CN115119641A - 一种铁路侵界树篱修剪装置 - Google Patents

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杨文明
王文玺
张雷
杨洋
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Abstract

本发明公开了一种铁路侵界树篱修剪装置，属于铁路侵界树篱修剪技术领域，包括矩形框架、安装于矩形框架底部的四驱轮机构、安装于矩形框架顶部的角度调节机构、安装于角度调节机构上的转动机构、安装于转动机构上的机械臂以及安装于机械臂上的切割装置。本发明针对铁路沿线窄路段设计而成，本方案能够在铁路沿线窄路段、路肩和道砟斜面行进，在行进中能够避开里程标、电线杆等障碍物，并能够由普通养护工人搬运进入现场和操作的轻型修剪装备，满足全段工务现场对树篱侵界的高效、及时修剪需求。

Description

一种铁路侵界树篱修剪装置
技术领域
本发明涉及铁路侵界树篱修剪技术领域，具体涉及一种铁路侵界树篱修剪装置。
背景技术
随着社会发展，选择铁路运输的人越来越多，铁路建设也在迅速发展，在当前我国的高速铁路和普速铁路沿线，各种树篱，包括各类小树、灌木丛、爬藤等特别容易侵入地面防护网和高压接触网等铁路限界范围内，对运输安全造成严重威胁。
面对铁路沿线频繁发生的树篱侵界现状，现有处理办法主要依靠路局公务人员人工修剪，但在人工修剪过程中存在如下严重问题：①采用原始修剪工具，修剪效率极低；②作业现场存在较高危险性，如会遭遇毒蛇、马蜂窝、蚊虫以及沟壑等，极易造成人员伤害；③尤其是在南方地区，湿润环境下树篱生长较快，通常修剪后的树篱很快就需要再次修剪，在当前只能由人工修剪的条件下，人员成本极高而且效率严重不足。所以，树篱侵界和不能及时高效修剪是当前全段均面临的客观严重问题。
此外，我国铁路网作业工况复杂，常面临道肩作业通道狭窄(低至0.5m)、通道障碍物频多、工务段设备运输能力有限等诸多问题，使得现有绿篱设备皆无法适用于我国较为特殊得作业工况，且由于尺寸、重量和越障功能上的较大限制也显著增大了设计难度。因此，铁路公务急需一款能够用于铁路沿线窄路段侵界树篱修剪的轻型修剪装备，以高效排除树篱侵界，保障运输安全。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种铁路侵界树篱修剪装置；该铁路侵界树篱修剪装置是针对铁路沿线窄路段设计而成，本方案能够在铁路沿线窄路段、路肩和道砟斜面行进，在行进中能够避开里程标、电线杆等障碍物，并能够由普通养护工人搬运进入现场和操作的轻型修剪装备，满足全段工务现场对树篱侵界的高效、及时修剪需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种铁路侵界树篱修剪装置，包括矩形框架、安装于矩形框架底部的四驱轮机构、安装于矩形框架顶部的角度调节机构、安装于角度调节机构上的转动机构、安装于转动机构上的机械臂以及安装于机械臂上的切割装置；
所述矩形框架的底部固定连接有正U型架和往复式驱动装置Ⅰ，正U型架与四驱轮机构转动连接；往复式驱动装置Ⅰ转动连接有倒U型架，倒U型架固定安装于四驱轮机构上；
所述角度调节机构包括左端与矩形框架顶部铰接的安装板，安装板的右端铰接有往复式驱动装置Ⅱ，往复式驱动装置Ⅱ固定连接有安装架，安装架固定安装于矩形框架的底部；
所述转动机构包括安装于安装板上的外齿回转支承以及与外齿回转支承连接的转动板；转动板上固定安装有电机，电机的输出端连接有齿轮，齿轮与外齿回转支承连接。
本发明进一步改进中，上述四驱轮机构包括与正U型架底部连接的顶轴、与顶轴连接的回转支承、与回转支承连接的动力箱、与动力箱底部一体设置的竖板以及与竖板转动连接的驱动轮。
