设备技术领域，特别是涉及一种用于铁路上无砟轨道精准调轨设备。
背景技术
在常规的轨道调轨的施工中，通常采用全站仪和轨检小车及轨道测量***方案。该方案全部采用的是人工配合小型机械作业方法施工。采用此种作业方式存在以下缺点：对施工人员专业水平要求高，管理难度大，同时施工工作量大，施工成本高和施工时间长等诸多问题；而且对目前全路提速的背景下，对轨道铺设的精度要求更高，依靠人工很难达到相应的标准。
目前，国家规划建设无砟轨道总里程达到了20000公里，已开工建设的已达10000公里，建设总规模和开工总规模居世界第一。设计采用的轨道结构形式有三种，分别是I、II板式和双块式。无论哪一种无砟轨道结构形式，最后达到高精度、高稳定才是建设的目标，是实现高速行车的保障，钢轨几何形位的精调成为轨道施工的最关键工序。如果在高速铁路上，采用上述人工为主调轨方案将大大增加施工工作量、施工成本和施工时间。显然，这种作业方式不是安全、经济有效的解决方法。
发明内容
为了克服现有技术中人工配合小型机械作业存在的施工成本高和施工时间长等不足，本实用新型提供一种无砟轨道钢轨精调车。该实用新型适应多种铁路线路等级要求，方便快捷精调轨道形位，同时自身提供行走动力装置，可以大大缩短施工作业时间。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述无砟轨道钢轨精调车包括车架、动力仓、车厢、反定位轨道精调作业工艺、测量自动拟合优化软件、智能化数字施工***、误差平衡纠正***和高精度轨道定位***。
所述车架由两根纵梁和若干横梁焊接而成，车架通过上心盘、中心销与前、后走行转向架连接在一起，使所述精调车在路轨上行走；设置在车架上的车厢内装有动力仓和控制柜，车厢的前部和后部设置前、后驾驶室，车架的两侧设有若干支腿通过其内部的液压油缸实现精调车平稳升降；车架的横梁下面固定若干顶铁机械手、抓取机械手和定位机械手，上述机械手相互配合作业以调整钢轨的形态。
所述车体采用电液驱动模式，内部装载激光测距仪、步行电动小车、仿形模、顶升机构和顶铁紧贴定位点。
所述车架的两侧设有若干支腿，通过其液压油缸和导轨可实现精调车平稳升降。
所述车架的横梁下面固定顶铁机械手，顶铁机械手包括水平移动机构、垂直升降机构、楔铁推进机构、横扫臂和楔铁；各运动机构均由直线导轨、伺服电机和滚珠丝杠组成，能够快速、灵活地实现高精度定位。
所述车架的横梁下面固定抓取机械手，抓取机械手包括旋转运动机构、水平移动机构、垂直升降机构、液压缸和夹轨器；各运动机构均由直线导轨、伺服电机、滚珠丝杠组成，能够快速、灵活地实现高精度定位。
所述车架的横梁下面固定定位机械手，定位机械手包括旋转运动机构、水平移动机构、垂直升降机构和靠模；各运动机构均由直线导轨、伺服电机、滚珠丝杠组成，能够快速、灵活地实现高精度定位。
所述前、后两个驾驶室的每个驾驶室都能够独立完成整套作业流程，且具有互锁装置。
所述车厢内装有动力仓，动力仓包括柴油发电机组、液压泵站和空压机，为精调车行走、制动、顶升和机械手动作提供动力。
测量控制***采用自动全站仪、定位固定在电动定位车上的反光镜上，采用车的前后各装两个定位反光镜，自动锁定目标的全站仪架设在车的前后、控车、数据在全站仪与车控制***间采用无线传输，全部数据同步录入，自动测量三次，相互比较平差后输出。工作工程首先采用一辆全站仪小车追踪方向、纵向定位、数字仪与定位小车，其次全站仪小车用天线方式向精调车传输数据，实现小车与测量***误差保持在0.1mm以内。
所述高精度轨道定位***先通过全站仪获取车的位置，然后通过运算中心计算，控制车走行至指定位置，由顶升控制根据测量数据，判断线路线形(直缓图)及要素，计算出车顶升的数据和姿态，并测量检查后锁死支腿，计算出每一个小车的空间位置，并考虑缓和曲线修正值后，驱动定位小车并锁死，将轨点理论值传输给液压***，启动液压***，将钢轨夹住顶入仿形模。顶铁就位***后，下落夹顶入位，收臂；然后根据计算钢轨的准确位置，控制提升机械手抓取钢轨至指定高度，定位机械手横向控制钢轨至准确位置后控制顶铁机械手动作，推动顶铁锁死钢轨。
