CN107442314A - 自动智能喷脂器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动智能喷脂器，属于轨道养护装置领域，用于轨道站栓养护，其包括机架底座，柱塞泵的进油口与油脂箱连接，柱塞泵的出油口与油脂喷嘴连接，油脂喷嘴为至少一个，所述柱塞泵通过泵驱动机构提供动力；所述控制系统包括控制器、感应器，所述感应器设置于机架底座上用于感应站栓位置，所述感应器通过导线以电信号的方式与控制器连接，所述控制器还通过导线以电信号的方式与行走机构总成、泵驱动机构内的控制装置连接。能够实现对钢轨站栓位置的精确喷涂且结构简单、工作效率高、稳定性强，还能够对长效油脂进行喷涂，不用掺杂机械油，站栓防腐时间长，降低了钢轨维护成本。

Description

自动智能喷脂器

技术领域

本发明属于轨道养护装置领域，具体地说，尤其涉及一种用于钢轨站栓防腐的自动智能喷脂器。

背景技术

目前铁路日常养护作业主要采用的是人工对钢轨站栓定期涂油的作业方式。人工作业方式不仅作业方式原始，而且作业效率较低，作业人员的劳动强度较大。随着我国铁路网络的不断扩大，铁路运营里程呈现快速增长，随之带来的结果就是钢轨站栓的维护工作量增大，劳动强度增加，而作业效率并没有明显的提高，并且在定期涂油的过程中还造成防腐防锈油的浪费、道砟和周围环境的污染。

为了解决这一问题，现有市面上销售的涂油养护机械逐渐替代人工作业的方式，但是仍然存在结构过于复杂、不能够进行长效油脂的喷涂使得防腐防锈效果降低，增加养护成本、不能够对站栓进行精确喷涂造成喷涂面积过大，油脂浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动智能喷脂器，其能够实现对钢轨站栓位置的精确喷涂且结构简单、工作效率高、稳定性强，还能够对长效油脂进行喷涂，不用掺杂机械油，站栓防腐时间长，降低了钢轨维护成本。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的自动智能喷脂器，包括机架底座，在机架底座的下方安装有行走机构总成，所述机架底座的上方还安装有喷脂机、控制系统，所述喷脂机包括油脂箱、柱塞泵、泵驱动机构、油脂喷嘴，其中所述柱塞泵的进油口与油脂箱连接，柱塞泵的出油口与油脂喷嘴连接，油脂喷嘴为至少一个，所述柱塞泵通过泵驱动机构提供动力；所述控制系统包括控制器、感应器，所述感应器设置于机架底座上用于感应站栓位置，所述感应器通过导线以电信号的方式与控制器连接，所述控制器还通过导线以电信号的方式与行走机构总成、泵驱动机构内的控制装置连接。

进一步地讲，本发明中控制器包括遥控发射器、遥控接收器、时间继电器KT、中间继电器KM、电源模块，所述电源模块为遥控接收器、时间节电器和中间继电器提供电力来源，所述感应器与中间继电器KM并联，中间继电器KM与时间继电器KT串联后分别与泵驱动机构内的驱动器M1、行走机构总成的驱动器M2串联；所述遥控接收器与电源模块串联后通过内部继电器KM’连接于电源模块与时间继电器KT、中间继电器KM的电路上。

进一步地讲，本发明中所述的控制器包括单片机，单片机的输入端口分别与遥控接收模块、感应器连接，所述单片机的输出端口分别与LED显示模块、行走机构总成中的驱动器、泵驱动机构中的驱动器连接。

进一步地讲，本发明中所述的油脂箱内还设有搅拌刮油板及U型挡板，U型挡板位于油脂箱底部的油脂出口位置处，所述搅拌刮油板与油脂箱的底部夹角为0°~60°，且搅拌刮油板通过搅拌电机驱动或通过传动装置与泵驱动机构连接。

