CN206173753U - 一种排填石碴自动化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排填石碴自动化装置，是由捣实平碴装置、道肩及道床修形装置、抓斗清石装置、石碴集排装置、枕端清石装置、链齿排石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成。本实用新型能够快速将工作装置对准工作位置；能够快速排出轨枕间的石碴，同时自动清除石渣中的沙土；能够快速清除枕端外侧道床石碴；能够快速清除钢轨下面道床石碴；能够快速将石渣回填至已换轨枕两侧轨枕间；能够快速修复道肩及道床的形状；能够将回填到已换轨枕间的石碴快速捣实振平；能够适应直线和曲线铁轨路段排填石碴工作；能够实现自动控制，操作方便，排填石碴工作效率高。

Description

一种排填石碴自动化装置

技术领域

本实用新型涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种排填石碴自动化装置。

背景技术

铁路轨枕在长时间的使用过程中，是由于自然沉降和振动的原因，铁路局部轨枕下沉，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在轨枕更换的过程中，采用人工清理、回填石碴，费时费力，工作效率低，不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种排填石碴自动化装置。

本实用新型是由捣实平碴装置、道肩及道床修形装置、抓斗清石装置、石碴集排装置、枕端清石装置、链齿排石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成。轨道车设有多个脚轮和二个纵梁，捣实平碴装置、道肩及道床修形装置、抓斗清石装置、石碴集排装置、枕端清石装置、链齿排石装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的捣实平碴装置是由上横梁、第一升降装置和振捣组件组成，上横梁设有二个连接板，连接板上设有数个螺栓孔；

所述的第一升降装置是由下横梁组件、第一升降驱动装置、对称设置的二个平行四杆机构和第一激光位移传感器组成；

所述的下横梁组件是由第一方筒形固定臂和二个第一方筒形伸缩臂组成，第一方筒形固定臂设有对称的二个长槽孔，第一方筒形伸缩臂设有封闭端和二个单耳环；

所述的第一升降驱动装置是由第一方筒形固定臂、双活塞式双出杆液压油缸活塞杆和二个第一方筒形伸缩臂组成，双活塞式双出杆液压油缸活塞杆的缸体设有方形法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

所述的平行四杆机构是由第一方筒形伸缩臂、二个摆杆和上横梁组成；

将二个第一方筒形伸缩臂分别从双活塞式双出杆液压油缸活塞杆两端套设于其上，使第一方筒形伸缩臂封闭端与双活塞式双出杆液压油缸活塞杆法兰盘固连，第一方筒形固定臂套设于二个第一方筒形伸缩臂上，使双活塞式双出杆液压油缸活塞杆方形法兰盘对称固连于第一方筒形固定臂内孔上表面上，组成第一升降驱动装置；

将二个摆杆的一端分别与第一方筒形伸缩臂铰链连接，二个摆杆的另一端分别与上横梁铰链连接，组成平行四杆机构，对称于上横梁和第一方筒形固定臂的铅垂对称面组装另一个平行四杆机构，将第一激光位移传感器对称固连于第一方筒形固定臂上面，组成第一升降装置；

所述的振捣组件是由上横梁、数个第一弹性连接组件、振动板、八个振捣棒、八个第二六角螺母和第一高频振动电机组成，第一弹性连接组件是由螺栓、二个螺旋弹簧、垫片和六角螺母组成，振动板设有数个螺栓孔和八个圆孔；

将螺栓穿过上横梁连接板螺栓孔，将螺旋弹簧套设于螺栓上，然后穿过振动板螺栓孔，再将另一个螺旋弹簧套设于螺栓上，垫片套设于螺栓上，六角螺母预紧，振动板与上横梁实现弹性连接；振捣棒穿过振动板圆孔，第二六角螺母预紧，第一高频振动电机对称固连于振动板上面，第一方筒形固定臂对称固连于轨道车的二个纵梁上，组成捣实平碴装置；

所述的道肩及道床修形装置是由第一上横梁组件、第一伸缩驱动装置、第二升降装置和挖斗装置组成；

所述的第一上横梁组件是由第二方筒形固定臂、第二方筒形伸缩臂、第二激光位移传感器和第二测距参照板组成，第二方筒形固定臂设有封闭端和四个双耳环，第二方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的第一伸缩驱动装置是由第二方筒形固定臂、双作用活塞油缸和第二方筒形伸缩臂组成，双作用活塞油缸缸体设有方形滑块和法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

将第二方筒形伸缩臂套设于双作用活塞油缸上，使第二方筒形伸缩臂封闭端与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘固连，再将第二方筒形固定臂套设于第二方筒形伸缩臂上，并将双作用活塞油缸法兰盘对称固连于第二方筒形固定臂封闭端，组成第一伸缩驱动装置，双作用活塞油缸和第二方筒形伸缩臂形成移动副，将第二激光位移传感器对称固连于第二方筒形固定臂上面，第二测距参照板固连于第二方形伸缩臂上面；

所述的第二升降装置是由二个第一串联平行四杆机构、第二升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第三激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构是由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆和第二方筒形固定臂组成，第一连杆设有单耳环和双耳环；

所述的第二升降驱动装置是由双多级伸缩套式双伸出油缸和二个第一连杆组成，双多级伸缩套式双伸出油缸的二个末级伸缩套筒自是由端设有单耳环；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第二串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第一六角螺母、二个第二螺栓和二个第三螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第二串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第二连杆和二个销轴组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸对称固连于板形上横梁上，第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环、第三摆杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环、另一个第三摆杆双耳环、第一连杆双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆与第二方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和第二方筒形固定臂铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

将二个塔形刚度非线性弹簧分别套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第一六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第二连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第二连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第二连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，第六摆杆和第七摆杆分别与板形上横梁铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第二撑杆与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第三激光位移传感器对称固连于第二方筒形固定臂下面，组成第二升降装置；

所述的挖斗装置是由第一挖斗组件、吊臂和U形吊杆组成，吊臂设有单耳环、第一双耳环、第二双耳环和法兰盘；

所述的第一挖斗组件是由液压油缸、撑杆、连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；撑杆上设有双耳环和单耳环；连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将液压油缸缸体单耳环与吊臂第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，撑杆单耳环与吊臂第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环与吊臂单耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆单耳环与斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件，将U形吊杆与吊臂法兰盘固连，组成挖斗装置，将U形吊杆固连于第二方筒形伸缩臂上，组成道肩及道床修形装置；

所述的抓斗清石装置是由上横梁、二个第三升降装置和八个第一抓斗装置组成，上横梁设有二个纵梁和二个悬臂纵梁；

所述的第三升降装置和第一升降装置的组成及结构形式一样，进行与第一升降装置相同的组装操作，组成第三升降装置；

所述的第一抓斗装置是由二个第二挖斗组件和吊臂组成，吊臂对称设有二个单耳环、二个第一双耳环、二第二双耳环和法兰盘；

第二挖斗组件和第一挖斗组件组成及结构形式一样；

将二个液压油缸缸体单耳环分别与吊臂二个第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环分别与吊臂二个第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环分别与吊臂二个单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环分别与二个斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一抓斗装置，将八个吊臂法兰盘分别对称固连于上横梁二个纵梁和二个悬臂纵梁上，组成抓斗清石装置；

所述的石碴集排装置是由CMOS图像传感器、箱体、二个排石门、二个集石门、二个排石门驱动装置、二个集石门驱动装置、横梁、数个第二弹性连接组件、第二高频振动电机和二个端盖组成，横梁设有数个螺栓孔，端盖设有排沙土嘴；

