CN116275963A - 一种轨道车辆车门拆装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轨道车辆车门拆装系统，包括拆装作业机构、装载机构以及控制系统，所述拆装作业机构包括作业小车、移动组件和抓手，移动组件设置在作业小车上，用于抓取车门的抓手设置在移动组件上以由其带动移动，所述装载机构包括用于存放车门的储架，所述控制系统控制所述拆装作业机构与装载机构协作以进行车门的装拆。本发明所述的轨道车辆车门拆装系统能够方便的进行车门的装拆，减少人工的参与，有效降低劳动强度，提高作业效率。

Description

一种轨道车辆车门拆装系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆检修装置技术领域，尤其涉及一种轨道车辆车门拆装系统。

背景技术

轨道车辆的车门数量较多，并且开关频次高，为了保障轨道车辆的运行安全可靠性，当车门出现开关故障或车辆进行架大修时，需对车门进行拆装维护作业。现有技术中通常是采用人工装拆的方式，车门外形尺寸大、重量大，通常需要多人协作才能进行车门的装拆，劳动强度大，存在安全风险，效率低下。现有技术中也有车门拆装机构，例如CN215475455 U公开的一种地铁车门拆装机构，但拆装过程仍需要人工进行辅助，在拆卸时和转运时仍需要人工搬运操作，影响车门的拆装效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种轨道车辆车门拆装系统，解决目前技术中车门拆装作业中人工操作多，劳动强度高，效率低下的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是 ：

一种轨道车辆车门拆装系统，包括拆装作业机构、装载机构以及控制系统，所述拆装作业机构包括作业小车、移动组件和抓手，移动组件设置在作业小车上，用于抓取车门的抓手设置在移动组件上以由其带动移动，所述装载机构包括用于存放车门的储架，所述控制系统控制所述拆装作业机构与装载机构协作以进行车门的装拆。本发明所述的轨道车辆车门拆装系统使用方便、机动性好，拆装作业机构通过作业小车能灵活方便的行进至轨道车辆的车门位置处进行车门拆装作业，抓手能可靠抓取车门，抓手在移动组件的带动下能灵活的进行移动，从而能将车门从轨道车辆上拆卸下后搬运放置到装载机构的储架上或者是将车门从储架上搬运至轨道车辆处进行安装，搬运过程无需人工参与，有效降低劳动强度，提高拆装效率，提高作业安全性。

进一步，所述移动组件包括支撑机械臂和动作机构，所述抓手由支撑机械臂承载，并且所述抓手与动作机构连接，所述动作机构带动抓手移动并使所述支撑机械臂随动。车门的外形尺寸大、重量大，单纯由动作机构带动车门移动并承载车门的重量，对动作机构的负荷大，需要更大型的动机机构才能满足需求，从而导致拆装作业机构整体尺寸过大、实施成本更高，本发明利用支撑机械臂来承载车门的重量，而动作机构仅起到驱动车门移动的作用，在车门移动过程中支撑机械臂进行随动，进而保持承载车门重量的作用，减轻动作机构的负荷，从而动作机构能采用轻型小尺寸的型号，有利于减小拆装作业机构的整体体积，降低设备成本。

进一步，所述抓手转动连接在所述支撑机械臂的自由端上并由所述支撑机械臂承载重量，所述动作机构与抓手刚性连接以带动抓手移动并控制所述抓手姿态，车门不仅仅由支撑机械臂承载重量，还能相对于支撑机械臂进行转动活动，从而动作机构不仅能够控制车门的位置还能控制车门的姿态，便于进行的安放车门，使得车门能精确的安装到轨道车辆上或者是放置到储架上。

进一步，所述支撑机械臂包括多段依次活动连接的悬臂，支撑机械臂既能稳定的承载车门的重量，保障移动车门的过程中的安全可靠性，同时能灵活的随动，不会影响动作机构精确的控制车门的位置和姿态。

进一步，所述动作机构为关节型机器人，结构精简，占用空间小，动作精度高、可靠性高。

进一步，所述移动组件还包括沿横向转动的回转机构，所述支撑机械臂和动作机构通过回转机构连接在作业小车上，使得移动组件整体的工作范围更广，动作灵活性更好，便于精确的拆装、放置车门。

进一步，所述抓手上还设置有视觉定位组件，所述控制系统接收视觉定位组件的信息以控制移动组件带动抓手活动，利用视觉定位组件进行精确的视觉定位，确保移动组件能将车门精确的移动到指定位置，提高装拆可靠性和效率。

