CN110371151A - 铁路集装箱自动装卸机械轨道车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路集装箱自动装卸机械轨道车，属于铁路站台集装箱自动化装卸设备领域。移动平台与轨道车上方滑动连接，平台小车与移动平台上方啮合连接，自动扳手翻转架与移动平台一侧铰接，对接翻转架与移动平台另一侧铰接，自动扳手翻转架与一组升降架对接，对接翻转架和运输车卡接；优点是结构新颖，可以将整列货运列车快速的卸到铁路货场，也同样能将集装箱装到铁路货运列车上；通过加装、组合多个移动平台，可以装卸不同型号尺寸的集装箱，节约了使用场地，对于作业环境要求低；提高了使用效率，增大了铁路的集装箱运力。

Description

铁路集装箱自动装卸机械轨道车

技术领域

本发明属于铁路站台集装箱自动化装卸的一种机械设备领域，尤其为铁路站台集装箱的自动化物流管理系统提供了一种必要的设备。

背景技术

随着中国经济的快速发展，都需要依靠物流运输来实现商品的空间转移，集装箱运输是铁路货运的主要运输方式之一。尽管铁路运输相比公路运输集装箱有很多优点，但货运列车运输集装箱时，在装卸集装箱环节却存在着许多问题，如集装箱在铁路站台滞留时间长，在公铁联运时对装卸场地有很多要求，在电气化铁路货站又限制了大型吊装设备的使用。

现在铁路集装箱主要采用龙门吊、悬臂吊和正面吊的装卸方式。上述几种装卸方式在港口的集装箱装卸已经实现高度智能化无人装卸，但铁路受场地、人员和设备的限制不能实现铁路集装的自动化无人装卸。

目前有中国专利《公铁联运集装箱快速装卸设备》，专利申请号：201810395764.3，它采用吊装集装箱的方式，但是它因为要有支撑底座，所以对货场的场地要有特殊要求。同时它的机械设备不能调整，只能吊装一种型号的集装箱，应用范围窄。

发明内容：

本发明提供一种铁路集装箱自动装卸机械轨道车，以解决目前铁路集装箱采用龙门吊、悬臂吊和正面吊的装卸方式时存在的：受铁路场地、人员和设备的限制不能更好地实现集装箱自动化装卸的问题。

本发明采取的技术方案是：包括轨道车、一组升降架、自动扳手翻转架、移动平台、平台小车、对接翻转架和运输车，其中：轨道车和移动平台用丝杆一与丝母二连接，移动平台在轨道车上做纵向滑动；一组升降架分别与自动扳手翻转架用丝杆六方头与扳手套筒活动连接，扳手套筒在液压缸作用下，可以套在丝杆六方头上、也可以与丝杆六方头分开；自动扳手翻转架、移动平台用销轴二与销孔四铰接，液压缸二的销孔一与移动平台上的销孔五铰接，在液压缸二的作用下，自动扳手翻转架可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架、移动平台用销轴三与销孔二铰接，液压缸三的销孔六与移动平台上的销孔三铰接，在液压缸三的作用下，对接翻转架可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架和运输车通过锁柱卡在U型槽内，当对接翻转架由水平翻转竖直时，锁柱与U型槽分开，当对接翻转架由竖直翻转到水平时，锁柱卡在U型槽内；平台小车上的四个齿型辊轮组分别与移动平台上的固定齿条轨道一、一节伸缩齿条轨道、二节伸缩齿条轨道、三节伸缩齿条轨道啮合滚动连接。

所述轨道车包括电机一、丝杆一、车轮和车体，其中车轮与车体下方固定连接，电机一与车体一端固定连接，电机一与丝杆一转动连接。

所述升降架的结构是：丝杆二两端有六方头，丝杆二位于底座一内，丝母一与丝杆二螺纹连接，连杆一与丝母一铰接，连杆二与连杆一铰接，连杆一与举升架一用销轴一铰接，连杆二与底座铰接，连杆二与辊轮一转动连接，辊轮一与举升架一下方滚动连接，集装箱定位块一固定在举升架一上。