进一步地讲，本发明中所述的行走机构总成和泵驱动机构均采用驱动电机作为驱动器，驱动电机通过电机驱动模块及导线以电信号的方式与控制器连接。

进一步地讲，本发明中所述的机架底座上还安装有供电模块，供电模块通过导线分别与泵驱动结构、控制器、感应器和行走机构总成连接。

进一步地讲，本发明中所述的油脂箱内安装有电加热管和热传感器，电加热管通过导线与供电模块和控制器连接，所述热传感器与控制器通过导线以电信号的方式连接。

进一步地讲，本发明中所述机架底座上安装有发电机组，发电机组的内部安装有发电控制模块和电压感应模块，发电控制模块与控制器通过导线以电信号的方式连接，并且发电机组还通过导线与供电模块连接；所述电压感应模块与控制器通过导线以电信号的方式连接。

进一步地讲，本发明中所述的柱塞泵的出油口与油脂喷嘴的连接位置处安装有小型滤网。

进一步地讲，本发明中所述的感应器为光电开关、接近开关、滚轮式行程开关中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够实现长效油脂对站栓的喷涂作业，且无需掺杂机械油，实现站栓的高效率喷涂及长时间防腐防锈，降低钢轨保养维护成本。

2、本发明能够通过设置的控制器来实现自动化作业，并且简化作业流程，提高作业效率和稳定性，操作简单，制造成本较低。

3、本发明能够精确识别站栓的位置，并且仅对站栓区域进行涂脂作业，降低了对道砟及周围环境的污染，降低油脂的损耗。

4、本发明带有自发电装置，能够有效增加作业时间，延长作业区域，提高整机的作业能力。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明中控制器的结构原理图1。

图4是本发明中控制器的结构原理图2。

图5是本发明中搅拌刮油板与U型挡板的相对位置示意图。

图6是本发明中U型挡板与油脂出口的相对位置示意图。

图中：1、机架底座；2、发电机组；3、油脂箱；4、柱塞泵；5、泵驱动机构；6、控制器；7、供电模块；8、行走机构总成；9、油脂喷嘴；10、感应器；11、搅拌刮油板；12、U型挡板；13、油脂出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。

实施例1：一种自动智能喷脂器，包括支架底座1，支架底座1的上方分别安装有喷脂机和用于喷脂机的控制系统，在支架底座1的下方安装有行走机构总成8，行走机构总成8至少包括用于与动力机构连接的链条，通过链条传动的行走轮；所述喷脂机包括用于盛装油脂的油脂箱3、用于提供喷涂动力的柱塞泵4、用于喷涂油脂的油脂喷嘴9，油脂箱3与柱塞泵4的进油口连接，柱塞泵4的出油口与油脂喷嘴9通过管道连接；所述柱塞泵4通过泵驱动机构5提供动力；所述控制系统包括控制器6和感应器10，控制器6分别通过导线与行走机构总成8和泵驱动机构5、感应器10连接，感应器10位于支架底座1上。

实施例2：一种自动智能喷脂器，其中所述控制器6包括遥控发射器、遥控接收器、时间继电器、中间继电器，其中感应器10连接于中间继电器KM的线圈两端，中间继电器KM的常开触点KM1与时间继电器KT的线圈串联，中间继电器KM的常开触点KM2与时间继电器KT1的常闭触点串联后与泵驱动机构5内的驱动器M1串联，所述中间继电器KM的常闭触点KM3与时间继电器KT的常开触点KT2串联后与行走机构总成8的驱动器M2连接。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例3：一种自动智能喷脂器，其中所述控制器6包括单片机，单片机的输入端口分别与遥控接收模块、感应器10连接，所述单片机的输出端口分别与LED显示模块、行走机构总成8中的驱动器、泵驱动机构5中的驱动器连接。其余部分的结构及连接关系与实施例1中所述的结构及连接关系相同。

