CN106256554A - 轨道标记机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道标记机器人，其特征在于，包括：动力单元，包括发电机组和空压机；印刷单元，用于向轨道内侧喷涂标记；行走单元，在钢轨上行走；控制单元，包括微型控制器和伺服驱动器；用于控制行走单元、选字单元和印刷单元；其中，所述发电机组为印刷单元、行走单元和控制单元提供动力，所述空压机为所述印刷单元提供气源。本发明的轨道标记机器人无需人工操作，省时省力，安全环保，标记效率高，使得轨道标记工作的作业流程标准化、日常管理规范化、经济效益最大化等方面获得显著提高。

Description

轨道标记机器人

技术领域

本发明涉及一种轨道标记机器人，属于机器人领域。

背景技术

在铁道线上，有许多需要标记的符号及信息，如曲线要素、里程信息等等。虽然有比较严格的标准来规定标记的字体、尺寸、间距等等，但实际标识的过程中，总不是那么理想。主要原因是采用人工的方式，而且没有非常好的辅助工具进行标识作业，难以标准化。

另外，在现行标记作业过程中，需要耗费大量的人力、时间及一次性使用材料，造成巨大的人力资源浪费和材料消耗。比如：在标记前需要在塑料板或硬纸板材料上事先刻好所需标记的字符内容；标记时采用目测的定位的方法，用油漆刷涂方式，每个标记都要进行底色、字体套印等多次作业。这种作业方式标记前准备工作繁杂，时间长，效率低；标记后，容易出现底色不均、字体不规范、辨识度较低等问题。塑料板和硬纸板材料在使用后即被丢弃，不仅造成材料的浪费，还会带来污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道标记机器人，以解决上述问题。

本发明采用了如下技术方案：

一种轨道标记机器人，其特征在于，包括：动力单元，包括发电机组和空压机；印刷单元，用于向轨道内侧喷涂标记；行走单元，在钢轨上行走；控制单元，包括微型控制器和伺服驱动器；用于控制行走单元、选字单元和印刷单元；其中，所述发电机组为印刷单元、行走单元和控制单元提供动力，所述空压机为所述印刷单元提供气源。

进一步，本发明的轨道标记机器人，还可以具有这样的特征：其中，所述行走单元具有折叠架，折叠架的两端具有滚动轮，所述折叠架展开时，两端的所述滚动轮分别落在两根铁轨上。

进一步，本发明的轨道标记机器人，还可以具有这样的特征：其中，每个所述滚动轮上均覆盖有绝缘橡胶。

进一步，本发明的轨道标记机器人，还可以具有这样的特征，还具有：照明单元，其中至少一盏照明灯位于行走单元的前端；至少一盏照明灯位于所述印刷单元底部。

进一步，本发明的轨道标记机器人，还可以具有这样的特征：其中，所述印刷单元具有：两块安装支架，柔性字符皮带，驱动轮，多个支撑轮以及喷头，所述柔性字符皮带、所述驱动轮、所述支撑轮都安装在两块安装支架之间，柔性字符皮带绕在驱动轮，和支撑轮上，驱动轮转动，从而带动柔性字符皮带运动，柔性字符皮带上具有依次排列的字符，所述喷头设置在所述柔性字符皮带后面，当预定字符运动到喷头位置时，喷头进行喷涂作业。

进一步，本发明的轨道标记机器人，还可以具有这样的特征：其中，所述微型控制器内部的定位端口发送高速脉冲到伺服驱动器，伺服驱动器包括选字伺服驱动器和行走伺服驱动器，选字伺服驱动器和行走伺服驱动器接收到脉冲后，按控制要求驱动电机，完成自动选字及标记的过程。

本发明的另一目的在于提供一种轨道标记方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、数据导入，导入需标记的数据到轨道标记机器人的触摸屏的掉电保持内存区，形成配方数据；