本实用新型的有益效果是：该实用新型能够实现与测量联测、处理数据，自动调轨、自动固定、完全消除轨道精调人工作业，保证稳定的高精度。将轨检小车、轨道测量***由2套设备完成的工作，可在一套设备上完成，这使得设备的利用率大大提高，且项目的施工设备总投资(设备总价格)也降低了很多。该实用新型适应多种铁路线路等级要求，方便快捷精调轨道形位，同时自身提供行走动力装置，提高了工作效率，大大缩短了施工作业时间。
附图说明
图1是无砟轨道钢轨精调车的结构示意图；
图2是顶铁机械手的结构示意图；
图3是顶铁机械手的右视图；
图4是抓取机械手的结构示意图；
图5是抓取机械手的右视图；
图6是定位机械手的结构示意图；
图7是定位机械手的右视图；
图8是支腿的结构示意图；
图9是支腿的右视图。
在上述附图中，1、11.前、后驾驶室，2、7.前、后走行转向架，3.车架，4.动力仓，5.车厢，3.1.纵梁，3.2.横梁，6.支腿，6.1.液压油缸，6.2.导轨，8.顶铁机械手，8.1.水平移动机构，8.1.1.箱梁，8.1.2.导轨，8.1.3.电机丝杠，8.1.4.左铰座，8.1.5.右铰座，8.2.垂直升降机构，8.2.1.上铰座，8.2.2.电机丝杠，8.2.3.箱梁，8.2.4.导轨，8.2.5.下铰座，8.2.6.支承架，8.3.楔铁推进机构，8.3.1.电机丝杠，8.3.2.箱梁，8.4横扫臂，8.5.楔铁，9.1.旋转运动机构，9.1.1.电机丝杠，9.1.2.水平箱梁，9.1.3.铰座，9.2.水平移动机构，9.2.1.左铰座，9.2.2.右铰座，9.2.3.直线导轨，9.2.4.箱梁，9.2.5.电机丝杠，9.3.垂直升降机构，9.3.1.上铰座，9.3.2.竖直箱梁，9.3.3.直线导轨，9.3.4.电机丝杠，9.3.5.下铰座，9.3.6.支承架，9.4液压缸，9.5.夹轨器，10.定位机械手，10.1.旋转运动机构，10.1.1.电机丝杠，10.1.2.水平箱梁，10.1.3.铰座，10.2.水平移动机构，10.2.1.左铰座，10.2.2.右铰座，10.2.3.直线导轨，10.2.4.箱梁，10.2.5.电机丝杠，10.3.垂直升降机构，10.3.1.上铰座，10.3.2.箱梁，10.3.3.直线导轨，10.3.4.电机丝杠，10.3.5.下铰座，10.3.6.支承架，10.4.靠模。
具体实施方式
实施例
图1是本实用新型公开的无砟轨道钢轨精调车。安装于车厢5内的动力仓4为所有执行机构提供动力来源，动力仓4由发电机组、液压泵站和空压机组成。车架3的两侧设有若干支腿6实现精调车平稳升降。车架3的两侧设有若干支腿6实现精调车平稳升降；车架3的横梁3.2下面固定若干顶铁机械手8、抓取机械手9和定位机械手10，上述机械手相互配合作业以调整钢轨的形态。车身下部的前、后两个转向架2、7提供行走功能。前、后驾驶室1、11配置有控制中心和互锁装置，每个驾驶室都能够独立完成整套作业流程。在车厢5内装有动力仓4，所述动力仓4包括柴油发电机组、液压泵站和空压机，为精调车行走、制动、顶升和机械手动作提供动力。全天候工作，适应工作环境温度-30～40℃。
车架3两侧设有若干支腿6，通过其内部的液压油缸6.1和导轨6.2，可实现精调车平稳升降。导轨6.2由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定在外滑套6.3的内壁上，滑块用螺栓固定在内滑套6.4的外壁上；外滑套6.3上端用螺栓固定在纵梁3.1的下表面，内滑套6.4下面连接一铰座6.5，铰座6.5可绕销轴在一定角度范围内旋转；液压油缸6.1通过两端的铰座分别与外滑套6.3和内滑套6.4相连；当油缸伸长时，内滑套6.4沿滑轨伸出，反之缩回。
顶铁机械手8由水平移动机构8.1、垂直升降机构8.2、楔铁推进机构8.3、横扫臂8.4和楔铁8.5组成，垂直升降机构8.2、楔铁推进机构8.3、横扫臂8.4和楔铁8.5都为对称结构，其中：