实施例4：一种自动智能喷脂器，其中所述油脂箱3内还设有搅拌刮油板11及U型挡板12，U型挡板12位于油脂箱3底部的油脂出口13位置处，所述搅拌刮油板11与油脂箱3的底部夹角为0°~60°，且搅拌刮油板11通过搅拌电机驱动或通过传动装置与泵驱动机构5连接。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例5：一种自动智能喷脂器，所述行走机构总成8和泵驱动机构5均采用驱动电机作为驱动器，驱动电机通过电机驱动模块及导线以电信号的方式与控制器6连接。所述机架底座1上还安装有供电模块7，供电模块7通过导线分别与泵驱动结构5、控制器6、感应器10和行走机构总成8连接。所述机架底座1上安装有发电机组2，发电机组2的内部安装有发电控制模块，发电控制模块与控制器6通过导线以电信号的方式连接，并且发电机组2还通过导线与供电模块7连接。所述柱塞泵4的出油口与油脂喷嘴9的连接位置处安装有小型滤网。所述感应器10为光电开关、接近开关、滚轮式行程开关中的一种。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例6：一种自动智能喷脂器，其中所述油脂箱3内安装有电加热管和热传感器，电加热管通过导线与供电模块7和控制器6连接，所述热传感器与控制器6通过导线以电信号的方式连接。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

鉴于上述实施例，本申请在使用时，其工作过程及原理如下：

本发明的申请包括两部分，分别为提供防腐防锈油脂喷涂的机械设备和用于提供上述机械设备控制的控制系统。用于提供防腐防锈油脂喷涂的机械设备包括机架底座1、油脂箱3、柱塞泵4和油脂喷嘴9。所述油脂箱3和柱塞泵4及油脂喷嘴9分别安装在机架底座1上，油脂喷嘴9位于机架底座1的底部。为了降低油脂喷涂的面积和对站栓喷涂的全面性，本发明采用的是在机架底座1的两侧安装油脂喷嘴9，通过两个油脂喷嘴9的喷涂作业实现站栓的快速喷涂，提高作业效率。

油脂喷嘴9的油脂及油脂喷出的动力来源来自柱塞泵4，柱塞泵4通过泵驱动机构5来提供动力，泵驱动结构5可采用内燃机驱动或者驱动电机驱动。本发明优先选用驱动电机来实现柱塞泵4工作。在现有市面上销售的驱动电机一般均带有电机驱动模块，电机驱动模块的作用在于保障电机启动、运行工作平稳。

本发明中的防腐防锈油脂盛放于油脂箱3中，油脂箱3中还可以设置有用于加热的加热装置，以便提高低温下防腐防锈油脂的流动性，进而增加油脂的喷涂效率。在本发明中提供的加热装置包括电加热管，电加热管能够通过上述的供电模块7来进行供电。供电模块7可采用蓄电池、太阳能发电、锂电池等清洁供电能源。而防腐防锈油脂的加热温度需要严格进行控制，这就需要对加热的温度进行检测与感应，在本发明中提供了一种热传感器，也就是温度传感器，其能够对油脂箱3中的防腐防锈油脂的温度进行监测，并将感应到的信号以电信号的方式通过导线传递至控制器6，控制器6通过对其信号进行分析与处理，判断是否需要开启或关闭电加热管。

在油脂箱3的底部还安装有用于搅拌防腐防锈油脂的搅拌刮油板11，搅拌刮油板11的作用在于进一步增加防腐防锈油脂的流动性，并且促进该油脂进入到底部的油脂出口13，保证油脂出口13的流量足够保证柱塞泵4的正常工作。为了防止在搅拌过程中油脂的流量出现较大波动，造成油脂喷涂不稳定，在油脂箱3的底部的油脂出口13附近增加了U型挡板12，U型挡板12包括两个平行设置的三角形立板和用于连接该三角形立板的一个矩形立板，如图5和图6所示。为了与该结构相配合，搅拌刮油板11与油脂箱3的水平底面之间的夹角为0°~60°。当夹角为0°时，油脂箱3的底部不设置有U型挡板12。

本发明提供两种形式的控制电路，分别为如下形式：

第一种采用包括遥控发射器、遥控接收器、时间继电器、中间继电器在内的控制电路，其中遥控发射器用于通过有线或者无线的方式传递前进、后退等信号，遥控接收器用于接收来自于遥控发射器的信号，本发明在轨道上按照设定的速度前进，当感应器10（图中代号为G）检测到站栓的位置后，继电器KM通电，常开触点KM1，KM2闭合，常闭触点KM3断开，时间继电器KT通电。

