CN110194128A - 一种互联协同式数字化维护装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种互联协同式数字化维护装备，包括分别设置在列车两侧的支撑体；所述的支撑体上安装有网格形框架偏转驱动机构和网格形框架；所述网格形框架偏转驱动机构位于支撑体与网格形框架之间。其中，位于列车同一侧的网格形框架呈镜像分布，内腔安装有乳化液液压伺服控制箱体、清除介质液压伺服控制箱体和清洗液液压伺服控制箱体；外部阵列式方格内安装多轴机械臂，多轴机械臂前端搭载清洗喷枪；列车两侧呈纵向阵列的同一排机械臂清除枪形成一组工作排。本发明通过网络互联以数字化控制系统实现阵列式多轴机械臂清除枪相互协同工作，实时适应列车流水线外形，实现列车定向、定区域、定量、随型精准清除。
Description
技术领域
本发明涉及列车维护领域，尤其涉及一种互联协同式数字化维护装备。
背景技术
列车在运行过程中受到风尘、雨雪自然因素，造成车厢局部表面沉积不同污渍，不仅影响外观而且侵蚀车厢影响使用寿命。
公知的列车维护方法，是在列车运行一定里程后，进入维护站进行除尘、除锈、清洗维护，通常采用大型自动清洗设备对车厢两侧外表面进行大面积清洗，而车厢顶部、两侧局部污渍由人工进行定向处理，不仅人工劳动强度大、清洗时间长、维护成本高，而且由于存在人为主观因素，易造成过清除与欠清除现象。过清除会对车厢造成人为因素的二次损伤，欠清除无法保证维护质量要求。随着列车的运行速度逐年提高，列车运行里程快速增加，致使维护周期逐年缩短，现有维护技术已无法满足高速列车快捷高效、定量定向、精准实施的高质量维护要求。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种互联协同式数字化维护装备，解决人为主观因素造成的高速列车局部过清除与欠清除，以及满足高速列车快捷高效、定量定向、精准实施的高质量维护要求。
技术方案：本发明包括分别设置在列车两侧的支撑体，所述的支撑体上安装有网格形框架偏转驱动机构和网格形框架，所述的网格形框架偏转驱动机构位于支撑体与网格形框架之间，其中，位于列车同一侧的网格形框架呈镜像分布，内腔安装有乳化液液压伺服控制箱体、清除介质液压伺服控制箱体和清洗液液压伺服控制箱体；外部阵列式方格内安装有能够往复移动的多轴机械臂，多轴机械臂前端搭载清洗喷枪；列车两侧呈纵向阵列的同一排多轴机械臂清除枪形成一组工作排。
所述网格形框架顶端安装有能够往复移动的双排横向伸缩梁，所述的双排横向伸缩梁内安装有能够往复移动的多轴机械臂，多轴机械臂能够依据不同的清除对象和清除内容而搭载不同类型的工装与清除枪。
所述网格形框架的每组工作排均安装有若干组横排多套视觉识别仪和横排多套测距仪，对列车外表面进行视觉扫描获取表面影像。
所述网格形框架最外侧的工作排上还安装有一组多套视觉识别仪。
所述的支撑体采用倒T型结构，倒T型支撑体的两侧分别设有一套网格形框架，两套网格形框架呈镜像分布，网格形框架之间的支撑体内安装有低压加热控制系统、低压空气产生装置以及配套的数字化网络互联控制系统。
所述的支撑体底部腔体内固定有清除介质自动过滤回收装置，采用回收装置按照环保标准进行集中回收过滤处理。
所述的清洗喷枪采用花瓣式清洗喷枪。
所述的花瓣式清洗喷枪包括主清洗管道和阵列式喷嘴，所述主清洗管道的末端分裂出若干支管道，每根支管道端部均设有阵列式喷嘴。
所述的主清洗管道内设有叶轮驱动的齿轮齿条往复机构，所述齿轮齿条往复机构的底部连接有连杆机构，所述的连杆机构与支管道固定，利用主清洗管道内的清洗介质自身压力驱动叶轮带动齿轮齿条往复机构形成往复运动，进而带动连杆机构实现阵列式喷嘴挠式清洗。