所述的箱体设有底板、箭形箱底、二个第一集石仓、第二集石仓、二个方筒形孔、二个渐变等腰梯形斜槽、四个第一凸楞和二个第二凸楞，底板上设有数个螺栓孔，箭形箱底设有数个筛孔，第一集石仓设有对称的二个排石口和二个集石口，第二集石仓设有对称的二个排石口和二个集石口，第一凸楞上下面设有对称的二个双耳环，第二凸楞上下面设有对称的二个双耳环，排石门设有二个第一单耳环和四个第二单耳环，集石门设有二个第一单耳环、四个第二单耳环和六个防溢板；

所述的排石门驱动装置是由排石门驱动油缸、第一推拉杆和第二推拉杆组成，第一推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环，第二推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环；

所述的集石门驱动装置是由集石门油缸、第三推拉杆和第四推拉杆组成，第三推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环，第四推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环；

所述的第二弹性连接组件和第一弹性连接件组成及结构形式一样；

排石门驱动油缸活塞杆单耳环、第一推拉杆第一双耳环、第二推拉杆第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，组成排石门驱动装置，集石门油缸活塞杆单耳环、第三推拉杆第一双耳环、第四推拉杆第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，组成集石门驱动装置；

排石门的四个第二单耳环分别与二个第一凸楞下表面的双耳环、第二凸楞下面的二个双耳环同轴穿入销轴铰链连接，集石门的四个第二单耳环分别与二个第一凸楞上面的双耳环、第二凸楞上表面的二个双耳环同轴穿入销轴铰链连接；

将二个排石门驱动油缸分别固连于二个方筒形孔的内侧壁上，二个第一推拉杆第二双耳环分别与排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个第二推拉杆第二双耳环分别与另一个排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，将二个集石门油缸分别固连于二个方筒形孔的外侧壁上，二个第三推拉杆第二双耳环分别与集石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个第四推拉杆第二双耳环分别与另一个排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个端盖分别固连于箱体上；

将螺栓穿过下横梁螺栓孔，将螺旋弹簧套设于螺栓上，然后穿过箱体底板螺栓孔，再将另一个螺旋弹簧套设于螺栓上，垫片套设于螺栓上，六角螺母预紧，箱体与横梁实现弹性连接；第二高频振动电机对称固连箱体底板上，横梁对称固连于轨道车的二个纵梁上，CMOS图像传感器固连于横梁下面，组成石碴集排装置；

所述的枕端清石装置是由第二上横梁组件、第二伸缩驱动装置、第四升降装置、第二抓斗装置和U形杆组成；

所述的第二上横梁组件和第一上横梁组件组成及结构形式一样，进行与第一上横梁组件相同的组装操作，组成第二上横梁组件；

所述的第二伸缩驱动装置和第一伸缩驱动装置组成及结构形式一样，进行与第一伸缩驱动装置相同的组装操作，组成第二伸缩驱动装置；

所述的第四升降装置和第二升降装置组成及结构形式一样，进行与第二升降装置相同的组装操作，组成第四升降装置；

所述的第二抓斗装置和第一抓斗装置组成及结构形式一样，进行与第一抓斗装置相同的组装，组成第二抓斗装置；

将吊臂法兰盘与U形杆固连，再将U形杆固连于第二方筒形伸缩臂上，组成枕端清石装置；

所述的链齿排石装置是由第三上横梁组件、第三伸缩驱动装置第五升降装置和链齿排石组件组成；

所述的第三上横梁组件是由第三方筒形固定臂、二个第三方筒形伸缩臂、第四激光位移传感器和第四测距参照板组成，第三方筒形固定臂设有四个双耳环，第三方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的第三伸缩驱动装置和第一升降驱动装置的组成一样，除前述的第三方筒形固定臂和第一方筒形固定臂结构形式不一样、第三方筒形伸缩臂和第一方筒形伸缩臂结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

进行与第一升降驱动装置相同的组装操作，组成第三伸缩驱动装置，第四激光位移传感器对称固连于第三方形固定臂上面，第四测距参照板固连于第三方筒形伸缩臂上面；

所述的第五升降装置和第二升降装置组成及结构形式一样，进行与第二升降装置相同的组装操作，组成第五升降装置；

所述的链齿排石组件是由双输出轴液压马达、二个弹性联轴器、二个链齿排石部件、U形杆、八个C形杆和吊架组成，U形杆设有二个圆形法兰盘和方形法兰盘，C形杆设有第一法兰盘和第二法兰盘，吊架设有二个第一法兰盘和八个第二法兰盘；

所述的链齿排石部件是由方形横梁、链轮、链轮轮轴、诱导轮、诱导轮轮轴、四个承重轮、四个承重轮轮轴、数个链齿组件和数个销轴组成，方形横梁上设有第一双耳环、第二双耳环和四个第三双耳环；

将方形横梁第一双耳环与链轮同轴，穿入链轮轮轴铰链连接，方形横梁第二双耳环与诱导轮同轴，穿入诱导轮轮轴铰链连接，方形横梁第三双耳环与承重轮同轴，穿入承重轮轮轴铰链连接，使方形横梁、链轮、诱导轮和四个承重轮组装一体；

所述的链齿组件是由套筒和链节组成；

所述的链节是由二个螺栓、二个螺母、链齿板、第一链板和第二链板组成，链齿板设有二个螺栓孔和数个等强度链齿，第一链板设有第一单耳环、第二单耳环和第三单耳环，第二链板设有第一单耳环、第二单耳环和第三单耳环；

将链齿板螺栓孔和第一链板第二单耳环同轴，穿入螺栓，螺母预紧，链齿板另一个螺栓孔和第二链板第二单耳环同轴，穿入螺栓，螺母预紧，组成链节，将第一链节的第一链板第一单耳环、第二链节第一链板第三单耳环、套筒、第二链节第二链板第三单耳环和第一链节第二链板第一单耳环同轴穿入销轴铰链连接，重复前述操作，直至将数个链节铰接一体，将组装一体的方形横梁、链轮、诱导轮和四个承重轮置于其上，将最后链节的第一链板第一单耳环、第一链节第一链板第三单耳环、套筒、第一链节第二链板第三单耳环和最后链节第二链板第一单耳环同轴穿入销轴铰链连接，使所有链齿组件铰链连接环形一体结构，组成链齿排石部件，

将双输出轴液压马达双输出轴、二个弹性联轴器和二个链轮轮轴固连，U形杆方形法兰盘固连于第三双输出轴液压马达上，八个C形杆第二法兰盘分别对称固连于二个方形横梁上，吊架八个第二法兰盘分别与八个C形杆第一法兰盘固连，U形杆二个圆形法兰盘和吊架二个第一法兰盘分别固连于第三方筒形伸缩臂上，组成链齿排石装置。

本实用新型的有益效果是：

1能够快速将工作装置对准工作位置；

2.能够快速排出轨枕间的石碴，同时自动清除石渣中的沙土；

3.能够快速清除枕端外侧道床石碴；

4.能够快速清除钢轨下面道床石碴；

5.能够快速将石渣回填至已换轨枕两侧轨枕间；

6.能够快速修复道肩及道床的形状；

7.能够将回填到已换轨枕间的石碴快速捣实振平；

8.能够适应直线和曲线铁轨路段排填石碴工作；

9.能够实现自动控制，操作方便，排填石碴工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型之非工作状态立体示意图。

图2是图1的主视图。

图3是本实用新型之捣实平碴装置非工作状态立体示意图。

图4是本实用新型之捣实平碴装置工作状态立体示意图。

图5是本实用新型之第一升降驱动装置分解立体示意图。

图6是图3的主视图。

图7是图6中的A处放大示意图。

图8是本实用新型之道肩及道床修形装置工作状态立体示意图。

图9是本实用新型之第一伸缩驱动装置分解立体示意图。

图10是本实用新型之第二升降驱动装置分解立体示意图。

图11是本实用新型之第二升降随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图12是本实用新型之第一挖斗装置分解立体示意图。