步骤二、轨道标记机器人从起点启动；

步骤三、印刷单元进行轨腰底色标记；

步骤四、印刷单元移动返回；

步骤五、印刷单元进行轨弦底色标记；

步骤六、印刷单元移动，返回起点；

步骤七、印刷单元进行字符标记；

步骤八、印刷单元移动返回；

步骤九、印刷单元进行轨弦三角标记；

步骤十、印刷单元移动，返回起点，标记结束。

进一步，本发明的轨道标记方法，还可以具有这样的特征：其中，所述步骤四和步骤五同时进行，即在印刷单元移动返回的过程中进行进行轨弦底色标记。

进一步，本发明的轨道标记方法，还可以具有这样的特征：步骤六中，在返回过程中选定待标记字符。

进一步，本发明的轨道标记方法，还可以具有这样的特征：步骤八和步骤九同时进行，即在印刷单元移动返回的同时，进行轨弦三角标记。

发明的有益效果

本发明的轨道标记机器人是一款利用便携式能源提供动力，实现精确定位，避开标记区域的干涉，快速自动转换标识数据内容，高效准确完成标记作业的智能标记工具。本发明的轨道标记机器人不仅可适应现场的工作环境，还可实现完全自主或用遥控方式进行轨道标记作业。整个过程无需人工操作，省时省力，安全环保，标记效率高。依托本设备，使得轨道标记工作的作业流程标准化、日常管理规范化、经济效益最大化等方面获得显著提高。

附图说明

图1是本发明的轨道标记机器人的整体结构示意图；

图2是伺服定位的系统图；

图3是印刷单元的内部结构示意图；

图4是轨道标记机器人的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，轨道标记机器人包括：行走单元2，动力单元3、控制单元4，印刷单元5，照明单元8，操作单元9。

行走单元2具有走行折叠架21，走行折叠架21采用双轮脚设计，在底座和底盘上各有滚动轮22，耐磨防滑。滚动轮22的轴设计成可左右调节式，方便调节安装误差引起的在钢轨1上左右的偏差。底盘上面安装有四个万向轮脚23，伸开的时候万向轮脚23朝上放置，不影响动力单元在轨道上的走动，折叠的时候万向轮脚23朝下放置，可以在地面上滚动行走，便于运输携带。解决了地面运输与轨道行走的兼顾问题。钢轨1是作为信号回流线来使用的，因此轨道上的操作设备在作业时必需与轨道绝缘。滚动轮22上覆盖一层绝缘橡胶，行走时在电气上有效的与轨道隔离，达到绝缘的目的。

动力单元3包括微型发电机组和空压机。

如图2所示，控制单元4包括微型控制器41和伺服控制器42，伺服驱动器42包括两个伺服放大器，用于控制行走单元2和印刷单元5的行走电机24和选字电机41。微型控制器41内部的定位端口发送高速脉冲到伺服驱动器，选字伺服驱动器和行走伺服驱动器接收到脉冲后，按控制要求驱动电机，完成自动选字及标记的过程。标记速度、字符间距等内容可进行在线调节，智能化程度高。

印刷单元5也是采用了伺服驱动器，其原理是通过伺服电机带动柔性字符载体精确到达上位机指定的字符位置，然后印刷单元逐字有序标记。如图3所示，印刷单元5具有两块安装支架53，柔性字符皮带52，驱动轮54，多个支撑轮55。柔性字符皮带52，驱动轮54，支撑轮55都安装在两块安装支架53之间，柔性字符皮带52绕在驱动轮54和支撑轮55上。选字电机41带动驱动轮54转动，从而带动柔性字符皮带52运动，柔性字符皮带52上具有依次排列的字符，字符包括数字、英文以及等号“＝”，逗号“，”等符号。

喷码单元具有喷头51，喷头51设置在印刷单元5的内部，位于柔性字符皮带52的折返形成的空间中，喷头51朝向钢轨1的内侧面，当在控制单元4的控制下，柔性字符皮带52上的预定镂空字符运动到喷头前面时，喷头51向外喷涂料，从而将相应字符喷涂到钢轨1的内侧面。第二喷头位于安装支架的外侧(图中未显示)，用于先在轨腰上喷涂一层底漆，然后供喷头51在底漆上面喷涂标记符号。

操作单元9采用工业触摸屏，操作性能好，稳定性高。通过便携式U盘导入需标记的数据到触摸屏的掉电保持内存区后形成配方数据，触摸屏界面能显示各组配方数据，确定好标记的数据后，只需轻按标记按钮，系统可自动完成标记。触摸屏还能显示其它的状态信息及报警信息。

照明单元8，当轨道标记机器人在晚上作业时，系统提供功率足够的4盏LED照明灯。如图1所示，两盏LED照明灯位于机器人头部，对周围环境和夜间行走进行照明。两盏LED照明灯位于机器人印刷单元底部，用于印刷单元对轨道标记进行夜间作业时提供照明。

