CN110482142A - 一种轨道车辆转向架转运输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向架自动化输送装配领域，具体是一种轨道车辆转向架转运输送装置，包括用于带动火车转向架移动的牵引装置，用于联接火车转向架的联接机构，互相平行用于火车转向架移动的转向架输送钢轨及用于牵引装置移动的输送钢轨，还包括与输送钢轨对接的换向钢轨，与转向架输送钢轨对接的转向架换向钢轨，换向钢轨与输送钢轨对接处设有转向装置。本发明通过牵引装置、转向装置对重型火车转向架进行输送并换向转运，降低工作人员的劳动强度，同时避免传动火车转向架运输时吊运繁琐需对位钢轨的情况，提高火车转向架的转运输送效率。

Description

一种轨道车辆转向架转运输送装置

技术领域

本发明涉及转向架自动化输送装配领域，具体是指一种轨道车辆转向架转运输送装置。

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。目前，火车转向架装配过程，需通过底面钢轨行走线运输至不同的工位进行安装，基于以前的运输线较为落后，均通过人工推动转向架在钢轨上行走运输，同时在需要进行转向位置通过行吊吊运转向。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，同时在进行转向运输时吊运繁琐，同时吊运转向架下落时需对位钢轨，对位麻烦。因此，需要针对这样一个重复性高，工作强度大的重载火车转向架设计一种转运输送装置。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种轨道车辆转向架转运输送装置。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种轨道车辆转向架转运输送装置，包括用于带动火车转向架移动的牵引装置，用于联接火车转向架的联接机构，互相平行用于火车转向架移动的转向架输送钢轨及用于牵引装置移动的输送钢轨，还包括与输送钢轨对接的换向钢轨，与转向架输送钢轨对接的转向架换向钢轨，换向钢轨与输送钢轨对接处设有转向装置；

转向装置包括转动座，转动座上安装有可转动的转盘，转盘上设有与输送钢轨及换向钢轨相配的第一转运钢轨，转盘上还设有与转向架输送钢轨转向架换向钢轨相配的第二转运钢轨；

牵引装置包括横梁机构，横梁机构包括横梁，横梁两侧安装有行走机构，行走机构包括与横梁固定连接的支撑侧板，支撑侧板底部安装有用于行走的输送轮，横梁上安装有联动轴及用于驱动联动轴的移动驱动装置，输送轮与联动轴通过传动机构连接。

作为一种优选的方式，转动座上安装有用于推动转盘转动的换向气缸，换向气缸缸体与转动座铰接，换向气缸伸缩杆与转盘铰接，换向气缸伸缩杆与转盘铰接处位于转盘边缘。

作为一种优选的方式，转盘上安装有用于锁紧牵引机构的锁紧机构，锁紧机构包括固定安装于转盘上的导向套及排针气缸，导向套内安装有插板，排针气缸伸缩杆与插板连接。

作为一种优选的方式，传动机构包括安装在联动轴两端的主动链轮，支撑侧板中部安装有从动链轮，输送轮呈对称设置在从动链轮下端，输送轮同轴安装有驱动链轮，主动链轮与从动链轮通过第一链条传动，从动链轮与驱动链轮通过第二链条传动，支撑侧板上还安装有用于制动从动链轮的制动离合器。

作为一种优选的方式，联接机构包括与横梁固定连接的顶板，顶板背离横梁的一面安装有至少一根滑轨，滑轨上安装有两个滑动座，两个滑动座上安装有交叉臂，顶板上安装有用于驱动两个滑动座相对运动的抓紧驱动机构。

作为一种优选的方式，联接机构包括固定安装在横梁上的导向框及卷线盘，导向框内安装有用于配合火车转向架构件配合的牵引框，卷线盘通过提升电机驱动，卷线盘上缠绕有钢绳，钢绳与牵引框连接，牵引框上安装有用于测量高度的激光测距仪。

