CN110356782A - 一种转向架转运系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向架转运技术领域，公开了一种转向架转运系统，包括并行排列且固定设置的多组相交的转运轨道，相交处适配的设置有旋转变位台；所述转运轨道上放置有至少一个转向架转运装置，多组转运轨道的多个端部设置有充电房和/或工位房。该转向架转运系统，机械化程度高，自动化程度高，转向架的转运效率大大提高，生产成本得到有效控制。转向架转运系统工作中，借助转运轨道，可以有效保证转运顺畅，转运中不会出现强烈振动造成转向架偏离轨道。并且，转向架转运系统工作连续，其组成部分旋转变位台及转向架转运装置均可实现自动化、连续化工作，运输效率大大提高，可用于流水线的流水作业，满足流水线快速传送生产需要。

Description

一种转向架转运系统

技术领域

本发明涉及转向架转运技术领域，特别是涉及一种转向架转运系统。

背景技术

转向架作为火车承载、行走的关键部件。是火车中极为重要的部件。火车转向架装配过程中，需通过地面的钢轨行走线，将转向架运输至不同的工位进行安装。现在的运输线较为落后，均通过人工推动转向架在钢轨上行走运输。由于转向架重量较大，推动转向架困难，工作人员的劳动强度较大,耗费大量的人力劳力。另外，人工易劳累，不能持续高强度工作，转向架的转运效率也较低下。

转向架在转运中需要转向，以便运送至不同的工位。目前，在需要进行转向时通过行吊吊运转向。由于转向架重量较大，推动转向架的工作人员劳动强度较大。同时，在进行吊运转向时吊运过程十分繁琐，吊运中转向架下落时需对位钢轨，对位较麻烦。

综上，现有的转运系统主要依靠人力进行转运操作，机械化程度低，自动化程度弱，生产效率低下，导致生产成本较高。转向架在转运中也不方便控制运输，转向架运输不稳定顺畅，容易引发事故。

发明内容

本发明旨在提供一种转向架转运系统，以解决现有技术中转向架运输中存在的上述技术问题。

本发明采用的技术方案为：

一种转向架转运系统，包括并行排列且固定设置的多组相交的转运轨道，相交处适配的设置有旋转变位台；所述转运轨道上放置有至少一个转向架转运装置，多组转运轨道的多个端部设置有充电房和/或工位房。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述旋转变位台设置检测转向架行走到位的光电传感器。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述旋转变位台，包括支撑件，支撑件中部开设有避让孔；所述支撑件上支承有转盘轴承，转盘轴承上固定有可转动的转盘，转盘上方固定有并行的第一轨道；所述支撑件的底部支承有机架；所述支撑件的下方固定有推拉装置，推拉装置的推拉端铰接在转盘上，推拉装置可对转盘施加转矩。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述转盘的中心设于转盘轴承的中轴线上，推拉装置的推拉端铰接在转盘的偏心处。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述转向架转运装置的底部设置有光幕传感器，转向架转运装置上固定有激光距离传感器，激光距离传感器设置在转向架转运装置移动方向上的一端或者两端。

根据本发明提供的转向架转运系统，转向架转运装置，包括转运车，转运车具有行走机构；转运车上固定连接有牵引转向架移动的升降牵引机构；所述升降牵引机构具有可升降的牵引件，牵引件下降接合牵引体；牵引体固定连接转向架。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述转运车包括悬架，悬架的两侧固定连接有机座。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述行走机构包括多组同步滚动的滚轮，滚轮转动设置在机座底部；滚轮上啮合连接有传动机构，传动机构配置有驱动其传动的电机，电机设于悬架上。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述传动机构包括转动设于悬架上的传动杆，传动杆与电机连接；所述传动杆的两端位于悬架两端，并连接有链轮，链轮上啮合连接有可驱动滚轮滚动的链条。

根据本发明提供的转向架转运系统，所述升降牵引机构包括转动设于转运车上的卷线件，卷线件的下方固定连接有导向框体，导向框体内设置有上下滑动的牵引件，牵引件的上端固定连接有牵引绳，牵引绳另一端固定在卷线件；卷线件转动通过牵引绳牵拉牵引件在导向框体内升降；所述卷线件配置有驱动其转动的提升电机。