通过上述设计，本方案可更便于四驱轮机构的运行。
本发明进一步改进中，上述动力箱内设置有驱动电机，驱动电机的输出端连接有传动轴，传动轴延伸出动力箱，位于动力箱外的传动轴连接有主动齿轮，主动齿轮连接有传动链，传动链连接有从动齿轮；所述驱动轮轮轴的一端穿过竖板与从动齿轮连接。
通过上述设计，本方案可更便于为四驱轮机构提供动力，使用时，动力传递方向为驱动电机、传动轴、主动齿轮、传动链、从动齿轮、驱动轮。
本发明进一步改进中，上述倒U型架固定安装于动力箱的顶部，倒U型架上嵌接有轴承，轴承连接有转轴，转轴与往复式驱动装置Ⅰ的伸出端连接。
通过上述设计，本方案可更便于四驱轮机构的转向。
本发明进一步改进中，上述机械臂包括铰接安装于转动板中部的主支架、铰接安装于转动板左侧的拉杆架以及铰接安装于转动板右侧的下往复式驱动装置；所述主支架包括与转动板中部铰接的底支架以及与底支架铰接的上支架，上支架与切割装置铰接；所述拉杆架包括与转动板左侧铰接的底拉杆、与底拉杆铰接的三角架以及与三角架铰接的上拉杆，上拉杆与切割装置铰接。
通过上述设计，本方案可更便于机械臂的运行。
本发明进一步改进中，上述上支架的左端底部与底支架和三角架分别铰接。
通过上述设计，本方案可更便于上支架的转动。
本发明进一步改进中，上述上支架的左端铰接有上往复式驱动装置，上往复式驱动装置与底支架铰接。
通过上述设计，本方案可更便于上支架的转动。
本发明进一步改进中，上述往复式驱动装置Ⅰ和往复式驱动装置Ⅱ采用电动推杆；所述下往复式驱动装置和上往复式驱动装置采用液压缸。
通过采用上述现有设备，本方案可更便于尽快实现产品化，降低研发费用。
本发明进一步改进中，上述切割装置包括电锯板以及安装于电锯板上的电锯；所述电锯板的上部与上拉杆铰接，电锯板的下部与上支架铰接。
通过上述设计，本方案可更便于电锯的转动。
本发明进一步改进中，上述矩形框架的底部焊接有框架，框架内放置有蓄电池。
通过上述设计，本方案可更便于为本装置提供电源。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明针对铁路沿线窄路段设计而成，本方案利用矩形框架、四驱轮机构、角度调节机构、转动机构、机械臂以及切割装置等机构组成铁路侵界树篱修剪装置，可在在铁路沿线窄路段、路肩和道砟斜面行进，在行进中能够避开里程标、电线杆等障碍物，并能够由普通养护工人搬运进入现场和操作的轻型修剪装备，满足全段工务现场对树篱侵界的高效、及时修剪需求。
附图说明
为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1是本发明具体实施方式的第一视角结构示意图。
图2是本发明具体实施方式的第二视角结构示意图。
图3为本发明具体实施方式的前侧结构示意图。
图4为本发明具体实施方式的左侧结构示意图。
图5为本发明具体实施方式的右侧结构示意图。
图6是本发明具体实施方式在铁路沿线窄路段行进示意图。
图7为本发明具体实施方式的四驱轮机构转向90度后，横向爬坡示意图。
图8为本发明具体实施方式单边在道砟斜面行进示意图。
图9为本发明具体实施方式在道砟斜面行进示意图。
图中所示：1-矩形框架；2-正U型架；3-往复式驱动装置Ⅰ；4-倒U型架；5-安装板；6-往复式驱动装置Ⅱ；7-安装架；8-外齿回转支承；9-转动板；10-电机；11-齿轮；12-顶轴；13-回转支承；14-动力箱；15-竖板；16-驱动轮；17-传动轴；18-主动齿轮；19-传动链；20-从动齿轮；21-轴承；22-下往复式驱动装置；23-底支架；24-上支架；25-底拉杆；26-三角架；27-上拉杆；28-电锯板；29-电锯；30-上往复式驱动装置；31-铰接结构；32-框架；33-蓄电池；34-道砟斜面；35-本铁路侵界树篱修剪装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