进一步，所述装载机构还包括用于转运储架的运输小车，提高储架的机动性，储架在运输小车的作用下能灵活的转动至需要的位置，在储架上装满车门后，运输小车将储架转运至储放位，然后将新的空置的储架转运到拆装作业机构所在的作业位置以继续存放新的车门，保障拆装作业持续不间断，提高作业效率。

进一步，所述运输小车上设置有升降台机构，所述运输小车通过升降台机构举升所述储架以进行转运并将所述储架降下放置于指定位置，采用举升的方式来转运储架，既保障储架能稳定存放车门，也保障在转动过程车门在储架上的稳定性。

进一步，所述储架上设置有若干个用于存放车门的放置位，每个所述放置位上还设置有用于监测放置位是否存放有车门的传感器，所述储架上包括有定位座，所述定位座上并排间隔设置有若干的与车门相匹配的定位槽口，在定位座的上方设置有若干平行间隔的与定位槽口相配合的横杆，相邻横杆之间的间隔区域与定位槽口配合以构成所述放置位。单个储架上能存放多个车门，利用传感器监测储架是否存满，便于及时更换新的储架，保障拆装作业的连续性，并且本发明所采用放置位结构精简，既能稳定、安全的存放车门，又能便捷的进行取放，保障拆装效率。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的轨道车辆车门拆装系统能够方便的进行车门的装拆，减少人工的参与，有效降低劳动强度，提高作业效率；

利用支撑机械臂来承载车门的重量，动作机构仅控制车门的位置及姿态，降低动作机构的负荷，有利于减小设备整体体积，能够提高拆装搬运过程的安全性；

用于存放车门的储架由运输小车进行周转运输，能够及时的更换储架，保障拆装作业的连续性，提高作业效率。

附图说明

图1为轨道车辆车门拆装系统的整体结构示意图；

图2为拆装作业机构的结构示意图；

图3为储架的结构示意图；

图4为运输小车的结构示意图。

图中：

拆装作业机构1、装载机构2、作业小车3、移动组件4、支撑机械臂41、动作机构42、回转机构43、转接杆44、抓手5、储架6、定位座61、横杆62、运输小车7、升降台机构71、视觉定位组件8。

实施方式

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、完整地描述，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，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种轨道车辆车门拆装系统，能够方便的进行车门的装拆，减少人工的参与，有效降低劳动强度，提高拆装效率，可靠性高，稳定性好，使用安全性好。

如图1至图4所示，一种轨道车辆车门拆装系统，主要包括拆装作业机构1、装载机构2以及控制系统，其中所述拆装作业机构1包括作业小车3、移动组件4和抓手5，移动组件设置在作业小车3上，用于抓取车门的抓手5设置在移动组件4上以由其带动移动，所述装载机构2包括用于存放车门的储架6，所述控制系统控制所述拆装作业机构1与装载机构2协作以进行车门的装拆。

在需要对轨道车辆进行拆装车门时，则拆装作业机构1则利用自身的作业小车3能便捷的移动到车门所在位置，然后移动组件4带动抓手5移动到车门处以将车门抓取住，然后进行车门的拆卸作业，在车门从轨道车辆拆卸下后，移动组件4则将抓手5移动到位于拆装作业机构1旁的储架6上进行放置，车门在储架6上放置到位后，所述抓手5松开车门，然后再进行下一个车门的拆装作业。在进行车门的安装作业时，则是移动组件4带动抓手5移动到储架6位置处抓取一个车门，然后将车门移动到轨道车辆的门框处以进行安装。在整个车门的拆装过程中，无需人工搬运作业，有效降低劳动强度，提高作业效率。

