CN112706809B - 动车组车下部件四自由度精确吊装运载车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，属于轨道交通车辆装配阶段车下部件运载设备技术领域；本发明设置有底架；承载台布设在底架上方；活动层包括移动层、旋转层、升降层；移动层下部与底架滑动连接，移动层上部与旋转层旋转连接；旋转层上部通过支架支撑升降层沿Z轴升降；升降层上部滑动连接有承载台；活动层还包括分布在底架和移动层、移动层和旋转层、以及旋转层和承载台之间的传动机构，用于使承载台沿X轴位移、沿XY平面旋转位移、沿Z轴升降、沿Y轴位移，本发明具有能够同时在四个自由度内进行精确调节车下部件位置，结构简单，操作稳定、可靠，省时省力，有利于提高工作效率的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆装配阶段车下部件运载设备技术领域，尤其涉及一种动车组车下部件四自由度精确吊装运载车。
背景技术
在动车组结构设计中，车下部件采用滑槽-滑块-紧固件-部件吊耳配合安装的方式，通过四轮小车将部件运载至车下大概位置，升降到对应高度后进行安装，因为在这一过程中运载部件的小车无法精确定位，所以当部件升降后普遍存在吊耳螺栓孔与滑槽内滑块无法对齐的现象，由于车下部件质量最多可达数吨(例如牵引变压器≥5吨)，小车滑轮难以在小范围内灵活移动，通常班组三到五人合力推动小车也难以根据图纸定位尺寸精准的移动车上所载部件，在无法完全对齐螺栓孔位置时强行推拉部件存在划伤紧固件螺纹的风险，如果安装部件紧邻位置已有其它部件安装，所能操作的空间很小，调整位置过程中又存在损伤部件电缆线的风险，因为需要满足部件安装的定位尺寸，往往需要多次紧固和拆解螺栓，虽然螺栓的选择在设计阶段考虑到安全冗余度的问题，但螺栓在拆装过程中反复拉伸，存在寿命降低，提前失效的风险；
现有技术中，如附图12所示，部件运载小车多为机械交叉式升降车，对于质量较大的部件采用气动升降的气垫车，然而，上述部件运载小车和气垫车都只能调整竖直方向单一自由度，使用不方便，无法精确定位，而且，劳动强度大，费时费力；
所以，就以上问题，本发明提供一种能够同时在四个自由度内进行精确调节车下部件位置，结构简单，操作稳定、可靠的一种动车组车下部件四自由度精确吊装运载车是必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种能够同时在四个自由度内进行精确调节车下部件位置，结构简单，操作稳定、可靠，省时省力，有利于提高工作效率的一种动车组车下部件四自由度精确吊装运载车。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，包括：
底架；
承载台，其布设在所述底架上方；
活动层，其包括移动层、旋转层、升降层；
所述移动层下部与所述底架滑动连接，所述移动层上部与所述旋转层旋转连接；
所述旋转层上部通过支架支撑所述升降层沿Z轴升降；
所述升降层上部滑动连接有所述承载台；
所述活动层还包括分布在所述底架和所述移动层、所述移动层和所述旋转层、以及所述旋转层和所述承载台之间的传动机构，用于使所述承载台沿X轴位移、沿XY平面旋转位移、沿Z轴升降、沿Y轴位移。
进一步的，所述传动机构包括第一传动系、第二传动系、第三传动系、第四传动系；
所述第一传动系包括旋转连接在所述底架上的X轴丝杠和固连在所述移动层上的X轴丝母；以及
固连在所述底架上驱动所述X轴丝杠旋转的第一电机部件；
所述X轴丝母和所述X轴丝杠螺旋转动；
所述第二传动系包括旋转连接在所述移动层上的蜗杆和与所述旋转层固定连接的蜗轮；以及
固连在所述移动层上驱动所述蜗杆旋转的第二电机部件；
所述蜗杆与所述蜗轮啮合；
所述第三传动系包括固连在所述旋转层上的伸缩杆，所述伸缩杆末端与所述支架旋转连接，以便所述伸缩杆伸展或收缩能够驱动所述支架升降；
所述第四传动系包括旋转连接在所述升降层上的Y轴丝杠和固连在所述承载台上的Y轴丝母；以及
固连在所述升降层上驱动所述Y轴丝杠旋转的第三电机部件；
所述Y轴丝母和所述Y轴丝杠螺旋转动。