所述自动扳手翻转架的结构是：液压缸一一端与架体固定连接、另一端与电机二固定连接，电机二输出轴与扳手套筒固定连接，滑道与架体固定连接，电机二与滑道滑动连接，液压缸二的一端与架体下方铰接，另一端有与移动平台铰接的销孔一，销轴二用于移动平台铰接。

所述移动平台的结构是：一节液压缸一端与台体固定连接，二节液压筒与一节液压缸滑动连接，三节液压杆与二节液压筒滑动连接，丝母架与三节液压杆前端固定连接，丝杆三与丝母架转动连接，丝杆三与电机三转动连接，电机三与三节伸缩齿条轨道上方固定连接，台体与一节伸缩齿条轨道、一节伸缩齿条轨道与二节伸缩齿条轨道、二节伸缩齿条轨道与三节伸缩齿条轨道用燕尾槽滑动连接，固定齿条轨道一与台体上方固定连接，销孔二用于与对接翻转架铰接，销孔三用于与对接翻转架的液压缸铰接，丝母二用于与轨道车的丝杆一螺纹连接，销孔四用于与自动扳手翻转架铰接，销孔五用于与液压缸二铰接。

所述平台小车的结构是：充电蓄电池固定在平台小车车体上，电机与平台小车车体固定连接，轴支架与平台小车车体下方固定连接，电机与轴转动连接，轴与轴支架转动连接，四个齿型辊轮组成辊轮组固定在轴上，充电插座固定在平台小车车体上。

所述对接翻转架的结构是：翻转架体上方分别固定连接固定齿条轨道二，该固定齿条轨道二与一节伸缩齿条轨道轨距相同，液压缸三一端与翻转架体的下方铰接、另一端有销孔六，销孔六用于与移动平台铰接，锁柱用于与运输车的U型槽卡接，销轴三用于与移动平台铰接。

所述运输车的结构是：底座二固定在运输车车体上，底座二与辊轮二滚动连接，辊轮二与连杆三铰接，两根连杆三交叉铰接，连杆三用销轴四与举升架二铰接，液压缸四固定运输卡车车体上，液压杆在液压缸四内滑动连接，液压杆与举升架二固定连接，集装箱定位块二固定在举升架二上，固定齿条轨道三固定在运输车车体上，固定齿条轨道三与固定齿条轨道一的轨距相同。

本发明的优点是结构新颖，可以将整列货运列车快速的卸到铁路货场，也同样能将集装箱装到铁路货运列车上；通过加装、组合多个移动平台，可以装卸不同型号尺寸的集装箱，用铁路集装箱运输代替中、长途公路集装箱运输，短途采用汽车运送集装箱，缓解公路运力压力；由于轨道车是在铁路道线上运行，可以任意在不同铁路货场调度使用，不用在铁路货场建设大型的吊装设备，尤其是在中小铁路车站或没有吊装设备的场地，节约了使用场地，对于作业环境要求低；使用车头牵引，可以灵活在多个铁路货场转场使用，提高了使用效率；最大限度地缩短了在铁路道线的装卸时间，使货运列车缩短了占用铁路道线的时间，也就增大货运列车的运行时间，也就是在不增加铁路货运列车数量的情况下，增大了铁路的集装箱运力；本发明未来可与AGV小车联合运用，就可以实现无人装卸和管理的铁路集装箱货场。