有益效果：本发明通过网络互联以数字化控制系统实现阵列式多轴机械臂清除枪相互协同工作，实时适应列车流水线外形，实现列车定向、定区域、定量、随型精准清除，解决了高速列车快捷高效、精准实施的高质量维护要求；通过花瓣式清洗喷枪自动清洗车厢顶部电弓、电葫芦、网形栅格，解决了人工清洗易造成局部过清除与欠清除而无法保证维护质量稳定一致性的问题；具有结构合理、清除质量有保证及效率高的优点。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明应用在普通车厢端头及厢体除锈脱漆的示意图；
图5为本发明的花瓣式清洗喷枪对电葫芦挠式自动清洗示意图；
图6为本发明的花瓣式清洗喷枪对电弓挠式自动清洗示意图；
图7为本发明的花瓣式清洗喷枪对网形栅格挠式自动清洗示意图；
图8为本发明的多轴机械臂示意图。
图中：1-列车；2-多轴机械臂；3-横排多套视觉识别仪；4-横排多套测距仪；5-乳化液液压伺服控制箱体；6-清除介质液压伺服控制箱体；7-清洗液液压伺服控制箱体；8-网格形框架偏转驱动机构；9-清除介质自动过滤回收装置；10-视觉识别仪；11-第一排机械臂清除枪；12-第二排机械臂清除枪；13-第三排机械臂清除枪；14-第四排机械臂清除枪；15-第五排机械臂清除枪；16-第六排机械臂清除枪；17-第七排机械臂清除枪；18-第八排机械臂清除枪；19-数字化网络互联控制系统；20-低压空气产生装置；21-低压加热控制系统；22-支撑体；23-双层横向伸缩梁；24-叶轮驱动齿轮齿条往复机构；25-连杆机构；26-花瓣式清洗喷枪；27-网形栅格；28-电葫芦；29-电弓；30-网格形框架；31-主清洗管道；32-阵列式喷嘴；33-叶轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2所示，本发明包括位于列车两侧的支撑体22，支撑体22底部设有滚轮，能够分别沿列车两侧的导轨数控移动，支撑体22采用倒T型结构，倒T型的支撑体22的左右两个L型腔体内分别安装一套网格形框架30，前后两套网格形框架30呈镜像配置且能够偏转角度，每套网格形框架30底部均连接有一个网格形框架偏转驱动机构8，该网格形框架偏转驱动机构8位于网格形框架30和支撑体22之间，通过网格形框架偏转驱动机构8实现网格形框架30角度偏转。两套网格形框架30内共设有八排机械臂清除枪，从左到右依次为第一排机械臂清除枪11、第二排机械臂清除枪12、第三排机械臂清除枪13、第四排机械臂清除枪14、第五排机械臂清除枪15、第六排机械臂清除枪16、第七排机械臂清除枪17和第八排机械臂清除枪18，位于列车两侧的同一排的机械臂清除枪组成一组工作排，如图1所示。位于两套网格形框架30之间的支撑体22立柱上安装有低压加热控制系统21、低压空气产生装置20以及配套的数字化网络互联控制系统19，如图2所示。支撑体22底部腔体内安装有清除介质自动过滤回收装置9，如图1所示。
如图1所示，网格形框架30的顶端安装有可以往复移动的双层横向伸缩梁23，双层横向伸缩梁23内安装有能够往复移动的多轴机械臂2，每个多轴机械臂2的前端均搭载清洗电弓29、电葫芦28、网形栅格27专用工装与花瓣式清洗喷枪26，如图8所示。花瓣式清洗喷枪26包括主清洗管道31和阵列式喷嘴32，主清洗管道31的末端分裂出若干支管道，每根支管道端部均设有阵列式喷嘴32。其中，主清洗管道31内部的中央位置设有竖向布置的由叶轮33驱动的齿轮齿条往复机构24，齿轮齿条往复机构24的底部连接有连杆机构25，连杆机构25的另一端与分裂出的支管道固定。花瓣式清洗喷枪26利用主清洗管道31内的清洗介质自身压力驱动叶轮33带动齿轮齿条往复机构24形成往复运动，进而带动连杆机构25实现其末端的阵列式喷嘴32挠式清洗，如图5、图6、图7所示。
