CN106400623A - 一种自动化提轨换枕装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化提轨换枕装置，是由提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，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。本发明能够将工作装置自动快速对准工作位置；能适应直线和曲线铁轨路段换枕工作；转枕及推拉轨枕为集成装置，结构简单、自动控制、操作方便，换枕效率工作高。

Description

一种自动化提轨换枕装置

技术领域

本发明涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种自动化提轨换枕装置。

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，铁路局部轨枕下沉，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在进行轨枕更换的过程中，采用人工作业，费时费力，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化提轨换枕装置。

本发明是由提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，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；

所述的提轨装置是由CMOS图像传感器、上横梁、升降装置和提轨组件组成，

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、二个第三摆杆和第一连杆组成，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；

将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，使第一摆杆、第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，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，使第二摆杆、另一个第三摆杆、第一连杆和双多级伸缩套式双伸出油缸四个构件间铰链连接，二个第三摆杆分别与上横梁铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和上横梁铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

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；

将二个塔形刚度非线性弹簧对称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，使二个滑块分别使二个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，使二个第二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，二个第二螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将两个第二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，使第二连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和另一个滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第三螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第六摆杆、第七摆杆和第二撑杆分别与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将双多级伸缩套式双伸出油缸固连于板形上横梁，激光位移传感器对称固连于上横梁下面，组成升降装置；

所述的提轨组件是由二个吊杆、吊架、第一螺旋摆动液压马达、对置曲柄、二个连杆、二个工字筒形滑动臂、工字筒形固定臂和二个提轨液压油缸组成，吊杆设有第一法兰盘和第二法兰盘，第一螺旋摆动液压马达输出轴自由端设有法兰盘，对置曲柄设有二个单耳环，连杆设有单耳环和双耳环，工字筒形滑动臂设有半圆柱孔和双耳环，工字筒形固定臂设有二个对称的半圆柱孔，提轨液压油缸缸体上设有加力板、活塞杆自由端设有撑板；

将提轨液压油缸固连于工字筒形滑动臂半圆柱孔内，对置曲柄与第一螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘同轴固连，第一螺旋摆动液压马达对称固连于吊架下面，吊架对称固连于工字筒形固定臂上面，将二个工字筒形滑动臂从工字筒形固定臂两端套设于其上，工字筒形滑动臂双耳环与连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环与对置曲柄单耳环同轴穿入销轴铰链连接，使二个提轨液压油缸对称设置，二个吊杆第二法兰盘对称固连于吊架上面，组成提轨组件，二个吊杆第一法兰盘对称固连于上横梁侧面，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成提轨装置。

所述的转枕及推拉轨枕装置是由伸缩组件、伸缩驱动装置、转动装置、二个连接板和抓取及转枕装置组成；

所述的伸缩组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、和第二激光位移传感器组成，方筒形伸缩臂设有隔板；

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，

将方筒形伸缩臂从双作用活塞油缸活塞杆端套设于其上，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，方筒形固定臂从方筒形伸缩臂开口端套设于其上，使双作用活塞油缸缸体法兰盘与方筒固形定臂封闭端固连，组成伸缩驱动装置，双作用活塞油缸缸体方形滑块与方筒形伸缩臂形成移动副，第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第二测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的转动装置是由方筒形伸缩臂、第二螺旋摆动液压马达、悬臂空心阶梯轴、第一推力轴承、第一箱体、第二推力轴承、第二六角螺母、圆形连接板、第三六角螺母、端盖和等强度悬臂梁组成，第二螺旋摆动液压马达输出轴设有螺纹段和六棱柱段，悬臂空心阶梯轴设有螺纹段、第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈和连接板，悬臂空心阶梯轴连接板设有限位圆弧槽，第一箱体设有悬臂阶梯轴套和限位销，悬臂阶梯轴套设有第一轴套、第二轴套和第三轴套，端盖设有销轴，圆形连接板设有六棱柱孔，等强度悬臂梁设有销轴孔和法兰盘；

将第二螺旋摆动液压马达固连于方筒形伸缩臂隔板前端底板上，空心悬臂阶梯轴套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴上，使悬臂空心阶梯轴连接板固连于方筒形伸缩臂端面，第一推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第三轴颈上，第一箱体悬臂阶梯轴套套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴上，使第一推力轴承置入第一箱体悬臂阶梯轴套第三轴套段，悬臂阶梯轴套第二轴套段套设于空心阶梯轴第二轴颈上，第二推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第一轴颈上，置入悬臂阶梯轴套第一轴套，第二六角螺母旋入悬臂空心阶梯轴螺纹段预紧，使第一箱体与悬臂空心阶梯轴铰链连接，圆形连接板套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴六棱柱段，使圆形连接板与第一箱体悬臂阶梯轴套自由端固连，第三六角螺母旋入第二螺旋摆动液压马达输出轴螺纹段预紧，使第二螺旋摆动液压马达输出轴与第一箱体固连，端盖固连于第一箱体上，等强度悬臂梁销孔套设于端盖销轴上，等强度悬臂梁法兰盘固连于方筒形伸缩臂上面，组成转动装置；