目前在山东、天津、河南等地的众多厂家能设计和生产多种规格的车载式和车-臂一体式的绿篱修剪机，但只能用于平坦和缓坡情况下的开阔场景，而且在作业性能、燃油经济性、人机工程学等方面与发达国家差距较大。
现在能用于铁路沿线窄路段树木修剪的唯一一款装备是美国的公铁两用树木修剪车，该车以铁路高空作业车为载体，在作业时沿轨道行进，能够灵活上下线，但成本高昂，上线作业需要严格审批，对操作人员的技术水平要求高。
综合国内外铁路沿线窄路段侵界树篱修剪装备相关技术来看，目前急需一款能够在铁路沿线窄路段、路肩和道砟斜面行进，在行进中能够避开里程标、电线杆等障碍物，并能够由普通养护工人搬运进入现场和操作的轻型修剪装备。
因此，本申请的设计构思就是设计一款适用于铁路沿线窄路段侵界树篱修剪的装备，能够在铁路沿线窄路段、路肩和道砟斜面行进，在行进中能够避开里程标、电线杆等障碍物，并能够由普通养护工人搬运进入现场和操作的轻型修剪装备。
如图1-图5所示，一种铁路侵界树篱修剪装置，包括矩形框架1、安装于矩形框架1底部的四驱轮机构、安装于矩形框架1顶部的角度调节机构、安装于角度调节机构上的转动机构、安装于转动机构上的机械臂以及安装于机械臂上的切割装置；其中，矩形框架1采用方管焊接而成；四驱轮机构用于前行后退和转向；角度调节机构用于调整装备重心，便于装备道砟斜面运行；转动机构用于转动机械臂，便于切割装置修剪侵界树篱；机械臂用于调整切割装置位置，进而便于修剪侵界树篱，机械臂可采用本申请中的机械臂结构，经济条件允许的话也可直接采购使用(譬如直接采用伯朗特工业机械臂)。
所述矩形框架1的底部固定连接有正U型架2和往复式驱动装置Ⅰ3，正U型架2与四驱轮机构转动连接；往复式驱动装置Ⅰ3转动连接有倒U型架4，倒U型架4固定安装于四驱轮机构上；其中，所述往复式驱动装置Ⅰ3采用电动推杆，正U型架2和往复式驱动装置Ⅰ3(电动推杆)分别焊接在矩形框架1的底部，使用时，四驱轮机构可以进行转动，进而完成转向操作。
所述角度调节机构包括左端与矩形框架1顶部铰接的安装板5，安装板5的右端铰接有往复式驱动装置Ⅱ6，往复式驱动装置Ⅱ6固定连接有安装架7，安装架7固定安装于矩形框架1的底部；所述往复式驱动装置Ⅱ6也采用电动推杆；其中，矩形框架1顶部焊接有铰接结构31，铰接结构31与安装板5左端铰接，安装板5的右端底部也焊接有铰接结构31，铰接座31与往复式驱动装置Ⅱ6(电动推杆)铰接，安装架7焊接在矩形框架1的底部，往复式驱动装置Ⅱ6(电动推杆)整体稍倾斜的焊接在安装架7上，使用时，往复式驱动装置Ⅱ6(电动推杆)伸缩，推动安装板5的转动，进而完成调整装备重心的目的，更利于装备在道砟斜面运行。
所述转动机构包括安装于安装板5上的外齿回转支承8以及与外齿回转支承8连接的转动板9；转动板9上固定安装有电机10，电机10的输出端连接有齿轮11，齿轮11与外齿回转支承8连接；其中，外齿回转支承8的外圈与安装板5焊接或者螺纹连接，外齿回转支承8的内圈与转动板9焊接或者螺纹连接，电机10启动，齿轮11在电机的带动下进行转动，同时在外齿回转支承8的外齿上以外齿回转支承8为中心转动，进而完成安装板5转向操作。
所述矩形框架1的底部焊接有框架32，框架32内放置有蓄电池33，用于为本装置提供电源，为驱动电机、往复式驱动装置Ⅰ3(电动推杆)、往复式驱动装置Ⅱ6(电动推杆)、上往复式驱动装置30(液压缸)的电机、下往复式驱动装置22(液压缸)的电机等设备供电。