如图1所示，每组工作排设有双层横向伸缩梁23，其中，位于第一行和第二行的双层横向伸缩梁23的内侧端口处均安装有一组横排多套视觉识别仪3和横排多套测距仪4；第三行和第四行机械臂之间的网格形框架内腔安装有乳化液液压伺服控制箱体5，乳化液液压伺服控制箱体5内侧安装一组横排多套视觉识别仪3和横排多套测距仪4；第四行和第五行机械臂之间的网格形框架内腔安装有清除介质液压伺服控制箱体6，其内侧安装一组横排多套视觉识别仪3和横排多套测距仪4；第五行和第六行机械臂之间的网格形框架内腔安装有清洗液液压伺服控制箱体7，其内侧安装一组横排多套视觉识别仪3和横排多套测距仪4；第六行和第七行机械臂之间的网格形框架内腔安装有清洗液液压伺服控制箱体7，其内侧安装一组横排多套视觉识别仪3和横排多套测距仪4。此外，位于网格形框架30最左侧和最右侧的工作排上沿列车纵向移动方向上另外安装检测用的一组多套视觉识别仪10，如图2所示。
实施例1，用于高速列车除尘清洗，如图1、2、3、5、6、7所示，包括以下步骤：
(1)列车1驶入维护区域，数字化网络互联控制系统19启动视觉识别仪10摄取列车外观影像，与数据库中预存的列车型号影像进行比对识别，确定该列车型号后调取本次除尘清洗维护任务具体操作规程。
(2)按照维护任务操作规程，数字化网络互联控制系统19启动数控程序，控制多排机械臂清除枪2按照列车型号外形尺寸进行伸缩调整进入初始状态，如图1所示，同时，视觉识别仪10实时检测与列车之间的相对移动速度和距离，当列车车头进入测距坐标零点位置时，横排多套视觉识别仪3与横排多套测距仪4同步开始按照操作规程预设的维护程序，按区域全方位对列车外表面进行视觉扫描获取表面影像，并实时与数据库预存的对应区域清洁影像比对，确定对应区域表面清除强度等级并实施记录对应区域位置信息，并通过数字化网络互联控制系统19将各区域的清洗信息传递到负责对应区域的各排机械臂清除枪操控程序内。
(3)对列车表面进行清除，包括以下步骤：
(a)数字化维护装备的第一排各机械臂清除枪11依据操控程序内的清除区域位置信息和表面清除强度等级信息，调取维护操作规程里规定的与该区域表面清除强度等级对应的乳化液喷覆工艺参数，启动乳化液液压伺服控制箱体5，在低压空气产生装置20和低压加热控制系统21作用下，按照维护操作规程里规定的与该区域表面相适应的喷覆枪姿角度、距离、运行轨迹对清除区域进行加热、定向、定量喷覆清洗用乳化液；
(b)第二排各机械臂清除枪12依据操控程序内的清除区域位置信息和表面清除强度等级信息，调取维护操作规程里规定的与该区域表面清除强度等级对应的清除工艺参数，启动含有磨料的清除介质液压伺服控制箱体6，在低压空气产生装置20作用下，按照维护操作规程里规定的与该区域表面相适应的清除枪姿角度、距离、运行轨迹对清除区域进行定向、定量除尘清洗处理；其中，负责清洗车体两侧玻璃窗、密封条区域的机械臂清除枪依据区域操控程序启动清洗液液压伺服控制箱体7，按照维护操作规程里规定的玻璃窗、密封条区域清洗工艺参数在低压空气产生装置20作用下对玻璃窗、密封条进行定向、定区域清洗；负责列车顶部的电弓29、电葫芦28、网形栅格27区域的机械臂清除枪依据区域操控程序通过花瓣式清洗喷枪26按照维护操作规程里规定的电弓、电葫芦、网形栅格清洗工艺参数在低压空气产生装置20作用下对电弓29、电葫芦28、网形栅格27进行定向、定区域挠式清洗，如图5～7所示。花瓣式清洗喷枪26由主清洗管道31分裂成多个阵列式喷嘴32，利用主清洗管道31内的清洗介质自身压力驱动叶轮33带动齿轮齿条往复机构24形成往复运动，进而带动连杆机构25实现阵列式喷嘴32的挠式清洗；