作为一种优选的方式，支撑侧板上安装有用于火车转向架牵引杆的光幕传感器，横梁上安装有四个呈矩形布置用于检测行走过程阻挡物的激光传感器。

作为一种优选的方式，横梁上安装有电源及控制电路板，横梁上安装有用于电源充电的充电接头。

作为一种优选的方式，包括充电房，充电房内安装有充电桩，充电桩上设有充电接头插入的电源接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过牵引装置、转向装置对重型火车转向架进行输送并换向转运，降低工作人员的劳动强度，同时避免传动火车转向架运输时吊运繁琐需对位钢轨的情况，提高火车转向架的转运输送效率；

(2)本发明联动轴两端安装有主动链轮，支撑侧板中部安装有从动链轮，输送轮呈对称设置在从动链轮下端，输送轮同轴安装有驱动链轮，主动链轮与从动链轮通过第一链条传动，从动链轮与驱动链轮通过第二链条传动。工作时，联动轴带动横梁两侧的主动链轮转动，主动链轮通过第一链条带动从动链轮转动，从动链轮通过对称布置的驱动链轮及第二链条带动输送轮滚动，最终实现行走功能。由于采用链传动及呈对称布置的驱动链轮，本发明传动距离远，传动过程稳定，各链轮受力良好；

(3)本发明转动座上安装有用于推动转盘转动的换向气缸，换向气缸缸体与转动座铰接，换向气缸伸缩杆与转盘铰接，换向气缸伸缩杆与转盘铰接处位于转盘边缘。具体工作时，由于其两端均为铰接，且其伸缩杆头部与转盘铰接处位于转盘边缘，换向气缸伸缩后拉动转盘进行摇摆，同时由于换向气缸伸缩的往复性，保证了转盘转动实现高度重现的往复性；

(4)本发明转盘上安装有用于锁紧牵引机构的锁紧机构，锁紧机构包括固定安装于转盘上的导向套及排针气缸，导向套内安装有插板，排针气缸伸缩杆与插板连接，当牵引装置行走上转盘后，排针气缸推动插板锁紧输送轮，防止转盘在转动过程中牵引装置及火车转向架移动；

(5)本发明支撑侧板上安装有用于火车转向架牵引杆的光幕传感器，方便检测火车转向架是否达到合适的被联接牵引位置；

(6)本发明横梁上安装有四个呈矩形布置用于检测行走过程阻挡物的激光传感器，激光传感器先由激光二极管发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，进而测定障碍物目标距离，结合制动器避免火车转向架牵引过程与其他物体碰撞。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的布置示意图。

图2为本发明牵引装置具体实施方式的结构示意图。

图3为本发明牵引装置具体实施方式的内部结构示意图。

图4为本发明牵引装置具体实施方式的部分结构示意图。

图5为本发明横梁机构具体实施方式的结构示意图。

图6为本发明行走机构具体实施方式的正向轴测图。

图7为本发明行走机构具体实施方式的背向轴测图。

图8为本发明联接机构第一种实施方式的底部轴测图。

图9为本发明联接机构第一种实施方式的仰视图。

图10为本发明联接机构第二种实施方式的布置示意图。

图11为本发明联接机构第二种实施方式的结构示意图。

图12为本发明导向框具体实施方式的结构示意图。

图13为本发明牵引框具体实施方式的结构示意图。

图14为本发明牵引框具体实施方式的仰视图。

图15为本发明转向装置具体实施方式的底部轴测图。

图16为本发明转向装置具体实施方式的顶部轴测图。

图17为本发明锁紧机构具体实施方式的结构示意图。

图18为本发明充电桩具体实施方式的结构示意图。

其中，

1转向架输送钢轨，

2输送钢轨，

3牵引装置，

31横梁机构，3101横梁，3102转轴支撑座，3103联动轴，3104移动驱动装置，

32行走机构，3201支撑侧板，3202输送轮，3203主动链轮，3204从动链轮，3205驱动链轮，3206第一链条，3207第二链条，3208张紧柱，3209制动离合器，