附图说明

图1a是本发明的结构示意图；

图1b是本发明图1a的A局部放大图；

图1c是本发明扳手翻转架3、对接翻转架6竖直状态图；

图2a是本发明轨道车1的结构示意图；

图2b是本发明图2a的B局部放大图；

图3是本发明升降架2的结构示意图；

图4是本发明扳手翻转架3的结构示意图；

图5a是本发明移动平台4的结构示意图；

图5b是本发明图5a的C局部放大图；

图5c是本发明移动平台4的右视图；

图6是本发明扳平台小车5的结构示意图；

图7是本发明对接翻转架6的结构示意图；

图8a是本发明运输车的结构示意图；

图8b是本发明对接翻转架6与运输车连接处的局部放大图；

图9是本发明工作状态参考图。

具体实施方式

如图1a～图1c所示，包括轨道车1、一组升降架2、自动扳手翻转架3、移动平台4、平台小车5、对接翻转架6和运输车7，其中：轨道车1和移动平台4用丝杆一102与丝母二401连接，移动平台4在轨道车1上做纵向滑动；一组升降架2分别与自动扳手翻转架3用丝杆六方头201与扳手套筒301活动连接，扳手套筒301在液压缸303作用下，可以套在丝杆六方头201上，也可以与丝杆六方头201分开；自动扳手翻转架3、移动平台4用销轴二307与销孔四412铰接，液压缸二305的销孔一306与移动平台4上的销孔五402铰接，在液压缸二305的作用下，自动扳手翻转架3可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架6、移动平台4用销轴三604与销孔二414铰接，液压缸三601的销孔六602与移动平台4上的销孔三415铰接，在液压缸三601的作用下，对接翻转架6可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架6和运输车7通过锁柱603卡在U型槽709内，当对接翻转架6由水平翻转竖直时，锁柱603与U型槽709分开，当对接翻转架6由竖直翻转到水平时，锁柱603卡在U型槽709内；平台小车5上的四个齿型辊轮组502分别与移动平台4上的固定齿条轨道一413、一节伸缩齿条轨道403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405啮合滚动连接；

如图2a～2b所示，所述轨道车1包括电机一101、丝杆一102、车轮103和车体104，其中车轮103与车体下方固定连接，电机一101与车体104一端固定连接，电机一101与丝杆一102转动连接；

如图3所示，所述升降架2的结构是：丝杆二209两端有六方头201，丝杆二201位于底座一210内，丝母一204与丝杆二201螺纹连接，连杆一205与丝母一204铰接，连杆二206与连杆一205铰接，连杆205一与举升架一202用销轴一207铰接，连杆二206与底座210铰接，连杆二206与辊轮一208转动连接，辊轮一208与举升架一202下方滚动连接，集装箱定位块一203固定在举升架一202上；

当六方头201顺时针转动，带动丝杆二209转动使丝母在底座一210内移动，辊轮208在举升架内滚动，通过连杆一205、连杆二206的连杆机构作用下，使举升架一202升起，反向则使举升架一202下降；

如图4所示，所述自动扳手翻转架3的结构是：液压缸一303一端与架体308固定连接、另一端与电机二302固定连接，电机二302输出轴与扳手套筒301固定连接，滑道304与架体308固定连接，电机二302与滑道304滑动连接，液压缸二305的一端与架体308下方铰接，另一端有与移动平台4铰接的销孔一306，销轴二307用于移动平台4铰接；

在液压缸一303推动电机二302来回作用下，可使六方套筒301沿着滑道304方向伸出或缩回；

如图5a～5c所示，所述移动平台4的结构是：一节液压缸406一端与台体416固定连接，二节液压筒407与一节液压缸406滑动连接，三节液压杆408与二节液压筒滑动连接，丝母架410与三节液压杆408前端固定连接，丝杆三411与丝母架410转动连接，丝杆三411与电机三409转动连接，电机三409与三节伸缩齿条轨道405上方固定连接，台体416与一节伸缩齿条轨道403、一节伸缩齿条轨道403与二节伸缩齿条轨道404、二节伸缩齿条轨道404与三节伸缩齿条轨道405用燕尾槽滑动连接，固定齿条轨道一413与台体416上方固定连接，销孔二414用于与对接翻转架6铰接，销孔三415用于与对接翻转架6的液压缸601铰接，丝母二401用于与轨道车1的丝杆一102螺纹连接，销孔四412用于与自动扳手翻转架3铰接，销孔五402用于与液压缸二305铰接；