图13是本实用新型之抓斗清石装置清石工作状态立体示意图。

图14是本实用新型之抓斗清石装置集石工作状态立体示意图。

图15是本实用新型之抓斗清石装置排石工作状态立体示意图。

图16是本实用新型之第三升降驱动装置分解立体示意图。

图17是本实用新型之第一抓斗装置分解立体示意图。

图18是本实用新型之石碴集排装置集石工作状态立体示意图。

图19是图18中的B处局部放大示意图。

图20是本实用新型之石碴集排装置排石工作状态立体示意图。

图21是图18中N-N剖视立体示意图。

图22是本实用新型之枕端清石装置工作状态立体示意图。

图23是本实用新型之第二伸缩驱动装置分解立体示意图。

图24是本实用新型之第四升降驱动装置分解立体示意图。

图25是本实用新型之第四升降随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图26是本实用新型之第二抓斗装置分解立体示意图。

图27是本实用新型之链齿排石装置工作状态立体示意图。

图28是本实用新型之第三伸缩驱动装置分解立体示意图。

图29是本实用新型之第五升降驱动装置分解立体示意图。

图30是本实用新型之第五升降随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图31是本实用新型之链齿排石装置立体示意图。

图32是本实用新型之链齿排石组件分解立体示意图。

图33是本实用新型之链节分解立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本实用新型是由捣实平碴装置1、道肩及道床修形装置2、抓斗清石装置3、石碴集排装置4、枕端清石装置5、链齿排石装置6、发电机18、液压系统及控制系统箱19和轨道车20组成。轨道车设有多个脚轮201和二个纵梁202，捣实平碴装置1、道肩及道床修形装置2、抓斗清石装置3、石碴集排装置4、枕端清石装置5、链齿排石装置6、发电机18和液压系统及控制系统箱19设置在轨道车的二个纵梁202上，轨道车20由工程车牵引，发电机18为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱19内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

请参阅图3至图7所示，所述的捣实平碴装置1是由上横梁11、第一升降装置12和振捣组件13组成，上横梁11设有二个连接板111，连接板上设有数个螺栓孔1111；

所述的第一升降装置12是由下横梁组件121、第一升降驱动装置122、对称设置的二个平行四杆机构123和第一激光位移传感器125组成；

所述的下横梁组件121是由第一方筒形固定臂1211和二个第一方筒形伸缩臂1212组成，第一方筒形固定臂1211设有对称的二个长槽孔12111，第一方筒形伸缩臂1212设有封闭端12121和二个单耳环12122；

所述的第一升降驱动装置122是由第一方筒形固定臂1211、双活塞式双出杆液压油缸活塞杆1221和二个第一方筒形伸缩臂1212组成，双活塞式双出杆液压油缸活塞杆1221的缸体设有方形法兰盘12211、活塞杆自由端设有法兰盘12212；

所述的平行四杆机构123是由第一方筒形伸缩臂1212、二个摆杆1231和上横梁11组成；

将二个第一方筒形伸缩臂1212分别从双活塞式双出杆液压油缸活塞杆1221两端套设于其上，使第一方筒形伸缩臂封闭端12121与双活塞式双出杆液压油缸活塞杆法兰盘12212固连，第一方筒形固定臂1211套设于二个第一方筒形伸缩臂1212上，使双活塞式双出杆液压油缸活塞杆方形法兰盘12211对称固连于第一方筒形固定臂1211内孔上表面上，组成第一升降驱动装置122；

将二个摆杆1231的一端分别与第一方筒形伸缩臂1212铰链连接，二个摆杆1231的另一端分别与上横梁11铰链连接，组成平行四杆机构123，对称于上横梁11和第一方筒形固定臂1211的铅垂对称面组装另一个平行四杆机构123，将第一激光位移传感器125对称固连于第一方筒形固定臂1211上面，组成第一升降装置12；

所述的振捣组件13是由上横梁11、数个第一弹性连接组件131、振动板132、八个振捣棒133、八个第二六角螺母134和第一高频振动电机135组成，第一弹性连接组件131是由螺栓1311、二个螺旋弹簧1312、垫片1313和六角螺母1313组成，振动板132设有数个螺栓孔1321和八个圆孔1322；

将螺栓1311穿过上横梁连接板螺栓孔1111，将螺旋弹簧1312套设于螺栓1311上，然后穿过振动板螺栓孔1321，再将另一个螺旋弹簧1312套设于螺栓1311上，垫片1313套设于螺栓1311上，第三六角螺母1313预紧，振动板132与上横梁11实现弹性连接；振捣棒133穿过振动板圆孔1322，第二六角螺母134预紧，第一高频振动电机135对称固连于振动板上面，第一方筒形固定臂1211对称固连于轨道车的二个纵梁202上，组成捣实平碴装置1；

请参阅图8至图12所示，所述的道肩及道床修形装置2是由第一上横梁组件21、第一伸缩驱动装置22、第二升降装置23和挖斗装置24组成；

所述的第一上横梁组件21是由第二方筒形固定臂211、第二方筒形伸缩臂212、第二激光位移传感器213和第二测距参照板214组成，第二方筒形固定臂211设有封闭端2111和四个双耳环2112，第二方筒形伸缩臂212设有封闭端2121；

所述的第一伸缩驱动装置22是由第二方筒形固定臂211、双作用活塞油缸221和第二方筒形伸缩臂212组成，双作用活塞油缸221缸体设有方形滑块2211和法兰盘2212、活塞杆自由端设有法兰盘2213；

将第二方筒形伸缩臂212套设于双作用活塞油缸221上，使第二方筒形伸缩臂封闭端2121与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘2213固连，再将第二方筒形固定臂211套设于第二方筒形伸缩臂212上，并将双作用活塞油缸法兰盘2212对称固连于第二方筒形固定臂封闭端2111，组成第一伸缩驱动装置22，双作用活塞油缸221和第二方筒形伸缩臂212形成移动副，将第二激光位移传感器213对称固连于第二方筒形固定臂211上面，第二测距参照板214固连于第二方形伸缩臂212上面；

所述的第二升降装置23是由二个第一串联平行四杆机构231、第二升降驱动装置233、随动平衡支撑装置234和第三激光位移传感器235组成；

所述的第一串联平行四杆机构231是由下横梁2311、第一摆杆2312、第二摆杆2313、二个第三摆杆2314、第一连杆2315和第二方筒形固定臂211组成，第一连杆2315设有单耳环23151和双耳环23152；

所述的第二升降驱动装置233是由双多级伸缩套式双伸出油缸2331和二个第一连杆2315组成，双多级伸缩套式双伸出油缸2331的二个末级伸缩套筒自是由端设有单耳环23311；

所述的随动平衡支撑装置234是由板形上横梁2340、第二串联平行四杆机构2341、第一撑杆2342、第二撑杆2343、滑杆2344、二个滑块2345、二个塔形刚度非线性弹簧2346、二个第一六角螺母2347、二个第二螺栓2348和二个第三螺栓2349组成，滑杆2344上设有固定圆盘23441、对称设有二个光杆段23442和二个螺纹段23443；滑块2345设有圆孔23451和一对同轴螺纹盲孔23452；

所述的第二串联平行四杆机构2341是由板形上横梁2340、下横梁2311、第四摆杆23412、第五摆杆23413、第六摆杆23414、第七摆杆23415、二个第二连杆23416和二个销轴23417组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸2331对称固连于板形上横梁2340上，第一摆杆2312与下横梁2311铰链连接，第二摆杆2313、第四摆杆23312和下横梁2311三个构件间铰链连接，第一摆杆2312双耳环、第三摆杆2314双耳环和第一连杆单耳环23151同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆2313双耳环、另一个第三摆杆2314双耳环、第一连杆双耳环23152和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环23231同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆2314与第二方筒形固定臂211铰链连接，组成第一串联平行四杆机构231，重复前述组装操作，对称于下横梁2311和第二方筒形固定臂211铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构231；