33联接机构，3301a顶板，3302a滑轨，3303a滑动座，3304a交叉臂，3305a抓紧驱动机构，3301b导向框，3302b提升电机，3303b卷线盘，3304b牵引框，3305b钢绳，3306b激光测距仪，

34激光传感器，35电源，36控制电路板，37充电接头，38光幕传感器，

4转向装置，41转动座，42转盘，43支撑钢架，44换向气缸，45锁紧机构，4501排针气缸，4502插板，4503导向套，46第一转运钢轨，47第二转运钢轨，

5充电房，51充电桩，52电源接口，6换向钢轨，7转向架换向钢轨，8火车转向架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。值得注意的是，本实施例所指的“钢轨”(如输送钢轨、转向架换向钢轨、第一钢轨等)具体含义可以为本领域技术人员熟知的运输用钢轨，也可以理解为滚轮用钢槽，能引导火车转向架及牵引装置行走即可。

一种轨道车辆转向架转运输送装置，包括用于带动火车转向架8移动的牵引装置3，用于联接火车转向架8的联接机构33，互相平行用于火车转向架8移动的转向架输送钢轨1及用于牵引装置3移动的输送钢轨2。为了方便转向后火车转向架8的行走，本实例还包括与输送钢轨2对接的换向钢轨6，与转向架输送钢轨1对接的转向架换向钢轨7，一般的，输送钢轨2与换向钢轨6互相垂直，此外，输送钢轨2与换向钢轨6也可以不垂直，具体根据换向后火车转向架8具体移动方位有关，参见图1，本实施例火车转向架8换向位于与输送钢轨2垂直的仓房，因此本实施例输送钢轨2与换向钢轨6互相垂直。

为了方便火车转向架8由转向架输送钢轨1换向至转向架换向钢轨7，转向架输送钢轨1与转向架换向钢轨7对接处设有转向装置4，由于换向钢轨6、输送钢轨2分别与转向架输送钢轨1、转向架换向钢轨7平行且配套，因此也可以说，换向钢轨6与输送钢轨2对接处设有转向装置4。

转向装置4包括用于提供转动支撑的转动座41，转动座41一般直接安装在支撑钢架43上，也可以直接固定在地面凹坑内，为了便于安装转动机构，参见图15～16，本实施例转动座41直接安装在支撑钢架43上，转动座41上安装有可转动的转盘42，一般的，转盘42为圆形，当然也可以为方形或其他形状，为了避免转盘42为方形或其他非圆形情况下转盘42转动占据过大空间的情况，参见图15～16，本实施例转盘42为圆形。为了使得火车转向架8及牵引装置3行走至转盘42上，转盘42上设有与输送钢轨2及换向钢轨6相配的第一转运钢轨46，转盘42上还设有与转向架输送钢轨1转向架换向钢轨7相配的第二转运钢轨47。具体行走时，第一转运钢轨46与输送钢轨2对接，牵引装置3从输送钢轨2行走至转盘42上的第一转运钢轨46，然后转盘42转动至相应位置使第一转运钢轨46与换向钢轨6对接，然后牵引装置3从第一转运钢轨46走入换向钢轨6，火车转向架8行走过程与牵引装置3相似，此处不再赘述。

转盘42转动可以采用电机驱动、液压缸伸缩驱动，为了使得转盘42转动实现高度重现的往复性，参见图10，本实施例转盘42转动采用液压缸伸缩驱动，具体为转动座41上安装有用于推动转盘42转动的换向气缸44，换向气缸44缸体与转动座41铰接，换向气缸44伸缩杆与转盘42铰接，换向气缸44伸缩杆与转盘42铰接处位于转盘42边缘。具体工作时，由于其两端均为铰接，且其伸缩杆头部与转盘42铰接处位于转盘42边缘，换向气缸44伸缩后拉动转盘42进行摇摆，同时由于换向气缸44伸缩的往复性，保证了转盘42转动实现高度重现的往复性。