本发明的有益效果是：

该转向架转运系统，机械化程度高，自动化程度高，转向架的转运效率大大提高，生产成本得到有效控制。转向架转运系统工作中，借助转运轨道，可以有效保证转运顺畅，转运中不会出现强烈振动造成转向架偏离轨道。并且，转向架转运系统工作连续，其组成部分旋转变位台及转向架转运装置均可实现自动化、连续化工作，使得转向架转运系统运输效率大大提高，可用于流水线的流水作业，满足流水线快速传送生产需要。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1的局部视图；

图3是转向架转运装置转运中碰撞安全检测示意图；

图4是光幕传感器检测牵引体的示意图；

图5是旋转变位台的结构示意图；

图6是转向架转运装置的结构示意图；

图7是升降牵引机构的结构示意图；

图8是计算公式中涉及的简化计算模型；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-图8所示，本发明提供了一种转向架转运系统，包括并行排列且固定设置的多组相交的转运轨道27，相交处适配的设置有旋转变位台；所述转运轨道27上放置有至少一个转向架转运装置25，多组转运轨道27的多个端部设置有充电房24和/或工位房26。

所述旋转变位台设置检测转向架行走到位的光电传感器。

转向架转运装置25牵引转向架从某一条转运轨道27移动到达旋转变位台上时，光电传感器接收信号，触发限位组件，限位组件10将转向架固定在旋转变位台，防止其滑动。之后，旋转变位台转动，对接至另一条转运轨道27。限位组件10释放，转向架转运装置25继续牵引转向架进入该条转运轨道27，完成转向工作。

该旋转变位台其可配合老的运输线进行改造，改造成本低。推拉装置通过铰链推动转盘5围绕着转盘轴承1的中轴线旋转，从而使旋转变位台上第一轨道8及其上承载的转向架旋转变位。

关于转盘5的设置大致有以下两种情况：

1、转盘5的中心设于转盘轴承1的中轴线上，推拉装置的推拉端铰接在转盘5的偏心处。

2、所述转盘5的中心偏离转盘轴承1的中轴线，推拉装置的推拉端铰接在转盘5的中心处。

上述的情况以第一种为最佳，因为方便设置与旋转变位台相适配的坑体(地坑)。

所述第一轨道8的两侧固定设有第二轨道9，第一轨道8的延伸方向与第二轨道9一致，第二轨道9为运输轨道。转向架运输车在运输轨道上来回工作移动，可以推动转向架在第一轨道8上按既定方向移动。

所述推拉装置的固定端铰接在支撑板底部和/或机架2上。

所述推拉装置为气压缸、液压缸或电动缸。

在设计中，优先选用气压缸。旋转变位台与转向架、运输车等的总重量约为7吨，回转轴承半径为1300mm，取其滚动摩擦因数为0.005，气压缸的推拉端距离回转中心500mm，旋转变位台转动的最大角速度为6rad/min。按长方体估算满负载状态下旋转变位台的转动惯量为3.26kg.m2。

根据气压缸推动需要转动角度90°计算，气压缸推动时的有效臂长最小为354mm，气压缸的行程需要≥710mm。气压缸的推力最小需要1287N。最大角速度下气压缸推拉端处产生的动能为58.73J。即气压缸的参数需求为推力：＞1287N，行程：＞710mm，推动速度：60mm/s。气压缸选型，型号：CA2B100-800，缸径100mm，行程800mm，最大推力1500N。

所述转盘5上方固定有盖板7，盖板7与转盘5的形状相匹配；所述盖板7上开设有避让第一轨道8和/或第二轨道9的避让槽，第一轨道8和/或第二轨道9从避让槽中裸露出，避让槽将盖板7分割为多个单体。

盖板7可以保证其下部工作空间的环境整洁，避免杂质进入到旋转变位台的内部，对转向架的稳定顺畅运输工作造成影响，甚至直接损坏旋转变位台。另外，盖板7还可以提高工作人员在轨道上行走的安全系数。

