CN110952403B - 一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于铁路轨道防护领域，具体地说是一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，包括移动平台机构及分别安装于移动平台机构上的气源、发电机、控制柜和除锈防腐作业工具，气源、控制柜、移动平台机构及除锈防腐作业工具分别与发电机连接，通过发电机供电，气源、移动平台机构及除锈防腐作业工具分别与控制柜连接，通过该控制柜控制动作执行；移动平台机构放置于铁轨上，移动平台机构沿移动方向的两侧分别安装有给铁轨扣件弹条除锈、清理和防腐的除锈防腐作业工具。本发明解决了人工除锈、防腐作业存在的劳动强度大，效率底下，工作环境恶劣等问题，能够代替作业工人完成实现轨道扣件弹条的除锈防腐工作，提高了轨道运维效率。

Description

一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构

技术领域

本发明属于铁路轨道防护领域，具体地说是一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构。

背景技术

清理铁轨扣件弹条是轨道检修和维护的主要工作之一。扣件弹条用于固定铁轨，防止螺栓松动，因此需要定期清理和防腐；而现有的作业技术下，通常是检修人员采用人工作业方式完成拆卸、手工除锈、清理、涂防腐材料等工作，劳动强度大，效率低下。

发明内容

为了解决现有铁轨扣件弹条采用人工清理和防腐而存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构。该除锈防腐机器人机构解决了人工除锈防腐作业存在的劳动强度大、效率底下等问题，可安装于作业平台上代替作业工人完成除锈防腐作业，提高轨道检修和维护效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括移动平台机构及分别安装于该移动平台机构上的气源、发电机、控制柜和除锈防腐作业工具，该气源、控制柜、移动平台机构及除锈防腐作业工具分别与所述发电机连接，通过该发电机供电，所述气源、移动平台机构及除锈防腐作业工具分别与控制柜连接，通过该控制柜控制动作执行；所述移动平台机构放置于铁轨上，该移动平台机构沿移动方向的两侧分别安装有给铁轨扣件弹条除锈、清理和防腐的除锈防腐作业工具；所述除锈防腐作业工具包括固定架、旋转电机、防腐机构、除锈机构及工具安装架，该固定架安装于所述移动平台机构上，所述旋转电机固接于固定架上，该旋转电机的输出端连接有工具安装架，所述工具安装架的一端安装有用于实现铁轨扣件弹条清理和防腐工作的防腐机构，另一端安装有用于实现铁轨扣件弹条除锈工作的除锈机构，所述旋转电机驱动工具安装架旋转，实现所述除锈机构与防腐机构的交替切换，进而实现对铁轨扣件弹条的除锈、清理和防腐。

其中：所述除锈机构包括除锈电机、轴套及除锈片，该除锈电机安装于所述工具安装架的另一端，所述除锈电机的输出轴上套设有轴套，该轴套的外表面沿圆周方向均匀设置有多个除锈片。

所述轴套为一个，与除锈电机的输出轴键连接，并在所述除锈电机输出轴的端部螺纹连接有对该轴套轴向限位的螺母；所述轴套上沿轴向长度设置有多排除锈片，每排除锈片均为沿圆周方向均匀设置的多个。

所述轴套为多个，每个轴套均与除锈电机的输出轴键连接，并在所述除锈电机输出轴的端部螺纹连接有对各轴套轴向限位的螺母；每个所述轴套上均沿圆周方向均匀设置有多个除锈片。

位于同一圆周的各所述除锈片与相邻圆周的各除锈片交叉设置。

所述工具安装架分为结构相同的两部分，两部分之间通过连接件相连，任意一部分与所述旋转电机的输出端相连；每部分的一端为U形部，另一端为延伸部，该U形部开口端的一侧安装所述防腐机构，另一端向外侧延伸、形成所述延伸部，该延伸部上安装有所述除锈机构；两部分中的U形部的底部通过所述连接件相连。

所述防腐机构为喷枪，该喷枪通过管路分别与气源及装有防腐材料的罐体连通。

所述移动平台机构包括移动上平台、工业相机、多层式警示灯、工业矿灯、激光雷达、双光摄像机云台及移动底盘机构，该移动底盘机构放置于铁轨上，所述移动上平台安装于移动底盘机构上，该移动上平台上分别安装有所述工业相机、多层式警示灯、工业矿灯、激光雷达及双光摄像机云台。