参见图2～4，牵引装置3具体包括横梁机构31，横梁机构31主要用于安装附属机械驱动传动构件、电气元器件并与行走机构32组合形成稳定结构，参见图5，横梁机构31包括横梁3101，横梁3101两侧安装有行走机构32，行走机构32包括与横梁3101固定连接的支撑侧板3201，支撑侧板3201底部安装有用于行走的输送轮3202，输送轮3202采用高摩擦系数的橡胶材质制成，防止输送轮3202工作过程中打滑，横梁3101上安装有联动轴3103及用于驱动联动轴3103的移动驱动装置3104，输送轮3202与联动轴3103通过传动机构连接，移动驱动装置3104采用电机、减速器等本领域常见的驱动装置及驱动传动装置，传动机构可以采用链传动、齿轮传动、皮带传动、涡轮蜗杆传动等常见的机械传动方式。

为了使传动机构具有较远且较为稳定的传动特点，参加图6～7，本实施例传动机构采用链传动，具体传动机构包括安装在联动轴3103两端的主动链轮3203，支撑侧板3201中部安装有从动链轮3204，输送轮3202呈对称设置在从动链轮3204下端，输送轮3202同轴安装有驱动链轮3205，主动链轮3203与从动链轮3204通过第一链条3206传动，从动链轮3204与驱动链轮3205通过第二链条3207传动。工作时，联动轴3103带动横梁3101两侧的主动链轮3203转动，主动链轮3203通过第一链条3206带动从动链轮3204转动，从动链轮3204通过对称布置的驱动链轮3205及第二链条3207带动输送轮3202滚动，最终实现行走功能。此外，为了实现制动，支撑侧板3201上还安装有用于制动从动链轮3204的制动离合器3209，方便在需要停车或紧急制动的情况下进行刹车制动。

联接机构33具体有两种实施方法：

方式一：参见图8及图9，联接机构33包括与横梁3101固定连接的顶板3301a，顶板3301a背离横梁3101的一面安装有至少一根滑轨3302a，滑轨3302a上安装有两个滑动座，两个滑动座3303a上安装有交叉臂3304a，顶板3301a上安装有用于驱动两个滑动座3303a相对运动的抓紧驱动机构3305a。交叉臂3304a主要用于夹紧火车转向架8，使得牵引装置3与火车转向架8固定联接，夹持方式可以为剪叉式夹紧，也可以为直接靠拢夹紧，参见图8，本实施例夹持方式为剪叉式夹紧。抓紧驱动机构3305a可以采用双向液压缸、电机齿轮齿条、电机滚珠丝杠等直线运动机构实现，这些都是本领域技术人员熟知的直线运动机构，此处不再赘述。

方式二：参见图10～图14，联接机构33包括固定安装在横梁3101上的导向框3301b及卷线盘3303b，导向框3301b内安装有用于配合火车转向架8构件配合的牵引框3304b，卷线盘通过提升电机3302b驱动，卷线盘3302b上缠绕有钢绳3305b，钢绳3305b与牵引框3304b连接，牵引框3304b上安装有用于测量高度的激光测距仪3306b。工作时，提升电机3302b带动卷线盘3302b转动，卷线盘3302b通过钢绳3305b收放牵引框3304b，牵引框3304b放下后与火车转向架8配合，可以与主框架配合，如嵌入式配合，也可以为通槽与杆型构件配合的方式，参见图14，本实施例牵引框3304b底部设有一凹槽用于与火车转向架8的牵引杆配合。激光测距仪3306b发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，进而测定牵引框3304b的高度，实现牵引框3304b位置的精确定位。