在电机三409、二节液压筒407、三节液压杆408作用下，使一级伸缩齿条轨道403从台体415伸出70％、二节伸缩齿条轨道404从一节伸缩齿条轨道403中伸出70％、三节伸缩齿条轨道405从二节伸缩齿条轨道404中伸出70％。同理在电机409、二节液压筒407、三节液压杆408作用下，一节伸缩齿条轨道403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405缩回到台体415内；

如图6所示，所述平台小车5的结构是：充电蓄电池504固定在平台小车车体507上，电机501与平台小车车体507固定连接，轴支架506与平台小车车体507下方固定连接，电机501与轴505转动连接，轴505与轴支架506转动连接，四个齿型辊轮组成辊轮组502固定在轴505上，充电插座503固定在平台小车车体507上；

充电座503给蓄电池504充电，驱动电机501转动，带动轴505及四个齿型辊轮组502在移动平台4上的固定齿条轨道一413、一节伸缩齿条轨道403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405上行走；

如图7所示，所述对接翻转架6的结构是：翻转架体606上方分别固定连接固定齿条轨道二605，该固定齿条轨道二605与一节伸缩齿条轨道403轨距相同，液压缸三601一端与翻转架体606的下方铰接、另一端有销孔六602，销孔六602用于与移动平台4铰接，锁柱603用于与运输车7的U型槽709卡接，销轴三604用于与移动平台4铰接；

当一节伸缩齿条轨道403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405全部伸出70％时与放平的对接翻转架6和固定齿条轨道一413形成相互错开的组合轨道，平台小车5上的四个齿型辊轮组502就可以在这个组合轨道上自由滚动行走；

如图8a～8b所示，所述运输车7的结构是：底座二701固定在运输车车体711上，底座二701与辊轮二707滚动连接，辊轮二707与连杆三706铰接，两根连杆三706交叉铰接，连杆三706用销轴四708与举升架二702铰接，液压缸四703固定运输卡车车体711上，液压杆704在液压缸四703内滑动连接，液压杆704与举升架二702固定连接，集装箱定位块二705固定在举升架二702上，固定齿条轨道三710固定在运输车车体711上，固定齿条轨道三710与固定齿条轨道一413的轨距相同；

举升架二702、连杆三706、底座二701、销轴四708、和辊轮二707组成连杆机构，当举升架上升和下降时起到支撑作用。液压杆704在从液压缸四703内伸出和缩回时，带动举升架二702上升和下降。

工作原理：

(1)、如图9所示，当铁路平板列车10装载集装箱8在铁路车站的站台9停稳，本发明的轨道车1在铁路牵引车头牵引下与铁路平板列车10对齐，该装载的集装箱8位于升降架2上；

(2)、电机一101带动丝杆一102转动，调整移动平台4与升降架2对齐，运输车7停靠机械轨轨道旁边与对接翻转架6对齐；

(3)、自动扳手翻转架2在液压缸二305作用下由竖直翻转放平，对接翻转架6在液压缸三601作用下也由竖直翻转放平与运输车7连接，当对接翻转架6放平时，锁柱603卡在运输车7上面的U型槽709内，使对接翻转架与运输车7牢固连接；

(4)、当扳手翻转架3放平时，让六方套筒头301通过液压缸一303推动电机二302和六方套筒沿着滑道304方向伸出套在六方头201上，当电机二302转动带动六方套筒301转动，使套在六方套筒301内的丝杆二209一端的六方头201转动，丝杆二209转动带动丝母一204移动，通过连杆一205与底座一210、举升架一202组成连杆机构，使举升架一202与集装箱8一起升起；

(5)、平板小车5从移动平台4先行走接翻转架6上面之后，移动平台4内一节伸缩齿条轨道403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405通过三节液压缸(406、407、408)作用推动下，通过电机三409转动带动丝杆三411相对丝母架410旋转运动，使三节轨道继续向前伸出，一直使第三节伸缩轨道405伸到集装箱8下面；

