CN105921449A - 一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备,包括并联支撑机构，所述并联支撑机构包括定平台，定平台下端面沿轴线方向均匀安装有三个并联支链，三个并联支链的顶端均安装在动平台上；所述并联支链包括焊接在定平台下端面上的耳座，耳座上通过销轴安装有一号液压缸，一号液压缸可在耳座上转动，一号液压缸的顶端通过螺纹安装有连接筒，连接筒上通过螺纹安装有螺纹柱，螺纹柱的末端焊接在移动圆筒上，移动圆筒套设在移动轴上，移动圆筒可在移动轴上转动或者移动；所述动平台下端安装有自稳移动装置。本发明可以实现铁轨清洗过程中的刚性移动支撑功能，无需人工操作，自动化程度高，消除了设备工作过程中的抖动状况，设备稳定性能好。
Description
技术领域
本发明涉及铁轨加工技术领域，具体的说是一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备。
背景技术
随着高铁技术的不断发展，对铁轨的质量要求也越来越高，由于高铁、动车、地铁的速度远高于普通的火车，因此对铁轨的光滑度要求很高，影响铁轨光滑度的主要有以下几个方面：一、在铁轨的主体生产成型后表面会有很多毛边毛刺，铁轨的光滑度差；二、将100米的超长钢轨之间需要进行二次焊接，但是焊接完成后留下的焊接点在轨道上极不平整，影响铁轨的光滑度；三、使用中的铁轨长期受到腐蚀也有可能产生锈斑，降低了铁轨的光滑度；四、铁轨由于长时间暴露在外面，铁轨表面附着很多尘埃，从而降低了铁轨的光滑度。
铁轨的光滑度直接影响高铁、动车、火车、地铁的行驶速度和安全性能，因此在铁轨加工完毕或使用一段时间之后需要进行打磨，然后操作工人再通过手动操作清洗设备快速冲洗打磨完毕后附在铁轨表面的铁屑，现有的铁轨清洗设备基本上采用在现有移动支撑设备在上面安装高压水泵高压清洗方式人工推动工作的，但是由于现有移动支撑设备存在缺陷导致铁轨清洗效率低下，现有移动支撑设备具体缺陷如下：1、需要人工辅助操作，自动化程度低，工作效率低下；2、现有移动支撑设备工作过程中存在抖动状况，设备稳定性能差，导致安装在上面的现有高压水枪在清洗过程中出现左右晃动现象，铁轨光滑度差；3、由于有的铁轨是弯曲圆弧轨迹的，并不都是直行铁轨，现有移动支撑设备在弯曲圆弧形铁轨清洗时不能及时调节工作方向，工作方向自我调节性能差，需要人工辅助调节工作方向，但是人工调节工作方向时难免存在调节误差，且在工作方向手动调节过程中稳定性能差，从而大大降低了铁轨的光滑度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备，可以解决现有移动支撑设备通过人工辅助操作铁轨清洗方式存在的需要人工操作、自动化程度低、设备工作过程中存在抖动状况、设备稳定性能差、刚性支撑性能差、设备工作方向自我调节性能差和工作效率低下等难题，可以实现铁轨清洗过程中的刚性移动支撑功能，无需人工操作，自动化程度高，消除了设备工作过程中的抖动状况，设备稳定性能好，且具有设备工作方向自稳调节性能好和工作效率高等优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备,包括并联支撑机构，所述并联支撑机构包括定平台，定平台下端面沿轴线方向均匀安装有三个并联支链，三个并联支链的顶端均安装在动平台上；所述并联支链包括焊接在定平台下端面上的耳座，耳座上通过销轴安装有一号液压缸，一号液压缸可在耳座上转动，一号液压缸的顶端通过螺纹安装有连接筒，连接筒上通过螺纹安装有螺纹柱，螺纹柱的末端焊接在移动圆筒上，移动圆筒套设在移动轴上，移动圆筒可在移动轴上转动或者移动，移动轴的两端分别固定在两个固定耳上，两个固定耳均焊接在动平台的上端面上，本发明通过一号液压缸在耳座形成的转动副R、一号液压缸运动时形成的移动副P、移动圆筒在移动轴上形成的圆柱副C组成了RPC型的并联支链，且本发明中的定平台、三个RPC型的并联支链和动平台组成了3-RPC并联机构，3-RPC并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助3-RPC并联机构的优点使得本发明在铁轨清洗过程中始终保持平稳状态，消除了工作过程中存在的抖动状况，设备稳定性能好，使得本发明对铁轨的清洗力均匀，清洗效果好；所述动平台下端安装有自稳移动装置，自稳移动装置可以根据铁轨弯曲形状稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大。