所述盖板7上固定安装有多个限位组件10，限位组件10对应第一轨道8和/或第二轨道9固定在其一侧。

所述限位组件10包括推拉件，推拉件的伸缩方向垂直于第一轨道8和/或第二轨道9的长度方向，其伸缩端固定连接有挡体，挡体伸长时位于第一轨道8和/或第二轨道9的上方。

所述盖板7上对应推拉件的伸缩方向固定有限位卡，限位卡具有避让槽，挡体和/或推拉件的伸缩端穿过避让槽，并在避让槽内自由伸缩。

上述的推拉件同样可为气压缸、液压缸或电动缸。此处，同样设置为气压缸，型号：MGP20-150,缸径200mm，行程150mm。

当转向架运输至旋转变位台上时，挡体由气压缸推出并横档在转向架的车轮下，限制住车轮，避免旋转变位台工作时转向架滑动甚至甩出旋转变位台。限位组件10优先设置四组，分别对应转向架的车轮而设置。

所述转盘5的上方固定支撑有加强板，加强板的形状与转盘5适配，其直径大于转盘5；所述加强板与转盘5之间固定有多条间隔排布的加强件6，加强件6平行于第一轨道8。

所述第一轨道8和/或第二轨道9的正下方支承有加强件6。

加强件6的作用是增强旋转变位台的刚度、强度的，提高其承载能力。

所述机架2的机脚处固定连接有调节支座。

旋转变位台通过机架2支撑整体，而调节支座为调平支座3，通过调平支座3调节整个变位台的水平、高度，并固定旋转变位台。

另外，旋转变位台的支撑件4上还可设置限位挡板，在气压缸推动作用下，推动转盘5旋转，直至转盘5旋转顶死限位挡板。顶死状态时，旋转变位台上的轨道与地面上安装的轨道对齐。

所述转向架转运装置25的底部设置有光幕传感器29，转向架转运装置25上固定有激光距离传感器，激光距离传感器设置在转向架转运装置25移动方向上的一端或者两端。

在转向架转运装置25牵引转向架时，首先需要检测转向架的牵引体位置，并通过转向架转运装置25行走到位对准，让牵引件21与牵引体套合。设计采用光幕传感器29，检测牵引体位置。在转向架转运装置25行走至转向架上方时，光幕传感器29会被牵引体打断，通过光幕传感器29即可定位牵引体位置。

在转向架转运装置25牵引行走过程中，当转向架牵引到位时，为避免与其它转向架发生碰撞。系统设置激光距离传感器，通过激光距离传感器检测转向架转运装置25运行方向上距离前方转向架的距离。在检测距离到达一定值时，转向架转运装置25制动减速并停车，避免发生碰撞损伤转向架及转向架转运装置25。在转向架转运装置25前后两个方向均设置有两组对准转向架轮子的激光距离传感器。用于转向架转运装置25两个方向行走的安全检测。

另外，转向架转运装置25还预设图像识别摄像机28，此为选择项，根据需求设计。通过图像识别摄像机28及图像识别系统可对转向架上的标识码进行自动识别，并形成数据库供转运情况查询。同时更可配合整个生产线调度系统实现全厂自动化运输控制。

激光距离传感器具体为激光测距仪，型号：SW-LDS50A，测量行程50m，测量精度±2mm。

光幕传感器29型号：LJUE，间距20mm/4光束间距20mm。

该转向架转运装置25，包括转运车，转运车具有行走机构；转运车上固定连接有牵引转向架移动的升降牵引机构18；所述升降牵引机构18具有可升降的牵引件21，牵引件21下降接合牵引体；牵引体固定连接转向架。

转向架转运装置25上固定设置有为行走机构何升降牵引机构18提供电源的可充电蓄电池组件。可充电蓄电池组件与电机和升降电机、及系统的各个传感器电连接。转向架转运装置25将转运架牵引至工位房26中后，其工作间隙，可返回至充电房24中进行充电。

所述转运车包括悬架16，悬架16的两侧固定连接有机座15。由机座15支承起悬架16，悬架16横跨在一对机座15之间。

所述行走机构包括多组同步滚动的滚轮19，滚轮19转动设置在机座15底部；滚轮19上啮合连接有传动机构20，传动机构20配置有驱动其传动的电机，电机设于悬架16上。