所述的抓取及转枕装置是由第二箱体、第三螺旋摆动马达、油缸、第一推力轴承、第二推力轴承、第四六角螺母、活塞、活塞杆、阶梯U形支架、第一连杆、第二连杆、二个第一摆杆、二个滚轮、端盖和二个机械爪装置组成，第二箱体设有第一圆孔段、扇形孔段、第二圆孔段、轴套段和第三圆孔段，第三螺旋摆动马达输出轴设有法兰盘，法兰盘设有限位扇形凸台，扇形孔段设有第一限位面和第二限位面，油缸设有法兰盘、第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，法兰盘设有限位扇形凸台，活塞设有轴孔，活塞杆设有轴颈和双耳环，阶梯U形支架设有凸缘、轴孔、二个槽孔、二个销孔、四个第一单耳环和八个第二单耳环，第一连杆设有双耳环和单耳环，第二连杆设有二个双耳环，第一摆杆设有单耳环、销孔和双耳环；

所述的机械爪是由阶梯U形支架、四个第二摆杆、二个圆柱形弹簧和二个压板组成，第二摆杆设有二个双耳环，压板设有二个第一单耳环和四个第二单耳环；

将第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘限位扇形凸台与油缸法兰盘限位扇形凸台对正固连，第一推力轴承套设于油缸第一轴颈上，将油缸穿入第二箱体阶梯孔内，使第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘和油缸法兰盘置入第二箱体第一圆孔段，限位扇形凸台左侧面与扇形孔段第一限位面接触，第一推力轴承置入第二箱体第二圆孔段，使第三螺旋摆动马达固连于第二箱体底板上，使端盖与第二箱体固连；

将第二推力轴承套设于油缸第三轴颈上，使其置入第二箱体第三圆孔段段，活塞杆穿过阶梯U形支架轴孔，活塞轴孔套设于活塞杆轴颈，螺母预紧，将活塞置入油缸缸筒内，将阶梯U形支架凸缘穿入油缸缸筒固连，使油缸第二轴颈与第二箱体轴套段铰链连接，将活塞杆双耳环、第二连杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆双耳环与滚轮同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆销孔与阶梯U形支架销孔同轴穿入销轴铰链连接，第一连杆双耳环和第二连杆双耳环分别与二个第一摆杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接；

四个第二摆杆的双耳环分别与阶梯U形支架四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，四个第二摆杆的另一个双耳环分别与压板四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个圆柱形弹簧一端分别与阶梯U形支架二个第一单耳环固连，二个圆柱形弹簧另一端分别与压板二个第一单耳环固连，组成机械爪，二个圆柱形弹簧的拉力，使与第一摆杆铰接的滚轮始终与压板接触，重复前述组装操作，组装另一个机械爪，组成抓取及转枕装置；

二个连接板将第一箱体与第二箱体固连一体，组成转枕及推拉轨枕装置。

本发明的有益效果是：

1.能够将工作装置自动快速对准工作位置；

2.能适应直线和曲线铁轨路段换枕工作；

3.转枕及推拉轨枕为集成装置，结构简单、自动控制、操作方便，换枕效率工作高。

附图说明

图1是本发明之非工作状态立体示意图。

图2是本发明之工作状态立体示意图。

图3是本发明之升降驱动装置分解立体示意图。

图4是本发明之随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图5是本发明之提轨组件立体示意图。

图6是本发明之抓取及转枕装置侧壁剖开工作状态立体示意图。

图7是本发明之伸缩驱动装置分解立体示意图。

图8是本发明之转动装置分解立体示意图。

图9是本发明之抓取及转枕装置分解立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本发明是由提轨装置8、转枕及推拉轨枕装置9、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，提轨装置8、转枕及推拉轨枕装置9、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，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；

所述的提轨装置8是由CMOS图像传感器80、上横梁81、升降装置82和提轨组件83组成，

请参阅图3和图4所示，所述的升降装置82是由二个第一串联平行四杆机构821、升降驱动装置822、随动平衡支撑装置824和激光位移传感器825组成；

所述的第一串联平行四杆机构821由下横梁8211、第一摆杆8212、第二摆杆8213、二个第三摆杆8213和第一连杆8215组成，第一连杆8215设有单耳环82151和双耳环82152；