所述自稳移动装置包括焊接在动平台下端面的自稳支板和自稳调节块，所述自稳支板的下端面前后两侧对称焊接有设置有两个自稳吊耳，位于自稳支板前端的自稳吊耳内壁上通过电机座安装有移动电机，移动电机的输出轴通过联轴器与移动丝杠相连，移动丝杠的后端通过轴承安装在位于自稳支板后端的自稳吊耳上，移动丝杠的中部上通过螺纹配合方式安装有移动块，通过移动电机带动移动丝杠转动，移动丝杠带动移动块运动，移动块的两端对称设置有两个限位块，两个限位块的下端面通过滑动配合方式分别安装在两个固定凹块上，两个固定凹块上端分别焊接在自稳支板的两侧，通过两个限位块和两个固定凹块的两侧限位运动使得移动块在移动丝杠上可以的进行来回移动；所述移动块的左右两侧对称焊接有两个L型连接支板；所述自稳调节块的上端面、左右端面上分别安装有三个自稳调节机构，位于自稳调节块左右两端面上的两个自稳调节机构顶端分别安装在两个L型连接支板内壁上，位于自稳调节块上端面上的自稳调节机构顶端分别安装在移动块的下端面，自稳调节机构具有良好的自稳调节性能，三个自稳调节机构从上端、左端、右端三个方向上对自稳调节块进行自稳调节，当遇到弯曲形状铁轨清洗时，三个自稳调节机构可以根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，自稳调节块的下端面焊接有自稳支轴，自稳支轴的下端面焊接有自稳圆台，自稳支轴起到固定支撑自稳圆台的作用，自稳圆台下端安装有现有高压清洗设备，现有高压清洗设备对打磨完毕后的铁轨进行高压清洗；所述自稳调节机构包括上自稳台和下自稳台，上自稳台的上端面安装在L型连接支板或移动块上，上自稳台与下自稳台之间沿上自稳台轴线方向均匀安装有四个自稳支链，下自稳台的下端面安装在自稳调节块的对应端面上；所述自稳支链包括上端焊接在上自稳台下端面上的二号耳座，二号耳座之间通过销轴安装有三号液压缸，三号液压缸的顶端通过销轴安装在三号耳座上，三号耳座焊接在下自稳台的上端面上，本发明中三号液压缸底端在二号耳座形成转动副R、三号液压缸在工作时形成移动副P、三号液压缸顶端在三号耳座上形成转动副P，而上自稳台、四个PRP型的自稳支链、下自稳台形成了4-RPR并联机构，4-RPR并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助4-RPR并联机构的优点使得本发明遇到弯曲形状铁轨清洗时可以快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大。工作时，如果遇到弯曲形状铁轨清洗时，三个自稳调节机构借助4-RPR并联机构的优点根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，当现有高压清洗设备将这个部位的铁轨路段清洗完毕后，此时移动电机开工作，移动电机带动移动丝杠转动，移动丝杠带动移动块运动，在两个限位块和两个固定凹块的两侧限位运动下使得移动块带动本发明现有高压清洗设备进入到下一个清洗部位。
使用时，首先将本发明安装在现有移动设备上，通过现有移动设备将本发明移动至所需清洗铁轨路段上，当位置确定好之后，如果本发明遇到弯曲形状铁轨清洗时，自稳移动装置开始工作，三个自稳调节机构借助4-RPR并联机构的优点根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，然后自稳圆台下端安装的现有高压清洗设备对打磨完毕后的铁轨进行高压清洗，当现有高压清洗设备将这个部位的铁轨路段清洗完毕后，此时移动电机开工作，移动电机带动移动丝杠转动，移动丝杠带动移动块运动，在两个限位块和两个固定凹块的两侧限位运动下使得移动块带动本发明现有高压清洗设备进入到下一个清洗部位，按照上述方式可以快速清洗铁轨；同时本发明通过一号液压缸在耳座形成的转动副R、一号液压缸运动时形成的移动副P、移动圆筒在移动轴上形成的圆柱副C组成了RPC型的并联支链，且本发明中的定平台、三个RPC型的并联支链和动平台组成了3-RPC并联机构，3-RPC并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助3-RPC并联机构的优点使得本发明在铁轨移动清洗过程中始终保持平稳状态，消除了工作过程中存在的抖动状况，进一步增加了稳定性能，刚性移动支撑性能好，可以实现本发明铁轨清洗过程中的刚性移动支撑功能，无需人工操作，自动化程度高，工作效率高，增加了清洗后轨道光滑度。
