CN116691760A - 火车车钩的摘复钩装置、系统和摘复钩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火车车钩的摘复钩装置、系统和摘复钩方法，装置包含固定支架，机械臂，移动支架和伸缩组件，装置设于迁车台边缘，与重车拨车机共同完成摘复钩作业；系统包含迁车模块，迁车模块包含迁车平台，迁车模块用于将进入迁车平台的车厢牵引到空车线位置；拨车模块，拨车模块包含重车拨车机，重车拨车机将翻车机内的火车车厢推出，并送入迁车平台的相应位置；摘复钩模块，摘复钩模块用于车钩的摘钩和复钩。通过合理配置各个模块的相对位置，实现在占用很小空间的情况下，机械臂能够避让拨车机大臂、在恰当的时机靠近并完成作业，适用于各种空间、设备、轨道条件局限的翻车机系统中。

Description

火车车钩的摘复钩装置、系统和摘复钩方法

技术领域

本发明涉及火车散料装卸技术领域，特别涉及一种火车车钩的摘复钩装置、系统和摘复钩方法。

背景技术

火车车钩是用来实现机车和车厢或车厢和车厢之间的连挂，传递牵引力、冲击力。国内铁路系统中绝大部分采用自动车钩，所谓自动车钩，就是先将车钩提杆提起，再用机车拉开车厢时，能自动完成摘钩解列；反之，将车钩提杆、其钩舌掰开后，与另一个车厢的闭钩进行对撞时能自动完成挂钩。约半数以上的车钩在提杆摘钩后，钩舌并不能自动打开，需要人工在摘钩时用手掰开钩舌，常将摘钩及掰开钩舌的作业称为摘复钩作业，当散料运输到站后，车厢间需要摘钩，然后车厢进入翻车机倾倒卸料，进而再将空厢的车厢转移并挂钩连接。摘复钩作业是空车与空列（前序空车车列）完成顺利挂钩的必要前置程序。我国目前以煤炭为主要能源，例如火力发电厂需要大量煤炭卸货，此外还有钢厂、储运中心等翻卸区域，因火车散料运输成本低、效率高而广泛运用，因此，摘复钩作业在火车翻车机系统是普遍存在的。目前人工摘复钩作业效率低且工作人员的工作环境充满粉尘不利健康，此外摘复钩作业是在车厢、翻车机系统设备运行中操作，因此工作人员处在极度不安全的工作环境中。

为了缓解上述问题，目前市面上已有自动化摘复钩设备应用于翻车机系统，在合适位置布置，采用机械臂复钩臂多种装置实现复钩功能，其复钩臂通过俯仰、伸缩等结构型式抵近车钩，将推板塞入车钩钩舌内模拟人手掰开钩舌。但此种设备并不能适用所有的工作环境，例如并不是所有的翻车机系统有足够的空间来布置该类型机器人装置，此外，由于复钩臂的臂长长，俯仰就位、扫描车钩、掰开钩舌以及退出耗时长，因此解决办法是将摘复钩设备相对固定在一个较小的空间里完成作业，创新性的开发复钩流程，免去复钩作业臂结构，并达到高效率作业的目标。基于此，将位置布置在迁车台与拨车机之间的迁车台基坑边缘处为宜，可以满足所有翻车机场景，但是问题由此滋生：拨车机的大臂沿着其轨道运动工作时会与摘复钩设备的工作路径发生重叠，因此会产生干涉而影响作业；此外，随着生产、作业效率要求的提高，目前广泛采用双翻、四翻装卸，即两条、四条或者多条轨道配合多个重车拨车机同步作业；在双翻、四翻装卸场景中，至少两条线路并行，而火车通常为标准车厢，如图1所示，摘钩手柄均布置在车厢头部右侧和车厢尾部左侧位置，这也要求火车摘钩、复钩装置，只能设置在所有线路的同侧，因此，其中至少一条线路中，拨车机的大臂与摘复钩设备在线路的同侧相邻位置，在作业过程中会产生干涉和碰撞，影响作业、损坏设备。