如图4所示，使用轨道标记机器人进行轨道标记的方法如下：

步骤S101、数据导入，导入需标记的数据到轨道标记机器人的触摸屏的掉电保持内存区，形成配方数据；

步骤S102、轨道标记机器人从起点启动；

步骤S103、印刷单元进行轨腰底色标记；

步骤S104、印刷单元移动返回；

步骤S105、印刷单元进行轨弦底色标记；

步骤S106、印刷单元移动，返回起点；

步骤S107、印刷单元进行字符标记；

步骤S108、印刷单元移动返回；

步骤S109、印刷单元进行轨弦三角标记；

步骤S110、印刷单元移动，返回起点，标记结束。

在更佳的实施方式中，轨道标记机器人的工作流程中先标记底色，包括轨腰底色和轨弦底色；标记完底色后回到起始处，在回程中一边选定待标记字符，一边完成轨弦的底色标记；回到起点后，开始进行行走定位及选字定位，定位完成后又开始标记，不断循环直至所有字符标记完成；字符标记完成后，返回起始处，在回程中，完成轨弦的“三角”(即▲)标记，并回到起点。一次标记作业完成。

Claims (10)

1.一种轨道标记机器人，其特征在于，包括：

动力单元，包括发电机组和空压机；

印刷单元，用于向轨道内侧喷涂标记；

行走单元，在钢轨上行走；

控制单元，包括微型控制器和伺服驱动器；用于控制行走单元、选字单元和印刷单元；

其中，所述发电机组为印刷单元、行走单元和控制单元提供动力，所述空压机为所述印刷单元提供气源。

2.如权利要求1所述的轨道标记机器人，其特征在于：

其中，所述行走单元具有折叠架，折叠架的两端具有滚动轮，所述折叠架展开时，两端的所述滚动轮分别落在两根铁轨上。

3.如权利要求2所述的轨道标记机器人，其特征在于：

其中，每个所述滚动轮上均覆盖有绝缘橡胶。

4.如权利要求1所述的轨道标记机器人，其特征在于，还具有：

照明单元，其中至少一盏照明灯位于行走单元的前端；至少一盏照明灯位于所述印刷单元底部。

5.如权利要求1所述的轨道标记机器人，其特征在于：

其中，所述印刷单元具有：两块安装支架，柔性字符皮带，驱动轮，多个支撑轮以及喷头，所述柔性字符皮带、所述驱动轮、所述支撑轮都安装在两块安装支架之间，柔性字符皮带绕在驱动轮，和支撑轮上，驱动轮转动，从而带动柔性字符皮带运动，柔性字符皮带上具有依次排列的字符，所述喷头设置在所述柔性字符皮带后面，当预定字符运动到喷头位置时，喷头进行喷涂作业。

6.如权利要求1所述的轨道标记机器人，其特征在于：

其中，所述微型控制器内部的定位端口发送高速脉冲到伺服驱动器，伺服驱动器包括选字伺服驱动器和行走伺服驱动器，选字伺服驱动器和行走伺服驱动器接收到脉冲后，按控制要求驱动电机，完成自动选字及标记的过程。

7.一种轨道标记方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、数据导入，导入需标记的数据到轨道标记机器人的触摸屏的掉电保持内存区，形成配方数据；

步骤二、轨道标记机器人从起点启动；

步骤三、印刷单元进行轨腰底色标记；

步骤四、印刷单元移动返回；

步骤五、印刷单元进行轨弦底色标记；

步骤六、印刷单元移动，返回起点；

步骤七、印刷单元进行字符标记；

步骤八、印刷单元移动返回；

步骤九、印刷单元进行轨弦三角标记；

步骤十、印刷单元移动，返回起点，标记结束。

8.如权利要求7所述的轨道标记方法，其特征在于：

其中，所述步骤四和步骤五同时进行，即在印刷单元移动返回的过程中进行进行轨弦底色标记。

9.如权利要求7所述的轨道标记方法，其特征在于：

步骤六中，在返回过程中选定待标记字符。

10.如权利要求7所述的轨道标记方法，其特征在于：

步骤八和步骤九同时进行，即在印刷单元移动返回的同时，进行轨弦三角标记。