所述的升降驱动装置822是由双多级伸缩套式双伸出油缸8221和二个第一连杆8215组成，双多级伸缩套式双伸出油缸8221的二个末级伸缩套筒自由端设有单耳环82211；

将第一摆杆8212与下横梁8211铰链连接，第二摆杆8213、第四摆杆82412和下横梁8211三个构件间铰链连接，第一摆杆8212双耳环、第三摆杆8213双耳环和第一连杆8215单耳环同轴穿入销轴，使第一摆杆8212、第三摆杆8213和第一连杆8215三个构件间铰链连接，第二摆杆8213双耳环、另一个第三摆杆8213双耳环、第一连杆8215双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环82211同轴穿入销轴，使第二摆杆8213、另一个第三摆杆8213、第一连杆8215和双多级伸缩套式双伸出油缸8221四个构件间铰链连接，二个第三摆杆8214分别与上横梁81铰链连接，组成第一串联平行四杆机构821，重复前述组装操作，对称于下横梁8211和上横梁81铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构821；

所述的随动平衡支撑装置824是由板形上横梁8240、第二串联平行四杆机构8241、第一撑杆8242、第二撑杆8243、滑杆8244、二个滑块8245、二个塔形刚度非线性弹簧8246、二个第一六角螺母8247、二个第一螺栓8248和二个第二螺栓8249组成，滑杆8244上设有固定圆盘82441、对称设有二个光杆段82442和二个螺纹段82443；滑块8245设有圆孔82451和一对同轴螺纹盲孔82452；

所述的第二串联平行四杆机构8241是由板形上横梁8240、下横梁8211、第四摆杆82412、第五摆杆82413、第六摆杆82413、第七摆杆82415、二个第二连杆82416和二个销轴82417组成；

将二个塔形刚度非线性弹簧8246对称套设于滑杆的二个光杆段82442，再将二个滑块8245分别套设于滑杆的二个光杆段82442，二个第一六角螺母8247分别预紧，使二个滑块8245分别使二个塔形刚度非线性弹簧8246适当压缩，将第五摆杆82413与下横梁8211铰链连接，使二个第二连杆82416的左边单耳环分别与第四摆杆82412的双耳环、第六摆杆82414双耳环和滑块的一对螺纹盲孔82452同轴，二个第二螺栓8248分别预紧，使第四摆杆82412、第六摆杆82414和滑块8245三个构件间铰链连接，将两个第二连杆82416的右边单耳环分别与第五摆杆82413的双耳环、第七摆杆82415双耳环同轴，二个销轴82417分别穿入，使第二连杆82416、第五摆杆82413和第七摆杆82415三个构件间铰链连接，组成第二串联平行四杆机构8241；

将第一撑杆8242双耳环、第二撑杆8243双耳环和另一个滑块8245的一对螺纹盲孔82452同轴，二个第三螺栓8249分别预紧，使第一撑杆8242、第二撑杆8243和滑块8245三个构件间铰链连接，第六摆杆82414、第七摆杆82415和第二撑杆8243分别与板形上横梁8240铰链连接，组成随动平衡支撑装置824；

将双多级伸缩套式双伸出油缸8221固连于板形上横梁8240，激光位移传感器825对称固连于上横梁81下面，组成升降装置82；

请参阅图5所示，所述的提轨组件83是由二个吊杆831、吊架832、第一螺旋摆动液压马达833、对置曲柄834、二个连杆835、二个工字筒形滑动臂836、工字筒形固定臂837和二个提轨液压油缸838组成，吊杆831设有第一法兰盘8311和第二法兰盘8312，第一螺旋摆动液压马达833输出轴自由端设有法兰盘8331，对置曲柄834设有二个单耳环8341，连杆835设有单耳环8351和双耳环8352，工字筒形滑动臂836设有半圆柱孔8361和双耳环8362，工字筒形固定臂837设有二个对称的半圆柱孔8371，提轨液压油缸838缸体上设有加力板8381、活塞杆自由端设有撑板8382；

将提轨液压油缸838固连于工字筒形滑动臂半圆柱孔8361内，对置曲柄834与第一螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘8331同轴固连，第一螺旋摆动液压马达833对称固连于吊架832下面，吊架832对称固连于工字筒形固定臂837上面，将二个工字筒形滑动臂836从工字筒形固定臂837两端套设于其上，工字筒形滑动臂双耳环8362与连杆单耳环8351同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环8352与对置曲柄单耳环8341同轴穿入销轴铰链连接，使二个提轨液压油缸838对称设置，二个吊杆831第二法兰盘8312对称固连于吊架832上面，组成提轨组件83，二个吊杆831第一法兰盘8311对称固连于上横梁82侧面，CMOS图像传感器80固连于下横梁8211下面，组成提轨装置8。