将二个塔形刚度非线性弹簧2346分别套设于滑杆的二个光杆段23442，再将二个滑块2345分别套设于滑杆的二个光杆段23442，二个第一六角螺母2347分别预紧，使二个滑块2345分别使塔形刚度非线性弹簧2346适当压缩，将第五摆杆23413与下横梁2311铰链连接，使二个第二连杆23416的左边单耳环分别与第四摆杆23412的双耳环、第六摆杆2314双耳环和滑块的一对螺纹盲孔23452同轴，二个第一螺栓2348分别预紧，使第四摆杆23412、第六摆杆23414和滑块2345三个构件间铰链连接，将二个第二连杆23416的右边单耳环分别与第五摆杆23413的双耳环、第七摆杆23415双耳环同轴，二个销轴23417分别穿入，使第二连杆23416、第五摆杆23413和第七摆杆23415三个构件间铰链连接，第六摆杆23414和第七摆杆23415分别与板形上横梁2340铰链连接，组成第二串联平行四杆机构2341；

将第一撑杆2342双耳环、第二撑杆2343双耳环和滑块2345的一对螺纹盲孔23452同轴，二个第二螺栓2349分别预紧，使第一撑杆2342、第二撑杆2343和滑块2345三个构件间铰链连接，第二撑杆2343与板形上横梁2340铰链连接，组成随动平衡支撑装置234；

将第三激光位移传感器235对称固连于第二方筒形固定臂211下面，组成第二升降装置23；

所述的挖斗装置24是由第一挖斗组件25、吊臂26和U形吊杆27组成，吊臂26设有单耳环261、第一双耳环262、第二双耳环263和法兰盘264；

所述的第一挖斗组件25是由液压油缸251、撑杆252、连杆253和斗体254组成，液压油缸251的活塞杆自由端设有单耳环2511、缸体设有单耳环2512；撑杆252上设有双耳环2521和单耳环2522；连杆253上设有单耳环2531和双耳环2532，斗体254上设有第一双耳环2541和第二双耳环2542；

将液压油缸缸体单耳环2512与吊臂第二双耳环263同轴穿入销轴铰链连接，撑杆单耳环2522与吊臂第一双耳环262同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环2542与吊臂单耳环261同轴穿入销轴铰链连接，连杆单耳环2531与斗体第一双耳环2541同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环2532、撑杆双耳环2521和液压油缸活塞杆单环2511同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件25，将U形吊杆27与吊臂法兰盘264固连，组成挖斗装置24，将U形吊杆27固连于第二方筒形伸缩臂222上，组成道肩及道床修形装置2；

请参阅图12至图21所示，所述的抓斗清石装置3是由上横梁31、二个第三升降装置32和八个第一抓斗装置33组成，上横梁31设有二个纵梁311和二个悬臂纵梁312；

所述的第三升降装置32和第一升降装置12的组成及结构形式一样，进行与第一升降装置12相同的组装操作，组成第三升降装置32；

所述的第一抓斗装置33是由二个第二挖斗组件34和吊臂35组成，吊臂35对称设有二个单耳环351、二个第一双耳环352、二第二双耳环353和法兰盘354；

第二挖斗组件34和第一挖斗组件25组成及结构形式一样；

将二个液压油缸缸体单耳环2512分别与吊臂二个第二双耳环353同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环2522分别与吊臂二个第一双耳环352同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环2542分别与吊臂二个单耳环351同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环2531分别与二个斗体第一双耳环2541同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环2532、撑杆双耳环2521和液压油缸活塞杆单环2511同轴穿入销轴铰链连接，组成第一抓斗装置33，将八个吊臂法兰盘354分别对称固连于上横梁二个纵梁321和二个悬臂纵梁322上，组成抓斗清石装置3；

所述的石碴集排装置4是由CMOS图像传感器40、箱体41、二个排石门42、二个集石门43、二个排石门驱动装置44、二个集石门驱动装置45、横梁46、数个第二弹性连接组件47、第二高频振动电机48和二个端盖49组成，横梁46设有数个螺栓孔461，端盖49设有排沙土嘴491；

所述的箱体41设有底板411、箭形箱底412、二个第一集石仓413、第二集石仓414、二个方筒形孔415、二个渐变等腰梯形斜槽416、四个第一凸楞417和二个第二凸楞418，底板411上设有数个螺栓孔4111，箭形箱底412设有数个筛孔4121，第一集石仓413设有对称的二个排石口4131和二个集石口4132，第二集石仓414设有对称的二个排石口4141和二个集石口4142，第一凸楞417上下面设有对称的二个双耳环4171，第二凸楞418上下面设有对称的二个双耳环4181，排石门42设有二个第一单耳环421和四个第二单耳环422，集石门43设有二个第一单耳环431、四个第二单耳环432和六个防溢板433；

所述的排石门驱动装置44是由排石门驱动油缸441、第一推拉杆442和第二推拉杆443组成，第一推拉杆442设有第一双耳环4421和第二双耳环4422，第二推拉杆443设有第一双耳环4431和第二双耳环4432；

所述的集石门驱动装置45是由集石门油缸451、第三推拉杆452和第四推拉杆453组成，第三推拉杆452设有第一双耳环4521和第二双耳环4522，第四推拉杆453设有第一双耳环4531和第二双耳环4532；

所述的第二弹性连接组件47和第一弹性连接件131组成及结构形式一样；

排石门驱动油缸441活塞杆单耳环、第一推拉杆第一双耳环4421、第二推拉杆第一双耳环4431同轴穿入销轴铰链连接，组成排石门驱动装置44，集石门油缸451活塞杆单耳环、第三推拉杆第一双耳环4521、第四推拉杆第一双耳环4531同轴穿入销轴铰链连接，组成集石门驱动装置45；

排石门42的四个第二单耳环422分别与二个第一凸楞417下表面的双耳环4171、第二凸楞418下面的二个双耳环4181同轴穿入销轴铰链连接，集石门43的四个第二单耳环432分别与二个第一凸楞417上面的双耳环4171、第二凸楞418上表面的二个双耳环4181同轴穿入销轴铰链连接；

将二个排石门驱动油缸441分别固连于二个方筒形孔415的内侧壁上，二个第一推拉杆第二双耳环4422分别与排石门二个第一单耳环421同轴插入销轴铰链连接，二个第二推拉杆第二双耳环4432分别与另一个排石门二个第一单耳环421同轴插入销轴铰链连接，将二个集石门油缸451分别固连于二个方筒形孔415的外侧壁上，二个第三推拉杆第二双耳环4522分别与集石门二个第一单耳环431同轴插入销轴铰链连接，二个第四推拉杆第二双耳环4432分别与另一个排石门二个第一单耳环431同轴插入销轴铰链连接，二个端盖49分别固连于箱体41上；

将螺栓1311穿过下横梁螺栓孔461，将螺旋弹簧1312套设于螺栓1311上，然后穿过箱体底板螺栓孔4111，再将另一个螺旋弹簧1312套设于螺栓1311上，垫片1313套设于螺栓1311上，六角螺母1314预紧，箱体41与横梁46实现弹性连接；第二高频振动电机48对称固连箱体底板411上，横梁46对称固连于轨道车的二个纵梁202上，CMOS图像传感器40固连于横梁46下面，组成石碴集排装置4；