所述水平移动机构8.1的导轨8.1.2由滑块和滑轨组成，滑轨通过螺栓固定在车架横梁3.2的下面，滑块通过螺栓固定在箱梁8.1.1的上表面；左铰座8.1.4、右铰座8.1.5通过螺栓分别连接到箱梁8.1.1和横梁3.2，电机丝杠8.1.3一端连接左铰座8.1.4，另一端连接右铰座8.1.5；
所述垂直升降机构8.2的电机丝杠8.2.2的上铰座8.2.1用螺栓固定到水平移动机构8.1的箱梁8.1.1的侧面，其下铰座8.2.5用螺栓固定到楔铁推进机构8.3的箱梁8.3.2的上表面；导轨8.2.4由滑块和滑轨组成，滑轨通过螺栓固定在箱梁8.2.3的侧面，滑块通过螺栓固定在支撑架8.2.6上。而支撑架8.2.6则通过螺栓固定在箱梁8.1.1的下表面；
所述楔铁推进机构8.3由箱梁8.3.2、电机丝杠8.3.1、左、右铰座组成。左、右铰座通过螺栓分别连接到箱梁8.3.2和横扫臂8.4上。
抓取机械手9由旋转运动机构9.1、水平移动机构9.2、垂直升降机构9.3、液压缸9.4和夹轨器9.5组成，垂直升降机构9.3、液压缸9.4和夹轨器9.5都为对称结构，其中：
所述旋转运动机构9.1的电机丝杠9.1.1的两端通过铰座分别固定到车架横梁3.2和箱梁9.1.2上；水平箱梁9.1.2与横梁3.2通过铰座9.1.3连接，当电机丝杠9.1.1伸长或缩短时，水平箱梁9.1.2将带动其它部件一同绕铰座9.1.3旋转；
所述水平移动机构9.2的电机丝杠9.2.5.的一端由左铰座9.2.1通过螺栓固定在箱梁9.2.4的侧面，其另一端由右铰座9.2.2通过螺栓固定在箱梁9.1.2的侧面；直线导轨9.2.3由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到箱梁9.1.2的下表面，滑块用螺栓固定到箱梁9.2.4的上表面；
所述垂直升降机构9.3的电机丝杠9.3.4一端由上铰座9.3.1用螺栓固定在箱梁9.2.4的侧面，其另一端由下铰座9.3.5用螺栓固定在箱梁9.3.2的侧面；直线导轨9.3.3由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到箱梁9.3.2的侧面，滑块用螺栓固定到支承架9.3.6上，而支承座9.3.6则通过螺栓固定在箱梁9.2.4的下表面；
液压缸9.4内置在竖直箱梁9.3.2的内腔当中，下端连接夹轨器9.5，上端通过销轴连接到竖直箱梁9.3.2的壁上。
定位机械手10由旋转运动机构10.1、水平移动机构10.2、垂直升降机构10.3和靠模10.4组成，垂直升降机构10.3和靠模10.4都为对称结构，其中：
所述旋转运动机构10.1的电机丝杠10.1.1的两端通过铰座分别固定到横梁3.2和箱梁10.1.2上，水平箱梁10.1.2与横梁3.2通过铰座10.1.3连接，当电机丝杠10.1.1伸长或缩短时，水平箱梁10.1.2将带动其它部件一同绕铰座10.1.3旋转；
所述水平移动机构10.2的电机丝杠10.2.5一端由左铰座10.2.1通过螺栓固定在箱梁10.2.4的侧面，其另一端由右铰座10.2.2通过螺栓固定在箱梁10.1.2的侧面；直线导轨10.2.3由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到箱梁10.1.2的下表面，滑块用螺栓固定到箱梁10.2.4的上表面；
所述垂直升降机构10.3的电机丝杠10.3.4一端由上铰座10.3.1用螺栓固定在箱梁10.2.4的侧面，其另一端由下铰座10.3.5用螺栓固定在箱梁10.3.2的侧面；直线导轨10.3.3由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到箱梁10.3.2的侧面，滑块用螺栓固定到支承架10.3.6上，支承架10.3.6则通过螺栓固定在箱梁10.2.4的下表面；
靠模10.4用螺栓固定在箱梁10.3.2的下表面上。
无砟轨道钢轨精调车的作业步骤如下：
工作循环的第一步，驾驶室内的控制中心根据铁路两侧全站仪提供的信息，驱动整车行驶到特定位置(见图1)。然后，快速伸出车架3两侧的支腿6，使其接触到无砟轨道的水泥板，并将车缓慢抬起(见图8)。此时整车(包括前、后转向架)脱离钢轨约20mm。