(6)、这时平板小车5再从对接翻转架6、移动平台4的三节伸缩轨道(403、404、405)上面铺设的齿条轨道行走到集装箱8下面；

(7)、电机二302转动带动六方套筒301内六方头201及丝杆二209转动，使举升架一202下降与集装箱8分开，让集装箱8落在平板小车5上面；

(8)、平板小车5托着集装箱8顺着移动平台4的三节伸缩齿条轨道(403、404、405)、固定齿条轨道一、对接翻转架6、运输车7上面的齿条轨道，行走到运输车7上面；

(9)、举升架二702在液压杆704推动下，使举升架二702托起集装箱8一起升起，让集装箱8与平台小车5分开，平台小车空载行走到移动平台4上，举升架二702与集装箱8一起落到运输车7车体上，对接翻转架6竖直与运输卡车分开，运输车7装载集装箱8运出货场；

(10)三节伸出的伸缩齿条轨道(403、404、405)在三节液压缸(406、407、408)及电机三409与丝杆三411作用下，缩回到移动平台4内；

(11)液压缸一303反向运动缩回，使六方套筒301与丝杆二209的六方头201分开；扳手翻转架3在液压缸二305作用下由水平翻转到竖直；

这样本发明就完成了从铁路平板列车10卸下集装箱到用运输车7运走的一个完整流程。本发明重新处于等待状态，也可由牵引车头牵引到下一货场装卸集装箱。

同理也可将运输车7上的集装箱装载到铁路平板列车10上，其原理是：

(1)、轨道车1在铁路牵引车头牵引下与空载铁路平板列车10对齐；

(2)、电机一101带动丝杆一102转动，调整移动平台4与升降架2对齐，运输车7停靠后，与对接翻转架6对齐，对接翻转架6翻转放平，锁柱603卡在运输车7上面的U型槽709内，使对接翻转架与运输车7牢固连接；

(3)、扳手翻转架3翻转放平；移动平台4内一节伸缩齿条轨道伸403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405通过三节液压缸(406、407、408)作用推动下，通过电机三409转动带动丝杆三411相对丝母架410旋转运动，一直使第三节伸缩齿条轨道405伸到升降架2内；

(4)、这时在液压杆704推动下，举升架二702升高一起将运输车7上的集装箱8升高，平台小车5行走到运输车7的集装箱8下面；在液压杆704缩回作用下，举升架二702下降与集装箱8分开，使集装箱8落在平台小车5上面；

(5)、平台小车5托着集装箱8沿着接翻转架6上的齿条轨道、移动平台4的固定齿条轨道一、三节伸缩齿条轨道(403、404、405)行走到空载铁路平板列车10上的上升降架2内；

(6)、自动扳手翻转架3上面的液压缸一303推动电机二302及六方套筒301沿着滑道304向前伸出，使六方套筒301套在升降架2的丝杆二209的六方头201上，电机二302转动带动六方头201及丝杆二209转动，使举升架一202升高托起平台小车5上面的集装箱8，使平台小车5与集装箱8分开，平台小车5空载行走到移动平台4上；

(7)、电机二302转动带动六方头201及丝杆二209转动，使举升架一202下降，让举升架一202与集装箱8一起落在铁路平板列车10上面；

(8)、一节伸缩轨齿条道伸403、二节伸缩齿条轨道404、三节伸缩齿条轨道405通过三节液压缸(406、407、408)作用推动下，通过电机三409转动带动丝杆三411相对丝母架410旋转运动作用下缩回到移动平台4内；

(9)、自动扳手翻转架3、对接翻转架6由水平翻转竖起；

这样就完成了从运输车7向铁路平板列车10装载集装箱8的一个工作流程。

Claims (8)