请参阅图22至图26，所述的枕端清石装置5是由第二上横梁组件51、第二伸缩驱动装置52、第四升降装置53、第二抓斗装置54和U形杆55组成；

所述的第二上横梁组件52和第一上横梁组件21组成及结构形式一样，进行与第一上横梁组件21相同的组装操作，组成第二上横梁组件52；

所述的第二伸缩驱动装置52和第一伸缩驱动装置22组成及结构形式一样，进行与第一伸缩驱动装置22相同的组装操作，组成第二伸缩驱动装置52；

所述的第四升降装置53和第二升降装置23组成及结构形式一样，进行与第二升降装置23相同的组装操作，组成第四升降装置53；

所述的第二抓斗装置54和第一抓斗装置33组成及结构形式一样，进行与第一抓斗装置33相同的组装，组成第二抓斗装置54；

将吊臂法兰盘354与U形杆55固连，再将U形杆55固连于第二方筒形伸缩臂212上，组成枕端清石装置5；

请参阅图27至图33所示，所述的链齿排石装置6是由第三上横梁组件61、第三伸缩驱动装置62第五升降装置63和链齿排石组件64组成；

所述的第三上横梁组件61是由第三方筒形固定臂611、二个第三方筒形伸缩臂612、第四激光位移传感器613和第四测距参照板614组成，第三方筒形固定臂611设有四个双耳环6111，第三方筒形伸缩臂612设有封闭端6121；

所述的第三伸缩驱动装置62和第一升降驱动装置122的组成一样，除前述的第三方筒形固定臂611和第一方筒形固定臂1211结构形式不一样、第三方筒形伸缩臂612和第一方筒形伸缩臂1212结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

进行与第一升降驱动装置122相同的组装操作，组成第三伸缩驱动装置62，第四激光位移传感器613对称固连于第三方形固定臂611上面，第四测距参照板614固连于第三方筒形伸缩臂612上面；

所述的第五升降装置63和第二升降装置23组成及结构形式一样，进行与第二升降装置23相同的组装操作，组成第五升降装置63；

所述的链齿排石组件64是由双输出轴液压马达641、二个弹性联轴器642、二个链齿排石部件643、U形杆644、八个C形杆645和吊架646组成，U形杆644设有二个圆形法兰盘6441和方形法兰盘6442，C形杆645设有第一法兰盘6451和第二法兰盘6452，吊架646设有二个第一法兰盘6461和八个第二法兰盘6462；

所述的链齿排石部件643是由方形横梁6431、链轮6432、链轮轮轴6433、诱导轮6434、诱导轮轮轴6435、四个承重轮6436、四个承重轮轮轴6437、数个链齿组件6438和数个销轴6439组成，方形横梁6431上设有第一双耳环64311、第二双耳环64312和四个第三双耳环64313；

将方形横梁第一双耳环64311与链轮6432同轴，穿入链轮轮轴6433铰链连接，方形横梁第二双耳环64312与诱导轮6334同轴，穿入诱导轮轮轴6435铰链连接，方形横梁第三双耳环64313与承重轮6436同轴，穿入承重轮轮轴6437铰链连接，使方形横梁6431、链轮6432、诱导轮6434和四个承重轮6436组装一体；

所述的链齿组件6438是由套筒64381和链节64382组成；

所述的链节64382是由二个螺栓64383、二个螺母64384、链齿板64385、第一链板64388和第二链板64392组成，链齿板64385设有二个螺栓孔64386和数个等强度链齿64387，第一链板64388设有第一单耳环64389、第二单耳环64390和第三单耳环64391，第二链板64392设有第一单耳环64393、第二单耳环64394和第三单耳环64395；

将链齿板螺栓孔64386和第一链板第二单耳环64390同轴，穿入螺栓64383，螺母64384预紧，链齿板另一个螺栓孔64386和第二链板第二单耳环64394同轴，穿入螺栓64383，螺母64384预紧，组成链节64382，将第一链节的第一链板第一单耳环64389、第二链节第一链板第三单耳环64391、套筒64381、第二链节第二链板第三单耳环64395和第一链节第二链板第一单耳环64393同轴穿入销轴6439铰链连接，重复前述操作，直至将数个链节64382铰接一体，将组装一体的方形横梁6431、链轮6432、诱导轮6434和四个承重轮6436置于其上，将最后链节的第一链板第一单耳环64389、第一链节第一链板第三单耳环64391、套筒64381、第一链节第二链板第三单耳环64393和最后链节第二链板第一单耳环64395同轴穿入销轴6339铰链连接，使所有链齿组件6438铰链连接环形一体结构，组成链齿排石部件643，

将双输出轴液压马达641双输出轴、二个弹性联轴器642和二个链轮轮轴6433固连，U形杆644方形法兰盘固连于第三双输出轴液压马达641上，八个C形杆第二法兰盘6452分别对称固连于二个方形横梁6431上，吊架八个第二法兰盘6462分别与八个C形杆第一法兰盘6451固连，U形杆二个圆形法兰盘6441和吊架二个第一法兰盘6461分别固连于第三方筒形伸缩臂612上，组成链齿排石装置6。

本实施例的工作过程和原理如下：

1.清石筛分工作：坏轨枕外侧螺栓用机油标记好，工程车牵引轨道车运行至待换轨枕附近时，CMOS 图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标记螺栓同轴的位置，二排第一抓斗装置位于待换轨枕两侧轨枕间，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使第三升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始伸出，推动二个第一方筒形伸缩臂同步伸出，使对称设置的二个平行四杆机构的二对摆杆相对于上横梁背向同步摆动，第三升降装置托带二排第一抓斗装置下降，通过第一激光位移传感器测量其与上横梁的位移信号，来控制第三升降驱动双活塞式双出杆液压油缸和抓斗液压油缸工作，当抓斗接近待换轨枕两侧轨枕间石碴时，抓斗二个液压油缸活塞杆开始缩回，分别拉动二个连杆运动，使对称设置的二个斗体相对吊臂单耳环背向摆动，使二个斗体张开至最大开度，抓斗二个液压油缸活塞杆停止缩回，当斗齿接触石碴时，第三升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止伸出，图13所示位置，抓斗二个液压油缸活塞杆开始伸出，分别推动二个连杆运动，使对称设置的二个斗体相对吊臂单耳环相向摆动至逐渐闭合，抓取轨枕间石碴，抓斗二个液压油缸活塞杆停止伸出，第三升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始缩回，拉动二个第一方筒形伸缩臂同步缩回，使对称设置的二个平行四杆机构的二对摆杆相对于上横梁相向同步摆动，第三升降装置托带二排第一抓斗装置上升至图14所示位置，二个集石门驱动油缸活塞杆开始同步伸出，二个第三推拉杆和二个第四推拉杆使二个集石门同步摆动至图14所示位置，二个集石门驱动油缸活塞杆停止伸出，第二高频振动电机开始工作，箱体开始振动，抓斗二个液压油缸活塞杆开始同步缩回，分别拉动二个连杆运动，使二个斗体缓慢张开至最大开度，抓斗二个液压油缸活塞杆停止缩回，抓斗中的石碴泻落至二个集石门滑落到集石仓内，箱体振动使集石仓内石碴中的沙土通过箭形箱底的筛孔分离到二个渐变等腰梯形斜槽内，沙土沿二个渐变等腰梯形斜槽滑动至二个端盖排沙土嘴排出，待抓斗中的石碴完全滑落到集石仓内，二个集石门驱动油缸活塞杆开始同步缩回，分别拉动二个第三推拉杆和二个第四推拉杆使二个集石门同步摆动至图1所示位置，二个集石门驱动油缸活塞杆停止缩回，第二高频振动电机停止工作，同时抓斗二个液压油缸活塞杆开始同步伸出，分别推动二个连杆运动，使二个斗体逐渐闭合，抓斗二个液压油缸活塞杆停止伸出，清石筛分工作结束；

