CN110217584A - 一种轨枕码垛设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种轨枕码垛设备，包括机架、起吊装置和搬运装置，其中，所述起吊装置中的提升电机和传动滑轮组设置在平移支架上，可沿着纵向平移滑道移动。提升电机的输出端，通过传动滑轮组连接提升吊环。至少两个抓取臂铰接在抓手横梁的端部；抓取动作部件连接抓取臂，以驱动抓取臂实现开合。实际应用中，抓取臂对轨枕生产线上的轨枕块实施抓取，再通过提升电机提升到预设的高度，沿纵向平移滑道移动至码垛位置处，放下完成码垛过程。通过本申请提供的轨枕码垛设备，可以直接完成抓取、搬运和码垛的动作，无需通过人工或其他设备的配合，提高码垛效率。

Description

一种轨枕码垛设备

技术领域

本申请涉及轨枕生产设备技术领域，尤其涉及一种轨枕码垛设备。

背景技术

高铁轨枕是铺设在高铁钢轨下方的混凝土枕块，以支撑高铁钢轨，并缓冲钢轨上的压力，维持钢轨表面的平整度。高铁轨枕在生产过程中，通过放置桁架并将混凝土灌装在模具中，待其冷却成型。冷却成型的轨枕块在于轨枕模具之间分离后，即获得轨枕成品，为了不占用生产空间，生产线上的轨枕成品需要通过码垛设备进行堆叠，以便后续使用或运输。

典型的轨枕码垛设备为设置在生产线末端的起吊机。通常，起吊机挂钩下方设有起吊平板，起吊平板通过钢丝绳连接在挂钩上，工作人员通过在起吊平板上叠放一定数量的轨枕块，再控制起吊机抬升到一定高度后，移动至待码垛的位置，使起吊平板上的轨枕块得以完成码垛。可见，通过起吊机码垛轨枕块的方式，需要人为将生产线上的轨枕块搬运至起吊平台上，由于轨枕块为混凝土材质制成，其重量较大，因此在实际应用中，轨枕块的码垛效率将会受到严重影响。

还可以通过叉车设备进行轨枕块的码垛，或者代替人工将轨枕块搬运到起吊平台上，以提高轨枕块的码垛效率。但通过叉车搬运的方式仅仅便于搬运轨枕块，实际应用中通过驾驶叉车所消耗的时间也较长，实际效率提高的效果并不明显。同时，叉车的承载重量也是存在上限的，使得叉车每次搬运的轨枕块量受到限制，而生产线上可能同时生产出大量的轨枕块，这使得叉车在一次运送的过程中，生产线上的轨枕块需要等待叉车返回，进一步降低了轨枕的码垛效率。

发明内容

本申请提供了一种轨枕码垛设备，以解决传统码垛设备码垛效率低的问题。

本申请一种轨枕码垛设备，包括机架，所述机架跨越轨枕生产线，所述机架上设有纵向平移滑道，还包括起吊装置，以及连接所述起吊装置的搬运装置；

所述起吊装置包括提升电机、传动滑轮组以及平移支架；所述平移支架为滑动连接所述纵向平移滑道的矩形桁架结构；所述提升电机和所述传动滑轮组设置在所述平移支架上；

所述搬运装置包括抓手横梁，以及连接在所述抓手横梁上的提升吊环、抓取臂和抓取动作部件；所述提升吊环设置在所述抓手横梁的中部；所述提升电机的输出端，通过所述传动滑轮组连接所述提升吊环；至少两个所述抓取臂铰接在所述抓手横梁的端部；所述抓取动作部件连接所述抓取臂，以驱动所述抓取臂实现开合。

可选的，所述传动滑轮组包括通过传动钢丝连接的至少两个定滑轮和动滑轮；所述定滑轮设置在所述平移支架上，所述动滑轮上连接有起吊挂钩；所述传动钢丝的一端固定在所述平移支架上，另一端绕接所述定滑轮和动滑轮后连接在所述提升电机的输出端。