请参阅图6至图9所示，所述的转枕及推拉轨枕装置9是由伸缩组件90、伸缩驱动装置91、转动装置92、二个连接板93和抓取及转枕装置94组成；

所述的伸缩组件90是由方筒形固定臂901、方筒形伸缩臂902、和第二激光位移传感器903组成，方筒形伸缩臂902设有隔板9021；

所述的伸缩驱动装置91是由方筒形固定臂901、双作用活塞油缸911和方筒形伸缩臂903组成，双作用活塞油缸911缸体设有方形滑块9111和法兰盘9112、活塞杆自由端设有法兰盘9113，

将方筒形伸缩臂902从双作用活塞油缸911活塞杆端套设于其上，使方筒形伸缩臂封闭端9021与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘9113固连，方筒形固定臂901从方筒形伸缩臂902开口端套设于其上，使双作用活塞油缸缸体法兰盘9112与方筒固形定臂封闭端9021固连，组成伸缩驱动装置91，双作用活塞油缸缸体方形滑块9111与方筒形伸缩臂902形成移动副，第二激光位移传感器94对称固连于方筒形固定臂901上面，第二测距参照板95固连于方筒形伸缩臂902上面；

所述的转动装置92是由方筒形伸缩臂902、第二螺旋摆动液压马达921、悬臂空心阶梯轴922、第一推力轴承923、第一箱体924、第二推力轴承925、第二六角螺母926、圆形连接板927、第三六角螺母928、端盖929和等强度悬臂梁930组成，第二螺旋摆动液压马达921输出轴设有螺纹段9211和六棱柱段9212，悬臂空心阶梯轴922设有螺纹段9221、第一轴颈9222、第二轴颈9223、第三轴颈9224和连接板9225，悬臂空心阶梯轴连接板9225设有限位圆弧槽92251，第一箱体924设有悬臂阶梯轴套9241和限位销9242，悬臂阶梯轴套9241设有第一轴套92411、第二轴套92412和第三轴套92413，端盖929设有销轴9291，圆形连接板927设有六棱柱孔9271，等强度悬臂梁930设有销轴孔9301和法兰盘9302；

将第二螺旋摆动液压马达921固连于方筒形伸缩臂隔板9021前端底板上，空心悬臂阶梯轴922套设于第二螺旋摆动液压马达921输出轴上，使悬臂空心阶梯轴连接板9225固连于方筒形伸缩臂902端面，第一推力轴承923套设于悬臂空心阶梯轴第三轴颈9224上，第一箱体悬臂阶梯轴套9241套设于第二螺旋摆动液压马达921输出轴上，使第一推力轴承923置入第一箱体悬臂阶梯轴套第三轴套段92413，悬臂阶梯轴套第二轴套段92412套设于空心阶梯轴第二轴颈9223上，第二推力轴承925套设于悬臂空心阶梯轴第一轴颈9222上，置入悬臂阶梯轴套第一轴套92411，第二六角螺母926旋入悬臂空心阶梯轴螺纹段9221预紧，使第一箱体924与悬臂空心阶梯轴922铰链连接，圆形连接板927套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴六棱柱段9212，使圆形连接板927与第一箱体悬臂阶梯轴套9241自由端固连，第三六角螺母928旋入第二螺旋摆动液压马达输出轴螺纹段9211预紧，使第二螺旋摆动液压马达921输出轴与第一箱体924固连，端盖929固连于第一箱体924上，等强度悬臂梁销孔9301套设于端盖销轴9291上，等强度悬臂梁法兰盘9302固连于方筒形伸缩臂902上面，组成转动装置92；

所述的抓取及转枕装置94是由第二箱体941、第三螺旋摆动马达942、油缸943、第一推力轴承944、第二推力轴承945、第四六角螺母946、活塞947、活塞杆948、阶梯U形支架949、第一连杆950、第二连杆951、二个第一摆杆952、二个滚轮953、端盖954和二个机械爪955装置组成，第二箱体941设有第一圆孔段9412、扇形孔段9413、第二圆孔段9414、轴套段9415和第三圆孔段9416，第三螺旋摆动马达942输出轴设有法兰盘9421，法兰盘9421设有限位扇形凸台94211，扇形孔段9413设有第一限位面94131和第二限位面94132，油缸943设有法兰盘9431、第一轴颈9432、第二轴颈9433和第三轴颈9434，法兰盘9431设有限位扇形凸台94311，活塞947设有轴孔9471，活塞杆948设有轴颈9481和双耳环9482，阶梯U形支架949设有凸缘9491、轴孔9492、二个槽孔9493、二个销孔9494、四个第一单耳环9495和八个第二单耳环9496，第一连杆950设有双耳环9501和单耳环9502，第二连杆951设有二个双耳环9511，第一摆杆952设有单耳环9521、销孔9522和双耳环9523；