发明内容

根据本发明实施例，为解决现有技术上述不足，提供了一种火车车钩的摘复钩装置，设于迁车台边缘，与重车拨车机协同完成摘复钩作业，摘复钩装置包含固定支架，机械臂，移动支架和伸缩组件；固定支架顶部到地面的高度低于重车拨车机的大臂底部到地面的高度；机械臂包含摘钩机械手，摘钩机械手可完成摘钩或复钩；机械臂设于移动支架上，移动支架支撑机械臂；伸缩组件设于固定支架顶部，移动支架设于伸缩组件上，伸缩组件可带动移动支架在水平面内移动。

优选地，伸缩组件包含第一推杆、第一驱动器、滑轨和与滑轨配套的滑块，滑轨设于固定支架顶部，滑轨沿火车轨道方向延伸，滑块设于滑轨上，移动支架设于滑块上，第一驱动器驱动第一推杆带动移动支架沿滑轨延伸方向伸出或缩回。

根据本发明实施例的火车车钩的摘复钩装置，能够通过伸缩组件带动移动支架在水平面内移动，而使得整个装置可以固定设置在迁车平台的边缘，而不需要备用轨道，也不需要很大的运行空间，整个装置没有在轨道上移动时需要的驱动设备，进一步缩小了摘复钩装置的占用空间，普遍适用于散料装卸的场景中；且装置不再需要反复轨道移动，降低整体能耗，也避免了与车厢同步运动时摘复钩的过程中经常会发生的与车厢碰撞的问题，且整体零部件减少、成本降低、维护费用降低。

根据本发明第二实施例，提供了一种火车车钩的摘复钩系统，包含迁车模块，迁车模块包含迁车平台，迁车模块用于将进入迁车平台的车厢牵引到空车线位置；拨车模块，拨车模块包含重车拨车机，重车拨车机将翻车机内的火车车厢推出，并送入迁车平台的相应位置；摘复钩模块，摘复钩模块用于车钩的摘钩和复钩。

优选地，摘复钩模块包含摘复钩装置，提销装置，摘复钩装置固设于迁车平台的边缘，提销装置设于重车拨车机的大臂上，提销装置可打开重车拨车机的前钩。

优选地，提销装置包含设于大臂的支架，支架上设有摇臂、第二推杆和第二驱动器，第二驱动器驱动第二推杆带动摇臂移动，摇臂可打开前钩。

根据本发明实施例的火车车钩的摘复钩系统，能够通过合理配置个模块的相对位置，实现在占用很小空间的情况下，机械臂能够避让拨车机大臂、在恰当的时机靠近并完成作业，适用于各种空间、设备、轨道条件局限的场景中。此套系统，在生产效率较大的场景下，可能会有两条、四条、六条线路，该系统可以完全直接用于各条翻车机卸料线，复制布置，具有通用性，大大降低了安装、调试、维护成本。与此同时，在不同车型车钩位置改变时，还适应各种摘复钩位置变化的情况，因此，是一套具有高度通用性、灵活性的系统。

根据本发明第三实施例，提供了一种基于火车车钩的摘复钩系统的摘复钩作业的方法，包含如下步骤：

重车拨车机前钩撞击翻车机内完成翻卸的车厢后钩，重车拨车机前钩与车厢后钩握钩；

移动支架带动机械臂向远离重车拨车机大臂的方向移动；

重车拨车机将火车车厢自翻车机迁移到迁车平台的引导轨道内；

移动支架向车厢后钩靠近；

机械臂执行摘复钩作业；

重车拨车机脱离火车车厢；

机械臂检测钩舌是否保持打开状态。

其中，机械臂执行摘复钩作业包含如下子步骤：

机械臂识别、定位车厢后钩并提起后钩的提杆；

摇臂保持提杆维持提起状态，并维持前钩闭钩；

其中，机械臂检测钩舌是否保持打开状态包含如下子步骤：

重车拨车机向远离火车车厢的方向移动预设距离；

机械臂检测火车车厢、拨车机之间的实际距离，判定钩舌是否拉开；

当检测到实际距离小于预设距离，拨车机向靠近机械臂的方向推送火车车厢，机械臂二次执行摘复钩作业，当检测到实际距离不小于预设距离，机械臂退出作业区。

根据本发明实施例的摘复钩作业的方法能够合理配合各设备之间的先后顺序，确保整个作业过程紧凑、高效，确保作业完成的质量；其他有益效果参照前述系统，此处不再赘述。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1为现有技术火车车厢的车钩结构示意图；