在本实施例中，所述抓手5包括若干个间隔分布的真空吸盘，利用真空吸附的方式来抓取车门，结构精简、实施方便，并且真空吸附的方式不会对车门造成损伤，保障拆装过程中车门的完好性。所述移动组件4包括支撑机械臂41和动作机构42，所述抓手5由支撑机械臂41承载，从而抓手5抓取住车门时，车门实际是由支撑机械臂41承载重量，并且所述抓手5与动作机构42连接，所述动作机构42带动抓手5移动并使所述支撑机械臂41随动，所述动作机构42主要起到驱动抓手移动的作用，所述动作机构42不承受车门的重量，从而动作机构42的负荷小，能够采用轻量化的小型结构，占用体积小，有利于减小拆装作业机构1的整体体积，降低实施成本。具体的，所述动作机构42采用关节型机器人，结构紧凑、占用空间小，动作精度高，能够满足精确控制车门位置的需求，所述关节型机器人的自由端连接有转接杆44，所述转接杆44与抓手5刚性连接，从而关节型机器人能精确的带动抓手5移动，进而精确的控制被抓手5抓取住的车门的位置与姿态，所述转接杆44转动连接在所述支撑机械臂41的自由端上，转动轴向沿着竖向，从而所述抓手5能相对于所述支撑机械臂41的自由端沿着横向进行转动，使得被抓手5抓取住的车门能在空间中的某个位置在动作机构42的带动下进行自转以调节姿态，便于更加精确的进行车门的安放。所述支撑机械臂41包括多段依次活动连接的悬臂，从而在动作机构42带动抓手5移动的过程中，悬臂之间能相对活动以实现支撑机械臂41整体随动，即保障支撑机械臂41不会干涉影响动作机构42的活动，也保障在抓手5整个移动过程中都能稳定的承载抓手5及抓手5抓取的车门，在本实施例中，所述支撑机械臂41包括第一悬臂和第二悬臂，所述第一悬臂的近端转动连接在基座上，转动轴向沿着横向，从而所述第一悬臂具有在竖向上偏转的活动度，而所述第二悬臂的近端则转动连接在第一悬臂的远端上，并且第二悬臂相对于第一悬臂的转动轴向沿着竖向，从而第二悬臂能相对于第一悬臂在横向上进行转动，所述的转接杆44则是转动连接在第二悬臂的远端上，在动作机构42带动抓手5移动以控制车门的位置及姿态时，所述支撑机械臂41的第一悬臂和第二悬臂发送相对的转动以进行随动，不影响动作机构42的活动，同时能够保持稳定承载抓手5以及抓手5上的车门，保障拆装、搬运过程中的安全可靠性。

进一步的，本实施例所述移动组件4还包括沿横向转动的回转机构43，所述支撑机械臂41和动作机构42通过回转机构43连接在作业小车3上，也就是支撑机械臂41和动作机构42整体由回转机构43带动沿着横向进行转动，增大移动组件4整体的活动范围，便于更加灵活、精确的进行车门的装拆、搬运。

并且，所述抓手5上还设置有视觉定位组件8，所述视觉定位组件8包括3D相机和激光测距传感器等，视觉定位组件8通过视觉定位的方式来定位抓手的位置与姿态，所述控制系统接收视觉定位组件8的信息以控制移动组件4带动抓手5进行活动，使得移动组件4能够精确的调控抓手5，也就是精确控制抓手5上的车门的位置与姿态，进而精确、可靠的进行车门的拆装。

储架6底部可设置滚轮，从而可人工推动以进行转运，为了提高自动化程度，降低人工的劳动强度，本实施例中，所述装载机构2还包括用于转运储架6的运输小车7，所述运输小车7与储架6相互独立的组件结构，所述储架6可设置多个以存放大量的车门，而运输小车7可仅设置一台，从而多个储架6共用一台所述运输小车7，能够降低成本，运输小车7将某一个储架6转运到所需位置后，即可离开该储架而去对另一个储架6进行转运，运输小车7的利用率高，能减少空闲等待时间，例如，运输小车7将一个储架6移动到拆装作业机构1旁以存放拆卸下来的车门，拆卸车门的过程需要一定的时间，利用此段时间运输小车7可将下一个储架移动到靠近拆装作业机构1的位置，当前一个储架6满载后，运输小车7先将满载的储架6移开一定距离，然后将就近放置的下一个空载的储架6移动到拆装作业机构1旁以存放拆卸下的车门，然后运输小车7再将满载的储架6转运到检修工位，能够保障拆装作业机构1进行作业的连续性，避免出现拆装作业机构1等待的状况，提高整体的拆装作业效率。在本实施例中，所述运输小车7上设置有升降台机构71，所述运输小车7行进到储架6的下方通过升降台机构71举升或降下所述储架6，升降台机构71将储架6举升至离开地面时，运输小车7可自由的移动进而将储架6转动到所需的位置，然后升降台机构71将储架6降下平稳的放置于指定位置。

在本实施例中，所述储架6上设置有若干个用于存放车门的放置位，提高储架6的利用率，每个所述放置位上还设置有用于监测放置位是否存放有车门的传感器，控制系统接收传感器的信息，及时的获知所述储架6是否满载，从及时控制运输小车7更换储架6以保障拆装作业的连续性，避免出现等待的状况，提高整体作业效率。具体的，所述储架6上包括有定位座61，所述定位座61上并排间隔设置有若干的与车门相匹配的定位槽口，在定位座61的上方设置有若干平行间隔的与定位槽口相配合的横杆62，相邻横杆62之间的间隔区域与定位槽口配合以构成所述放置位，结构精简，取放车门方便。