所述移动底盘机构包括移动车体前轴、移动车体前轮、移动车体底盘、移动车体后轴、移动车体后轮、移动电机及传动机构，该移动车体前轴及移动车体后轴分别转动安装于移动车体底盘的前后两侧，该移动车体前轴的两端均连接有移动车体前轮，所述移动车体后轴的两端均连接有移动车体后轮；所述移动电机安装于移动车体底盘上，输出端与所述移动车体前轴或移动车体后轴相连，该移动车体前轴与移动车体后轴之间通过所述传动机构连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明能够代替作业工人完成扣件弹条的防腐除锈工作，减轻劳动强度，提高了工作效率。

2.本发明采用对称布置的方式，一次性可以清理多个铁轨扣件弹条，本发明结构紧凑，重量轻。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明移动平台机构的立体结构示意图；

图3为图2中移动底盘机构的立体结构示意图；

图4为本发明除锈防腐作业工具安装在移动底盘机构上的立体结构示意图；

图5为本发明除锈防腐作业工具的立体结构示意图；

图6为本发明零位及行走的结构示意图；

图7为本发明对铁轨扣件弹条进行除锈作业的工作状态图；

图8为本发明对铁轨扣件弹条进行清理、防腐作业的工作状态图；

其中：1为气源，2为发电机，3为控制柜，4为移动平台机构，401为移动上平台，402为工业相机，403为多层式警示灯，404为工业矿灯，405为激光雷达，406为双光摄像机云台，407为移动底盘机构，4071为移动车体前轴，4072为移动车体前轮，4073为移动车体底盘，4074为移动车体后轴，4075为移动车体后轮，5为除锈防腐作业工具，501为固定架，502为旋转电机，503为喷枪，504为工具安装架，5041为U形部，5042为延伸部，5043为连接件，505为除锈电机，5051为轴套，5052为除锈片，6为铁轨，7为铁轨扣件弹条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括移动平台机构4及分别安装于该移动平台机构4上的气源1、发电机2、控制柜3和除锈防腐作业工具5，该气源1用于给除锈防腐作业工具5供气，完成清锈及防腐等作业；气源1、控制柜3、移动平台机构4及除锈防腐作业工具5分别与发电机2连接，通过该发电机2供电，气源1、移动平台机构4及除锈防腐作业工具5分别与控制柜3连接，通过该控制柜3控制动作执行；移动平台机构4放置于铁轨6上，该移动平台机构4沿移动方向的两侧分别安装有给铁轨扣件弹条7除锈、清理和防腐的除锈防腐作业工具5；通过移动平台机构4携带气源1、发电机2、控制柜3以及除锈防腐作业机构5实现对轨道扣件弹条7的除锈、清理和防腐的目的。

如图2所示，本实施例的移动平台机构4包括移动上平台401、工业相机402、多层式警示灯403、工业矿灯404、激光雷达405、双光摄像机云台406及移动底盘机构407，该移动底盘机构407放置于铁轨6上，移动上平台401安装于移动底盘机构407上，该移动上平台401上分别安装有工业相机402、多层式警示灯403、工业矿灯404、激光雷达405及双光摄像机云台406。本实施例在移动上平台401的前部分别安装了激光雷达405和双光摄像机云台406，用于除锈防腐机器人机构的定位、地图重建等；在移动上平台401的左右两侧分别对称安装了两个工业相机402，用于获得铁轨扣件弹条6的定位信息，实现精准定位；移动上平台401的左右两侧还对称安装了两个工业矿灯404，用于照明；而在移动上平台401的左侧或右侧还安装了一个多层式警示灯403；工业相机402、多层式警示灯403、工业矿灯404、激光雷达405及双光摄像机云台406分别与发电机2连接，由发电机2供电，并且还分别与控制柜3连接，由控制柜3控制动作执行。本实施例的工业相机402、多层式警示灯403、工业矿灯404、激光雷达405及双光摄像机云台406均为现有技术。

如图3所示，本实施例的移动底盘机构407包括移动车体前轴4071、移动车体前轮4072、移动车体底盘4073、移动车体后轴4074、移动车体后轮4075、移动电机及传动机构(移动电机及传动机构图中未示出)，该移动车体前轴4071及移动车体后轴4074分别转动安装于移动车体底盘4073的前后两侧，该移动车体前轴4071的两端均连接有移动车体前轮4072，移动车体后轴4074的两端均连接有移动车体后轮4075；移动电机安装于移动车体底盘4073上，输出端与移动车体前轴4071或移动车体后轴4074相连(本实施例是与移动车体前轴4071相连)，该移动车体前轴4071与移动车体后轴4074之间通过所述传动机构连接；本实施例的传动机构为链轮链条传动机构，移动电机分别与发电机2和控制柜3连接。