图2为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩装置的主视结构示意图；

图3为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩装置伸出时侧视结构示意图；

图4为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩装置缩回时侧视结构示意图；

图5为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩系统的俯视结构示意图；

图6为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩系统的侧视结构示意图；

图7为根据本发明实施例火车车钩的摘复钩系统的重车拨车机的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

首先，将结合图1~4描述根据本发明实施例的火车车钩的摘复钩装置31，用于火车车厢的散料运输等场景中。在本实施例中，以对称折返式翻车机系统为例进行说明。为例进行说明。

如图1~4所示，本发明实施例的火车车钩的摘复钩装置31，设于迁车台基坑11边缘，具有固定支架21，机械臂22，移动支架23和伸缩组件24。

具体地，如图1~4所示，固定支架21顶部到地面的高度低于重车拨车机13的大臂132底部到地面的高度；满足对整个装置的支撑作用，因为固定支架21相对地面不发生位移，不能高于重车拨车机13的大臂132，防止在整个作业的过程中，固定支架21和大臂132发生碰撞；机械臂22包含摘钩机械手221，摘钩机械手221可完成摘复钩；机械臂22设于移动支架23上，移动支架23支撑机械臂22；伸缩组件24设于固定支架21顶部，移动支架23设于伸缩组件24上，移动支架23上平面高度低于所述重车拨车机13的大臂132底部高度实现重叠作业并避免碰撞；伸缩组件24可带动移动支架23在水平面内移动，而使得整个装置可以固定设置在迁车平台的边缘，而不需要备用轨道，也不需要很大的运行空间，整个装置因而没有在轨道上移动时必须的驱动设备，且不需要掰开钩舌的作业装置，进一步缩小了摘复钩装置31的占用空间，普遍适用于各种布局的翻车机系统的场景中；且装置作业范围小，系统效率高，也避免了与车厢、重车拨车机13同步运动时摘复钩的过程中经常会发生的与车厢碰撞问题，整体零部件减少、成本降低、维护费用降低。

优选地，伸缩组件24包含滑轨241、第一推杆242和第一驱动器，滑轨241设于固定支架21顶部，滑轨241沿火车轨道方向延伸，移动支架23设于滑轨241上，第一驱动器驱动移动支架23沿滑轨241延伸方向移动，采用滑轨241可以嵌入移动支架23或者固定支架21，进一步减小整个装置的高度、缩小占用空间，尤其对于双排翻车机的散料装卸场景，摘复钩装置31和重车拨车机13设置在线路同侧，更加需要避免干涉问题，能够更加灵活的避免机械臂22和大臂132的碰撞。

使用时，如图1~4，重车拨车机13自翻车机上方将空厢的车厢移出，并向迁车平台移动，伸缩组件24推动移动支架23向外侧伸出，远离重车拨车机13的大臂132，保证机械臂22可以避让开大臂132；当重车拨车机13推动车厢运动到迁车平台空车线位置后，摘钩机械手221识别、定位车厢后钩12，并完成对应的摘复钩动作，此时机械臂22保持在摘钩完成时的位置；车厢受到重车拨车机13握钩连接处于受控推送，可稳定、准确停止在指定位置，重车拨车机13的前钩131闭钩状态下回退时会拨动车厢后钩12打开钩舌，重车拨车机13在摘复钩装置31确认复钩成功后才打开前钩131完全脱离，再次向翻车机方向移动，重新牵引下一节车厢。

以上，参照图1~4描述了根据本发明实施例的火车车钩的摘复钩装置31，能够通过伸缩组件24带动移动支架23在水平面内移动，而使得整个装置可以固定设置在迁车平台的边缘，而不需要备用轨道，也不需要很大的运行空间，整个装置没有在轨道上移动时需要的驱动设备，进一步缩小了摘复钩装置31的占用空间，普遍适用于各布置类型的翻车机系统场景中；且装置不再需要反复在轨道移动，降低整体能耗，作业范围小，效率高，也避免了与车厢同步运动时摘复钩的过程中经常会发生的与车厢碰撞的问题，且整体零部件减少、成本降低、维护费用降低。

