CN106854845A - 轨道螺栓力矩检测调整单元及其系统以及拧紧检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道螺栓力矩检测调整单元及其系统以及拧紧检测方法，包括：机架，行走机构，设置在机架的下面，沿轨道行走；自动升降对位装置，设置在行走机构上，识别轨道上的螺栓的位置；拧紧轴，一端连接在自动升降对位装置上，另一端与轨道上的螺栓相匹配；力矩传感器，与拧紧轴相连接，在拧紧轴对螺栓进行拧紧作业时，检测拧紧轴的扭力，以及动力机构，为整个系统提供动力。本发明人轨道螺栓力矩检测调整单元，不仅具有自动检测轨道螺栓拧紧情况的效果，还具有实时调整螺栓拧紧度的作用。另外，由于同时收集各螺栓位置的拧紧情况，形成了针对整个轨道的大数据管理系统，大大提高了对轨道螺栓的管理效果。

Description

轨道螺栓力矩检测调整单元及其系统以及拧紧检测方法

技术领域

本发明涉及一种轨道螺栓力矩检测调整单元，本发明还涉及一种轨道螺栓力矩检测调整系统，本发明还涉及一种拧紧检测方法，属于机器人领域。

背景技术

目前铁路螺栓拧紧主要采用纯手工作业或部分使用动力器械的手工作业(如冲击式内燃机机动扳手或传统电动扳手)、现场拧紧数据主要靠人工记录、输入或部分采用U盘移植等方式收录，数据比较分散。测量速度慢，周期长，人工成本高。现有作业方式除劳动强度大外，也无法依据有限的或不完善的数据掌握对应铁路段的实际情况，不便于及时发现并排除对应路基或部分枕木的缺陷或隐患，也不利于对铁路螺栓制定出合理的维护周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道螺栓力矩检测调整单元及其系统以及拧紧检测方法，以解决上述问题。

本发明采用了如下技术方案：

一种轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，包括：机架，行走机构，设置在机架的下面，沿轨道行走；自动升降对位装置，设置在行走机构上，识别轨道上的螺栓的位置；拧紧轴，一端连接在自动升降对位装置上，另一端与轨道上的螺栓相匹配；力矩传感器，与拧紧轴相连接，在拧紧轴对螺栓进行拧紧作业时，检测拧紧轴的扭力，以及动力机构，为整个系统提供动力。

进一步，本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，还可以具有这样的特征，还具有：数据远程传输终端，将力矩传感器收集到的扭力数据传输到服务器中进行记录。

进一步，本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，还可以具有这样的特征：其中，自动升降对位装置、拧紧轴和力矩传感器均为两个，分别设置在轨道的两侧，同时作业。

进一步，本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，还可以具有这样的特征，还包括：照明装置，照明装置包括光线明暗度检测传感器和LED灯。

进一步，本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，还可以具有这样的特征，还包括：防护栏，设置在机架的两侧。

进一步，本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，还可以具有这样的特征，还包括：遥控器，用于启动和紧急停止轨道螺栓力矩检测调整单元。

本发明还提供一种轨道螺栓力矩检测调整系统，其特征在于，包括：相互挂接的多个如权利要求1-5中任意一项的轨道螺栓力矩检测调整单元。

本发明还提供一种拧紧检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，系统初始化：启动轨道螺栓力矩检测调整单元，主控单元进行自检；

步骤二，螺栓拧紧和力矩检测：行走机构运行到指定位置，自动升降对位装置找准螺栓后进行检测预拧紧，拧紧轴上的力矩传感器开始采集信号，主控单元读取力矩传感器的输出值Tl并与设定目标值T2加以比较，若Tl<T2*(1-3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行拧紧动作；若Tl>T2*(1+3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行旋松动作；若T2*(1-3％)≤Tl≤T2*(1+3％)，拧紧轴停止运行并卸荷；