工作循环的第二步，参见图6，定位机械手10根据控制中心发出的指令，依次驱动旋转运动机构10.1、水平移动机构10.2、垂直升降机构10.3动作，使靠模10.4到位。
工作循环的第三步，参见图4，抓取机械手9根据控制中心发出的指令，依次驱动旋转运动机构9.1、水平移动机构9.2、垂直升降机构9.3动作，使夹轨器9.5离轨面约10mm。然后液压缸9.4的活塞杆伸长，夹轨器9.5闭合，从而将钢轨夹住。接着，垂直升降机构9.3向上运动，直至将钢轨送入定位机械手10的靠模10.4内腔当中。
工作循环的第四步，参见图3，顶铁机械手8根据控制中心发出的指令，首先水平横移，然后垂直向下运动，再令楔铁推进机构8.3带动横扫臂8.4将楔铁8.5顶入轨底。
第五步，抓取机械手9动作，使夹紧缸9.4松开夹轨器9.5，然后依次做垂直、水平、旋转运动，回到中位。
第六步，顶铁机械手8动作，首先做水平方向的运动，使横扫臂8.6回到初始位置，然后垂直上升，回到中位。
第七步，定位机械手10动作，使靠模10.4回到中位。
第八步，支腿6收缩，整车落下，前、后转向架(2、7)的车轮重新回到钢轨面上。
到此，整个工作循环完成，开始下一循环。
Claims (7)
1.一种无砟轨道钢轨精调车，包括车架(3)、动力仓(4)和车厢(5)，其特征是：所述车架(3)由两根纵梁(3.1)和若干横梁(3.2)焊接而成，车架(3)通过上心盘、中心销与前、后走行转向架(2，7)连接在一起，使所述精调车在路轨上行走；设置在车架(3)上的车厢(5)内安装动力仓(4)，车厢(5)的前、后部设置前、后驾驶室(1，11)，车架(3)的两侧设有若干支腿(6)通过其内部的液压油缸(6.1)实现精调车平稳升降；车架(3)的横梁(3.2)下面固定若干顶铁机械手(8)、抓取机械手(9)和定位机械手(10)，上述机械手相互配合作业以调整钢轨的形态。
2.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：车架(3)两侧设有若干支腿(6)，所述支腿(6)包括液压油缸(6.1)和导轨(6.2)，导轨(6.2)由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定在外滑套(6.3)的内壁上，滑块用螺栓固定在内滑套(6.4)的外壁上；外滑套(6.3)上端用螺栓固定在纵梁(3.1)的下表面，内滑套(6.4)下面连接一铰座(6.5)，铰座(6.5)可绕销轴在一定角度范围内旋转；液压油缸(6.1)通过两端的铰座分别与外滑套(6.3)和内滑套(6.4)相连。
3.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：顶铁机械手(8)由水平移动机构(8.1)、垂直升降机构(8.2)、楔铁推进机构(8.3)、横扫臂(8.4)和楔铁(8.5)组成，垂直升降机构(8.2)、楔铁推进机构(8.3)、横扫臂(8.4)和楔铁(8.5)都为对称结构，其中：
所述水平移动机构(8.1)的导轨(8.1.2)由滑块和滑轨组成，滑轨通过螺栓固定在车架横梁(3.2)的下面，滑块通过螺栓固定在箱梁(8.1.1)的上表面；左铰座(8.1.4)、右铰座(8.1.5)通过螺栓分别连接到箱梁(8.1.1)和横梁(3.2)，电机丝杠(8.1.3)一端连接左铰座(8.1.4)，另一端连接右铰座(8.1.5)；
所述垂直升降机构(8.2)的电机丝杠(8.2.2)的上铰座(8.2.1)用螺栓固定到水平移动机构(8.1)的箱梁(8.1.1)的侧面，其下铰座(8.2.5)用螺栓固定到楔铁推进机构(8.3)的箱梁(8.3.2)的上表面；导轨(8.2.4)由滑块和滑轨组成，滑轨通过螺栓固定在箱梁(8.2.3)的侧面，滑块通过螺栓固定在支承架(8.2.6)上，支承架(8.2.6)则通过螺栓固定在箱梁(8.1.1)的下表面；
所述楔铁推进机构(8.3)由箱梁(8.3.2)、电机丝杠(8.3.1)、左、右铰座组成，左、右铰座通过螺栓分别连接到箱梁(8.3.2)和横扫臂(8.4)上。