进一步的，所述底架上表面沿X轴开设有第一滑槽，所述移动层下表面通过第一滑块与所述第一滑槽滑动连接，所述移动层上表面装设有旋转轴，所述旋转轴与所述旋转层固定连接，并且，所述旋转轴上固连有所述蜗轮。
进一步的，所述底架下表面旋转连接有多个滑轮，所述滑轮安装有刹车片，用于锁定所述滑轮位置。
进一步的，所述底架一端安装有把手，用于驱动所述底架位移。
进一步的，所述支架包括多个圆柱梁、对称地布设在所述圆柱梁两端的支臂组、以及与所述旋转层和所述升降层固定连接的第一支座和第二支座；
所述支臂组包括多个长度相等的支臂；
所述支臂两端及中部均开设有轴孔，用于与所述圆柱梁旋转连接，以便使两个支臂呈X形交叉旋转连接；
其中，所述支臂组相同的一侧端部均旋转连接有所述第一支座，所述支臂远离所述第一支座侧均滑动连接有所述第二支座。
进一步的，所述升降层上表面沿Y轴开设有第二滑槽，所述承载台通过第二滑块与所述第二滑槽滑道连接。
进一步的，所述伸缩杆为固连在所述旋转层上的液压油缸。
在上述技术方案中，本发明提供的一种动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，有益效果：
本发明设计的运载车与现有技术相比，底架上部依次布设有活动层、承载台，活动层包括移动层、旋转层、升降层，通过移动层带动承载台沿X轴直线位移，通过旋转层带动承载台在XY平面内旋转，通过升降层带动承载台沿Z轴升降，升降层上部与承载台沿Y轴滑动连接，承载台上部承托车下部件，进而，使该运载车实现四个自由度精准调整车下部件位置，方便车下部件与车体装配；
其次，活动层还包括传动机构，通过传动机构驱动移动层沿X轴位移、驱动旋转层沿XY平面旋转位移、驱动升降层沿Z轴升降、驱动承载台沿Y轴位移，传动机构运行，可以实现单人操作该运载车，使该运载车不但可以节约班组人员数量和工时，降低操作人员工作强度，还可以有效避免因为强行移动、粗犷作业带来的紧固件损伤隐患，具有结构简单，操作稳定、可靠，省时省力，工作效率高、节约生产成本的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车的整体结构示意图；
图2是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车工作状态示意图；
图3是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车底架的结构示意图；
图4是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车移动层的结构示意图；
图5是图4的Ⅰ向视图；
图6是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车旋转层的结构示意图；
图7是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车支架的结构示意图；
图8是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车升降层的结构示意图；
图9是图8的Ⅱ向视图；
图10是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车承载台的结构示意图；
图11是本发明公开的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车承载车下部件状态示意图；
图12是现有技术中部件运载小车结构示意图。
附图标记说明：
底架1；第一滑槽101；滑轮102；刹车片103；把手104；
移动层2；第一滑块201；旋转轴201；
旋转层3；支架301；圆柱梁302；支臂303；第一支座304；第二支座305；
升降层4；第二滑槽401；
承载台5；第二滑块501；
第一传动系6；X轴丝杠601；X轴丝母602；第一电机部件603；
第二传动系7；蜗杆701；蜗轮702；第二电机部件703；
第三传动系8；伸缩杆801；
第四传动系9；Y轴丝杠901；Y轴丝母902；第三电机部件903。
车体1000；