步骤三、数据传输处理：对应螺栓的拧紧数据，通过主控单元按螺栓在枕木上的位置顺序编号存储并传输给服务器。

进一步，本发明的拧紧检测方法，还可以具有这样的特征：其中，在步骤二中，如果螺栓拧紧异常时，以声光报警形式提醒，异常排除后修正相关力矩值。

发明的有益效果

根据本发明的轨道螺栓力矩检测调整单元，由于采用了行走机构沿轨道行走；以及自动升降对位装置，识别轨道上的螺栓的位置；同时采用拧紧轴，和力矩传感器，在拧紧轴对螺栓进行拧紧作业的同时，检测拧紧轴的扭力，因此本发明，不仅具有自动检测轨道螺栓拧紧情况的效果，还具有实时调整螺栓拧紧度的作用。另外，由于同时收集各螺栓位置的拧紧情况，形成了针对整个轨道的大数据管理系统，大大提高了对轨道螺栓的管理效果。

附图说明

图1是轨道螺栓力矩检测调整单元的结构示意图；

图2是行走装置的结构示意图；

图3是为本发明的自动升降对位装置的结构示意图；

图4是为本发明的多个轨道螺栓力矩检测调整单元挂接的示意图；

图5是轨道螺栓力矩检测调整系统的系统架构图。

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。

图1是轨道螺栓力矩检测调整单元100的结构示意图，如图1所示，轨道螺栓力矩检测调整单元100具有：机架1，动力机构2，主控制单元3，拧紧轴8，照明装置11，数据远程传输终端13。

机架1，用于支撑轨道螺栓力矩检测调整单元100的其它构件。

行走机构4，设置在机架1的下面，带动整个支撑轨道螺栓力矩检测调整单元100沿轨道行走。

如图3所示，自动升降对位装置9，设置在机架1上，用于识别轨道15上的螺栓20的位置；能够上下运动，从而带动拧紧轴8上下运动。自动升降对位装置9、拧紧轴8和力矩传感器均为两个，分别设置在轨道的两侧，同时对两侧铁轨的螺栓20进行拧紧作业。拧紧轴8，一端连接在自动升降对位装置9上，另一端与轨道15上的螺栓20相匹配。自动升降对位装置9具有传感器，传感器可使用距离传感器，由于螺栓20的高度高出轨道底面上的各结构，因此距离传感器检测到的距离变小时，例如物体距传感器在3cm～5cm范围内时，即可认为螺栓20位于此位置，然后自动升降对位装置9下降，带动拧紧轴8下降套住螺栓20，实施拧紧。

另外，为了进一步提高拧紧轴8与螺栓20的对位成功率，在拧紧轴8的前端可以采用万向联轴器，使得在拧紧轴8与螺栓的角度适应范围更大，即使在拧紧轴与螺栓之间即使存在着较大的角度偏差，拧紧轴同样能够有效的实施拧紧。

力矩传感器10，与拧紧轴8相连接，在拧紧轴8对螺栓20进行拧紧作业时，检测拧紧轴8的扭力。数据远程传输终端13，将力矩传感器收集到的扭力数据传输到服务器12中进行记录。也可以在力矩传感器中加设数据存储装置，实时记录轨道螺钉的拧紧数据。

当铁路轨道螺栓拧紧异常/不合格时，例如无法拧紧，螺栓缺失，严重生锈等，主控单元3在人机界面上以可视化方式显示螺栓具体位置，并以声光报警形式提醒现场作业人员进行检查并实施拧紧，异常排除后修正数据。

照明装置11，照明装置包括光线明暗度检测传感器和LED灯。

如图2所示，防护栏6，设置在机架1的两侧。拧紧轴8、动力单元2、主控制单元3都在防护栏内，由防护栏6进行保护。防护栏6外侧安置有人机界面和遥控器的收纳架7。

遥控器，用于启动和紧急停止轨道螺栓力矩检测调整单元100。

如图4所示，多个轨道螺栓力矩检测调整单元100可以通过挂接单元14相互挂接在一起，形成轨道螺栓力矩检测调整系统。根据需要可挂接多节，以提高拧紧速度，一般挂2～3节为佳。轨道螺栓力矩检测调整系统可由一个主驱动单元15整体驱动，并通过遥控器实现自动启动与紧急停止等。挂接单元可以采用多种现有的挂接结构，但应保证两个轨道螺栓力矩检测调整单元能够同时与各自对应的螺栓位置相匹配。