所述的机械爪955是由阶梯U形支架949、四个第二摆杆9551、二个圆柱形弹簧9552和二个压板9553组成，第二摆杆9551设有二个双耳环95511，压板9553设有二个第一单耳环95531和四个第二单耳环95532；

将第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘限位扇形凸台94211与油缸法兰盘限位扇形凸台94311对正固连，第一推力轴承944套设于油缸第一轴颈9432上，将油缸穿入第二箱体941阶梯孔内，使第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘9421和油缸法兰盘9431置入第二箱体第一圆孔段9413，限位扇形凸台94211左侧面与扇形孔段第一限位面94131接触，第一推力轴承944置入第二箱体第二圆孔段9414，使第三螺旋摆动马达942固连于第二箱体941底板上，使端盖954与第二箱体941固连；

将第二推力轴承945套设于油缸第三轴颈9434上，使其置入第二箱体第三圆孔段9416段，活塞杆948穿过阶梯U形支架轴孔9492，活塞轴孔9471套设于活塞杆轴颈9481，螺母946预紧，将活塞947置入油缸943缸筒内，将阶梯U形支架凸缘9491穿入油缸943缸筒固连，使油缸第二轴颈9433与第二箱体轴套段9415铰链连接，将活塞杆双耳环9482、第二连杆双耳环9511和第一连杆单耳环9502同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆双耳环9523与滚轮953同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆销孔9522与阶梯U形支架销孔9494同轴穿入销轴铰链连接，第一连杆双耳环9501和第二连杆双耳环9511分别与二个第一摆杆单耳环9521同轴穿入销轴铰链连接；

四个第二摆杆9551的双耳环95511分别与阶梯U形支架四个第二单耳环9496同轴穿入销轴铰链连接，四个第二摆杆9551的另一个双耳环95511分别与压板四个第二单耳环95532同轴穿入销轴铰链连接，二个圆柱形弹簧9552一端分别与阶梯U形支架二个第一单耳环9495固连，二个圆柱形弹簧9552另一端分别与压板二个第一单耳环95531固连，组成机械爪955，二个圆柱形弹簧9552的拉力，使与第一摆杆9523铰接的滚轮953始终与压板9553接触，重复前述组装操作，组装另一个机械爪955，组成抓取及转枕装置94；

二个连接板93将第一箱体921与第二箱体941固连一体，组成转枕及推拉轨枕装置9。

本实施例的工作过程和原理如下：

1.拉出坏轨枕工作：采用人工或机械将坏轨枕两侧轨枕间石碴清理完，坏轨枕相邻右侧轨枕钢轨外侧螺栓用机油标记，工程车牵引轨道车运行至待换轨枕附近时，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，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，转枕及推拉轨枕装置位于坏轨枕正上方，提轨装置位于坏轨枕右侧轨枕间正上方，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开始伸出，推动方筒形伸缩臂伸出，方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向外运动，通过第二激光位移传感器测量其与等强度悬臂梁的位移信号，来控制双作用活塞油缸、第二螺旋摆动液压马达和第三螺旋摆动液压马达工作，方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向外运动至合适位置，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始正向转动，驱动第一箱体转动，第一箱体托带与其固连的第二箱体转动，第二箱体托带抓取及转枕装置转动，当第一箱体正向转动至其限位销与悬臂空心阶梯轴连接板限位圆弧槽一端接触时，第二箱体托带抓取及转枕装置正向转动90°，第二螺旋摆动液压马达停止停止正向转动，电磁换向阀的中位使第二螺旋摆动液压马达保压，双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，拉动方筒形伸缩臂开始缩回，使方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向内运动，当机械爪的二个压板向内运动至坏轨枕两侧适当位置时，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使液压油缸活塞杆开始伸出，使第一连杆和第二连杆分别推动对称设置的二个第二摆杆相向摆动，铰接于第二摆杆双耳环的滚轮压住压板，滚轮滚动使压板克服二个圆柱螺旋弹簧的拉力作平动，二个并联平行四杆机构正向摆动，当二个压板夹紧轨枕时，电磁换向阀的中位使液压油缸保压；