所述传动机构20包括转动设于悬架16上的传动杆17，传动杆17与电机连接；所述传动杆17的两端位于悬架16两端，并连接有链轮，链轮上啮合连接有可驱动滚轮19滚动的链条。

电机上可配置减速机，通过减速器减速后，通过链条传动至滚轮19上，带动滚轮19旋转，滚轮19与转运轨道27(钢轨)配合实现行走，前进或者后退。为保证滚轮19与转运轨道27不会打滑，首先滚轮19采用高摩擦性的橡胶材质作为外层。采用同一个电机驱动机座15上的多组滚轮19，保证转向架转运装置25行走的同步性。同时行走机构设计制动器，制动器为制动离合器，设置在链轮上，可控制转向架转运装置25制动刹车、(紧急制动)停车。

关于动力设备选型：

已知转向架重量约为5吨，需要牵引力为5000x10x0.001＝500N。行走机构设计牵引力2000N(可根据具体情况设计，现为初步设计计算)，满足牵引需求。

已知转向架可由两位工人推动，按正常成年人推力约300N计算，两人推力共600N，转向架车轮半径约450mm，即推动时的转矩约270N·m。即升降牵引机构18需要产生大于270的力矩，初步设计主动轮半径为150mm，牵引机构总减速比30，最大运行速度2m/s。计算可得电机的需求力矩为：9N·m，转速为：2870rad/min。考虑安全系数，需求力矩需大于14N·m。

详细参数如下：

电机型号：YP132-110V15-3000RPM，额定电压110V，额定转速3000rmp，额定扭矩32N·m。

主减速机型号：K47_A，额定转速：1400rmp，额定输出扭矩400N·m，减速比60。

换向减速机型号：ATH140，额定扭矩600N·m，减速比1。

制动器型号：GNRP130，额定制动扭矩600N·m。

所述升降牵引机构18包括转动设于转运车上的卷线件23，卷线件23的下方固定连接有导向框体22，导向框体22内设置有上下滑动的牵引件21，牵引件21的上端固定连接有牵引绳，牵引绳另一端固定在卷线件23；卷线件23转动通过牵引绳牵拉牵引件21在导向框体22内升降；所述卷线件23配置有驱动其转动的提升电机。

关于动力设备选型：

初步设计牵引框体重量为60kg，卷线件23半径40mm，减速比10，升降行程200mm，升降时间5s，按下列公式计算得出升降电机参数为：力矩：2.4N·m，转速15rad/min。

详细参数如下：

升降电机型号：YP132-24V0.5-1200RPM，额定电压24V，额定转速1200rmp，额定扭矩4.4N·m。

减速机型号：ATFH90，额定转速：3000rmp，额定输出扭矩200N·m，减速比30。

所述牵引件21为牵引套、牵引框。

所述牵引体为牵引杆、牵引棒。

所述牵引体可拆卸固定连接转向架。

所述转向架位于转运车的下方。

还包括并行排列且固定的钢轨，滚轮19沿钢轨长度方向滚动。

转向架转运装置25的工作情况：

在进行转向架运输时，设计采用的原理是转向架转运装置25通过升降牵引机构18牵引转向架，推动或拉动转向架移动。在牵引转向架时，转向架转运装置25需行走至转向架上方。具体为，升降牵引机构18将牵引件21提升起来，转向架转运装置25运行至转向架上方。转向架转运装置25微调位置，牵引件21对准转向架上的牵引体，并再次通过升降牵引机构18将牵引件21降下。使牵引件21与牵引体套合，转向架转运装置25起动开始行走，牵引体卡合在牵引件21上固定住。之后，转向架转运装置25正常行走，即可牵引转向架行走，进行转运工作。

牵引件21下降时，升降电机通过减速机带动卷线件23旋转。卷线件23释放牵引绳(牵引绳通常为钢丝绳)让牵引件21下降。下降适当高度，准确套合并可稳定牵引转向架移动。