本发明的有益效果是：
1、本发明中的定平台、三个RPC型的并联支链和动平台组成了3-RPC并联机构，3-RPC并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助3-RPC并联机构的优点使得本发明在铁轨移动清洗过程中始终保持平稳状态，消除了工作过程中存在的抖动状况，增加了稳定性能，刚性移动支撑性能好；
2、本发明中上自稳台、四个PRP型的自稳支链、下自稳台形成了4-RPR并联机构，当遇到弯曲形状铁轨清洗时，三个自稳调节机构借助4-RPR并联机构的优点根据铁轨弯曲方向从上端、左端、右端三个方向上对自稳调节块进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大；
3、本发明解决了现有移动支撑设备通过人工辅助操作铁轨清洗方式存在的需要人工操作、自动化程度低、设备工作过程中存在抖动状况、设备稳定性能差、刚性支撑性能差、设备工作方向自我调节性能差和工作效率低下等难题，可以实现铁轨清洗过程中的刚性移动支撑功能，无需人工操作，自动化程度高，消除了设备工作过程中的抖动状况，设备稳定性能好，且具有设备工作方向自稳调节性能好和工作效率高等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明自稳移动装置的结构示意图；
图3是本发明自稳移动装置的全剖视图；
图4是本发明图3的A-A向剖视图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备,包括并联支撑机构12，所述并联支撑机构12包括定平台121，定平台121下端面沿轴线方向均匀安装有三个并联支链122，三个并联支链122的顶端均安装在动平台123上；所述并联支链122包括焊接在定平台121下端面上的耳座1221，耳座1221上通过销轴安装有一号液压缸1222，一号液压缸1222可在耳座1221上转动，一号液压缸1222的顶端通过螺纹安装有连接筒1223，连接筒1223上通过螺纹安装有螺纹柱1224，螺纹柱1224的末端焊接在移动圆筒1225上，移动圆筒1225套设在移动轴1226上，移动圆筒1225可在移动轴1226上转动或者移动，移动轴1226的两端分别固定在两个固定耳1227上，两个固定耳1227均焊接在动平台123的上端面上，本发明通过一号液压缸1222在耳座1221形成的转动副R、一号液压缸1222运动时形成的移动副P、移动圆筒1225在移动轴1226上形成的圆柱副C组成了RPC型的并联支链122，且本发明中的定平台121、三个RPC型的并联支链122和动平台123组成了3-RPC并联机构，3-RPC并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助3-RPC并联机构的优点使得本发明在铁轨清洗过程中始终保持平稳状态，消除了工作过程中存在的抖动状况，设备稳定性能好，使得本发明对铁轨的清洗力均匀，清洗效果好；所述动平台123下端安装有自稳移动装置7，自稳移动装置7可以根据铁轨弯曲形状稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大。
