CN114102635A - 一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法 - Google Patents

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邓乐乐
陶祝同
李荣铎
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Abstract

本发明公开了一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法,包括垂向伸缩装置,垂向伸缩装置的底部固定连接有水平伸缩装置,水平伸缩装置的一端固定连接有过渡连接板,过渡连接板的底部安装有管夹,管夹中嵌入有清洗管件;垂向伸缩装置和水平伸缩装置均包括外部箱架、内部箱架和移动件,内部箱架嵌入外部箱架内;外部箱架的顶部设置有端部安装板。本发明设置垂向伸缩装置和水平伸缩装置将清洗管件输送到指定位置,能够在清洗过程中跟随车辆的振动偏移实时调整清洗管件的位置,保证清洗管件与第三轨的距离不超出第三轨安全距离,且具有较高的清洗质量和清洗效率,节约了时间和资源,降低了劳动强度。

Description

一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法
技术领域
本发明属于水冲洗自动化控制的技术领域,具体涉及一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法。
背景技术
采用第三轨供电的列车在运行过程中因受流器与第三轨的相互摩擦作用而不断产生磨屑,且第三轨及其绝缘防护罩长期暴露于自然环境中,其表面杂质和空气接触氧化,与多种外来污染物形成混合附着污垢,严重影响列车的供电性能以及运行稳定性,需要定期清洗维护以保证使用性能并延长使用寿命。
目前,第三轨的清洗主要采用人工喷洒清洗剂、利用百洁布等工具进行手工擦拭的方法,清洗质量不高且清洗效率较低。为了节约时间和资源,降低劳动强度,第三轨自动化清洗技术越来越重要。但目前为止,国内外有关第三轨自动清洗设备的研究及工程实践基本没有。
为解决上述技术问题,本发明提供一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法,可实现第三轨高效率、高质量的清洗作业。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明提供了一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法,解决了现有第三轨自动清洗设备清洗质量不高且清洗效率较低的问题。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一方面,本方案提供一种第三轨自动化清洗机械手,其包括垂向伸缩装置,垂向伸缩装置的底部固定连接有水平伸缩装置,水平伸缩装置的一端固定连接有过渡连接板,过渡连接板的底部安装有管夹,管夹中嵌入有清洗管件。
本发明设置垂向伸缩装置和水平伸缩装置将清洗管件输送到指定位置,能够在清洗过程中跟随车辆的振动偏移实时调整清洗管件的位置,保证清洗管件与第三轨的距离不超出第三轨安全距离,且具有较高的清洗质量和清洗效率,节约了时间和资源,降低了劳动强度。
进一步地,垂向伸缩装置和水平伸缩装置均包括外部箱架、内部箱架和移动件,内部箱架嵌入外部箱架内;外部箱架的顶部设置有端部安装板,端部安装板上安装有用于测量移动件移动距离的位移传感器。
进一步地,外部箱架与内部箱架之间设置有外部箱架滑块和内部箱架滑块。
进一步地,位移传感器为拉绳位移传感器,位移传感器的底部开设有若干个固定螺丝孔,位移传感器通过紧固件固定于端部安装板上。
进一步地,位移传感器的绳端安装接头上开设有螺纹孔,与其对应的内部箱架上开设有沉头孔,位移传感器的绳端安装接头通过其对应的紧固件与内部箱架固定连接。
进一步地,外部箱架滑块上开设有螺纹孔,外部箱架上开设有沉孔,外部箱架滑块通过紧固件固定于外部箱架上;内部箱架滑块上开设有沉孔,内部箱架上开设有螺纹孔,内部箱架滑块通过紧固件固定于内部箱架上。
进一步地,垂向伸缩装置内的内部箱架底部设置有尾部安装板;垂向伸缩装置内的移动件的两端均通过垂向伸缩装置内的紧固件分别与垂向伸缩装置内的端部安装板和尾部安装板固定连接。
进一步地,水平伸缩装置内的移动件的两端均通过水平伸缩装置内的紧固件分别与水平伸缩装置的端部安装板和内部箱架底部固定连接。
另一方面,本方案还提供第三轨自动化清洗机械手的清洗方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、设置清洗作业开始前清洗机械手与第三轨预设位置初始水平距离值为目标水平距离信号,设置清洗机械手与第三轨顶面初始垂向距离值为目标垂向距离信号;