可选的，搬运装置还包括连接绳，所述连接绳的一端连接所述起吊挂钩，另一端连接提升吊环的钢丝绳；所述起吊挂钩通过所述连接绳连接所述提升吊环。

可选的，所述平移支架的两条对边上设有纵向移动件；所述纵向移动件设置在所述纵向平移滑道中，以使所述平移支架沿所述纵向平移滑道移动。

可选的，所述起吊装置还包括设置在机架上的平移电机；所述纵向平移滑道中设有平移链组；所述平移支架的端部连接所述平移链组；所述平移电机连接所述平移链组，以通过所述平移链组带动所述平移支架沿所述纵向平移滑道方向移动。

可选的，所述轨枕码垛设备还包括导向装置；所述导向装置包括多个相互配合的导向柱和导向孔；所述导向柱连接所述抓手横梁，所述导向孔设置在所述机架上；所述导向柱穿过所述导向孔，以通过所述导向孔限制所述导向柱的移动方向。

可选的，所述抓手横梁上还设有矩形框结构的导向固定框；所述导向装置包括四个所述导向柱和导向孔；四个所述导向柱分别设置在所述导向固定框的四个角位置上。

可选的，所述轨枕码垛设备还包括限位装置；所述限位装置设置在所述机架上；所述限位装置包括平行于所述导向柱的标尺，以及设置在所述导向柱上的接触开关；所述标尺上均匀设置有多个触点，通过所述触点触碰所述接触开关判断轨枕被提升的高度，以控制码垛。

可选的，所述抓取动作部件为设置在所述抓手横梁上的液压缸；所述抓取动作部件的活塞杆铰接所述抓取臂的顶部；所述抓取臂的底部设有垂直于所述抓取臂的底板；所述底板的截面为L形结构，以承载轨枕的两端。

可选的，所述轨枕码垛设备还包括控制器，所述控制器设置在所述机架上；所述控制器分别与提升电机、抓取动作部件、平移电机以及限位装置电连接。

由以上技术方案可知，本申请提供一种轨枕码垛设备，包括机架、起吊装置和搬运装置，其中，所述起吊装置中的平移支架为滑动连接机架上的矩形桁架结构；提升电机和传动滑轮组设置在平移支架上，以沿着纵向平移滑道移动。搬运装置中的提升吊环设置在抓手横梁的中部；提升电机的输出端，通过传动滑轮组连接提升吊环。至少两个抓取臂铰接在抓手横梁的端部；抓取动作部件连接抓取臂，以驱动抓取臂实现开合。实际应用中，抓取臂对轨枕生产线上的轨枕块实施抓取，再通过提升电机提升到预设的高度，沿纵向平移滑道移动至码垛位置处，放下完成码垛过程。通过本申请提供的轨枕码垛设备，可以直接完成抓取、搬运和码垛的动作，无需通过人工或其他设备的配合，可以大大提高码垛效率。

另外，本申请中传动滑轮组可以减小提升轨枕时的驱动力需求，从而便于提升电机对轨枕抬升高度的控制，提高码垛的质量，减小失败率。本申请还通过抓取动作部件控制抓取臂实现对轨枕的抓取，从而可以直接从生产线上抓取轨枕，无需其他转运设备，从而简化生产过程，进一步提高码垛效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种轨枕码垛设备的结构示意图；

图2为本申请一种轨枕码垛设备的正视结构示意图；

图3为本申请传动滑轮组的结构示意图；

图4为本申请搬运装置的结构示意图；

图5为本申请控制器连接示意图；

图示说明：

其中，1-机架；11-纵向平移滑道；2-起吊装置；21-提升电机；22-传动滑轮组；23-平移支架；24-平移电机；25-平移链组；3-搬运装置；31-抓手横梁；32-提升吊环；33-抓取臂；34-抓取动作部件；35-连接绳；4-导向装置；41-导向柱；42-导向孔；43-导向固定框；5-限位装置；51-标尺；52-接触开关；6-控制器。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为一种轨枕码垛设备的结构示意图。由图1可知，本申请提供的轨枕码垛设备，包括机架1、起吊装置2和搬运装置3。起到装置2连接搬运装置3，以通过起吊装置2调整搬运装置3的高度。其中，所述机架1跨越轨枕生产线，所述机架1上设有纵向平移滑道11。实际应用中，脱模完成的轨枕块被放置在轨枕生产线上，由于在实际脱模过程中，倒置的轨枕模具需要相对向上运动，从而使轨枕块从模具中分离，轨枕通常被生产线上的承载块支撑在半空状态，以便后续实施抓取动作。