同样，在牵引件21上升时，升降电机通过减速机带动卷线件23旋转。卷线件23卷绕钢丝绳让牵引件21上升。导向框体22用于牵引件21上升下降时的导向。同时导向框体22与转运车是固定连接的，具体为导向框体22固定连接在悬架16的中部。

关于转运轨道27：

转运轨道27可由旧的火车钢轨改造完成，火车钢轨的顶面与地面平齐。火车钢轨是与转向架的轮子是适配的。第一轨道8、第二轨道9、第三轨道12、第四轨道11统称为转运轨道27。只是第四轨道11设于第三轨道12的两侧，通常由工字钢制成，用于与转向架装运装置的滚轮19配合主要起到转运转向架的作用，故其又称运输轨道。转运轨道27改造中，只需要对第三轨道12两侧进行土建改造施工，用于安装转向架装运装置行走的运输轨道。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

上文中各附图标记表示的零部件名称如下：

转盘轴承1、机架2、调平支座3、支撑件4、转盘5、加强件6、盖板7、第一轨道8、第二轨道9、限位组件10、第四轨道11、第三轨道12、槽体13、安装平台14，机座15、悬架16、传动杆17、升降牵引机构18、滚轮19、传动机构20、牵引件21、导向框体22、卷线件23、充电房24、转向架转运装置25、工位房26、转运轨道27、图像识别摄像机28、光幕传感器29。

Claims (10)

1.一种转向架转运系统，其特征在于，包括并行排列且固定设置的多组相交的转运轨道，相交处适配的设置有旋转变位台；所述转运轨道上放置有至少一个转向架转运装置，多组转运轨道的多个端部设置有充电房和/或工位房。

2.根据权利要求1所述的转向架转运系统，其特征在于，所述旋转变位台设置检测转向架行走到位的光电传感器。

3.根据权利要求1或2所述的转向架转运系统，其特征在于，所述旋转变位台，包括支撑件，支撑件中部开设有避让孔；所述支撑件上支承有转盘轴承，转盘轴承上固定有可转动的转盘，转盘上方固定有并行的第一轨道；所述支撑件的底部支承有机架；所述支撑件的下方固定有推拉装置，推拉装置的推拉端铰接在转盘上，推拉装置可对转盘施加转矩。

4.根据权利要求3所述的转向架转运系统，其特征在于，所述转盘的中心设于转盘轴承的中轴线上，推拉装置的推拉端铰接在转盘的偏心处。

5.根据权利要求1所述的转向架转运系统，其特征在于，所述转向架转运装置的底部设置有光幕传感器，转向架转运装置上固定有激光距离传感器，激光距离传感器设置在转向架转运装置移动方向上的一端或者两端。

6.根据权利要求1或5所述的转向架转运系统，其特征在于，转向架转运装置，包括转运车，转运车具有行走机构；转运车上固定连接有牵引转向架移动的升降牵引机构；所述升降牵引机构具有可升降的牵引件，牵引件下降接合牵引体；牵引体固定连接转向架。

7.根据权利要求6所述的转向架转运系统，其特征在于，所述转运车包括悬架，悬架的两侧固定连接有机座。

8.根据权利要求6所述的转向架转运系统，其特征在于，所述行走机构包括多组同步滚动的滚轮，滚轮转动设置在机座底部；滚轮上啮合连接有传动机构，传动机构配置有驱动其传动的电机，电机设于悬架上。

9.根据权利要求6所述的转向架转运系统，其特征在于，所述传动机构包括转动设于悬架上的传动杆，传动杆与电机连接；所述传动杆的两端位于悬架两端，并连接有链轮，链轮上啮合连接有可驱动滚轮滚动的链条。

10.根据权利要求6所述的转向架转运系统，其特征在于，所述升降牵引机构包括转动设于转运车上的卷线件，卷线件的下方固定连接有导向框体，导向框体内设置有上下滑动的牵引件，牵引件的上端固定连接有牵引绳，牵引绳另一端固定在卷线件；卷线件转动通过牵引绳牵拉牵引件在导向框体内升降；所述卷线件配置有驱动其转动的提升电机。