进一步的，为了防止转盘42在转动过程中牵引装置3及火车转向架8移动，参见图17，本实施例转盘42上安装有用于锁紧牵引机构的锁紧机构45，锁紧机构45包括固定安装于转盘42上的导向套4503及排针气缸4501，导向套4503内安装有插板4502，排针气缸4501伸缩杆与插板4502连接。

进一步的，为了方便检测火车转向架8是否达到合适的被联接牵引位置，支撑侧板3201上安装有用于火车转向架8牵引杆的光幕传感器38，光幕传感器38的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时，红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管水平射出的光线，当牵引装置3经过火车转向架8时，火车转向架8的引导杆阻挡光幕传感器38水平射出的光线，红外发射管发出的调制信号不能顺利到达红外接收管，红外接收管接收不到调制信号，相应的内部电路输出为高电平，进而实现了检测火车转向架8信号的产生。

进一步的，横梁3101上安装有四个呈矩形布置用于检测行走过程阻挡物的激光传感器34，激光传感器34先由激光二极管发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，进而测定障碍物目标距离，结合制动器避免火车转向架8牵引过程与其他物体碰撞。

进一步的，横梁3101上安装有电源35及控制电路板36，控制电路板36主要与各元器件连接进行信号接受及控制，针对各元器件进行信号接受及控制属现有技术，此处不再赘述，此外，为了方便针对电源35进行充电，横梁3101上安装有用于电源35充电的充电接头37，充电接头37与充电桩51上的电源35接口相配，充电桩51安装与位于输送轨道末端的输送房内，以便针对自带电源35驱动牵引装置3进行充电。

控制系统：

本实施例控制系统主要分为牵引装置3控制系统和转向装置4控制系统。

其中牵引装置3控制系统采用单片机控制系统和无线驱动方式，主要设备有：单片机1套(集成运动控制元器件)、电机二台、蓄电池一套、激光距离传感器4套、光幕传感器382套、无线模块等。控制系统集成在横梁3101上，可实现牵引装置3的运动控制。

转向装置4控制系统采用PLC和气缸的方式，其主要由：PLC一套、电磁阀5套、换向气缸441套，排针气缸45014套、旋转定位传感器1套、无线模块等。通过PLC控制系统控制电磁阀，实现气缸的运动控制，结合定位传感器，最终实现旋转变位台的变位控制。同时PLC控制对接气缸实现轨道的准确对接。保证小车、转向架的平稳运输。

控制方式：

牵引装置3控制：牵引装置3采用电机驱动，电机通过电机驱动器与单片机通讯，实现启停、调速、定位等操作。

牵引装置3通过预先编制的运动控制程序，结合远程无线信号、旋转台无线信号、传感器检测信号进行小车运动控制。实现小车的启动、运输、刹车、定位等操作。

同样牵引框通过预先编制的运动控制程序，结合远程无线信号、传感器检测信号进行牵引框升降运动控制。实现牵引装置3的牵引框与转向架牵引杆的套合和分离。

牵引装置3采用轨道行走时，依靠轨道导向实现小车的行走导向。小车采用磁导航行走时，借助地上设置的磁路，通过小车检测磁路进行导航行走。

转向装置4控制方式：转向装置4采用气缸驱动，气缸通过电磁阀控制。气缸伸出及收回实现旋转台的旋转变位作。

转向装置4同样通过预先编制的运动控制程序，结合远程无线信号、小车无线信号、传感器检测信号进行旋转台运动控制。实现旋转台的启动、旋转变位、定位等操作。信号传输通过以太网传输至无线模块，无线模块相互交互数据。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轨道车辆转向架转运输送装置，包括用于带动火车转向架(8)移动的牵引装置(3)，用于联接火车转向架(8)的联接机构(33)，互相平行用于火车转向架(8)移动的转向架输送钢轨(1)及用于牵引装置(3)移动的输送钢轨(2)，其特征在于：还包括与输送钢轨(2)对接的换向钢轨(6)，与转向架输送钢轨(1)对接的转向架换向钢轨(7)，所述换向钢轨(6)与输送钢轨(2)对接处设有转向装置(4)；