2.枕端清石工作：工程车牵引轨道车左移，通过图形识别系统自动识别轨枕刚轨外螺栓图像的个数，使轨道车左移二个轨枕间距，第二抓斗装置位于待换轨枕的枕端上方，高压油使第二伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，推动第二方筒形伸缩臂托带第二抓斗装置向外运动，第二激光位移传感器测量其与第二测距参照板的位移信号，来控制第二伸缩驱动双作用活塞油缸和抓斗液压油缸工作，同时高压油使第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级套筒开始依次伸出，分别推动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的二个第一串联平行四杆机构上下各二对摆杆同步背向摆动，第四升降装置托带第二抓斗装置下降，通过第三激光位移传感器测量其与双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸和抓斗二个液压油缸工作，当抓斗的斗齿接近枕端道床石碴时，抓斗二个液压油缸活塞杆开始同步缩回，分别拉动二个连杆运动，使抓斗张开至最大开度，抓斗二个液压油缸活塞杆停止缩回，当斗齿接触石碴时，双多级伸缩套式双伸出油缸两端的末级伸缩套筒停止伸出，图22所示位置，抓斗液二压油缸活塞杆开始同步伸出，分别推动二个连杆运动，使抓斗逐渐闭合抓取石碴，抓斗二个液压油缸活塞杆停止伸出，同时高压油使第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级套筒开始依次缩回，分别拉动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的二个第一串联平行四杆机构的上下各二对摆杆同步相向摆动，第四升降装置托带第二抓斗装置上升，同时高压油使第二伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，推动第二方筒形伸缩臂托带第二抓斗装置向外运动至道肩上方时，第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的末级伸缩套筒停止缩回，第二伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，抓斗二个液压油缸活塞杆开始缩回分别拉动二连杆运动，使抓斗逐渐张开，使抓斗中的石碴滑落到道肩上，抓斗二个液压油缸活塞杆开始同步伸出，分别推动二个连杆运动，使抓斗逐渐闭合，使第二伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，同时第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级套筒开始依次缩回，第四升降装置托带第二抓斗装置运动至图1所示位置，第二伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，第四升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的首级套筒停止缩回，枕端清石工作结束；

3.钢轨下面排石工作：工程车牵引轨道车左移，通过图形识别系统自动识别轨枕刚轨外螺栓图像的个数，使轨道车左移一个轨枕间距，链齿排石装置位于待换轨枕两侧轨枕间上方，高压油使第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始伸出，分别推动与其固连的二个第三方筒形伸缩臂同步伸出，使二个第三方筒形伸缩臂分别托带二个链齿排石装置向外运动，第四激光位移传感器测量其与第四测距参照板的位移信号，来控制第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸和双输出轴液压马达工作，待链齿排石装置向外运动至钢轨外侧待换轨枕两侧轨枕间上方时，第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止伸出，同时高压油使第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级套筒开始依次伸出，第五升降装置托二个带链齿排石装置下降，通过第三激光位移传感器测量其与第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸和双输出轴液压马达工作，当链齿排石装置接触石碴时，第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的末级套筒停止伸出，高压油使双输出轴液压马达正向转动，使二个链轮正向同步转动，链轮驱动铰链连接一体的数个链齿组件运动，链齿排石装置下边链齿板的链齿将其接触的石碴推向道床外侧，高压油使第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始缩回，分别拉动与其固连的二个第三方筒形伸缩臂同步缩回，二个第三方筒形伸缩臂分别托带二个链齿排石装置相内运动，链齿排石装置向内运动至其内侧链齿板的链齿与钢轨下面的石碴接触，将石碴陆续啃入链齿排石装置相邻二个链齿板链齿间，石碴被链齿板陆续推至道床外侧，当链齿排石装置向内运动至图27所示位置，钢轨下面排石结束，第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止缩回，双输出轴液压马达停止正向转动，第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始伸出，使二个第三方筒形伸缩臂分别托带二个链齿排石装置向外运动，待链齿排石装置向外运动至其内侧链齿板的链齿离开钢轨下翼缘外侧时，第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止伸出，同时高压油使第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级套筒开始依次缩回，第五升降装置托带二个链齿排石装置升高，高压油使第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始缩回，使二个第三方筒形伸缩臂分别托带二个链齿排石装置向内运动，待链齿排石装置运动至图1所示位置，第三伸缩驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止缩回和第五升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的首级套筒停止缩回，油泵停止工作，清石工作结束，工程车牵引轨道车移开；

4.石碴回填工作：待采用人工或机械将新轨枕更换就位，新轨枕外侧螺栓用机油标记好，工程车牵引轨道车运行至已换轨枕附近时，CMOS图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标记螺栓同轴的位置，石碴集排装置位于已换轨枕正上方，图1所示位置，油泵开始工作，第二高频振动电机开始工作，二个排石门驱动油缸活塞杆开始同步伸出，推动二个第一推拉杆和二个第二推拉杆使二个排石门摆动至图15所示位置，待集石仓内的石碴完全泻落到已换轨枕两侧轨枕间，第二高频振动电机停止工作，二个排石门驱动油缸活塞杆开始同步缩回，拉动二个第一推拉杆和二个第二推拉杆使二个排石门同步摆动至图1所示位置，石碴回填工作完成；

5.道肩及道床修形工作：工程车牵引轨道车右移，通过图形识别系统自动识别轨枕刚轨外螺栓图像的个数，使轨道车右移二个轨枕间距，挖斗装置位于已换轨枕的枕端上方，高压油使第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，推动第二方筒形伸缩臂伸出，第二方筒形伸缩臂托带挖斗装置向外运动，第二激光位移传感器测量其与第二测距参照板的位移信号，来控制第一伸缩驱动双作用活塞油缸和挖斗液压油缸工作，同时高压油使第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级伸缩套筒开始依次伸出，第二升降装置托带挖斗装置下降，通过第三激光位移传感器测量其与第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸和挖斗液压油缸工作，当挖斗的斗齿接近道肩石碴时，挖斗液压油缸活塞杆伸出推动连杆运动，使挖斗正向摆动适当角度，便于道肩修形时将多余的石碴集于斗内，当挖斗运动至道肩底角时，第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的末级伸缩套筒停止伸出，图8所示位置，高压油使第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，拉动第二方筒形伸缩臂缩回，第二方筒形伸缩臂托带挖斗向内运动，同时第二升降驱动双多级伸缩套式两端的多级伸缩套筒依次缩回，第二升降装置托带挖斗装置上升，第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆和第二升降驱动双多级伸缩套式两端的多级伸缩套筒开始协调缩回，使挖斗斗齿的运动轨迹为等腰梯形道肩的腰线，进行道肩修形，当挖斗运动至斗齿到道床上表面时，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级伸缩套筒停止缩回，道肩修形结束，第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆继续缩回，挖斗斗齿的运动轨迹为直线，同时挖斗液压油缸活塞杆缓慢缩回，拉动连杆运动，使挖斗缓慢反向摆动，使集于斗内的石碴泻出，以修整枕端道床，当挖斗斗齿接近枕端时，挖斗液压油缸停止工作，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的多级伸缩套筒开始依次缩回，第二升降装置托带挖斗装置上升至图1所示位置时，第一伸缩驱动双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸两端的首级伸缩套筒停止缩回，已换轨枕枕端道肩及道床修形工作结束；

6.捣实平碴工作：工程车牵引轨道车右移，通过图形识别系统自动识别轨枕钢轨外螺栓图像的个数，使轨道车右移一个轨枕间距，二排振捣棒位于已换轨枕两侧轨枕间，图3所示位置，高压油使第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始伸出，第一升降装置托带振捣组件下降，通过第一激光位移传感器测量其与上横梁的位移信号，来控制第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆及第一高频振动电机工作，当振捣棒自是由端接近已换轨枕两侧轨枕间石碴时，第一高频振动电机开始工作，振动板带动二排振捣棒高频振动，第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆继续伸出，第一升降装置托带二排振捣棒插入道床石碴适当深度，第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止伸出，图4所示位置，第一高频振动电机继续工作至将已换轨枕两侧轨枕间石碴捣实振平时，第一高频振动电机停止工作，高压油使第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆开始缩回，第一升降装置托带振捣组件上升至图1所示位置，第一升降驱动双活塞式双出杆液压油缸活塞杆停止缩回，油泵停止工作，已换轨枕两侧轨枕间捣实平碴工作结束。