所述自稳移动装置7包括焊接在动平台123下端面的自稳支板71和自稳调节块70，所述自稳支板71的下端面前后两侧对称焊接有设置有两个自稳吊耳71a，位于自稳支板71前端的自稳吊耳71a内壁上通过电机座安装有移动电机72，移动电机72的输出轴通过联轴器与移动丝杠73相连，移动丝杠73的后端通过轴承安装在位于自稳支板71后端的自稳吊耳71a上，移动丝杠73的中部上通过螺纹配合方式安装有移动块74，通过移动电机72带动移动丝杠73转动，移动丝杠73带动移动块74运动，移动块74的两端对称设置有两个限位块74a，两个限位块74a的下端面通过滑动配合方式分别安装在两个固定凹块75上，两个固定凹块75上端分别焊接在自稳支板71的两侧，通过两个限位块74a和两个固定凹块75的两侧限位运动使得移动块74在移动丝杠73上可以的进行来回移动；所述移动块74的左右两侧对称焊接有两个L型连接支板76；所述自稳调节块70的上端面、左右端面上分别安装有三个自稳调节机构77，位于自稳调节块70左右两端面上的两个自稳调节机构77顶端分别安装在两个L型连接支板76内壁上，位于自稳调节块70上端面上的自稳调节机构77顶端分别安装在移动块74的下端面，自稳调节机构77具有良好的自稳调节性能，三个自稳调节机构77从上端、左端、右端三个方向上对自稳调节块70进行自稳调节，当遇到弯曲形状铁轨清洗时，三个自稳调节机构77可以根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，自稳调节块70的下端面焊接有自稳支轴78，自稳支轴78的下端面焊接有自稳圆台79，自稳支轴78起到固定支撑自稳圆台79的作用，自稳圆台79下端安装有现有高压清洗设备，现有高压清洗设备对打磨完毕后的铁轨进行高压清洗；所述自稳调节机构77包括上自稳台771和下自稳台773，上自稳台771的上端面安装在L型连接支板76或移动块74上，上自稳台771与下自稳台773之间沿上自稳台轴线方向均匀安装有四个自稳支链772，下自稳台773的下端面安装在自稳调节块70的对应端面上；所述自稳支链772包括上端焊接在上自稳台771下端面上的二号耳座7721，二号耳座7721之间通过销轴安装有三号液压缸7722，三号液压缸7722的顶端通过销轴安装在三号耳座7723上，三号耳座7723焊接在下自稳台773的上端面上，本发明中三号液压缸7722底端在二号耳座7721形成转动副R、三号液压缸7722在工作时形成移动副P、三号液压缸7722顶端在三号耳座7723上形成转动副P，而上自稳台771、四个PRP型的自稳支链772、下自稳台773形成了4-RPR并联机构，4-RPR并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助4-RPR并联机构的优点使得本发明遇到弯曲形状铁轨清洗时可以快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大。工作时，如果遇到弯曲形状铁轨清洗时，三个自稳调节机构77借助4-RPR并联机构的优点根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，当现有高压清洗设备将这个部位的铁轨路段清洗完毕后，此时移动电机72开工作，移动电机72带动移动丝杠73转动，移动丝杠73带动移动块74运动，在两个限位块74a和两个固定凹块75的两侧限位运动下使得移动块74带动本发明现有高压清洗设备进入到下一个清洗部位。
使用时，首先将本发明安装在现有移动设备上，通过现有移动设备将本发明移动至所需清洗铁轨路段上，当位置确定好之后，如果本发明遇到弯曲形状铁轨清洗时，自稳移动装置7开始工作，三个自稳调节机构77借助4-RPR并联机构的优点根据铁轨弯曲方向快速进行稳定的自我调节工作方向，使得本发明适用于不同轨迹形状铁轨的支撑清洗工作，适用范围大，然后自稳圆台79下端安装的现有高压清洗设备对打磨完毕后的铁轨进行高压清洗，当现有高压清洗设备将这个部位的铁轨路段清洗完毕后，此时移动电机72开工作，移动电机72带动移动丝杠73转动，移动丝杠73带动移动块74运动，在两个限位块74a和两个固定凹块75的两侧限位运动下使得移动块74带动本发明现有高压清洗设备进入到下一个清洗部位，按照上述方式可以快速清洗铁轨；同时本发明通过一号液压缸1222在耳座1221形成的转动副R、一号液压缸1222运动时形成的移动副P、移动圆筒1225在移动轴1226上形成的圆柱副C组成了RPC型的并联支链122，且本发明中的定平台121、三个RPC型的并联支链122和动平台123组成了3-RPC并联机构，3