所述转向装置(4)包括转动座(41)，所述转动座(41)上安装有可转动的转盘(42)，所述转盘(42)上设有与输送钢轨(2)及换向钢轨(6)相配的第一转运钢轨(46)，所述转盘(42)上还设有与转向架输送钢轨(1)转向架换向钢轨(7)相配的第二转运钢轨(47)；

所述牵引装置(3)包括横梁机构(31)，所述横梁机构(31)包括横梁(3101)，所述横梁(3101)两侧安装有行走机构(32)，所述行走机构(32)包括与横梁(3101)固定连接的支撑侧板(3201)，所述支撑侧板(3201)底部安装有用于行走的输送轮(3202)，所述横梁(3101)上安装有联动轴(3103)及用于驱动联动轴(3103)的移动驱动装置(3104)，所述输送轮(3202)与联动轴(3103)通过传动机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述转动座(41)上安装有用于推动转盘(42)转动的换向气缸(44)，所述换向气缸(44)缸体与转动座(41)铰接，所述换向气缸(44)伸缩杆与转盘(42)铰接，所述换向气缸(44)伸缩杆与转盘(42)铰接处位于转盘(42)边缘。

3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述转盘(42)上安装有用于锁紧牵引机构的锁紧机构(45)，所述锁紧机构(45)包括固定安装于转盘(42)上的导向套(4503)及排针气缸(4501)，所述导向套(4503)内安装有插板(4502)，所述排针气缸(4501)伸缩杆与插板(4502)连接。

4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述传动机构包括安装在联动轴(3103)两端的主动链轮(3203)，所述支撑侧板(3201)中部安装有从动链轮(3204)，所述输送轮(3202)呈对称设置在从动链轮(3204)下端，所述输送轮(3202)同轴安装有驱动链轮(3205)，所述主动链轮(3203)与从动链轮(3204)通过第一链条(3206)传动，所述从动链轮(3204)与驱动链轮(3205)通过第二链条(3207)传动，所述支撑侧板(3201)上还安装有用于制动从动链轮(3204)的制动离合器(3209)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述联接机构(33)包括与横梁(3101)固定连接的顶板(3301a)，所述顶板(3301a)背离横梁(3101)的一面安装有至少一根滑轨(3302a)，所述滑轨(3302a)上安装有两个滑动座(3303a)，两个所述滑动座(3303a)上安装有交叉臂(3304a)，所述顶板(3301a)上安装有用于驱动两个滑动座(3303a)相对运动的抓紧驱动机构(3305a)。

6.根据权利要求1～4任一项所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述联接机构(33)包括固定安装在横梁(3101)上的导向框(3301b)及卷线盘(3303b)，所述导向框(3301b)内安装有用于配合火车转向架(8)构件配合的牵引框(3304b)，所述卷线盘(3303b)通过提升电机(3302b)驱动，所述卷线盘(3303b)上缠绕有钢绳(3305b)，所述钢绳(3305b)与牵引框(3304b)连接，所述牵引框(3304b)上安装有用于测量高度的激光测距仪(3306b)。

7.根据权利要求1～4任一项所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述支撑侧板(3201)上安装有用于火车转向架(8)牵引杆的光幕传感器(38)，所述横梁(3101)上安装有四个呈矩形布置用于检测行走过程阻挡物的激光传感器(34)。

8.根据权利要求1～4任一项所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：所述横梁(3101)上安装有电源(35)及控制电路板(36)，所述横梁(3101)上安装有用于电源(35)充电的充电接头(37)。

9.根据权利要求8所述的一种轨道车辆转向架转运输送装置，其特征在于：还包括充电房(5)，所述充电房(5)内安装有充电桩(51)，所述充电桩(51)上设有充电接头(37)插入的电源(35)接口。