(c)第三排各机械臂清除枪13依据维护操作规程里规定的全覆盖清洗工艺参数启动清洗液液压伺服控制箱体7，在低压空气产生装置20作用下，按照列车外形各区域尺寸对应的清洗枪姿角度、距离、运行轨迹对列车外表面进行随型全覆盖清洗；
(d)第四排各机械臂清除枪14依据维护操作规程在低压空气产生装置20和低压加热控制系统21作用下，对列车外表面进行随型全覆盖吹干处理。
(4)第五排各机械臂15上的横排多套视觉识别仪3与横排多套测距仪4再次按照预设的维护程序，对列车外表面按区域全方位进行视觉扫描获取表面影像，并实时与数据库对应区域清洁影像比对，确认对应区域表面清洁情况，对发现仍有需要清除的区域，按照比对影像确定该区域的清除强度等级并记录该区域位置信息，并通过数字化网络互联控制系统19将需要再次清除的区域清洗信息传递到后续负责对应区域的各排机械臂清除枪操控程序内；
(5)对列车表面进行再次清除维护处理：第六排各机械臂清除枪16依据操控程序内的再次清除区域位置信息和表面清除强度等级信息，按照维护操作规程启动含有磨料的清除介质液压伺服控制箱体6，在低压空气产生装置20作用下，定向、定量对再次清除区域进行除尘、除锈、清洗处理；第七排各机械臂清除枪17再次按照维护操作规程里规定的全覆盖清洗工艺启动清洗液液压伺服控制箱体7，在低压空气产生装置20作用下，对列车外表面进行随型全覆盖清洗；第八排各机械臂清除枪18按照维护操作规程在低压空气产生装置20和低压加热控制系统21作用下，对列车外表面进行随型全覆盖吹干处理；重复以上步骤，直至列车所有部位达到清除维护要求。所有清除介质均通过数字化维护装备配置的自动过滤回收装置9按照环保标准进行集中回收过滤处理。
实施例2，用于普通列车除锈脱漆，如图1、2、3、4所示，包括以下步骤：
(1)普通列车被牵引至维护区域，数字化网络互联控制系统19启动横排多套视觉识别仪3与横排多套测距仪4，通过支撑体22纵向数控移动摄取列车外观影像，与数据库中预存的列车型号影像进行比对识别，确定该列车型号后调取本次除锈脱漆任务具体操作规程；
(2)按照除锈脱漆操作规程，数字化网络互联控制系统19启动数控程序，控制多排机械臂清除枪2按照列车型号外形尺寸进行伸缩调整进入初始状态(如图4)；
(3)数字化维护装备第一排各机械臂清除枪11依据除锈脱漆操控程序，调取操作规程里规定的脱漆乳化液喷覆工艺参数，启动乳化液液压伺服控制箱体5，在低压空气产生装置20作用下，定向、定量对列车外表面进行全覆盖喷覆脱漆用乳化液；第二排各机械臂清除枪12依据除锈脱漆操控程序，调取操作规程里规定的脱漆工艺参数，启动含有磨料的清除介质液压伺服控制箱体6，在低压空气产生装置20作用下，对列车外表面进行定向、定量全覆盖除锈脱漆处理；第三排各机械臂清除枪13通过操控程序调取操作规程里规定的清洗工艺参数，启动清洗液液压伺服控制箱体7，在低压空气产生装置20作用下，对列车外表面进行全覆盖清洗；第四排各机械臂清除枪14依据操控程序在低压空气产生装置20和低压加热控制系统21作用下，对列车外表面进行全覆盖吹干处理；
(4)第五排各机械臂15上的横排多套视觉识别仪3与横排多套测距仪4按照预设的维护程序对列车外表面按区域全方位进行视觉扫描获取表面影像，并实时与数据库对应区域脱漆除锈后影像比对，确认对应区域表面脱漆除锈情况；对发现仍有需要脱漆除锈的区域，按照比对影像确定该区域的清除强度等级并记录该区域位置信息，并通过数字化网络互联控制系统19将需要再次脱漆除锈的区域信息传递到后续负责对应区域的各排机械臂清除枪操控程序内；