其中，所述四驱轮机构包括与正U型架2底部连接的顶轴12、与顶轴12连接的回转支承13、与回转支承13连接的动力箱14、与动力箱14底部一体设置的竖板15以及与竖板15转动连接的驱动轮16。
四驱轮机构包括四组完全相同的驱动轮机构，使用时，控制驱动轮各自的驱动电机，便能控制驱动轮进行驱动行进，四组完全相同的驱动轮机构可以适应更多复杂的路况；回转支承13的外圈与动力箱14顶部焊接或者螺纹连接，回转支承13的内圈与顶轴12连接，动力箱14可以以回转支承13为中心进行转动，驱动轮16包括轮以及与轮固定连接的轮轴，竖板15上嵌接有径向轴承，径向轴承与轮轴连接，驱动轮16可以以轮轴为中心进行转动。
其中，所述动力箱14内设置有驱动电机，驱动电机的输出端连接有传动轴17，传动轴17延伸出动力箱14，位于动力箱14外的传动轴17连接有主动齿轮18，主动齿轮18连接有传动链19，传动链19连接有从动齿轮20；所述驱动轮16轮轴的一端穿过竖板15与从动齿轮20连接。
驱动电机焊接或者螺纹连接在动力箱14内，动力箱14上嵌接有径向轴承，传动轴17穿过径向轴承与主动齿轮18连接，使用时，动力传递方向，驱动电机、传动轴17、主动齿轮18、传动链19、从动齿轮20、驱动轮16，进而驱动轮16前行或者后退(驱动电机正反转实现前后运行)。
其中，所述倒U型架4固定安装于动力箱14的顶部，倒U型架4上嵌接有轴承21，轴承21连接有转轴，转轴与往复式驱动装置Ⅰ3的伸出端连接。
倒U型架4与动力箱14的顶部焊接或者螺纹连接，轴承21采用径向轴承，往复式驱动装置Ⅰ3(电动推杆)伸缩，推动倒U型架4，进而完成动力箱14的转动。
其中，所述机械臂包括铰接安装于转动板9中部的主支架、铰接安装于转动板9左侧的拉杆架以及铰接安装于转动板9右侧的下往复式驱动装置22；所述主支架包括与转动板9中部铰接的底支架23以及与底支架23铰接的上支架24，上支架24与切割装置铰接；所述拉杆架包括与转动板9左侧铰接的底拉杆25、与底拉杆25铰接的三角架26以及与三角架26铰接的上拉杆27，上拉杆27与切割装置铰接；所述上支架24的左端底部与底支架23和三角架26分别铰接；所述上支架24的左端铰接有上往复式驱动装置30，上往复式驱动装置30与底支架23铰接。
所述切割装置包括电锯板28以及安装于电锯板28上的电锯29；所述电锯板29的上部与上拉杆27铰接，电锯板29的下部与上支架24铰接；所述下往复式驱动装置22和上往复式驱动装置30采用液压缸。
使用时，启动下往复式驱动装置22(液压缸)和上往复式驱动装置30(液压缸)，转动机械臂，将电锯调整至适于修剪树篱即可。
如图6-图9所示，本申请可在铁路沿线窄路段、道砟斜面行进(路肩比较平整，行进效果与窄路段相似)，在行进中，四轮驱动机构可以进行转向等操作避开里程标、电线杆等障碍物，可由普通养护工人搬运进入现场和操作。
本申请多处为快拆结构，比如，其矩形框架1与安装板5的铰接结构31，安装板5与往复式驱动装置Ⅱ6的铰接结构31，其铰接轴与铰接耳座可拆卸连接，具体为铰接轴的端头上设置有外螺纹，铰接轴的其端头穿过铰接耳座后连接有螺母，使用时，旋拧螺母便可拆卸铰接轴与铰接耳座，即拆卸矩形框架1与安装板5，以及安装板5与往复式驱动装置Ⅱ6；上支架24与电锯板28的铰接结构31，上拉杆27与电锯板28的铰接结构31也是同样道理，也是其铰接轴与铰接耳座可拆卸连接。
如此设计，可将本设备拆为车架底盘、机械臂、切割装置3部分，令本申请快速组装使用，我国铁路工况很多比较复杂，很多时候无法借助机械设备上线，需要靠人力搬运设备上线，快拆快装结构将设备拆为车架底盘、机械臂、切割装置3部分，由2名公务人员抬至作业现场，快速组装使用，很好的满足我国铁路工况。