如图5所示，轨道螺栓力矩检测调整单元100或者轨道螺栓力矩检测调整系统的系统架构中，还可以包括数据库22，数据接收21，分析软件23，大数据储存24和报告系统25。螺栓的扭力数据通过无线或无线信号传输给数据库22，然后利用分析软件23进行分析，得出螺栓拧紧状况，螺栓的数据存储在大数据储存系统24中，然后由报告系统25生成螺栓拧紧状态的报告。

轨道螺栓力矩检测调整单元100对轨道螺栓进行拧紧检测的过程，即拧紧检测方法，包括如下步骤：

步骤一，系统初始化：启动轨道螺栓力矩检测调整单元，主控单元进行自检；

步骤二，螺栓拧紧和力矩检测：行走机构运行到指定位置，自动升降对位装置找准螺栓后进行检测预拧紧，拧紧轴上的力矩传感器开始采集信号，主控单元读取力矩传感器的输出值Tl并与设定目标值T2加以比较，若Tl<T2*(1-3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行拧紧动作；若Tl>T2*(1+3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行旋松动作；若T2*(1-3％)≤Tl≤T2*(1+3％)，拧紧轴停止运行并卸荷；

步骤三、数据传输处理：对应螺栓的拧紧数据，通过主控单元按螺栓在枕木上的位置顺序编号存储并传输给服务器。

在步骤一之前，应做好操作准备，确保本铁路轨道螺栓拧紧单元的各个部件联接可靠；

在步骤二中，如果螺栓拧紧异常时，以声光报警形式提醒，异常排除后修正相关力矩值。

以上仅为本发明的实施方式之一，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，包括：

机架；

行走机构，设置在所述机架的下面，沿轨道行走；

自动升降对位装置，设置在所述行走机构上，识别轨道上的螺栓的位置；

拧紧轴，一端连接在所述自动升降对位装置上，另一端与轨道上的螺栓相匹配；

力矩传感器，与所述拧紧轴相连接，在拧紧轴对螺栓进行拧紧作业时，检测拧紧轴的扭力；

以及动力机构，为整个系统提供动力。

2.如权利要求1所述的轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，还具有：

数据远程传输终端，将所述力矩传感器收集到的扭力数据传输到服务器中进行记录。

3.如权利要求1所述的轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于：

其中，所述自动升降对位装置、所述拧紧轴和所述力矩传感器均为两个，分别设置在轨道的两侧，同时作业。

4.如权利要求1所述的轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，还包括：

照明装置，所述照明装置包括光线明暗度检测传感器和LED灯。

5.如权利要求1所述的轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，还包括：

防护栏，设置在所述机架的两侧。

6.如权利要求1所述的轨道螺栓力矩检测调整单元，其特征在于，还包括：

遥控器，用于启动和紧急停止轨道螺栓力矩检测调整单元。

7.一种轨道螺栓力矩检测调整系统，其特征在于，包括：

相互挂接的多个如权利要求1-5中任意一项所述的轨道螺栓力矩检测调整单元。

8.一种拧紧检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，系统初始化：启动轨道螺栓力矩检测调整单元，主控单元进行自检；

步骤二，螺栓拧紧和力矩检测：行走机构运行到指定位置，自动升降对位装置找准螺栓后进行检测预拧紧，拧紧轴上的力矩传感器开始采集信号，主控单元读取力矩传感器的输出值Tl并与设定目标值T2加以比较，若Tl<T2*(1-3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行拧紧动作；若Tl>T2*(1+3％)，主控单元根据力矩值控制拧紧轴进行旋松动作；若T2*(1-3％)≤Tl≤T2*(1+3％)，拧紧轴停止运行并卸荷；

步骤三、数据传输处理：对应螺栓的拧紧数据，通过主控单元按螺栓在枕木上的位置顺序编号存储并传输给服务器。

9.如权利要求8所述的拧紧检测方法，其特征在于：

其中，在步骤二中，如果螺栓拧紧异常时，以声光报警形式提醒，异常排除后修正相关力矩值。