其次，将结合图5~7描述根据本发明第二实施例的火车车钩的摘复钩系统，用于火车车厢的散料运输场景中。

如图5~7所示，摘复钩系统主要由迁车模块，拨车模块和摘复钩模块组成。

具体的，迁车模块包含迁车平台，迁车模块用于将进入迁车平台的车厢牵引到空车线位置；拨车模块包含重车拨车机13，重车拨车机13将翻车机内的火车车厢推出，并送入迁车平台的相应位置；摘复钩模块用于车钩的摘复钩作业。

如图5所示，以对称布置折返式翻车机系统为例进行说明，摘复钩系统分别应用于第一翻车机卸料线和第二翻车机卸料线。火车为标准车厢，如图1所示，其摘钩手柄均布置在车厢头部右侧和车厢尾部左侧位置。这也要求如果想要受制于场地要求，仍实现在小空间内完成火车摘复钩作业，摘复钩装置31必须要布置在迁车台与拨车机之间的迁车台基坑11边缘处，而且布置在车厢尾部的车厢后钩12附近，以便于摘钩，也就使得摘复钩装置31并非按第一、第二卸料线左右对称布置。因此对于第二卸料线，火摘复钩装置31离开重车拨车机13较远，拨车机在沿着轨道运动时容易避免与摘复钩装置31发生干涉；而对于第一卸料线，摘复钩装置31布置在火车轨道与拨车机轨道之间，在拨重车拨车机13的大臂132沿着其轨道运动时会与摘复钩装置31在作业路径上发生重叠干涉。因此通过设置前述包含移动支架23和伸缩机构的摘复钩装置31，配合识别、定位功能，可以避免干涉以及碰撞，实现机械臂22能够避让重车拨车机13的大臂132、在恰当的时机靠近并完成作业。前述系统，可以直接应用于第一、第二翻车机卸料线，在生产效率较大的场景下，可能会有四条、六条线路，该系统可以完全复制布置，均可适用，具有通用性，大大降低了安装、调试、维护成本。与此同时，针对不同车型，当车钩位置改变时，也能适应各种摘复钩位置变化的情况，因此，是一套可应用于有诸多场地局限性的场景中，且具有高度通用性、灵活性的系统。

优选地，摘复钩模块包含摘复钩装置31，提销装置32，摘复钩装置31固设于迁车平台基坑11的边缘，提销装置32设于重车拨车机13的大臂132上，提销装置32，在推车时提销打开车钩与空车连挂，实现空车受控稳定推送并准确停止，机械臂22提柄摘钩将车厢车钩内部打开的同时保持摘钩状态，于此同时，重车拨车机13的前钩131保持闭钩回退一定距离，将车厢车钩钩舌掰开，免去额外掰开钩舌的动作，缩短摘复钩作业时间，增加整个作业过程的效率，机械臂22识别判定复钩成功后，提销装置32提销打开前钩，返回继续接下一节空车车厢。进一步采用但不限于如下方案：提销装置32包含设于大臂132的支架，支架上设有摇臂321、第二推杆322和第二驱动器，第二驱动器可采用直线电机或者油缸，第二驱动器驱动第二推杆242带动摇臂321移动，摇臂321可打开重车拨车机前钩131。

接着，将结合图1~7描述根据本发明第三实施例的一种基于火车车钩的摘复钩系统的摘复钩作业方法，包含如下步骤：

重车拨车机前钩131撞击翻车机内完成翻卸的车厢后钩12，重车拨车机前钩131与车厢后钩12握钩；

移动支架23带动机械臂22向远离重车拨车机13的大臂132的方向移动；

重车拨车机13将火车车厢自翻车机迁移到迁车平台的引导轨道内；

移动支架23向车厢后钩12靠近；

机械臂22执行摘复钩作业；

重车拨车机13脱离火车车厢；

机械臂22检测钩舌是否保持打开状态。

机械臂22执行摘复钩作业，完成握柄提钩作业，重车拨车机13保持闭钩状态回退合适距离脱离火车车厢，与此同时将火车车厢后钩12的钩舌拉开，机械臂22检测钩舌是否正常打开，确认复钩完成后退出，如果检测到开钩没有成功，则控制系统控制重车拨车机13再次推送空车，实施重复复钩的二次流程。