高压油使双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒开始伸出，两端依次同步伸出的多级套筒分别推动二个第一连杆平动，使对称设置的二个第一串联平行四杆机构上下各二对摆杆背向同步摆动，升降装置托带提轨装置下降，通过第一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第一螺旋摆动液压马达工作，当提轨装置下降至提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下表面共面时，双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒停止伸出，高压油使第一螺旋摆动液压马达开始正向转动，驱动对置曲柄正向转动，分别推动二个连杆作平面运动，二个连杆分别推动二个工字筒形滑动臂向外滑动，二个工字筒形滑动臂分别托带二个提轨油缸向外运动，当提轨油缸缸体与钢轨下翼缘侧面接触时，提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下面接触，第一螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使提轨油缸活塞杆伸出，当固连于活塞杆的撑板接触道床石碴并将其压实后，随着活塞杆的不断伸出，提轨油缸的缸体托带加力板向上运动，使钢轨顶起，电磁换向阀的中位使提轨油缸保压；

高压油使第三螺旋摆动液压马达开始正向转动，使液压油缸托带机械爪正向转动，机械爪使轨枕正向转动，当第三螺旋摆动液压马达法兰盘和液压油缸法兰盘限位扇形凸台与第二箱体扇形孔第二限位面接触时，机械爪使轨枕正向转动90°，第三螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向外运动，机械爪拉动坏轨枕向外运动，当坏轨枕向外运动至其后端面与前面钢轨下翼缘后侧面共面时，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，高压油使第三螺旋摆动液压马达开始反向转动，使液压油缸缸体托带机械爪反向转动，机械爪使轨枕反向转动，当第三螺旋摆动液压马达法兰盘和液压油缸法兰盘限位扇形凸台与第二箱体扇形孔第一限位面接触时，机械爪使轨枕反向转动90°，图2所示位置，第三螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使液压油缸活塞杆开始缩回，第一连杆和第二连杆使二个对称设置的第二摆杆背向摆动，在二个圆柱螺旋弹簧的拉力作用下，使二个压板作平动，二个并联平行四杆机构反向摆动，当二个压板与轨枕侧面脱开接触时，液压油缸活塞杆停止缩回；

高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向外运动至适当位置，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出；高压油使第二螺旋摆动液压马达开始反向转动，驱动第一箱体反向转动，第一箱体托带与其固连的第二箱体反向转动，第二箱体托带抓取及转枕装置反向转动，当第一箱体反向转动至其限位销与悬臂空心阶梯轴连接板限位圆弧槽另一端接触时，第二箱体托带抓取及转枕装置反向转动90°，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动，电磁换向阀的中位使第二螺旋摆动液压马达保压，双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，方筒形伸缩臂托带转动装置和抓取及转枕装置向内运动至图1所示位置，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回；

高压油使提轨液压油缸活塞杆开始缩回，其活塞杆拉着撑板向上运动，钢轨下落至原位置，将坏轨枕压住，使其上表面与二个钢轨下表面平行，第一提轨液压油缸活塞杆缩回至止点，

高压油使第一螺旋摆动液压马达开始反向转动，驱动对置曲柄反向转动，分别拉动二个连杆作平面运动，二个连杆分别拉动二个工字筒形滑动臂向内滑动，二个工字筒形滑动臂分别托带二个提轨油缸向内运动，当其加力板与钢轨脱开接触时，第一螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒开始缩回，两侧依次缩回的套筒分别拉动二个第一连杆平动，使对称设置的二个第一串联平行四杆机构的上下各二对摆杆相向同步摆动，升降装置托带提轨装置上升，当提轨装置上升至图1所示位置，双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒停止缩回，油泵停止工作，拉出坏轨枕工作结束，牵引车牵引轨道车左移，采用人工或机械将坏轨枕移开；

2.推进好轨枕工作：采用人工或机械将好轨枕摆好后，工程车牵引轨道车运行待换轨枕附近时，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，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，转枕及推拉轨枕装置位于好轨枕上方，提轨装置位于好轨枕右侧轨枕间正上方，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开始伸出，使转动装置和抓取及转枕装置向外运动，当方筒形伸缩臂伸出至止点时，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始正向转动，当第一箱体正向转动至其限位销与悬臂空心阶梯轴连接板限位圆弧槽一端接触时，第二箱体托带抓取及转枕装置正向转动90°，第二螺旋摆动液压马达停止正向转动，电磁换向阀的中位使第二螺旋摆动液压马达保压；

高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，使转动装置和抓取及转枕装置向内运动，当机械爪的二个压板运动至好轨枕两侧适当位置时，图2所示位置，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使液压油缸活塞杆伸出，当二个压板夹紧轨枕时，电磁换向阀的中位使液压油缸保压；

高压油双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒开始伸出，使升降装置托带提轨装置下降，当提轨装置下降至提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下表面共面时，双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒停止伸出，高压油使第一螺旋摆动液压马达开始正向转动，驱动对置曲柄正向转动，当提轨油缸缸体与钢轨下翼缘侧面接触时，提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下面接触，第一螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使提轨油缸活塞杆伸出，使钢轨顶起，电磁换向阀的中位使提轨油缸保压；