第一升降装置、第三升降装置和第五升降装置中对称设置的二个平行四杆机构，使对应的上横梁与下横梁始终平行，以适应直线和曲线铁轨路段排填石碴工作；第二升降装置和第四升降装置中对称设置的二个第一串联平行四杆机构，使对应升降机构上横梁与下横梁始终平行，以适应直线和曲线铁轨路段换枕的对应工作；第二串联平行四杆机构使板形上横梁始终与下横梁平行，使随动平衡支撑装置适应直线和曲线铁轨路段排填石碴工作；。

在图1所示位置，随动平衡支撑装置中的二个刚度非线性弹簧压缩量最小，弹性力较小，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与上横梁夹角最大，二个弹簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二撑杆上的力大于其较小弹性力，第六摆杆和第二撑杆作用于板形上横梁力的铅垂分力大，使随动平衡支撑装置承受板形上横梁自重和双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，随动平衡支撑装置随升降装置升降而平衡，在图8所示位置，二个刚度非线性弹簧压缩量最大，弹性力最大，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与上横梁夹角最小，二个弹簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二摆杆上的力小于最大弹性力，第六摆杆和第二撑杆作用于板形上横梁力的铅垂分力较小，使随动平衡支撑装置承受板形上横梁自重和双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，避免双多级伸缩套式双伸出油缸的多级套筒承受弯矩。

Claims (1)

1.一种排填石碴自动化装置，其特征在于：是由捣实平碴装置、道肩及道床修形装置、抓斗清石装置、石碴集排装置、枕端清石装置、链齿排石装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成；轨道车设有多个脚轮和二个纵梁，捣实平碴装置、道肩及道床修形装置、抓斗清石装置、石碴集排装置、枕端清石装置、链齿排石装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的捣实平碴装置是由上横梁、第一升降装置和振捣组件组成，上横梁设有二个连接板，连接板上设有数个螺栓孔；

所述的第一升降装置是由下横梁组件、第一升降驱动装置、对称设置的二个平行四杆机构和第一激光位移传感器组成；

所述的下横梁组件是由第一方筒形固定臂和二个第一方筒形伸缩臂组成，第一方筒形固定臂设有对称的二个长槽孔，第一方筒形伸缩臂设有封闭端和二个单耳环；

所述的第一升降驱动装置是由第一方筒形固定臂、双活塞式双出杆液压油缸活塞杆和二个第一方筒形伸缩臂组成，双活塞式双出杆液压油缸活塞杆的缸体设有方形法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

所述的平行四杆机构是由第一方筒形伸缩臂、二个摆杆和上横梁组成；

将二个第一方筒形伸缩臂分别从双活塞式双出杆液压油缸活塞杆两端套设于其上，使第一方筒形伸缩臂封闭端与双活塞式双出杆液压油缸活塞杆法兰盘固连，第一方筒形固定臂套设于二个第一方筒形伸缩臂上，使双活塞式双出杆液压油缸活塞杆方形法兰盘对称固连于第一方筒形固定臂内孔上表面上，组成第一升降驱动装置；

将二个摆杆的一端分别与第一方筒形伸缩臂铰链连接，二个摆杆的另一端分别与上横梁铰链连接，组成平行四杆机构，对称于上横梁和第一方筒形固定臂的铅垂对称面组装另一个平行四杆机构，将第一激光位移传感器对称固连于第一方筒形固定臂上面，组成第一升降装置；

所述的振捣组件是由上横梁、数个第一弹性连接组件、振动板、八个振捣棒、八个第二六角螺母和第一高频振动电机组成，第一弹性连接组件是由螺栓、二个螺旋弹簧、垫片和六角螺母组成，振动板设有数个螺栓孔和八个圆孔；

将螺栓穿过上横梁连接板螺栓孔，将螺旋弹簧套设于螺栓上，然后穿过振动板螺栓孔，再将另一个螺旋弹簧套设于螺栓上，垫片套设于螺栓上，六角螺母预紧，振动板与上横梁实现弹性连接；振捣棒穿过振动板圆孔，第二六角螺母预紧，第一高频振动电机对称固连于振动板上面，第一方筒形固定臂对称固连于轨道车的二个纵梁上，组成捣实平碴装置；

所述的道肩及道床修形装置是由第一上横梁组件、第一伸缩驱动装置、第二升降装置和挖斗装置组成；

所述的第一上横梁组件是由第二方筒形固定臂、第二方筒形伸缩臂、第二激光位移传感器和第二测距参照板组成，第二方筒形固定臂设有封闭端和四个双耳环，第二方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的第一伸缩驱动装置是由第二方筒形固定臂、双作用活塞油缸和第二方筒形伸缩臂组成，双作用活塞油缸缸体设有方形滑块和法兰盘、活塞杆自由端设有法兰盘；

将第二方筒形伸缩臂套设于双作用活塞油缸上，使第二方筒形伸缩臂封闭端与双作用活塞油缸活塞杆法兰盘固连，再将第二方筒形固定臂套设于第二方筒形伸缩臂上，并将双作用活塞油缸法兰盘对称固连于第二方筒形固定臂封闭端，组成第一伸缩驱动装置，双作用活塞油缸和第二方筒形伸缩臂形成移动副，将第二激光位移传感器对称固连于第二方筒形固定臂上面，第二测距参照板固连于第二方形伸缩臂上面；

所述的第二升降装置是由二个第一串联平行四杆机构、第二升降驱动装置、随动平衡支撑装置和第三激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构是由下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆和第二方筒形固定臂组成，第一连杆设有单耳环和双耳环；

所述的第二升降驱动装置是由双多级伸缩套式双伸出油缸和二个第一连杆组成，双多级伸缩套式双伸出油缸的二个末级伸缩套筒自是由端设有单耳环；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第二串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第一六角螺母、二个第二螺栓和二个第三螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第二串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第二连杆和二个销轴组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸对称固连于板形上横梁上，第一摆杆与下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环、第三摆杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环、另一个第三摆杆双耳环、第一连杆双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆与第二方筒形固定臂铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和第二方筒形固定臂铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

将二个塔形刚度非线性弹簧分别套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第一六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使二个第二连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第二连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第二连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，第六摆杆和第七摆杆分别与板形上横梁铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第二撑杆与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将第三激光位移传感器对称固连于第二方筒形固定臂下面，组成第二升降装置；

所述的挖斗装置是由第一挖斗组件、吊臂和U形吊杆组成，吊臂设有单耳环、第一双耳环、第二双耳环和法兰盘；

所述的第一挖斗组件是由液压油缸、撑杆、连杆和斗体组成，液压油缸的活塞杆自由端设有单耳环、缸体设有单耳环；撑杆上设有双耳环和单耳环；连杆上设有单耳环和双耳环，斗体上设有第一双耳环和第二双耳环；

将液压油缸缸体单耳环与吊臂第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，撑杆单耳环与吊臂第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，斗体第二双耳环与吊臂单耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆单耳环与斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一挖斗组件，将U形吊杆与吊臂法兰盘固连，组成挖斗装置，将U形吊杆固连于第二方筒形伸缩臂上，组成道肩及道床修形装置；