泵驱动电机M1得电开始工作，油脂箱3中的搅拌刮油板11在其驱动机构的带动下开始搅拌油脂。搅拌刮油板11在搅拌过程中将防腐防锈油脂刮进U型挡板12中。在搅拌刮油板11和U型挡板12的双重作用下，防腐防锈油脂快速通过位于油脂箱3底部的油脂出口13，从而进入到高粘度柱塞泵4的进油口。

柱塞泵4将从进油口进入到其内部的防腐防锈油脂经出油口输送到油脂喷嘴9中，油脂喷嘴9将防腐防锈油脂喷涂到站栓上。当到达时间继电器KT设置的时间后，时间继电器的常闭触点KT1断开，常开触点KT2闭合，泵驱动电机组合M1失电，油脂喷嘴9停止喷防腐防锈油脂；行走轨轮总成M2得电开施工作，本发明在轨道上按照设定的速度前进，直到站栓位置传感器再次检测到站栓的位置，重复上面的过程，直至完成涂油工作。

第二种形式的控制电路为采用单片机集成式的控制电路，其至少包括用于接收信号的遥控接收模块，用于感应站栓位置的感应器和用于处理信号的单片机，其中单片机分别将处理后的控制信号通过电信号的形式传递至行走机构总成和泵驱动机构5中，以实现对整机行走和防腐防锈油脂的喷涂。

进一步地讲，本发明中当操作人员按下遥控器中的“工作”按钮后，遥控接收模块接收到通过有线或无线形式传递的信号并将信号反馈至单片机。单片机将信号以PWM波形的形式传递至行走机构总成中的驱动电机控制模块中，完成对行走电机的控制，以实现带动整机行走的功能。

当整机在行走过程中，位于机架底座1上的感应器10感应到站栓的位置后，传感器10将信号传递至单片机。单片机接收到感应器10传递回的信号后，单片机停止向行走机构总成中的驱动电机控制模块发送PWM波形，驱动电机停止工作，整机停止。

当整机停止时，单片机开始以间隔时间定时向泵驱动机构5的驱动电机控制模块发射PWM波形，完成对泵驱动机构5的驱动电机控制。泵驱动机构5中的驱动电机在上述信号作用下启动工作，因而能够带动与之连接的柱塞泵4动作，柱塞泵4将油脂箱3中的防腐防锈油脂经过管道送入油脂喷嘴9中，完成对站栓的喷涂防腐防锈油脂的动作。

操作人员能够设定单片机控制喷涂的时间，以达到站栓完全覆盖防腐防锈油脂的目的。当达到设定喷涂时间后，单片机停止向泵驱动机构5的驱动电机控制模块发射PWM波形，以达到停止喷涂的目的。

当停止喷涂后，单片机继续向行走机构总成8中的驱动电机控制模块以一定的时间间隔持续不断发送PWM波形的控制信号，完成通过行走机构总成8的行走控制，再次实现整机行走的功能，整机自动前进对下一站栓进行防腐防锈油脂的喷涂作业。当感应器10再次感应到站栓信号后，重复上述步骤。整机在喷涂防腐防锈油脂的过程中，防腐防锈油脂的喷涂量大小是由出油量和喷涂时间决定的，出油量的大小通过油脂喷嘴9和泵驱动机构5决定，而喷涂时间是由单片机中的延时电路及程序设定的，操作人员可以更改延时时间。

为了更加直观的显示上述数据和设定上述数据，本发明还包括LED显示模块，用以显示当前整机的运行状态参数及设定的各工作参数，便于及时调整与观测整机的工作状态。单片机选用AT89S52单片机；命令输入模块遥控开关作为命令的输入，简化操作；LED显示模块主要由七段数码管组成；电机驱动模块是SGS公司生产的L298N电机驱动模块。

由于在实际使用中，位于机架底座1上的各部件均需要消耗电量，如泵驱动机构5的驱动电机、行走机构总成8中的驱动电机、油脂箱3的搅拌用驱动电机及加热装置、感应器10、控制器6。本发明采用的是供电模块7来维持整体的电力供应。供电模块7采用的是蓄电池、锂电池、太阳能板等具有清洁性质的能源，当供电模块7的电量经电压感应模块感应低于控制器6内设定的某一数值时，机架底座1上的发电机组2在控制器6的控制作用下启动为供电模块7进行充电。发电机组2在启动时可利用供电模块7中的余电进行启动。当供电模块7的电量充满后，发电机组2在控制器6的控制下停止工作。