车下部件2000；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1所示；
动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，包括：
底架1；
承载台5，其布设在底架1上方；
活动层，其包括移动层2、旋转层3、升降层4；
移动层2下部与底架1滑动连接，移动层2上部与旋转层3旋转连接；
旋转层3上部通过支架301支撑升降层4沿Z轴升降；
升降层4上部滑动连接有承载台5；
活动层还包括分布在底架1和移动层2、移动层2和旋转层3、以及旋转层3和承载台5之间的传动机构，用于使承载台5沿X轴位移、沿XY平面旋转位移、沿Z轴升降、沿Y轴位移。
具体的，该结构中，参见图1所示，底架1上部依次布设有活动层、承载台5，活动层包括移动层2、旋转层3、升降层4；
移动层2与底架1滑动连接，旋转层3与移动层2旋转连接，升降层4与旋转层3通过支架301固定连接，支架301为能够垂直升降的伸缩支架，承载台5与升降层4滑动连接，该结构中，通过移动层2带动承载台5沿X轴直线位移，通过旋转层3带动承载台5在XY平面内旋转，通过升降层4带动承载台5沿Z轴升降，升降层4上部与承载台5滑动连接，承载台5上部承托车下部件2000，进而，使该运载车实现四个自由度精准调整车下部件2000位置，方便车下部件2000与车体1000装配，降低劳动强度，节约时间，提高工作效率；
另外，活动层还包括传动机构，传动机构分布在底架1和移动层2、移动层2和旋转层3、以及旋转层3和承载台5之间，通过传动机构驱动移动层2沿X轴位移、驱动旋转层3沿XY平面旋转位移、驱动升降层4沿Z轴升降、驱动承载台5沿Y轴位移，传动机构与外部电气设备电路连通控制传动机构运行，实现单人可操作该运载车，该运载车不但可以节约班组人员数量和工时，降低操作人员工作强度，还可以有效避免因为强行移动、粗犷作业带来的紧固件损伤隐患；
参见图2所示；
优选的，传动机构包括第一传动系6、第二传动系7、第三传动系8、第四传动系9；
第一传动系6包括旋转连接在底架1上的X轴丝杠601和固连在移动层2上的X轴丝母602；以及
固连在底架1上驱动X轴丝杠601旋转的第一电机部件603；
X轴丝母602和X轴丝杠601螺旋转动；
第二传动系7包括旋转连接在移动层2上的蜗杆701和与旋转层3固定连接的蜗轮702；以及
固连在移动层2上驱动蜗杆701旋转的第二电机部件703；
蜗杆701与蜗轮702啮合；
第三传动系8包括固连在旋转层3上的伸缩杆801，伸缩杆801末端与支架301旋转连接，以便伸缩杆801伸展或收缩能够驱动支架301升降；
第四传动系9包括旋转连接在升降层4上的Y轴丝杠901和固连在承载台5上的Y轴丝母902；以及
固连在升降层4上驱动Y轴丝杠901旋转的第三电机部件903；
Y轴丝母902和Y轴丝杠901螺旋转动。
具体的，该结构中，第一传动系6的第一电机部件603、第二传动系7的第二电机部件703、第四传动系9的第三电机部件903均包括现有技术中伺服电机和减速器，通过伺服电机驱动X轴丝杠601与X轴丝母602螺旋传动、驱动蜗杆701与蜗轮702实现蜗轮蜗杆传动、驱动Y轴丝杠901与Y轴丝母902螺旋传动，第三传动系8包括固连在旋转层3上的伸缩杆801；
优选的，伸缩杆801为固连在旋转层3上的液压油缸。液压油缸的活塞杆与支架301的圆柱梁302旋转连接，工作时，当液压油缸的活塞杆伸出时推动支架301伸展，升降层4升起，当液压油缸的活塞杆收缩时带支架301收缩，升降层4下降；
参见图3、4、5所示；
优选的，底架1上表面沿X轴开设有第一滑槽101，移动层2下表面通过第一滑块201与第一滑槽101滑动连接，具体的，为了保证该运载车使用稳定性，第一滑块201的长度设置为2000mm，第一滑块201在第一滑槽101稳定移动区间为0-400mm，移动层2上表面装设有旋转轴202，旋转轴202与旋转层3固定连接，并且，旋转轴202上固连有蜗轮702。
优选的，底架1一端安装有把手104，用于驱动底架1位移。具体的，把手104远离移动层2侧与地面夹角呈60°；