高压油使第三螺旋摆动液压马达开始正向转动，机械爪使轨枕正向转动90°，第三螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，机械爪推动好轨枕向内运动，使好轨枕向内运动至图1所示位置时，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使第三螺旋摆动液压马达开始反向转动，机械爪使轨枕反向转动90°，第三螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使液压油缸活塞杆开始缩回，当机械爪二个压板与轨枕脱开接触时，液压油缸活塞杆停止缩回，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，使转动装置和抓取及转枕装置向外运动至适当位置，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出；高压油使第二螺旋摆动液压马达开始反向转动，使第一箱体反向转动至其限位销与悬臂空心阶梯轴连接板限位圆弧槽另一端接触时，第二箱体托带抓取及转枕装置反向转动90°，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动，电磁换向阀的中位使第二螺旋摆动液压马达保压，液压双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，使转动装置和抓取及转枕装置向内运动至图1所示位置，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回；

高压油使提轨油缸活塞杆开始缩回，钢轨下落至原位置，提轨油缸活塞杆缩回至止点；高压油使第一螺旋摆动液压马达开始反向转动，使二个工字筒形滑动臂分别托带二个提轨油缸向内运动至其加力板与钢轨下翼缘侧面脱开接触时，第一螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒开始缩回，使升降装置托带提轨装置上升至图1所示位置，双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒停止缩回，油泵停止工作，推进好轨枕工作结束，牵引车牵引轨道车离开。

对称设置的二个第一串联平行四杆机构，使上横梁与下横梁始终平行，第二串联平行四杆机构使板形上横梁与下横梁始终平行，以适应直线和曲线铁轨路段提轨工作。

Claims (1)

1.一种自动化提轨换枕装置，其特征在于：是由提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、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，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；

所述的提轨装置是由CMOS图像传感器、上横梁、升降装置和提轨组件组成；

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、二个第三摆杆和第一连杆组成，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；

将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，使第一摆杆、第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，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，使第二摆杆、另一个第三摆杆、第一连杆和双多级伸缩套式双伸出油缸四个构件间铰链连接，二个第三摆杆分别与上横梁铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和上横梁铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

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；

将二个塔形刚度非线性弹簧对称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，使二个滑块分别使二个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，使二个第二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，二个第二螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将两个第二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，使第二连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和另一个滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第三螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第六摆杆、第七摆杆和第二撑杆分别与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将双多级伸缩套式双伸出油缸固连于板形上横梁，激光位移传感器对称固连于上横梁下面，组成升降装置；

所述的提轨组件是由二个吊杆、吊架、第一螺旋摆动液压马达、对置曲柄、二个连杆、二个工字筒形滑动臂、工字筒形固定臂和二个提轨液压油缸组成，吊杆设有第一法兰盘和第二法兰盘，第一螺旋摆动液压马达输出轴自由端设有法兰盘，对置曲柄设有二个单耳环，连杆设有单耳环和双耳环，工字筒形滑动臂设有半圆柱孔和双耳环，工字筒形固定臂设有二个对称的半圆柱孔，提轨液压油缸缸体上设有加力板、活塞杆自由端设有撑板；

将提轨液压油缸固连于工字筒形滑动臂半圆柱孔内，对置曲柄与第一螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘同轴固连，第一螺旋摆动液压马达对称固连于吊架下面，吊架对称固连于工字筒形固定臂上面，将二个工字筒形滑动臂从工字筒形固定臂两端套设于其上，工字筒形滑动臂双耳环与连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环与对置曲柄单耳环同轴穿入销轴铰链连接，使二个提轨液压油缸对称设置，二个吊杆第二法兰盘对称固连于吊架上面，组成提轨组件，二个吊杆第一法兰盘对称固连于上横梁侧面，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成提轨装置；

所述的转枕及推拉轨枕装置是由伸缩组件、伸缩驱动装置、转动装置、二个连接板和抓取及转枕装置组成；

所述的伸缩组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、和第二激光位移传感器组成，方筒形伸缩臂设有隔板；

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，

将方筒形伸缩臂从双作用活塞油缸活塞杆端套设于其上，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，方筒形固定臂从方筒形伸缩臂开口端套设于其上，使双作用活塞油缸缸体法兰盘与方筒固形定臂封闭端固连，组成伸缩驱动装置，双作用活塞油缸缸体方形滑块与方筒形伸缩臂形成移动副，第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第二测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的转动装置是由方筒形伸缩臂、第二螺旋摆动液压马达、悬臂空心阶梯轴、第一推力轴承、第一箱体、第二推力轴承、第二六角螺母、圆形连接板、第三六角螺母、端盖和等强度悬臂梁组成，第二螺旋摆动液压马达输出轴设有螺纹段和六棱柱段，悬臂空心阶梯轴设有螺纹段、第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈和连接板，悬臂空心阶梯轴连接板设有限位圆弧槽，第一箱体设有悬臂阶梯轴套和限位销，悬臂阶梯轴套设有第一轴套、第二轴套和第三轴套，端盖设有销轴，圆形连接板设有六棱柱孔，等强度悬臂梁设有销轴孔和法兰盘；