1.铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：包括轨道车、一组升降架、自动扳手翻转架、移动平台、平台小车、对接翻转架和运输车，其中：轨道车和移动平台用丝杆一与丝母二连接，移动平台在轨道车上做纵向滑动；一组升降架分别与自动扳手翻转架用丝杆六方头与扳手套筒活动连接，扳手套筒在液压缸作用下，可以套在丝杆六方头上、也可以与丝杆六方头分开；自动扳手翻转架、移动平台用销轴二与销孔四铰接，液压缸二的销孔一与移动平台上的销孔五铰接，在液压缸二的作用下，自动扳手翻转架可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架、移动平台用销轴三与销孔二铰接，液压缸三的销孔六与移动平台上的销孔三铰接，在液压缸三的作用下，对接翻转架可以做从竖直翻转到水平，或做从水平翻转到水平动作；对接翻转架和运输车通过锁柱卡在U型槽内，当对接翻转架由水平翻转竖直时，锁柱与U型槽分开，当对接翻转架由竖直翻转到水平时，锁柱卡在U型槽内；平台小车上的四个齿型辊轮组分别与移动平台上的固定齿条轨道一、一节伸缩齿条轨道、二节伸缩齿条轨道、三节伸缩齿条轨道啮合滚动连接。

2.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述轨道车包括电机一、丝杆一、车轮和车体，其中车轮与车体下方固定连接，电机一与车体一端固定连接，电机一与丝杆一转动连接。

3.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述升降架的结构是：丝杆二两端有六方头，丝杆二位于底座一内，丝母一与丝杆二螺纹连接，连杆一与丝母一铰接，连杆二与连杆一铰接，连杆一与举升架一用销轴一铰接，连杆二与底座铰接，连杆二与辊轮一转动连接，辊轮一与举升架一下方滚动连接，集装箱定位块一固定在举升架一上。

4.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述自动扳手翻转架的结构是：液压缸一一端与架体固定连接、另一端与电机二固定连接，电机二输出轴与扳手套筒固定连接，滑道与架体固定连接，电机二与滑道滑动连接，液压缸二的一端与架体下方铰接，另一端有与移动平台铰接的销孔一，销轴二用于移动平台铰接。

5.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述移动平台的结构是：一节液压缸一端与台体固定连接，二节液压筒与一节液压缸滑动连接，三节液压杆与二节液压筒滑动连接，丝母架与三节液压杆前端固定连接，丝杆三与丝母架转动连接，丝杆三与电机三转动连接，电机三与三节伸缩齿条轨道上方固定连接，台体与一节伸缩齿条轨道、一节伸缩齿条轨道与二节伸缩齿条轨道、二节伸缩齿条轨道与三节伸缩齿条轨道用燕尾槽滑动连接，固定齿条轨道一与台体上方固定连接，销孔二用于与对接翻转架铰接，销孔三用于与对接翻转架的液压缸铰接，丝母二用于与轨道车的丝杆一螺纹连接，销孔四用于与自动扳手翻转架铰接，销孔五用于与液压缸二铰接。

6.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述平台小车的结构是：充电蓄电池固定在平台小车车体上，电机与平台小车车体固定连接，轴支架与平台小车车体下方固定连接，电机与轴转动连接，轴与轴支架转动连接，四个齿型辊轮组成辊轮组固定在轴上，充电插座固定在平台小车车体上。

7.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述对接翻转架的结构是：翻转架体上方分别固定连接固定齿条轨道二，该固定齿条轨道二与一节伸缩齿条轨道轨距相同，液压缸三一端与翻转架体的下方铰接、另一端有销孔六，销孔六用于与移动平台铰接，锁柱用于与运输车的U型槽卡接，销轴三用于与移动平台铰接。

8.根据权利要求1所述的铁路集装箱自动装卸机械轨道车，其特征在于：所述运输车的结构是：底座二固定在运输车车体上，底座二与辊轮二滚动连接，辊轮二与连杆三铰接，两根连杆三交叉铰接，连杆三用销轴四与举升架二铰接，液压缸四固定运输卡车车体上，液压杆在液压缸四内滑动连接，液压杆与举升架二固定连接，集装箱定位块二固定在举升架二上，固定齿条轨道三固定在运输车车体上，固定齿条轨道三与固定齿条轨道一的轨距相同。