CN106337325A - 一种道肩及道床修形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道肩及道床修形装置，是由道肩及枕端道床修形装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车设有四个脚轮和二个纵梁，道肩及道床修形装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；本发明能够将挖斗自动对准已换轨枕端部；能够快速修复道肩及道床的形状；能够适应直线和曲线铁轨路段道肩及道床修形工作；自动控制、操作方便、修形工作效率高。

Description

一种道肩及道床修形装置

技术领域

本发明涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种道肩及道床修形装置。

背景技术

铁路轨枕在长时间的使用过程中，由于自然沉降和振动的原因，铁路道床局部沉降，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在进行道床维护或轨枕更换的过程中，采用人工进行道肩及道床修形，费时费力效率低，不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作，只有采用小型高效自动化机械，才能利用列车通行间隙进行不封路作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种道肩及道床修形装置。

本发明是由道肩及道床修形装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车设有四个脚轮和二个纵梁，道肩及道床修形装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的道肩及道床修形装置是由上横梁组件、伸缩驱动装置、升降装置、挖斗装置和CMOS图像传感器组成；

所述的上横梁组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、第一激光位移传感器和第一测距参照板组成，方筒形固定臂设有封闭端和四个双耳环，方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的伸缩驱动装置是由方筒形固定臂、双作用活塞油缸和方筒形伸缩臂组成，双作用活塞油缸缸体设有方形滑块和法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

将方筒形伸缩臂套设于双作用活塞油缸上，使方筒形伸缩臂封闭端与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘固连，再将方筒形固定臂套设于方筒形伸缩臂上，并将双作用活塞油缸缸体法兰盘对称固连于方筒形固定臂封闭端，组成伸缩驱动装置，双作用活塞油缸缸体方形滑块和方筒形伸缩臂形成移动副，将第一激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第一测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的升降装置是由二个第一串联平行四杆机构、升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第二激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆和方筒形固定臂组成，第一连杆设有单耳环和双耳环；

所述的升降驱动装置是由双多级伸缩套式双伸出油缸和二个第一连杆组成，双多级伸缩套式双伸出油缸的二个末级伸缩套筒自由端设有单耳环；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第二串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第一六角螺母、二个第一螺栓和二个第二螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第二串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第二连杆和二个销轴组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸对称固连于板形上横梁上，第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环、第三摆杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环、另一个第三摆杆双耳环、第一连杆双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆与方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和方筒形固定臂铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

将二个塔形刚度非线性弹簧分别套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第一六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第三连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第三连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，第六摆杆和第七摆杆分别与板形上横梁铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第二撑杆与上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂下面，组成升降装置；

所述的挖斗装置由第一挖斗组件、吊臂和U形吊杆组成，吊臂设有单耳环、第一双耳环、第二双耳环和法兰盘；

所述的第一挖斗组件是由液压油缸、第三撑杆、第四连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；第三撑杆上设有双耳环和单耳环；第四连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将液压油缸缸体单耳环与吊臂第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，第三撑杆单耳环与吊臂第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环与吊臂单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆单耳环与斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆双耳环、第三撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件，将U形吊杆与吊臂法兰盘固连，组成挖斗装置，将U形吊杆固连于方筒形伸缩臂上，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成道肩及道床修形装置。

本发明的有益效果是：

1.能够将挖斗自动对准已换轨枕端部；

2.能够快速修复道肩及道床的形状；

3.能够适应直线和曲线铁轨路段道肩及道床修形工作；

4.自动控制、操作方便、修形工作效率高。

附图说明

图1是本发明的非工作状态立体示意图。

图2是本发明的工作状态立体示意图。

图3是本发明之伸缩驱动装置分解立体示意图。

图4是本发明之升降驱动装置分解立体示意图。

图5是本发明之随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图6是本发明之挖斗装置分解立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明是由道肩及道床修形装置2、发电机18、液压系统及控制系统箱19和轨道车20组成，轨道车20设有四个脚轮201和二个纵梁202，道肩及道床修形装置2、发电机18和液压系统及控制系统箱19设置在轨道车的二个纵梁202上，轨道车20由工程车牵引，发电机18为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱19内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的道肩及道床修形装置2是由上横梁组件21、伸缩驱动装置22、升降装置23、挖斗装置24和CMOS图像传感器28组成；