为了适应现有轨枕生产线的结构，机架1可以为跨越轨枕生产线的框架结构，包括至少四个支撑脚。支撑脚顶部设有横梁，横梁上设有起吊装置2的安装孔或配合部件。根据实际码垛形状的不同，实际应用中横梁的长度也不同，例如，一条轨枕生产线需要码垛多排时，横梁长度可以设置的较长，以分别在不同排进行码垛。但在实际应用中，由于轨枕的重量较高，如果横梁的长度较长，会出现变形，影响对提升高度的控制，因此本申请优选一条生产线对应码垛一排的方式。

为了实现对轨枕块高度的提升，本申请中所述起吊装置2包括提升电机21、传动滑轮组22以及平移支架23；所述平移支架23为滑动连接所述纵向平移滑道11的矩形桁架结构；所述提升电机21和所述传动滑轮组22设置在所述平移支架23上。实际应用中，所述提升电机21可以功率能够满足起到轨枕块重量的步进电机或伺服电机，以能够对提升高度进行精确的控制。也可以通过普通电机，结合设置在机架1上的多个接触开关来对提升电机21的运行情况进行控制，例如在抓取到轨枕后，提升电机21启动工作，提升电机21带动搬运装置3以及轨枕向上运动，在达到预设高度时，接触开关控制提升电机21停止工作，使轨枕保持在预设高度位置上。

传动滑轮组22可以通过多个滑轮部件之间的相互组合，达到传动效果。一方面，传动滑轮组22可以改变提升电机21的动力输出方向，从而便于在机架1上布置所述提升电机21；另一方面，传动滑轮组22还能够改变牵引力，使提升电机21在输出较小的拉力的时候，也能够将搬运装置3以及轨枕起吊到设定高度上。

进一步地，为了实现传动，所述传动滑轮组22包括通过传动钢丝连接的至少两个定滑轮和动滑轮；所述定滑轮设置在所述平移支架23上，所述动滑轮上连接有起吊挂钩；所述传动钢丝的一端固定在所述平移支架23上，另一端绕接所述定滑轮和动滑轮后连接在所述提升电机21的输出端。实际应用中，传动滑轮组22可以将提升电机21输出端的拉力通过传动钢丝，传递至起吊挂钩处。

具体流程为，传动钢丝的一端固定在平移支架23或者机架1上，另一端先绕过第一个定滑轮，延伸到动滑轮，再由动滑轮延伸到第二个定滑轮的位置处，再通过第二个定滑轮连接在提升电机21的输出端。提升电机21输出端在转动过程中，可以收卷传动钢丝，使传动钢丝牵引动滑轮向上运动，以带动起吊挂钩向上运动，从而提高搬运装置3的高度；反之，提升电机21反转，可以放松传动钢丝，从而使起吊挂钩向下运动，降低搬运装置3的高度。

本申请提供的技术方案中，通过传动滑轮组22中多个定滑轮和动滑轮之间的配合，可以减小对起吊拉力的需求。例如，上述示例中，通过固定在平移支架23上的两个定滑轮，和连接起吊挂钩的一个动滑轮之间的运动传递过程，可以使提升电机21在牵引起吊钢丝一端时，改变动滑轮的高度，从而改变起吊挂钩的高度。而在此过程中，由于滑轮的作用，使得起吊钢丝的牵引力需求减少一半，从而可以使用功率较小的电机即可完成起吊工作。