S2、水平距离传感器和垂向距离传感器发送清洗机械手相对第三轨预设位置的水平距离值和相对于轨面的垂向距离值,作为距离输入信号发送给伺服控制模块;
S3、伺服控制模块将水平距离传感器和垂向距离传感器输入距离信号与目标距离信号与进行对比,得到信号传递差值;基于信号传递差值生成控制量并发送命令给伺服驱动模块;
S4、伺服驱动模块根据控制命令控制清洗机械手垂向或水平伸缩装置移动指定距离;
S5、位移传感器检测机械手的移动位移量,并生成位移信号反馈给伺服控制模块。
本发明公开了一种第三轨自动化清洗机械手及其清洗方法,其有益效果为:
1、本发明清洗机械手主要分为两种状态,清洗状态和非清洗状态;设置垂向伸缩装置和水平伸缩装置将清洗管件输送到指定位置,清洗状态下,能够在清洗过程中跟随车辆的振动偏移实时调整清洗管件的位置,保证清洗管件与第三轨的距离不超出第三轨安全距离;非清洗状态下,将清洗管件收回到车辆限界内,机械手锁紧,随车返回;且具有较高的清洗质量和清洗效率,节约了时间和资源,降低了劳动强度。
2、本发明能够在第三轨清洗作业中灵活调节清洗管件的位置,自动化程度高,运行可靠,可实现对第三轨高质量、高效率的自动化清洗作业。同时投入成本低,在降低工人劳动强度的基础上提高了经济效益。
附图说明
图1为一种第三轨自动化清洗机械手的结构示意图。
图2为一种第三轨自动化清洗机械手安装在清洗车上侧视图。
图3为一种第三轨自动化清洗机械手的立体分解结构示意图。
图4为一种第三轨自动化清洗机械手的外部箱架滑块安装示意图。
图5为一种第三轨自动化清洗机械手的内部箱架滑块安装示意图。
图6为一种第三轨自动化清洗机械手的位移传感器安装示意图。
图7为一种第三轨自动化清洗机械手的清洗方法步骤图。
其中,1、垂向伸缩装置;2、水平伸缩装置;3、过渡连接板;4、管夹;5、清洗管件;01、外部箱架;02、内部箱架;03、移动件;04、端部安装板;05、尾部安装板;06、位移传感器;07、外部箱架滑块;08、内部箱架滑块;09、紧固件;6、水平距离传感器;7、垂向距离传感器。
具体实施方式
面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的实施例一,参考图1,本实施例的一种第三轨自动化清洗机械手,包括:
垂向伸缩装置1、水平伸缩装置2、过渡连接板3、管夹4和清洗管件5。
水平伸缩装置2固定连接于垂向伸缩装置1的底部,过渡连接板3固定连接于水平伸缩装置2的一端,管夹4安装于过渡连接板3的底部,清洗管件5嵌入管夹4中。
以下将对上述各个部件进行详细描述:
垂向伸缩装置1,具体包括:外部箱架01、内部箱架02、移动件03、端部安装板04、尾部安装板05、位移传感器06、外部箱架滑块07和内部箱架滑块08。
内部箱架02嵌入外部箱架01内;外部箱架01的顶部设置有端部安装板04。
内部箱架02底部设置有尾部安装板05;移动件03的两端均通过垂向伸缩装置1内的紧固件03分别与垂向伸缩装置1内的端部安装板04和尾部安装板05固定连接。
端部安装板04上安装有用于测量移动件03移动距离的位移传感器06,位移传感器06用于测量移动件03的移动距离。
外部箱架01与内部箱架02之间设置有外部箱架滑块07和内部箱架滑块08。
水平伸缩装置2,具体包括:外部箱架01、内部箱架02、移动件03、端部安装板04、位移传感器06、外部箱架滑块07和内部箱架滑块08。
水平伸缩装置2内的移动件03的两端均通过水平伸缩装置2内的紧固件09分别与水平伸缩装置2的端部安装板04和内部箱架02底部固定连接。
外部箱架01与内部箱架02之间设置有外部箱架滑块07和内部箱架滑块08。
外部箱架滑块07上开设有螺纹孔,外部箱架01上开设有沉孔,外部箱架滑块07通过紧固件09固定于外部箱架01上;内部箱架滑块08上开设有沉孔,内部箱架02上开设有螺纹孔,内部箱架滑块08通过紧固件09固定于内部箱架02上。
位移传感器06为拉绳位移传感器,位移传感器06的底部开设有若干个固定螺丝孔,位移传感器06通过紧固件09固定于端部安装板04上。
位移传感器06的绳端安装接头上开设有螺纹孔,与其对应的内部箱架02上开设有沉头孔,位移传感器06的绳端安装接头通过其对应的紧固件09与内部箱架02固定连接。
本实施例一的工作原理为:
清洗机械手主要分为两种状态,清洗状态和非清洗状态。
清洗状态下,清洗机械手利用其垂向伸缩装置1和水平伸缩装置2将清洗管件5输送到指定位置,并且能在清洗过程中随着车辆的振动偏移实时调整清洗管件5位置,保证清洗管件5与第三轨的距离不超出第三轨安全距离。
非清洗状态下,将清洗管件5收回到车辆限界内,机械手锁紧,随车返回。
根据本申请的实施例二,本方案还提供第三轨自动化清洗机械手的清洗方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、设置清洗作业开始前清洗机械手与第三轨某一固定位置初始水平距离值为目标水平距离信号,设置清洗机械手与第三轨顶面初始垂向距离值为目标垂向距离信号;