优选的，底架1下表面旋转连接有多个滑轮102，通过滑轮102将该运载车移动到装配工位上，使用方便，另外，滑轮102安装有刹车片103，用于锁定滑轮102位置。通过刹车片103与滑轮102接触锁定锁定滑轮102位置，避免车下部件2000与车体1000装配该运载车移动，保证了该运载车使用安全性；
参见图6-9所示；
优选的，支架301包括多个圆柱梁302、对称地布设在圆柱梁302两端的支臂组、以及与旋转层3和升降层4固定连接的第一支座304和第二支座305；
支臂组包括多个长度相等的支臂303；
支臂303两端及中部均开设有轴孔，用于与圆柱梁302旋转连接，以便使两个支臂303呈X形交叉旋转连接；
其中，支臂组相同的一侧端部均旋转连接有第一支座304，支臂303远离第一支座304侧均滑动连接有第二支座305。
具体的，该结构中，旋转层3上表面和升降层4下表面均固连有第一支座304和第二支座305，第二支座305开设有长条孔；
支架301包括圆柱梁302和支臂303，支臂303四个为一组形成支臂组，其中，两个支臂303之间呈X形交叉旋转连接，使支臂组形成二级X形升降结构，支臂303两端及中部均形成有铰接点，铰接点开设有轴孔，通过轴孔与圆柱梁302端部旋转连接，为了保证支架301支撑稳定性，圆柱梁302两侧对称地布设有支臂组，支臂组端部一侧的圆柱梁302与第一支座304旋转连，另一侧的圆柱梁302与第二支座305的长条孔滑动连接，旋转层3上表面固连有第三传动系8，通过第三传动系8与第二支座305的圆柱梁302旋转连接，进而第三传动系8伸缩推动圆柱梁302在第二支座305内滑动、使支架301实现沿Z轴升降，为了保证该运载车在Z轴方向的稳定性，可以将支架301稳定升降区间设置为0-500mm；
参见图8、10所示；
优选的，升降层4上表面沿Y轴开设有第二滑槽401，承载台5通过第二滑块501与第二滑槽401滑道连接。具体的，第二滑块501长度1200mm，承载台5在Y轴方向稳定移动区间0-300mm，而且，升降层4上表面的第二滑槽401和车架1上的第一滑槽101均呈楔形结构的滑槽，第二滑块501和第一滑块201均为与楔形结构的滑槽外形匹配楔形滑块；
参见图8所示，楔形结构的滑槽横截面呈等腰梯形结构，滑槽的开口宽度小于滑槽底壁宽度，保证滑块在滑槽内直线位移；
在上述技术方案中，本发明提供的一种动车组车下部件四自由度精确吊装运载车；
使用方法：
参见图11所示，车下部件2000与车体1000装配时，车下部件2000可以是牵引变压器、车载电源箱等质量重、体积大、装配精度要求高，周围制动管路、电缆线束较多的电气设备；
首先，将车下部件2000放置在承载台5上，推动车架1，将该运载车推至车体1车下部件2000安装工位上，通过外部控制设备驱动传动机构运行，传动机构通过第一传动系6驱动移动层2沿X轴位移，通过第二传动系7驱动旋转层3在XY平面旋转，通过第三传动系8驱动支架301使升降层4沿Z轴升降、通过第四传动系9驱动承载台5沿Y轴位移，实现精确的调整车下部件2000角度和位移体位，进而使承载台5上的车下部件2000吊耳螺栓通孔与焊接滑槽精确对应；
有益效果：
本发明设计的运载车与现有技术相比，底架上部依次布设有活动层、承载台，活动层包括移动层、旋转层、升降层，通过移动层带动承载台沿X轴直线位移，通过旋转层带动承载台在XY平面内旋转，通过升降层带动承载台沿Z轴升降，升降层上部与承载台沿Y轴滑动连接，承载台上部承托车下部件，进而，使该运载车实现四个自由度精准调整车下部件位置，方便车下部件与车体装配；
其次，活动层还包括传动机构，通过传动机构驱动移动层沿X轴位移、驱动旋转层沿XY平面旋转位移、驱动升降层沿Z轴升降、驱动承载台沿Y轴位移，传动机构运行，可以实现单人操作该运载车，使该运载车不但可以节约班组人员数量和工时，降低操作人员工作强度，还可以有效避免因为强行移动、粗犷作业带来的紧固件损伤隐患，具有结构简单，操作稳定、可靠，省时省力，工作效率高、节约生产成本的有益效果。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (5)