所述的上横梁组件21是由方筒形固定臂211、方筒形伸缩臂212、第一激光位移传感器213和第一测距参照板214组成，方筒形固定臂211设有封闭端2111和四个双耳环2112，方筒形伸缩臂212设有封闭端2121；

所述的伸缩驱动装置22是由方筒形固定臂211、双作用活塞油缸221和方筒形伸缩臂212组成，双作用活塞油缸221缸体设有方形滑块2211和法兰盘2212、活塞杆自由端设有法兰盘2213；

将方筒形伸缩臂212套设于双作用活塞油缸221上，使方筒形伸缩臂212封闭端2121与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘2213固连，再将方筒形固定臂211套设于方筒形伸缩臂212上，并将双作用活塞油缸缸体法兰盘2212对称固连于方筒形固定臂封闭端2111，组成伸缩驱动装置22，双作用活塞油缸缸体方形滑块2211和方筒形伸缩臂212形成移动副，将第一激光位移传感器213对称固连于方筒形固定臂211上面，第一测距参照板214固连于方筒形伸缩臂212上面；

所述的升降装置23是由二个第一串联平行四杆机构231、升降驱动装置233、随动平衡支撑装置234和第二激光位移传感器235组成；

所述的第一串联平行四杆机构231由下横梁2311、第一摆杆2312、第二摆杆2313、二个第三摆杆2314、第一连杆2315和方筒形固定臂211组成，第一连杆2315设有单耳环23151和双耳环23152；

所述的升降驱动装置233是由双多级伸缩套式双伸出油缸2331和二个第一连杆2315组成，双多级伸缩套式双伸出油缸2331的二个末级伸缩套筒自由端设有单耳环23311；

所述的随动平衡支撑装置234是由板形上横梁2340、第二串联平行四杆机构2341、第一撑杆2342、第二撑杆2343、滑杆2344、二个滑块2345、二个塔形刚度非线性弹簧2346、二个第一六角螺母2347、二个第一螺栓2348和二个第二螺栓2349组成，滑杆2344上设有固定圆盘23441、对称设有二个光杆段23442和二个螺纹段23443；滑块2345设有圆孔23451和一对同轴螺纹盲孔23452；

所述的第二串联平行四杆机构2341是由板形上横梁2340、下横梁2311、第四摆杆23412、第五摆杆23413、第六摆杆23414、第七摆杆23415、二个第二连杆23416和二个销轴23417组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸2331对称固连于板形上横梁2340上，第一摆杆2312与下横梁2311铰链连接，第二摆杆2313、第四摆杆23312和下横梁2311三个构件间铰链连接，第一摆杆2312双耳环、第三摆杆2314双耳环和第一连杆单耳环23151同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆2313双耳环、另一个第三摆杆2314双耳环、第一连杆双耳环23152和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环23231同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆2314与方筒形固定臂211铰链连接，组成第一串联平行四杆机构231，重复前述组装操作，对称于下横梁2311和方筒形固定臂211铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构231；

将二个塔形刚度非线性弹簧2346分别套设于滑杆的二个光杆段23442，再将二个滑块2345分别套设于滑杆的二个光杆段23442，二个第一六角螺母2347分别预紧，使二个滑块2345分别使塔形刚度非线性弹簧2346适当压缩，将第五摆杆23413与下横梁2311铰链连接，使二个第三连杆23416的左边单耳环分别与第四摆杆23412的双耳环、第六摆杆2314双耳环和滑块的一对螺纹盲孔23452同轴，二个第一螺栓2348分别预紧，使第四摆杆23412、第六摆杆23414和滑块2345三个构件间铰链连接，将二个第三连杆23416的右边单耳环分别与第五摆杆23413的双耳环、第七摆杆23415双耳环同轴，二个销轴23417分别穿入，使第三连杆23416、第五摆杆23413和第七摆杆23415三个构件间铰链连接，第六摆杆23414和第七摆杆23415分别与板形上横梁2340铰链连接，组成第二串联平行四杆机构2341；