如图4所示，本实施例在移动底盘机构407的左右两侧共安装了三组、六个除锈防腐作业工具5，六个除锈防腐作业工具5均安装于移动车体底盘4073上。

如图5所示，本实施例的除锈防腐作业工具5包括固定架501、旋转电机502、防腐机构、除锈机构及工具安装架504，其中固定架501通过螺钉安装于移动车体底盘4073上，旋转电机502固接于固定架501上，用于实现除锈防腐作业工具5的除锈和防腐功能的切换；旋转电机502的输出端连接有工具安装架504，工具安装架504的一端安装有用于实现铁轨扣件弹条7清理和防腐工作的防腐机构，另一端安装有用于实现铁轨扣件弹条7除锈工作的除锈机构，旋转电机502驱动工具安装架504旋转，实现除锈机构与防腐机构的交替切换，进而实现对铁轨扣件弹条7的除锈、清理和防腐的目的。

本实施例的工具安装架504分为结构相同的两部分，两部分之间通过连接件5043相连，任意一部分与旋转电机502的输出端相连。每部分的一端为U形部5041，另一端为延伸部5042，该U形部5041开口端的一侧安装防腐机构，另一端向外侧延伸、形成延伸部5042，该延伸部5042上安装有除锈机构。两部分中的U形部5041的底部通过连接件5043相连，任意一部的U形部5041的底部与旋转电机502的输出端连接，由旋转电机502驱动工具安装架504整体旋转。

本实施例的防腐机构为喷枪503，该喷枪503为现有技术，通过管路分别与气源1及装有防腐材料的罐体连通；本实施例的气源为压缩空气，本实施例的防腐材料采用市购的德国必可公司生产的“3in1”三合一带锈防腐涂料。

本实施例的除锈机构包括除锈电机505、轴套5051及除锈片5052，该除锈电机505安装于工具安装架504另一端延伸部5042端部的外侧，除锈电机505的输出轴由上套设有轴套5051，该轴套5051的外表面沿圆周方向均匀设置有多个除锈片5052；轴套5051及除锈片5052位于延伸部5042的内侧。除锈电机505驱动轴套5051旋转，进而带动轴套5051上的除锈片5052旋转。工具安装架504两部分的一端各设置一个喷枪503，另一端各设置一个除锈电机505，可分别对铁轨两侧的铁轨扣件弹条7进行除锈、清理和防腐。

本实施例的轴套5051可为一个或为多个，当为一个时，轴套5051与除锈电机505的输出轴键连接，并在除锈电机505输出轴的端部螺纹连接有对该轴套5051轴向限位的螺母。轴套5051上沿轴向长度设置有多排除锈片5052，每排除锈片5052均为沿圆周方向均匀设置的多个。当轴套5051为多个时，每个轴套5051均与除锈电机5的输出轴键连接，并在除锈电机505输出轴的端部螺纹连接有对各轴套5051轴向限位的螺母。每个轴套5051上均沿圆周方向均匀设置有多个除锈片5052。本实施例的轴套5051为多个。位于同一圆周的各除锈片5052与相邻圆周的各除锈片5052交叉设置。

本实施例的旋转电机502分别与发电机2和控制柜3连接，除锈电机505分别与发电机2和控制柜3连接。

本发明对铁轨扣件弹条7除锈、清理以及防腐的过程如下：

将除锈防腐机器人机构放置于铁轨6上，控制柜3向除锈防腐机器人机构下发工作指令，多层式警示灯403亮起，如图6所示。激光雷达405以及双光摄像机云台406获得铁轨6上的铁轨扣件弹条7的位置，并反馈给控制柜3。控制柜3控制除锈防腐机器人机构的移动电机在铁轨6上运动到指定位置，工业相机402确定铁轨扣件弹条7的精确位置，并反馈给控制柜3；控制柜3控制除锈防腐作业工具5到达指定位置。旋转电机502驱动工具安装架504转动，将除锈防腐作业工具5切换到除锈功能，如图7所示。除锈防腐作业工具5的除锈机构对准铁轨扣件弹条7，工具安装架504两部分另一端的两台除锈电机505分别工作，驱动各自输出轴上的轴套5051旋转，进而带动除锈片5052旋转，完成对铁轨扣件弹条7的除锈工作。除锈工作完成后，旋转电机502驱动工具安装架4旋转，使防腐机构对准铁轨扣件弹条7，如图8所示。气源1给喷枪503供气，喷枪503向铁轨扣件弹条7喷气，完成清理铁锈工作；然后喷枪503再向铁轨扣件弹条7喷出防腐材料，完成防腐工作。旋转电机502驱动工具安装架504转动，回到初始位置。完成一次六个铁轨扣件弹条7的除锈防腐周期。

本发明能够完成铁轨扣件弹条7除锈防腐工作，可放置于铁轨6上代替作业工人完成除锈防腐作业，提高轨道检修和维护效率。

Claims (9)