进一步的，轨道车辆车门拆装系统还包含有辅助系统，辅助系统包括充电组件、UPS电源、无线网络设备等，所述作业小车3以及运输小车7都采用AGV小车，备有电磁或光学等自动导航装置，沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，在缺电时能自动的行进到充电组件进行补电。

轨道车辆车门拆装系统的控制系统主要包括PC服务器控制台和手持终端，PC服务器控制台用于整个轨道车辆车门拆装系统的控制，手持终端用于操作抓手上的真空吸盘和作业小车以及运输小车。具体的，控制系统包含有四个相对独立的功能单元组成，包括运动单元、作业单元、定位单元、逻辑控制单元。逻辑控制单元完成作业单元、运动单元、定位单元的逻辑控制功能。

控制系统的程序包括PC通讯子程序、逻辑处理程序、作业控制子程序、运动控制子程序、安防子程序、PLC交互子程序、HMI通讯子程序、初始化子程序等，系统控制主要分为通讯控制和IO控制，伺服电机、机械臂等运动部件采用通讯控制其运动，监测传感器和关键设备状态采用IO控制，确保信号低延时、安全可靠。

PC通讯子程序，负责与上位机PC通讯初步采用MODBUS-TCP，实现系统命令与状态交互；逻辑处理程序，负责整个系统的逻辑控制处理，解析上位机下发的命令，下发至各个功能模块，同时采集各个模块的反馈状态，上传至上位机，实现系统闭环控制；作业控制子程序，接收逻辑处理程序下发的命令，实现作业单元的控制，通过逻辑处理实现对支撑机械臂、真空吸盘、动作机构等控制，同时将状态反馈到逻辑处理程序，完成闭环控制；运动控制子程序，接收逻辑处理程序下发的命令，完成与AGV控制器、电池的交互；安防子程序，主要负责采集各类安全设备的状态、指示灯等，当系统发生错误时，输出相应的声光提示，同时将错误码反馈到上位机；HMI通讯子程序，主要负责与HMI实现状态和命令交互。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，包括拆装作业机构（1）、装载机构（2）以及控制系统，所述拆装作业机构（1）包括作业小车（3）、移动组件（4）和抓手（5），移动组件设置在作业小车（3）上，用于抓取车门的抓手（5）设置在移动组件（4）上以由其带动移动，所述装载机构（2）包括用于存放车门的储架（6），所述控制系统控制所述拆装作业机构（1）与装载机构（2）协作以进行车门的装拆。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述移动组件（4）包括支撑机械臂（41）和动作机构（42），所述抓手（5）由支撑机械臂（41）承载，并且所述抓手（5）与动作机构（42）连接，所述动作机构（42）带动抓手（5）移动并使所述支撑机械臂（41）随动。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述抓手（5）转动连接在所述支撑机械臂（41）的自由端上并由所述支撑机械臂（41）承载重量，所述动作机构（42）与抓手（5）刚性连接以带动抓手（5）移动并控制所述抓手（5）姿态。

4.根据权利要求2所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述支撑机械臂（41）包括多段依次活动连接的悬臂。

5.根据权利要求2所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述动作机构（42）为关节型机器人。

6.根据权利要求2所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述移动组件（4）还包括沿横向转动的回转机构（43），所述支撑机械臂（41）和动作机构（42）通过回转机构（43）连接在作业小车（3）上。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述抓手（5）上还设置有视觉定位组件（8），所述控制系统接收视觉定位组件（8）的信息以控制移动组件（4）带动抓手（5）活动。

8.根据权利要求1所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述装载机构还包括用于转运储架（6）的运输小车（7）。

9.根据权利要求8所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述运输小车（7）上设置有升降台机构（71），所述运输小车（7）通过升降台机构（71）举升所述储架（6）以进行转运并将所述储架（6）降下放置于指定位置。

10.根据权利要求1所述的轨道车辆车门拆装系统，其特征在于，所述储架（6）上设置有若干个用于存放车门的放置位，每个所述放置位上还设置有用于监测放置位是否存放有车门的传感器，所述储架（6）上包括有定位座（61），所述定位座（61）上并排间隔设置有若干的与车门相匹配的定位槽口，在定位座（61）的上方设置有若干平行间隔的与定位槽口相配合的横杆（62），相邻横杆（62）之间的间隔区域与定位槽口配合以构成所述放置位。

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