将第一撑杆2342双耳环、第二撑杆2343双耳环和滑块2345的一对螺纹盲孔23452同轴，二个第二螺栓2349分别预紧，使第一撑杆2342、第二撑杆2343和滑块2345三个构件间铰链连接，第二撑杆2343与上横梁2330铰链连接，组成随动平衡支撑装置234；

将第二激光位移传感器235对称固连于方筒形固定臂211下面，组成升降装置23；

所述的挖斗装置24由第一挖斗组件25、吊臂26和U形吊杆27组成，吊臂26设有单耳环261、第一双耳环262、第二双耳环263和法兰盘264；

所述的第一挖斗组件25是由液压油缸251、第三撑杆252、第四连杆253和斗体254组成，液压油缸251的活塞杆自由端设有单耳环2511、缸体设有单耳环2512；第三撑杆252上设有双耳环2521和单耳环2522；第四连杆253上设有单耳环2531和双耳环2532，斗体254上设有第一双耳环2541和第二双耳环2542；

将液压油缸缸体单耳环2512与吊臂第二双耳环263同轴穿入销轴铰链连接，第三撑杆单耳环2522与吊臂第一双耳环262同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环2542与吊臂单耳环261同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆单耳环2531与斗体第一双耳环2541同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆双耳环2532、第三撑杆双耳环2521和液压油缸活塞杆单环2511同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件25，将U形吊杆27与吊臂法兰盘264固连，组成挖斗装置24，将U形吊杆27固连于方筒形伸缩臂222上，CMOS图像传感器28固连于下横梁2311下面，组成道肩及道床修形装置2。

本发明的工作过程：

将已换轨枕外侧螺栓用机油标记好，工程车牵引轨道车运行至已换轨枕附近时，CMOS图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别已换轨枕，并使工程车停在CMOS图像传感器与机油标记螺栓同轴的位置，挖斗位于已换轨枕枕端上方，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使双作用活塞油缸活塞杆伸出，推动方筒形伸缩臂托带挖斗向外运动，第一激光位移传感器与第一测距参照板的位移信号，来控制双作用活塞油缸和液压油缸工作，同时高压油使双多级伸缩套式双伸出油缸套筒伸出，两侧依次同步伸出的多级套筒推动二个第一连杆平动，使二个对称设置的第一串联平行四杆机构的上下二对摆杆背向同步摆动，随升降装置托带挖斗下降，通过固连于第二激光位移传感器测量其与双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制双多级伸缩套式双伸出油缸和液压油缸工作，当挖斗的斗齿接近道肩石碴时，挖斗液压油缸活塞杆伸出，使挖斗正向摆动适当角度，便于道肩修形时将多余的石碴集于斗内，当挖斗运动至道肩底角时，双作用活塞油缸活塞杆和双多级伸缩套式双伸出油缸末级套筒停止伸出，双作用活塞油缸活塞杆和双多级伸缩套式双伸出油缸套筒开始协调缩回，双作用活塞油缸活塞杆拉动方筒形伸缩臂拖带挖斗回缩，同时多级伸缩套式双伸出油缸两侧套筒依次同步缩回拉动二个第一连杆平动，使二个对称设置的第一串联平行四杆机构的上下各二对摆杆相向同步摆动，升降装置托带挖斗上升，挖斗斗齿的运动轨迹为等腰梯形道肩的腰线，开始道肩修形，当挖斗运动至斗齿到道床上表面时，多级伸缩套式双伸出油缸套筒停止缩回，道肩修形结束，双作用活塞油缸活塞杆继续缩回，拉动方筒形伸缩臂托带挖斗向内运动，挖斗斗齿的运动轨迹为与下横梁平行的直线，同时挖斗液压油缸活塞杆缓慢缩回，使挖斗反向摆动，集于斗内的石碴滑落，以修整枕端道床，当挖斗斗齿接近枕端时，挖斗液压油缸停止工作，多级伸缩套式双伸出油缸套筒开始缩回，当挖斗运动至图1所示位置时，双作用活塞油缸活塞杆和双多级伸缩套式双伸出油缸首级套筒停止缩回，道肩及枕端道床修形工作结束。