S2、设置在转向架构架机械手安装点附近的水平距离传感器和垂向距离传感器实时采集清洗机械手相对第三轨某一固定位置的水平距离值和相对于轨面的垂向距离值,作为距离输入信号发送给伺服控制模块;
S3、伺服控制模块将水平距离传感器6和垂向距离传感器7输入距离信号与目标距离信号与进行对比,得到信号传递差值;基于信号传递差值生成控制量并发送命令给伺服驱动模块;
S4、伺服驱动模块根据控制命令控制清洗机械手垂向伸缩装置1或水平伸缩装置2移动指定距离;
S5、位移传感器06检测机械手的移动位移量,并生成位移信号反馈给伺服控制模块。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:包括垂向伸缩装置(1),所述垂向伸缩装置(1)的底部固定连接有水平伸缩装置(2),所述水平伸缩装置(2)的一端固定连接有过渡连接板(3),所述过渡连接板(3)的底部安装有管夹(4),所述管夹(4)中嵌入有清洗管件(5)。
2.根据权利要求1所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述垂向伸缩装置(1)和所述水平伸缩装置(2)均包括外部箱架(01)、内部箱架(02)和移动件(03),所述内部箱架(02)嵌入所述外部箱架(01)内;所述外部箱架(01)的顶部设置有端部安装板(04),所述端部安装板(04)上安装有用于测量移动件(03)移动距离的位移传感器(06)。
3.根据权利要求2所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述外部箱架(01)与内部箱架(02)之间设置有外部箱架滑块(07)和内部箱架滑块(08)。
4.根据权利要求3所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述位移传感器(06)为拉绳位移传感器,所述位移传感器(06)的底部开设有若干个固定螺丝孔,所述位移传感器(06)通过紧固件(09)固定于端部安装板(04)上。
5.根据权利要4所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述位移传感器(06)的绳端安装接头上开设有螺纹孔,与其对应的所述内部箱架(02)上开设有沉头孔,所述位移传感器(06)的绳端安装接头通过其对应的紧固件(09)与所述内部箱架(02)固定连接。
6.根据权利要求5所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述外部箱架滑块(07)上开设有螺纹孔,所述外部箱架(01)上开设有沉孔,所述外部箱架滑块(07)通过紧固件(09)固定于所述外部箱架(01)上;所述内部箱架滑块(08)上开设有沉孔,所述内部箱架(02)上开设有螺纹孔,所述内部箱架滑块(08)通过紧固件(09)固定于所述内部箱架(02)上。
7.根据权利要求6所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述垂向伸缩装置(1)内的内部箱架(02)底部设置有尾部安装板(05);所述垂向伸缩装置(1)内的移动件(03)的两端均通过所述垂向伸缩装置(1)内的紧固件(09)分别与所述垂向伸缩装置(1)内的所述端部安装板(04)和所述尾部安装板(05)固定连接。
8.根据权利要求6所述的第三轨自动化清洗机械手,其特征在于:所述水平伸缩装置(2)内的移动件(03)的两端均通过所述水平伸缩装置(2)内的紧固件(09)分别与所述水平伸缩装置(2)的端部安装板(04)和内部箱架(02)底部固定连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的第三轨自动化清洗机械手的清洗方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、设置清洗作业开始前清洗机械手与第三轨预设位置初始水平距离值为目标水平距离信号,设置清洗机械手与第三轨顶面初始垂向距离值为目标垂向距离信号;
S2、水平距离传感器(6)和垂向距离传感器(7)发送清洗机械手相对第三轨预设位置的水平距离值和相对于轨面的垂向距离值,作为距离输入信号发送给伺服控制模块;
S3、伺服控制模块将水平距离传感器(6)和垂向距离传感器(7)输入距离信号与目标距离信号进行对比,得到信号传递差值;基于信号传递差值生成控制量并发送命令给伺服驱动模块;
S4、伺服驱动模块根据控制命令控制清洗机械手垂向伸缩装置(1)或水平伸缩装置(2)移动指定距离;
S5、位移传感器(06)检测机械手的移动位移量,并生成位移信号反馈给伺服控制模块。
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