本申请提供的技术方案中，平移支架23既是提升电机21和传动滑轮组22的安装部件，又是承载整个起吊装置2的移动部件。因此实际应用中，平移支架23需要保持足够的固定强度，又需要与机架1上的纵向平移滑道11之间保持滑动连接关系。具体地，所述平移支架23的两条对边上设有纵向移动件231，所述纵向移动件231设置在所述纵向平移滑道11中，以使所述平移支架23沿所述纵向平移滑道11移动。

进一步地，所述平移支架23的另外两条对边上设有横向移动滑道；所述传动滑轮组22和提升电机21通过横梁架滑动连接所述横向移动滑道，以使所述传动滑轮组22和提升电机21沿所述横向移动滑道移动。

根据实际应用需要，所述平移支架23上可以仅设有纵向移动件231，不设有横向移动滑道，即平移支架23可以沿着纵向平移滑道11的方向移动，将轨枕从生产线搬运至码垛位置。所述平移支架23也可以即设有纵向移动件231，也设有横向移动滑道232，即本实施例中，纵向平移滑道11、横向移动滑道以及传动滑轮组22之间可以形成搬运装置3以及轨枕的三轴运动机构，从而大大增加码垛动作的灵活性。

本申请提供的技术方案中，为了实现起到装置2整体的移动，实际纵向移动件231可以与纵向平移滑道11之间通过滚珠丝杠的传动方式，即在纵向平移滑道11中设置螺杆丝杆，纵向移动件231是与之配合的滚珠移动块。纵向移动件231还可以与纵向平移滑道11之间通过链传动的传动方式，即所述起吊装置2还包括设置在机架1上的平移电机24；所述纵向平移滑道11中设有平移链组25；所述平移支架23的端部连接所述平移链组25；所述平移电机24连接所述平移链组25，以通过所述平移链组25带动所述平移支架23沿所述纵向平移滑道11方向移动。通过链传动，可以降低制造成本，并进行实现对纵向平移的精确控制。

所述搬运装置3包括抓手横梁31，以及连接在所述抓手横梁31上的提升吊环32、抓取臂33和抓取动作部件34；所述提升吊环32设置在所述抓手横梁31的中部；所述提升电机21的输出端，通过所述传动滑轮组22连接所述提升吊环32；至少两个所述抓取臂33铰接在所述抓手横梁31的端部；所述抓取动作部件34连接所述抓取臂33，以驱动所述抓取臂33实现开合。本申请提供的技术方案中，搬运装置3可以通过抓取臂33对生产线上的轨枕块直接实施抓取，从而无需其他转运设备即可完成抓取动作。

在本申请的部分实施例中，所述抓取动作部件34为设置在所述抓手横梁31上的液压缸；所述抓取动作部件34的活塞杆铰接所述抓取臂33的顶部；所述抓取臂33的底部设有垂直于所述抓取臂33的底板35；所述底板35的截面为L形结构，以承载轨枕的两端。实际应用中，液压缸可以通过液压作用推动活塞运动，进而改变抓取动作部件34的长度，使抓取臂33的铰接角度发生变化，实现开合控制。例如，当想要抓取生产线上的轨枕块时，液压缸启动，使活塞想内运动，使得抓取动作部件34对抓取臂33的顶端产生向内的拉力，由于抓取臂33的中间部分铰接在抓手横梁31上，因此抓取臂33的底端向外张开，从而增大两个抓取臂33之间的张开角度。同理，在抓取臂33运动到预定位置后，通过反向控制液压缸，可以减小两个抓取臂33之间的张开角度。

本实施例中，L形结构的底板35，可以托住轨枕的底部，使轨枕能够稳定在两个抓取臂33之间。为了进一步提高抓取臂33的连接强度，抓取臂33与底板35之间可以采用连接筋结构，加固底板35，使底板35与抓取臂33之间保持垂直的状态。

进一步的，搬运装置3还包括连接绳35，所述连接绳35的一端连接所述起吊挂钩，另一端连接提升吊环32的钢丝绳；所述起吊挂钩通过所述连接绳35连接所述提升吊环32。本实施例通过连接绳35可以进一步简化搬运装置3的结构，减轻搬运装置3整体质量，进一步减小对提升电机21的功率需求。