二个对称设置的第一串联平行四杆机构，使方筒形固定臂始终与下横梁始终平行，第二串联平行四杆机构使板形横梁始终与下横梁平行，以适应直线和曲线铁轨路段修复道肩及道床工作；在图1所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧适量压缩，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最大，二个塔形刚度非线性弹簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二撑杆上的力大于其较小弹性力，塔形刚度非线性弹簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力大，使随动平衡支撑装置承受双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，随动平衡支撑装置随升降装置升降而升降，在图2所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧压缩量最大，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最小，二个塔形刚度非线性弹簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二摆杆上的力小于最大弹性力，塔形刚度非线性弹簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力小，使随动平衡支撑装置承受双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，避免双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒承受弯矩。

Claims (1)

1.一种道肩及道床修形装置，其特征在于：是由道肩及道床修形装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车设有四个脚轮和二个纵梁，道肩及道床修形装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力；所述的液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的道肩及道床修形装置是由上横梁组件、伸缩驱动装置、升降装置、挖斗装置和CMOS图像传感器组成；

所述的上横梁组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、第一激光位移传感器和第一测距参照板组成，方筒形固定臂设有封闭端和四个双耳环，方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的伸缩驱动装置是由方筒形固定臂、双作用活塞油缸和方筒形伸缩臂组成，双作用活塞油缸缸体设有方形滑块和法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

将方筒形伸缩臂套设于双作用活塞油缸上，使方筒形伸缩臂封闭端与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘固连，再将方筒形固定臂套设于方筒形伸缩臂上，并将双作用活塞油缸缸体法兰盘对称固连于方筒形固定臂封闭端，组成伸缩驱动装置，双作用活塞油缸缸体方形滑块和方筒形伸缩臂形成移动副，将第一激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第一测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的升降装置是由二个第一串联平行四杆机构、升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第二激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆和方筒形固定臂组成，第一连杆设有单耳环和双耳环；

所述的升降驱动装置是由双多级伸缩套式双伸出油缸和二个第一连杆组成，双多级伸缩套式双伸出油缸的二个末级伸缩套筒自由端设有单耳环；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第二串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第一六角螺母、二个第一螺栓和二个第二螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第二串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第二连杆和二个销轴组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸对称固连于板形上横梁上，第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环、第三摆杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环、另一个第三摆杆双耳环、第一连杆双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆与方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和方筒形固定臂铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

将二个塔形刚度非线性弹簧分别套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第一六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第三连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第三连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，第六摆杆和第七摆杆分别与板形上横梁铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第二撑杆与上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂下面，组成升降装置；

所述的挖斗装置由第一挖斗组件、吊臂和U形吊杆组成，吊臂设有单耳环、第一双耳环、第二双耳环和法兰盘；

所述的第一挖斗组件是由液压油缸、第三撑杆、第四连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；第三撑杆上设有双耳环和单耳环；第四连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将液压油缸缸体单耳环与吊臂第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，第三撑杆单耳环与吊臂第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环与吊臂单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆单耳环与斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，第四连杆双耳环、第三撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件，将U形吊杆与吊臂法兰盘固连，组成挖斗装置，将U形吊杆固连于方筒形伸缩臂上，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成道肩及道床修形装置。