其他部分的铰接结构31，也可设计为快拆结构，进而将本设备进一步拆卸为多个部分，更利于搬运，也可设计为普通铰接结构，具体采用哪种结构，使用者依据自身使用情况自行决定。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，包括矩形框架、安装于矩形框架底部的四驱轮机构、安装于矩形框架顶部的角度调节机构、安装于角度调节机构上的转动机构、安装于转动机构上的机械臂以及安装于机械臂上的切割装置；
所述矩形框架的底部固定连接有正U型架和往复式驱动装置Ⅰ，正U型架与四驱轮机构转动连接；往复式驱动装置Ⅰ转动连接有倒U型架，倒U型架固定安装于四驱轮机构上；
所述角度调节机构包括左端与矩形框架顶部铰接的安装板，安装板的右端铰接有往复式驱动装置Ⅱ，往复式驱动装置Ⅱ固定连接有安装架，安装架固定安装于矩形框架的底部；
所述转动机构包括安装于安装板上的外齿回转支承以及与外齿回转支承连接的转动板；转动板上固定安装有电机，电机的输出端连接有齿轮，齿轮与外齿回转支承连接。
2.根据权利要求1所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述四驱轮机构包括与正U型架底部连接的顶轴、与顶轴连接的回转支承、与回转支承连接的动力箱、与动力箱底部一体设置的竖板以及与竖板转动连接的驱动轮。
3.根据权利要求2所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述动力箱内设置有驱动电机，驱动电机的输出端连接有传动轴，传动轴延伸出动力箱，位于动力箱外的传动轴连接有主动齿轮，主动齿轮连接有传动链，传动链连接有从动齿轮；所述驱动轮轮轴的一端穿过竖板与从动齿轮连接。
4.根据权利要求3所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述倒U型架固定安装于动力箱的顶部，倒U型架上嵌接有轴承，轴承连接有转轴，转轴与往复式驱动装置Ⅰ的伸出端连接。
5.根据权利要求1所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述机械臂包括铰接安装于转动板中部的主支架、铰接安装于转动板左侧的拉杆架以及铰接安装于转动板右侧的下往复式驱动装置；所述主支架包括与转动板中部铰接的底支架以及与底支架铰接的上支架，上支架与切割装置铰接；所述拉杆架包括与转动板左侧铰接的底拉杆、与底拉杆铰接的三角架以及与三角架铰接的上拉杆，上拉杆与切割装置铰接。
6.根据权利要求5所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述上支架的左端底部与底支架和三角架分别铰接。
7.根据权利要求5所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述上支架的左端铰接有上往复式驱动装置，上往复式驱动装置与底支架铰接。
8.根据权利要求7所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述往复式驱动装置Ⅰ和往复式驱动装置Ⅱ采用电动推杆；所述下往复式驱动装置和上往复式驱动装置采用液压缸。
9.根据权利要求5所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述切割装置包括电锯板以及安装于电锯板上的电锯；所述电锯板的上部与上拉杆铰接，电锯板的下部与上支架铰接。
10.根据权利要求1所述的铁路侵界树篱修剪装置，其特征在于，所述矩形框架的底部固定连接有框架，框架内放置有蓄电池。
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