在操作者按下遥控器“前进”按钮后，用于检测站栓位置的感应器10断电停止工作，不再检测站栓的位置，只保留行走机构总成8得电继续带动整机沿着铁轨向前或向后运动，并且可以通过设定行走机构总成8中的驱动电机控制模块的参数来设定行走的方向和速度。设定此项功能的目的在于，能够便于本发明返回起点方便工人下道，也可以避开某一段不用进行涂油养护的线路，避免浪费。

Claims (10)

1.一种自动智能喷脂器，包括机架底座（1），在机架底座（1）的下方安装有行走机构总成（8），其特征在于：所述机架底座（1）的上方还安装有喷脂机、控制系统，所述喷脂机包括油脂箱（3）、柱塞泵（4）、泵驱动机构（5）、油脂喷嘴（9），其中所述柱塞泵（4）的进油口与油脂箱（3）连接，柱塞泵（4）的出油口与油脂喷嘴（9）连接，油脂喷嘴（9）为至少一个，所述柱塞泵（4）通过泵驱动机构（5）提供动力；所述控制系统包括控制器（6）、感应器（10），所述感应器（10）设置于机架底座（1）上用于感应站栓位置，所述感应器（10）通过导线以电信号的方式与控制器（6）连接，所述控制器（6）还通过导线以电信号的方式与行走机构总成（8）、泵驱动机构（5）内的控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述控制器（6）包括遥控发射器、遥控接收器、时间继电器KT、中间继电器KM、电源模块，所述电源模块为遥控接收器、时间节电器和中间继电器提供电力来源，所述感应器（10）与中间继电器KM并联，中间继电器KM与时间继电器KT串联后分别与泵驱动机构（5）内的驱动器M1、行走机构总成（8）的驱动器M2串联；所述遥控接收器与电源模块串联后通过内部继电器KM’连接于电源模块与时间继电器KT、中间继电器KM的电路上。

3.根据权利要求1所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述控制器（6）包括单片机，单片机的输入端口分别与遥控接收模块、感应器（10）连接，所述单片机的输出端口分别与LED显示模块、行走机构总成（8）中的驱动器、泵驱动机构（5）中的驱动器连接。

4.根据权利要求1所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述油脂箱（3）内还设有搅拌刮油板（11）及U型挡板（12），U型挡板（12）位于油脂箱（3）底部的油脂出口（13）位置处，所述搅拌刮油板（11）与油脂箱（3）的底部夹角为0°~60°，且搅拌刮油板（11）通过搅拌电机驱动或通过传动装置与泵驱动机构（5）连接。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述行走机构总成（8）和泵驱动机构（5）均采用驱动电机作为驱动器，驱动电机通过电机驱动模块及导线以电信号的方式与控制器（6）连接。

6.根据权利要求5所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述机架底座（1）上还安装有供电模块（7），供电模块（7）通过导线分别与泵驱动结构（5）、控制器（6）、感应器（10）和行走驱动器（8）连接。

7.根据权利要求6所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述油脂箱（3）内安装有电加热管和热传感器，电加热管通过导线与供电模块（7）和控制器（6）连接，所述热传感器与控制器（6）通过导线以电信号的方式连接。

8.根据权利要求7所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述机架底座（1）上安装有发电机组（2），发电机组（2）的内部安装有发电控制模块和电压感应模块，发电控制模块与控制器（6）通过导线以电信号的方式连接，并且发电机组（2）还通过导线与供电模块（7）连接；所述电压感应模块与控制器（6）通过导线以电信号的方式连接。

9.根据权利要求1所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述柱塞泵（4）的出油口与油脂喷嘴（9）的连接位置处安装有小型滤网。

10.根据权利要求1所述的自动智能喷脂器，其特征在于：所述感应器（10）为光电开关、接近开关、滚轮式行程开关中的一种。