1.一种铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：包括移动平台机构(4)及分别安装于该移动平台机构(4)上的气源(1)、发电机(2)、控制柜(3)和除锈防腐作业工具(5)，该气源(1)、控制柜(3)、移动平台机构(4)及除锈防腐作业工具(5)分别与所述发电机(2)连接，通过该发电机(2)供电，所述气源(1)、移动平台机构(4)及除锈防腐作业工具(5)分别与控制柜(3)连接，通过该控制柜(3)控制动作执行；所述移动平台机构(4)放置于铁轨(6)上，该移动平台机构(4)沿移动方向的两侧分别安装有给铁轨扣件弹条(7)除锈、清理和防腐的除锈防腐作业工具(5)；所述除锈防腐作业工具(5)包括固定架(501)、旋转电机(502)、防腐机构、除锈机构及工具安装架(504)，该固定架(501)安装于所述移动平台机构(4)上，所述旋转电机(502)固接于固定架(501)上，该旋转电机(502)的输出端连接有工具安装架(504)，所述工具安装架(504)的一端安装有用于实现铁轨扣件弹条(7)清理和防腐工作的防腐机构，另一端安装有用于实现铁轨扣件弹条(7)除锈工作的除锈机构，所述旋转电机(502)驱动工具安装架(504)旋转，实现所述除锈机构与防腐机构的交替切换，进而实现对铁轨扣件弹条(7)的除锈、清理和防腐。

2.根据权利要求1所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述除锈机构包括除锈电机(505)、轴套(5051)及除锈片(5052)，该除锈电机(505)安装于所述工具安装架(504)的另一端，所述除锈电机(505)的输出轴上套设有轴套(5051)，该轴套(5051)的外表面沿圆周方向均匀设置有多个除锈片(5052)。

3.根据权利要求2所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述轴套(5051)为一个，与除锈电机(505)的输出轴键连接，并在所述除锈电机(505)输出轴的端部螺纹连接有对该轴套(5051)轴向限位的螺母；所述轴套(5051)上沿轴向长度设置有多排除锈片(5052)，每排除锈片(5052)均为沿圆周方向均匀设置的多个。

4.根据权利要求2所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述轴套(5051)为多个，每个轴套(5051)均与除锈电机(505)的输出轴键连接，并在所述除锈电机(505)输出轴的端部螺纹连接有对各轴套(5051)轴向限位的螺母；每个所述轴套(5051)上均沿圆周方向均匀设置有多个除锈片(5052)。

5.根据权利要求3或4所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：位于同一圆周的各所述除锈片(5052)与相邻圆周的各除锈片(5052)交叉设置。

6.根据权利要求1所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述工具安装架(504)分为结构相同的两部分，两部分之间通过连接件(5043)相连，任意一部分与所述旋转电机(502)的输出端相连；每部分的一端为U形部(5041)，另一端为延伸部(5042)，该U形部(5041)开口端的一侧安装所述防腐机构，另一端向外侧延伸、形成所述延伸部(5042)，该延伸部(5042)上安装有所述除锈机构；两部分中的U形部(5041)的底部通过所述连接件(5043)相连。

7.根据权利要求1所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述防腐机构为喷枪(503)，该喷枪(503)通过管路分别与气源(1)及装有防腐材料的罐体连通。

8.根据权利要求1所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述移动平台机构(4)包括移动上平台(401)、工业相机(402)、多层式警示灯(403)、工业矿灯(404)、激光雷达(405)、双光摄像机云台(406)及移动底盘机构(407)，该移动底盘机构(407)放置于铁轨(6)上，所述移动上平台(401)安装于移动底盘机构(407)上，该移动上平台(401)上分别安装有所述工业相机(402)、多层式警示灯(403)、工业矿灯(404)、激光雷达(405)及双光摄像机云台(406)。

9.根据权利要求8所述的铁轨扣件弹条除锈防腐机器人机构，其特征在于：所述移动底盘机构(407)包括移动车体前轴(4071)、移动车体前轮(4072)、移动车体底盘(4073)、移动车体后轴(4074)、移动车体后轮(4075)、移动电机及传动机构，该移动车体前轴(4071)及移动车体后轴(4074)分别转动安装于移动车体底盘(4073)的前后两侧，该移动车体前轴(4071)的两端均连接有移动车体前轮(4072)，所述移动车体后轴(4074)的两端均连接有移动车体后轮(4075)；所述移动电机安装于移动车体底盘(4073)上，输出端与所述移动车体前轴(4071)或移动车体后轴(4074)相连，该移动车体前轴(4071)与移动车体后轴(4074)之间通过所述传动机构连接。

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