其中，机械臂22执行摘复钩作业包含如下子步骤：

机械臂22识别、定位车厢后钩12并提起车厢后钩12的提杆；

摇臂321保持提杆维持提起状态，并维持前钩131闭钩；。

其中，机械臂22检测钩舌是否保持打开状态包含如下子步骤：

重车拨车机13向远离火车车厢的方向移动预设距离；

机械臂22检测火车车厢、重车拨车机13之间的实际距离，并判定钩舌是否拉开；

当检测到实际距离小于预设距离，重车拨车机13向靠近机械臂22的方向推送火车车厢，机械臂22二次执行摘复钩作业，当检测到实际距离不小于预设距离，机械臂22退出作业区。

根据本发明实施例的摘复钩作业的方法能够合理配合各设备之间的先后顺序，检测确保钩舌在打开状态后完成摘复钩作业，确保整个作业过程紧凑、高效，确保作业完成的质量；其他有益效果参照前述系统，此处不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”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。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种火车车钩的摘复钩装置，设于迁车台边缘，与重车拨车机协同完成摘复钩作业，其特征在于，所述摘复钩装置包含：

固定支架，所述固定支架顶部到地面的高度低于所述重车拨车机的大臂底部到地面的高度；

机械臂，所述机械臂包含摘钩机械手，所述摘钩机械手可完成摘复钩；

移动支架，所述机械臂设于移动支架上，所述移动支架支撑所述机械臂；

伸缩组件，所述伸缩组件设于所述固定支架顶部，所述移动支架设于所述伸缩组件上，所述伸缩组件可带动所述移动支架在水平面内移动。

2.如权利要求1所述的火车车钩的摘复钩装置，其特征在于，所述伸缩组件包含第一推杆、第一驱动器、滑轨和与所述滑轨配套的滑块，所述滑轨设于所述固定支架顶部，所述滑轨沿火车轨道方向延伸，所述滑块设于所述滑轨上，所述移动支架设于所述滑块上，所述第一驱动器驱动所述第一推杆带动所述移动支架沿所述滑轨延伸方向伸出或缩回。

3.一种火车车钩的摘复钩系统，包含：

迁车模块，所述迁车模块包含迁车平台，所述迁车模块可将进入所述迁车平台的车厢牵引到空车线位置；

拨车模块，所述拨车模块包含重车拨车机，所述重车拨车机将翻车机内的火车车厢推出，并送入迁车平台的相应位置；

摘复钩模块，所述摘复钩模块用于车钩的摘复钩。

4.如权利要求3所述的火车车钩的摘复钩系统，其特征在于，所述摘复钩模块包含如权利要求1或2所述的摘复钩装置，还包含：提销装置，所述摘复钩装置固设于所述迁车平台的边缘，所述提销装置设于所述重车拨车机的大臂上，所述提销装置可打开所述重车拨车机的前钩。

5.如权利要求4所述的火车车钩的摘复钩系统，其特征在于，所述提销装置包含设于所述大臂的支架，所述支架上设有摇臂、第二推杆和第二驱动器，所述第二驱动器驱动所述第二推杆带动所述摇臂移动，所述摇臂可打开所述前钩。

6.一种基于火车车钩的摘复钩系统的摘复钩作业方法，包含如下步骤：

重车拨车机前钩撞击翻车机内完成翻卸的车厢后钩，所述重车拨车机前钩与所述车厢后钩握钩；

移动支架带动机械臂向远离所述重车拨车机大臂的方向移动；

重车拨车机将火车车厢自翻车机推送到迁车平台的轨道上；

所述移动支架向所述车厢后钩靠近；

所述机械臂执行摘复钩作业；

重车拨车机脱离火车车厢；

所述机械臂检测钩舌是否保持打开状态。

7.如权利要求6所述的机械臂执行摘复钩作业包含如下子步骤：

所述机械臂识别、定位所述车厢后钩并提起所述后钩的提杆；

所述摇臂保持所述提杆维持提起状态，并维持所述前钩闭钩。

8.如权利要求6所述的机械臂检测钩舌是否保持打开状态包含如下子步骤：

所述重车拨车机向远离所述火车车厢的方向移动预设距离；

所述机械臂检测火车车厢、拨车机之间的实际距离，判定钩舌是否拉开；

当检测到实际距离小于预设距离时，拨车机向靠近机械臂的方向推送火车车厢，机械臂二次执行摘复钩作业，当检测到实际距离不小于预设距离时，机械臂退出作业区。