4.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：抓取机械手(9)由旋转运动机构(9.1)、水平移动机构(9.2)、垂直升降机构(9.3)、液压缸(9.4)和夹轨器(9.5)组成，垂直升降机构(9.3)、液压缸(9.4)和夹轨器(9.5)都为对称结构，其中：
所述旋转运动机构(9.1)的电机丝杠(9.1.1)的两端通过铰座分别固定到横梁(3.2)和水平箱梁(9.1.2)上；水平箱梁(9.1.2)与横梁(3.2)通过铰座(9.1.3)连接，当电机丝杠(9.1.1)伸长或缩短时，水平箱梁(9.1.2)将带动其它部件一同绕铰座(9.1.3)旋转；
所述水平移动机构(9.2)的电机丝杠(9.2.5)一端由左铰座(9.2.1)通过螺栓固定在箱梁(9.2.4)的侧面，其另一端由右铰座(9.2.2)通过螺栓固定在水平箱梁(9.1.2)的侧面；直线导轨(9.2.3)由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到水平箱梁(9.1.2)的下表面，滑块用螺栓固定到箱梁(9.2.4)的上表面；
所述垂直升降机构(9.3)的电机丝杠(9.3.4)一端由上铰座(9.3.1)用螺栓固定在箱梁(9.2.4)的侧面，其另一端由下铰座(9.3.5)用螺栓固定在竖直箱梁(9.3.2)的侧面；直线导轨(9.3.3)由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到竖直箱梁(9.3.2)的侧面，滑块用螺栓固定到支承架(9.3.6)上，支承座(9.3.6)则通过螺栓固定在箱梁(9.2.4)的下表面；
液压缸(9.4)内置在竖直箱梁(9.3.2)的内腔当中，下端连接夹轨器(9.5)，上端通过销轴连接到竖直箱梁(9.3.2)的壁上。
5.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：定位机械手(10)由旋转运动机构(10.1)、水平移动机构(10.2)、垂直升降机构(10.3)和靠模(10.4)组成，垂直升降机构(10.3)和靠模(10.4)都为对称结构，其中：
所述旋转运动机构(10.1)的电机丝杠(10.1.1)的两端通过铰座分别固定到横梁(3.2)和箱梁(10.1.2)上，水平箱梁(10.1.2)与横梁(3.2)通过铰座(10.1.3)连接，当电机丝杠(10.1.1)伸长或缩短时，水平箱梁(10.1.2)将带动其它部件一同绕铰座(10.1.3)旋转；
所述水平移动机构(10.2)的电机丝杠(10.2.5)一端由左铰座(10.2.1)通过螺栓固定在箱梁(10.2.4)的侧面，另一端由右铰座(10.2.2)通过螺栓固定在水平箱梁(10.1.2)的侧面；直线导轨(10.2.3)由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到水平箱梁(10.1.2)的下表面，滑块用螺栓固定到箱梁(10.2.4)的上表面；
所述垂直升降机构(10.3)的电机丝杠(10.3.4)的一端由上铰座(10.3.1)用螺栓固定在箱梁(10.2.4)的侧面，其另一端由下铰座(10.3.5)用螺栓固定在箱梁(10.3.2)的侧面；直线导轨(10.3.3)由滑块和滑轨组成，滑轨用螺栓固定到箱梁(10.3.2)的侧面，滑块用螺栓固定到支承架(10.3.6)上，支承架(10.3.6)则通过螺栓固定在箱梁(10.2.4)的下表面；
靠模(10.4)用螺栓固定在箱梁(10.3.2)的下表面上。
6.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：所述前、后驾驶室(1、11)的每个驾驶室都能够独立完成整套作业流程，且具有互锁装置。
7.根据权利要求1所述的无砟轨道钢轨精调车，其特征是：在车厢(5)内装有动力仓(4)，所述动力仓(4)包括柴油发电机组、液压泵站和空压机。
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