(5)第六排各机械臂清除枪16依据操控程序内的再次清除区域位置信息和表面清除强度等级信息，调取操作规程里规定的与该区域表面清除强度等级对应的脱漆工艺参数，启动含有磨料的清除介质液压伺服控制箱体6，在低压空气产生装置20作用下，按照操作规程里规定的与该区域表面相适应的清除枪姿角度、距离、运行轨迹对再次清除区域进行定向、定量脱漆除锈处理；第七排各机械臂清除枪17再次按照操作规程里规定的全覆盖清洗工艺启动清洗液液压伺服控制箱体7，在低压空气产生装置20作用下，对列车外表面再次进行全覆盖清洗；第八排各机械臂清除枪18依据操控程序在低压空气产生装置20和低压加热控制系统21作用下，对列车外表面进行全覆盖吹干处理；在支撑体纵向数控移动下重复以上步骤，直至列车所有部位达到清除维护要求。所有清除介质均通过数字化维护装备配置的自动过滤回收装置9按照环保标准进行集中回收过滤处理。
Claims (9)
1.一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，包括分别设置在列车两侧的支撑体；所述的支撑体上安装有网格形框架偏转驱动机构和网格形框架；所述的网格形框架偏转驱动机构位于支撑体与网格形框架之间，其中，位于列车同一侧的网格形框架呈镜像分布，内腔安装有乳化液液压伺服控制箱体、清除介质液压伺服控制箱体和清洗液液压伺服控制箱体；外部阵列式方格内安装有能够往复移动的多轴机械臂，多轴机械臂前端搭载清洗喷枪；列车两侧呈纵向阵列的同一排多轴机械臂清除枪形成一组工作排。
2.根据权利要求1所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述网格形框架顶端安装有能够往复移动的双排横向伸缩梁，所述的双排横向伸缩梁内安装有能够往复移动的多轴机械臂。
3.根据权利要求1或2所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述网格形框架的每组工作排均安装有若干组横排多套视觉识别仪和横排多套测距仪。
4.根据权利要求3所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述网格形框架最外侧的工作排上还安装有一组多套视觉识别仪。
5.根据权利要求1所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述的支撑体采用倒T型结构，倒T型支撑体的两侧分别设有一套网格形框架，两套网格形框架呈镜像分布，网格形框架之间的支撑体内安装有低压加热控制系统、低压空气产生装置以及配套的数字化网络互联控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述的支撑体底部腔体内固定有清除介质自动过滤回收装置。
7.根据权利要求1所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述的清洗喷枪采用花瓣式清洗喷枪。
8.根据权利要求7所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述的花瓣式清洗喷枪包括主清洗管道和阵列式喷嘴，所述主清洗管道的末端分裂出若干支管道，每根支管道端部均设有阵列式喷嘴。
9.根据权利要求8所述的一种互联协同式数字化维护装备，其特征在于，所述的主清洗管道内设有叶轮驱动的齿轮齿条往复机构，所述齿轮齿条往复机构的底部连接有连杆机构，所述的连杆机构与支管道固定。
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