1.动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，其特征在于，包括：
底架（1）；
承载台（5），其布设在所述底架（1）上方；
活动层，其包括移动层（2）、旋转层（3）、升降层（4）；
所述移动层（2）下部与所述底架（1）滑动连接，所述移动层（2）上部与所述旋转层（3）旋转连接；
所述旋转层（3）上部通过支架（301）支撑所述升降层（4）沿Z轴升降；
所述升降层（4）上部滑动连接有所述承载台（5）；
所述活动层还包括分布在所述底架（1）和所述移动层（2）、所述移动层（2）和所述旋转层（3）、以及所述旋转层（3）和所述承载台（5）之间的传动机构，用于使所述承载台（5）沿X轴位移、沿XY平面旋转位移、沿Z轴升降、沿Y轴位移；
所述传动机构包括第一传动系（6）、第二传动系（7）、第三传动系（8）、第四传动系（9）；
所述第一传动系（6）包括旋转连接在所述底架（1）上的X轴丝杠（601）和固连在所述移动层（2）上的X轴丝母（602）；以及
固连在所述底架（1）上驱动所述X轴丝杠（601）旋转的第一电机部件（603）；
所述X轴丝母（602）和所述X轴丝杠（601）螺旋转动；
所述第二传动系（7）包括旋转连接在所述移动层（2）上的蜗杆（701）和与所述旋转层（3）固定连接的蜗轮（702）；以及
固连在所述移动层（2）上驱动所述蜗杆（701）旋转的第二电机部件（703）；
所述蜗杆（701）与所述蜗轮（702）啮合；
所述第三传动系（8）包括固连在所述旋转层（3）上的伸缩杆（801），所述伸缩杆（801）末端与所述支架（301）旋转连接，以便所述伸缩杆（801）伸展或收缩能够驱动所述支架（301）升降；
所述第四传动系（9）包括旋转连接在所述升降层（4）上的Y轴丝杠（901）和固连在所述承载台（5）上的Y轴丝母（902）；以及
固连在所述升降层（4）上驱动所述Y轴丝杠（901）旋转的第三电机部件（903）；
所述Y轴丝母（902）和所述Y轴丝杠（901）螺旋转动；
所述底架（1）上表面沿X轴开设有第一滑槽（101），所述移动层（2）下表面通过第一滑块（201）与所述第一滑槽（101）滑动连接，所述移动层（2）上表面装设有旋转轴（202），所述旋转轴（202）与所述旋转层（3）固定连接，并且，所述旋转轴（202）上固连有所述蜗轮（702）；
所述支架（301）包括多个圆柱梁（302）、对称地布设在所述圆柱梁（302）两端的支臂组、以及与所述旋转层（3）和所述升降层（4）固定连接的第一支座（304）和第二支座（305）；
所述支臂组包括多个长度相等的支臂（303）；
所述支臂（303）两端及中部均开设有轴孔，用于与所述圆柱梁（302）旋转连接，以便使两个支臂（303）呈X形交叉旋转连接；
其中，所述支臂组相同的一侧端部均旋转连接有所述第一支座（304），所述支臂（303）远离所述第一支座（304）侧均滑动连接有所述第二支座（305）。
2.根据权利要求1所述的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，其特征在于；
所述底架（1）下表面旋转连接有多个滑轮（102），所述滑轮（102）安装有刹车片（103），用于锁定所述滑轮（102）位置。
3.根据权利要求2所述的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，其特征在于；
所述底架（1）一端安装有把手（104），用于驱动所述底架（1）位移。
4.根据权利要求1所述的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，其特征在于；
所述升降层（4）上表面沿Y轴开设有第二滑槽（401），所述承载台（5）通过第二滑块（501）与所述第二滑槽（401）滑道连接。
5.根据权利要求1所述的动车组车下部件四自由度精确吊装运载车，其特征在于；
所述伸缩杆（801）为固连在所述旋转层（3）上的液压油缸。
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