将第二螺旋摆动液压马达固连于方筒形伸缩臂隔板前端底板上，空心悬臂阶梯轴套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴上，使悬臂空心阶梯轴连接板固连于方筒形伸缩臂端面，第一推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第三轴颈上，第一箱体悬臂阶梯轴套套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴上，使第一推力轴承置入第一箱体悬臂阶梯轴套第三轴套段，悬臂阶梯轴套第二轴套段套设于空心阶梯轴第二轴颈上，第二推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第一轴颈上，置入悬臂阶梯轴套第一轴套，第二六角螺母旋入悬臂空心阶梯轴螺纹段预紧，使第一箱体与悬臂空心阶梯轴铰链连接，圆形连接板套设于第二螺旋摆动液压马达输出轴六棱柱段，使圆形连接板与第一箱体悬臂阶梯轴套自由端固连，第三六角螺母旋入第二螺旋摆动液压马达输出轴螺纹段预紧，使第二螺旋摆动液压马达输出轴与第一箱体固连，端盖固连于第一箱体上，等强度悬臂梁销孔套设于端盖销轴上，等强度悬臂梁法兰盘固连于方筒形伸缩臂上面，组成转动装置；

所述的抓取及转枕装置是由第二箱体、第三螺旋摆动马达、油缸、第一推力轴承、第二推力轴承、第四六角螺母、活塞、活塞杆、阶梯U形支架、第一连杆、第二连杆、二个第一摆杆、二个滚轮、端盖和二个机械爪装置组成，第二箱体设有第一圆孔段、扇形孔段、第二圆孔段、轴套段和第三圆孔段，第三螺旋摆动马达输出轴设有法兰盘，法兰盘设有限位扇形凸台，扇形孔段设有第一限位面和第二限位面，油缸设有法兰盘、第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，法兰盘设有限位扇形凸台，活塞设有轴孔，活塞杆设有轴颈和双耳环，阶梯U形支架设有凸缘、轴孔、二个槽孔、二个销孔、四个第一单耳环和八个第二单耳环，第一连杆设有双耳环和单耳环，第二连杆设有二个双耳环，第一摆杆设有单耳环、销孔和双耳环；

所述的机械爪是由阶梯U形支架、四个第二摆杆、二个圆柱形弹簧和二个压板组成，第二摆杆设有二个双耳环，压板设有二个第一单耳环和四个第二单耳环；

将第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘限位扇形凸台与油缸法兰盘限位扇形凸台对正固连，第一推力轴承套设于油缸第一轴颈上，将油缸穿入第二箱体阶梯孔内，使第三螺旋摆动马达输出轴法兰盘和油缸法兰盘置入第二箱体第一圆孔段，限位扇形凸台左侧面与扇形孔段第一限位面接触，第一推力轴承置入第二箱体第二圆孔段，使第三螺旋摆动马达固连于第二箱体底板上，使端盖与第二箱体固连；

将第二推力轴承套设于油缸第三轴颈上，使其置入第二箱体第三圆孔段段，活塞杆穿过阶梯U形支架轴孔，活塞轴孔套设于活塞杆轴颈，螺母预紧，将活塞置入油缸缸筒内，将阶梯U形支架凸缘穿入油缸缸筒固连，使油缸第二轴颈与第二箱体轴套段铰链连接，将活塞杆双耳环、第二连杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆双耳环与滚轮同轴穿入销轴铰链连接，第一摆杆销孔与阶梯U形支架销孔同轴穿入销轴铰链连接，第一连杆双耳环和第二连杆双耳环分别与二个第一摆杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接；

四个第二摆杆的双耳环分别与阶梯U形支架四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，四个第二摆杆的另一个双耳环分别与压板四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个圆柱形弹簧一端分别与阶梯U形支架二个第一单耳环固连，二个圆柱形弹簧另一端分别与压板二个第一单耳环固连，组成机械爪，二个圆柱形弹簧的拉力，使与第一摆杆铰接的滚轮始终与压板接触，重复前述组装操作，组装另一个机械爪，组成抓取及转枕装置；

二个连接板将第一箱体与第二箱体固连一体，组成转枕及推拉轨枕装置。