所述的抓斗清石装置是由上横梁、二个第三升降装置和八个第一抓斗装置组成，上横梁设有二个纵梁和二个悬臂纵梁；

所述的第三升降装置和第一升降装置的组成及结构形式一样，进行与第一升降装置相同的组装操作，组成第三升降装置；

所述的第一抓斗装置是由二个第二挖斗组件和吊臂组成，吊臂对称设有二个单耳环、二个第一双耳环、二第二双耳环和法兰盘；

第二挖斗组件和第一挖斗组件组成及结构形式一样；

将二个液压油缸缸体单耳环分别与吊臂二个第二双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个撑杆单耳环分别与吊臂二个第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个斗体第二双耳环分别与吊臂二个单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个连杆单耳环分别与二个斗体第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，连杆双耳环、撑杆双耳环和液压油缸活塞杆单环同轴穿入销轴铰链连接，组成第一抓斗装置，将八个吊臂法兰盘分别对称固连于上横梁二个纵梁和二个悬臂纵梁上，组成抓斗清石装置；

所述的石碴集排装置是由CMOS图像传感器、箱体、二个排石门、二个集石门、二个排石门驱动装置、二个集石门驱动装置、横梁、数个第二弹性连接组件、第二高频振动电机和二个端盖组成，横梁设有数个螺栓孔，端盖设有排沙土嘴；

所述的箱体设有底板、箭形箱底、二个第一集石仓、第二集石仓、二个方筒形孔、二个渐变等腰梯形斜槽、四个第一凸楞和二个第二凸楞，底板上设有数个螺栓孔，箭形箱底设有数个筛孔，第一集石仓设有对称的二个排石口和二个集石口，第二集石仓设有对称的二个排石口和二个集石口，第一凸楞上下面设有对称的二个双耳环，第二凸楞上下面设有对称的二个双耳环，排石门设有二个第一单耳环和四个第二单耳环，集石门设有二个第一单耳环、四个第二单耳环和六个防溢板；

所述的排石门驱动装置是由排石门驱动油缸、第一推拉杆和第二推拉杆组成，第一推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环，第二推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环；

所述的集石门驱动装置是由集石门油缸、第三推拉杆和第四推拉杆组成，第三推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环，第四推拉杆设有第一双耳环和第二双耳环；

所述的第二弹性连接组件和第一弹性连接件组成及结构形式一样；

排石门驱动油缸活塞杆单耳环、第一推拉杆第一双耳环、第二推拉杆第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，组成排石门驱动装置，集石门油缸活塞杆单耳环、第三推拉杆第一双耳环、第四推拉杆第一双耳环同轴穿入销轴铰链连接，组成集石门驱动装置；

排石门的四个第二单耳环分别与二个第一凸楞下表面的双耳环、第二凸楞下面的二个双耳环同轴穿入销轴铰链连接，集石门的四个第二单耳环分别与二个第一凸楞上面的双耳环、第二凸楞上表面的二个双耳环同轴穿入销轴铰链连接；

将二个排石门驱动油缸分别固连于二个方筒形孔的内侧壁上，二个第一推拉杆第二双耳环分别与排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个第二推拉杆第二双耳环分别与另一个排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，将二个集石门油缸分别固连于二个方筒形孔的外侧壁上，二个第三推拉杆第二双耳环分别与集石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个第四推拉杆第二双耳环分别与另一个排石门二个第一单耳环同轴插入销轴铰链连接，二个端盖分别固连于箱体上；

将螺栓穿过下横梁螺栓孔，将螺旋弹簧套设于螺栓上，然后穿过箱体底板螺栓孔，再将另一个螺旋弹簧套设于螺栓上，垫片套设于螺栓上，六角螺母预紧，箱体与横梁实现弹性连接；第二高频振动电机对称固连箱体底板上，横梁对称固连于轨道车的二个纵梁上，CMOS图像传感器固连于横梁下面，组成石碴集排装置；

所述的枕端清石装置是由第二上横梁组件、第二伸缩驱动装置、第四升降装置、第二抓斗装置和U形杆组成；

所述的第二上横梁组件和第一上横梁组件组成及结构形式一样，进行与第一上横梁组件相同的组装操作，组成第二上横梁组件；

所述的第二伸缩驱动装置和第一伸缩驱动装置组成及结构形式一样，进行与第一伸缩驱动装置相同的组装操作，组成第二伸缩驱动装置；

所述的第四升降装置和第二升降装置组成及结构形式一样，进行与第二升降装置相同的组装操作，组成第四升降装置；

所述的第二抓斗装置和第一抓斗装置组成及结构形式一样，进行与第一抓斗装置相同的组装，组成第二抓斗装置；

将吊臂法兰盘与U形杆固连，再将U形杆固连于第二方筒形伸缩臂上，组成枕端清石装置；

所述的链齿排石装置是由第三上横梁组件、第三伸缩驱动装置第五升降装置和链齿排石组件组成；

所述的第三上横梁组件是由第三方筒形固定臂、二个第三方筒形伸缩臂、第四激光位移传感器和第四测距参照板组成，第三方筒形固定臂设有四个双耳环，第三方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的第三伸缩驱动装置和第一升降驱动装置的组成一样，除前述的第三方筒形固定臂和第一方筒形固定臂结构形式不一样、第三方筒形伸缩臂和第一方筒形伸缩臂结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

进行与第一升降驱动装置相同的组装操作，组成第三伸缩驱动装置，第四激光位移传感器对称固连于第三方形固定臂上面，第四测距参照板固连于第三方筒形伸缩臂上面；

所述的第五升降装置和第二升降装置组成及结构形式一样，进行与第二升降装置相同的组装操作，组成第五升降装置；

所述的链齿排石组件是由双输出轴液压马达、二个弹性联轴器、二个链齿排石部件、U形杆、八个C形杆和吊架组成，U形杆设有二个圆形法兰盘和方形法兰盘，C形杆设有第一法兰盘和第二法兰盘，吊架设有二个第一法兰盘和八个第二法兰盘；

所述的链齿排石部件是由方形横梁、链轮、链轮轮轴、诱导轮、诱导轮轮轴、四个承重轮、四个承重轮轮轴、数个链齿组件和数个销轴组成，方形横梁上设有第一双耳环、第二双耳环和四个第三双耳环；

将方形横梁第一双耳环与链轮同轴，穿入链轮轮轴铰链连接，方形横梁第二双耳环与诱导轮同轴，穿入诱导轮轮轴铰链连接，方形横梁第三双耳环与承重轮同轴，穿入承重轮轮轴铰链连接，使方形横梁、链轮、诱导轮和四个承重轮组装一体；

所述的链齿组件是由套筒和链节组成；

所述的链节是由二个螺栓、二个螺母、链齿板、第一链板和第二链板组成，链齿板设有二个螺栓孔和数个等强度链齿，第一链板设有第一单耳环、第二单耳环和第三单耳环，第二链板设有第一单耳环、第二单耳环和第三单耳环；

将链齿板螺栓孔和第一链板第二单耳环同轴，穿入螺栓，螺母预紧，链齿板另一个螺栓孔和第二链板第二单耳环同轴，穿入螺栓，螺母预紧，组成链节，将第一链节的第一链板第一单耳环、第二链节第一链板第三单耳环、套筒、第二链节第二链板第三单耳环和第一链节第二链板第一单耳环同轴穿入销轴铰链连接，重复前述操作，直至将数个链节铰接一体，将组装一体的方形横梁、链轮、诱导轮和四个承重轮置于其上，将最后链节的第一链板第一单耳环、第一链节第一链板第三单耳环、套筒、第一链节第二链板第三单耳环和最后链节第二链板第一单耳环同轴穿入销轴铰链连接，使所有链齿组件铰链连接环形一体结构，组成链齿排石部件，

将双输出轴液压马达双输出轴、二个弹性联轴器和二个链轮轮轴固连，U形杆方形法兰盘固连于第三双输出轴液压马达上，八个C形杆第二法兰盘分别对称固连于二个方形横梁上，吊架八个第二法兰盘分别与八个C形杆第一法兰盘固连，U形杆二个圆形法兰盘和吊架二个第一法兰盘分别固连于第三方筒形伸缩臂上，组成链齿排石装置。