在本申请的部分实施例中，所述轨枕码垛设备还包括导向装置4；所述导向装置4包括多个相互配合的导向柱41和导向孔42；所述导向柱41连接所述抓手横梁31，所述导向孔42设置在所述机架1上；所述导向柱41穿过所述导向孔42，以通过所述导向孔42限制所述导向柱41的移动方向。

实际应用中，所述导向柱41与导向孔42之间可以相对滑动，同时导向孔42的孔壁能够限制导向柱41向竖直方向以外的其他方向移动，从而避免搬运装置3形成晃动。一般情况下，导向装置4只需要两个所述导向装置4就可以达到限制效果，但为了均衡各个导向孔42内壁受到的作用力，可以适当增加导向装置4的个数，例如在实际应用中可以设置3-4个导向装置4。导向柱41的形状应当与导向孔42的形状相适应，例如，导向孔42的形状为矩形孔时，导向柱41也为矩形结构；当导向孔42为圆管形结构时，导向柱41为圆柱形结构。

进一步地，为了实现将导向柱41固定在抓手横梁31上，所述抓手横梁31上还设有矩形框结构的导向固定框43；所述导向装置4包括四个所述导向柱41和导向孔42；四个所述导向柱41分别设置在所述导向固定框43的四个角位置上。

在本申请的部分实施例中，所述轨枕码垛设备还包括限位装置5；所述限位装置5设置在所述机架1上；所述限位装置5包括平行于所述导向柱41的标尺51，以及设置在所述导向柱41上的接触开关52；实际应用中，接触开关52可以是具有遮挡效果的凸出部件，标尺51可以是光栅传感器，通过凸出部件对作用于光栅传感器产生的信号，感知导向柱41以致于整个搬运装置3的高度。

还可以采用基于红外或电阻效应的接触传感器作为接触开关52，并且在所述标尺51上均匀设置有多个触点，每个触点可以在碰触到接触开关52时，产生反应信号，从而通过所述触点触碰所述接触开关52判断轨枕被提升的高度，以控制码垛。

在本申请的部分实施例中，所述轨枕码垛设备还包括控制器6，所述控制器6设置在所述机架1上；所述控制器6可以是单片机、微处理器或者PLC等控制装置。所述控制器6分别与提升电机21、抓取动作部件34、平移电机24以及限位装置5电连接。以通过预先设定的控制程序控制提升电机21、抓取动作部件34、平移电机24的启动时机，以及根据限位装置5的检测数据，确定各个电机或者动作部件的工作量，以实现对轨枕块位置的精确摆放。

由以上技术方案可知，本申请提供一种轨枕码垛设备，包括机架1、起吊装置2和搬运装置3，其中，所述起吊装置2中的平移支架23为滑动连接机架1上的矩形桁架结构；提升电机21和传动滑轮组22设置在平移支架23上，以沿着纵向平移滑道11移动。搬运装置3中的提升吊环32设置在抓手横梁31的中部；提升电机21的输出端，通过传动滑轮组22连接提升吊环32。至少两个抓取臂33铰接在抓手横梁31的端部；抓取动作部件34连接抓取臂33，以驱动抓取臂33实现开合。

实际应用中，抓取臂33对轨枕生产线上的轨枕块实施抓取，再通过提升电机21提升到预设的高度，沿纵向平移滑道11移动至码垛位置处后，放下轨枕，完成码垛过程。通过本申请提供的轨枕码垛设备，可以直接完成抓取、搬运和码垛的动作，无需通过人工或其他设备的配合，可以大大提高码垛效率。

另外，本申请中传动滑轮组22可以减小提升轨枕时的驱动力需求，从而便于提升电机21对轨枕抬升高度的控制，提高码垛的质量，减小失败率。本申请还通过抓取动作部件34控制抓取臂33实现对轨枕的抓取，从而可以直接从生产线上抓取轨枕，无需其他转运设备，从而简化生产过程，进一步提高码垛效率。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨枕码垛设备，包括机架(1)，所述机架(1)跨越轨枕生产线，所述机架(1)上设有纵向平移滑道(11)，其特征在于，还包括起吊装置(2)，以及连接所述起吊装置(2)的搬运装置(3)；