-RPC并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点，本发明借助3-RPC并联机构的优点使得本发明在铁轨移动清洗过程中始终保持平稳状态，消除了工作过程中存在的抖动状况，进一步增加了稳定性能，刚性移动支撑性能好，可以实现本发明铁轨清洗过程中的刚性移动支撑功能，无需人工操作，自动化程度高，工作效率高，增加了清洗后轨道光滑度，解决了现有移动支撑设备通过人工辅助操作铁轨清洗方式存在的需要人工操作、自动化程度低、设备工作过程中存在抖动状况、设备稳定性能差、刚性支撑性能差、设备工作方向自我调节性能差和工作效率低下等难题，达到了目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备,其特征在于：包括并联支撑机构(12)，所述并联支撑机构(12)包括定平台(121)，定平台(121)下端面沿轴线方向均匀安装有三个并联支链(122)，三个并联支链(122)的顶端均安装在动平台(123)上；所述并联支链(122)包括焊接在定平台(121)下端面上的耳座(1221)，耳座(1221)上通过销轴安装有一号液压缸(1222)，一号液压缸(1222)的顶端通过螺纹安装有连接筒(1223)，连接筒(1223)上通过螺纹安装有螺纹柱(1224)，螺纹柱(1224)的末端焊接在移动圆筒(1225)上，移动圆筒(1225)套设在移动轴(1226)上，移动轴(1226)的两端分别固定在两个固定耳(1227)上，两个固定耳(1227)均焊接在动平台(123)的上端面上；所述动平台(123)下端安装有自稳移动装置(7)；
所述自稳移动装置(7)包括焊接在动平台(123)下端面的自稳支板(71)和自稳调节块(70)，所述自稳支板(71)的下端面前后两侧对称焊接有设置有两个自稳吊耳(71a)，位于自稳支板(71)前端的自稳吊耳(71a)内壁上通过电机座安装有移动电机(72)，移动电机(72)的输出轴通过联轴器与移动丝杠(73)相连，移动丝杠(73)的后端通过轴承安装在位于自稳支板(71)后端的自稳吊耳(71a)上，移动丝杠(73)的中部上通过螺纹配合方式安装有移动块(74)，移动块(74)的两端对称设置有两个限位块(74a)，两个限位块(74a)的下端面通过滑动配合方式分别安装在两个固定凹块(75)上，两个固定凹块(75)上端分别焊接在自稳支板(71)的两侧；所述移动块(74)的左右两侧对称焊接有两个L型连接支板(76)；所述自稳调节块(70)的上端面、左右端面上分别安装有三个自稳调节机构(77)，位于自稳调节块(70)左右两端面上的两个自稳调节机构(77)顶端分别安装在两个L型连接支板(76)内壁上，位于自稳调节块(70)上端面上的自稳调节机构(77)顶端分别安装在移动块(74)的下端面，自稳调节块(70)的下端面焊接有自稳支轴(78)，自稳支轴(78)的下端面焊接有自稳圆台(79)；所述自稳调节机构(77)包括上自稳台(771)和下自稳台(773)，上自稳台(771)的上端面安装在L型连接支板(76)或移动块(74)上，上自稳台(771)与下自稳台(773)之间沿上自稳台轴线方向均匀安装有四个自稳支链(772)，下自稳台(773)的下端面安装在自稳调节块(70)的对应端面上。
2.根据权利要求1所述的一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备，其特征在于：所述自稳支链(772)包括上端焊接在上自稳台(771)下端面上的二号耳座(7721)，二号耳座(7721)之间通过销轴安装有三号液压缸(7722)，三号液压缸(7722)的顶端通过销轴安装在三号耳座(7723)上，三号耳座(7723)焊接在下自稳台(773)的上端面上。
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2016
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Patent Citations (5)
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