所述起吊装置(2)包括提升电机(21)、传动滑轮组(22)以及平移支架(23)；所述平移支架(23)为滑动连接所述纵向平移滑道(11)的矩形桁架结构；所述提升电机(21)和所述传动滑轮组(22)设置在所述平移支架(23)上；

所述搬运装置(3)包括抓手横梁(31)，以及连接在所述抓手横梁(31)上的提升吊环(32)、抓取臂(33)和抓取动作部件(34)；所述提升吊环(32)设置在所述抓手横梁(31)的中部；所述提升电机(21)的输出端，通过所述传动滑轮组(22)连接所述提升吊环(32)；至少两个所述抓取臂(33)铰接在所述抓手横梁(31)的端部；所述抓取动作部件(34)连接所述抓取臂(33)，以驱动所述抓取臂(33)实现开合。

2.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述传动滑轮组(22)包括通过传动钢丝连接的至少两个定滑轮和动滑轮；所述定滑轮设置在所述平移支架(23)上，所述动滑轮上连接有起吊挂钩；所述传动钢丝的一端固定在所述平移支架(23)上，另一端绕接所述定滑轮和动滑轮后连接在所述提升电机(21)的输出端。

3.根据权利要求2所述的轨枕码垛设备，其特征在于，搬运装置(3)还包括连接绳(35)，所述连接绳(35)的一端连接所述起吊挂钩，另一端连接提升吊环(32)的钢丝绳；所述起吊挂钩通过所述连接绳(35)连接所述提升吊环(32)。

4.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述平移支架(23)的两条对边上设有纵向移动件(231)；所述纵向移动件(231)设置在所述纵向平移滑道(11)中，以使所述平移支架(23)沿所述纵向平移滑道(11)移动。

5.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述起吊装置(2)还包括设置在机架(1)上的平移电机(24)；所述纵向平移滑道(11)中设有平移链组(25)；所述平移支架(23)的端部连接所述平移链组(25)；所述平移电机(24)连接所述平移链组(25)，以通过所述平移链组(25)带动所述平移支架(23)沿所述纵向平移滑道(11)方向移动。

6.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述轨枕码垛设备还包括导向装置(4)；所述导向装置(4)包括多个相互配合的导向柱(41)和导向孔(42)；所述导向柱(41)连接所述抓手横梁(31)，所述导向孔(42)设置在所述机架(1)上；所述导向柱(41)穿过所述导向孔(42)，以通过所述导向孔(42)限制所述导向柱(41)的移动方向。

7.根据权利要求6所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述抓手横梁(31)上还设有矩形框结构的导向固定框(43)；所述导向装置(4)包括四个所述导向柱(41)和导向孔(42)；四个所述导向柱(41)分别设置在所述导向固定框(43)的四个角位置上。

8.根据权利要求6所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述轨枕码垛设备还包括限位装置(5)；所述限位装置(5)设置在所述机架(1)上；所述限位装置(5)包括平行于所述导向柱(41)的标尺(51)，以及设置在所述导向柱(41)上的接触开关(52)；所述标尺(51)上均匀设置有多个触点，通过所述触点触碰所述接触开关(52)判断轨枕被提升的高度，以控制码垛。

9.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述抓取动作部件(34)为设置在所述抓手横梁(31)上的液压缸；所述抓取动作部件(34)的活塞杆铰接所述抓取臂(33)的顶部；所述抓取臂(33)的底部设有垂直于所述抓取臂(33)的底板(35)；所述底板(35)的截面为L形结构，以承载轨枕的两端。

10.根据权利要求1所述的轨枕码垛设备，其特征在于，所述轨枕码垛设备还包括控制器(6)，所述控制器(6)设置在所述机架(1)上；所述控制器(6)分别与提升电机(21)、抓取动作部件(34)、平移电机(24)以及限位装置(5)电连接。