CN211164501U - 一种轨道板套管自动安装设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种轨道板套管自动安装设备，包括：桁架、模具周转车、升降机构以及转移安装装置。其中，所述转移安装装置的夹持气缸沿水平方向布置在升降机构的底端，夹持气缸连接夹持钳，以带动夹持钳开合运动，夹持待安装套管的底部。冲击气缸沿竖直方向设置在升降机构上，冲击气缸连接所述冲击锤头，以带动所述冲击锤头往复运动，锤击套管顶部。实际应用中，通过夹持钳夹持待安装套管的底部可以减轻夹持套管造成的倾斜，使套管保持竖直状态，并通过桁架以及升降机构带动套管运动至预安装的位置，由冲击气缸带动冲击锤头锤击套管顶部，以将套管套设在定位销中，完成套管安装。

Description

一种轨道板套管自动安装设备

技术领域

本申请涉及轨道板生产技术领域，尤其涉及一种轨道板套管自动安装设备。

背景技术

无砟轨道取消了传统有砟轨道的轨枕和道床，采用预制的钢筋混凝土板直接支承钢轨，并且在顶板与底座之间填充CA砂浆或自密实混凝土垫层，是一种全新的全面支撑的板式轨道结构。其中，用于支撑钢轨的钢筋混凝土板即称为轨道板。轨道板的质量直接影响整个无砟轨道的稳定性、平顺性、变形速度以及耐久性的直接影响因素。

在轨道板的生产过程中，需要在轨道板模具内安装套管，并在套管外安装螺旋筋弹簧，以便在后续生产中能够通过套管固定钢轨，保证钢轨的安装质量。传统的加工生产中，是通过人工使用扳手或锤头进行套管螺旋筋弹簧与模具的组合安装，工作效率低，工人劳动量大，人为因素干扰较大，准确度低，安装质量难以保证，容易出现安装不到位的状况,影响轨道板的质量把控。

为了提高工作效率，还可以通过自动安装器械代替人工的方式实现套管安装，典型的套管安装设备一般包括六轴机械臂和安装在六轴机械臂活动端上的夹持部件。实际安装过程中，六轴机械臂带动夹持部件夹持套管和弹簧，并移动至安装位置上方，由机械臂控制夹持部件向下运动，将套管和弹簧套设在模具内的定位销上。由于套管外包覆有弹簧，而弹簧呈圆台状结构，因此在实际应用中，夹持部件一般卡接在弹簧的顶部，而弹簧的螺旋形结构，容易使夹持部件在夹持过程中使得套管和弹簧发生偏转，即套管无法维持为竖直状态，导致套管无法精确套设在定位销上，失败率高。

实用新型内容

本申请提供了一种轨道板套管自动安装设备，以解决传统套管安装设备的失败率高的问题。

本申请提供一种轨道板套管自动安装设备，包括桁架以及设置在桁架下方的模具周转车，所述模具周转车上设置有模具，其特征在于，还包括设置在所述桁架上的升降机构以及设置在所述升降机构底部的转移安装装置；

所述转移安装装置包括：夹持气缸、夹持钳、冲击气缸以及冲击锤头；所述夹持气缸沿水平方向布置在所述升降机构的底端，所述夹持气缸连接所述夹持钳，以带动所述夹持钳开合运动，夹持套管底部；所述冲击气缸沿竖直方向设置在所述升降机构上，所述冲击气缸连接所述冲击锤头，以带动所述冲击锤头往复运动，锤击套管顶部。

可选的，所述夹持钳包括两个可相互开合的弧形钳片，两个所述弧形钳片组成夹持套管底部外壁的环状结构；所述冲击锤头为圆柱块，所述冲击锤头的中轴线与两个所述弧形钳片所组成的环状结构中轴线共线。

可选的，所述桁架包括：支撑框架、移动横梁以及滑道梁；

所述移动横梁和滑道梁设置在所述支撑框架的顶部，以形成跨越模具的龙门结构；所述移动横梁的两端分别可移动地连接所述滑道梁；所述升降机构可移动地连接所述移动横梁。

可选的，所述桁架还包括移动机构，所述移动机构包括移动电机和传动齿条；所述传动齿条沿所述滑道梁的长度方向分布；所述移动电机通过所述传动齿条连接所述滑道梁，以驱动所述移动横梁在所述滑道梁上移动。

可选的，所述升降机构包括升降轨道和升降电机；

所述升降轨道的底部设置有所述转移安装装置；所述升降电机连接所述升降轨道，以驱动所述升降轨道在竖直方向上移动，改变所述转移安装装置的高度。

可选的，所述升降机构还包括转移机构；所述转移机构包括转移电机和转移齿条；所述转移电机的固定部连接所述升降轨道，所述转移电机的活动部通过所述转移齿条连接移动横梁，以驱动所述升降轨道在移动横梁上滑动。

可选的，所述模具周转车包括定位挡板和挡板电机；

所述挡板电机连接所述定位挡板，所述定位挡板可接触模具的侧壁，以限制模具的位置。

可选的，所述轨道板套管自动安装设备还包括设置在所述模具周转车两侧套管传送带，所述套管传送带上均匀设置有多对套管放置工位。

可选的，所述轨道板套管自动安装设备还包括控制器；所述控制器连接夹持气缸和冲击气缸，以控制所述转移安装装置的夹持动作和锤击动作；

所述控制器还连接移动电机、升降电机和转移电机，以驱动所述转移安装装置的转移动作。

可选的，所述轨道板套管自动安装设备还包括视觉系统；所述视觉系统设置在桁架的四角位置上，所述视觉系统的视频采集范围覆盖模具周转车；所述视觉系统连接所述控制器。

由以上技术方案可知，本申请提供一种轨道板套管自动安装设备，包括：桁架、模具周转车、升降机构以及转移安装装置。其中，所述转移安装装置的夹持气缸沿水平方向布置在升降机构的底端，夹持气缸连接夹持钳，以带动夹持钳开合运动，夹持待安装套管的底部。冲击气缸沿竖直方向设置在升降机构上，冲击气缸连接所述冲击锤头，以带动所述冲击锤头往复运动，锤击套管顶部。实际应用中，通过夹持钳夹持待安装套管的底部可以减轻夹持套管造成的倾斜，使套管保持竖直状态，并通过桁架以及升降机构带动套管运动至预安装的位置，由冲击气缸带动冲击锤头锤击套管顶部，以将套管套设在定位销中，完成套管安装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种轨道板套管自动安装设备的结构示意图；

图2为本申请轨道板模具的结构示意图；

图3为本申请待安装套管的结构示意图；

图4为本申请转移安装装置的结构示意图；

图5为本申请桁架的结构示意图；

图6为本申请轨道板套管自动安装设备的侧视结构示意图；

图7为本申请转移安装装置的局部放大示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为本申请一种轨道板套管自动安装设备的结构示意图。由图1可知，本申请提供的轨道板套管自动安装设备，包括：桁架1、模具周转车2、升降机构4以及转移安装装置5。

其中，桁架1具有支撑作用以及配合升降机构4完成套管和弹簧的转运作用。进一步地，所述桁架1包括：支撑框架11、移动横梁12以及滑道梁13。如图1所示，在本申请中，所述移动横梁12和滑道梁13设置在所述支撑框架11的顶部，以形成跨越模具3的龙门结构。例如所述移动横梁12的两端分别可移动地连接所述滑道梁13；所述升降机构4可移动地连接所述移动横梁12。

例如，所述支撑框架11可以包括4个支撑柱和2个固定横梁，4个支撑柱可以在模具宽度方向上通过两个固定横梁连接在一起，形成两个龙门结构。再通过在模具长度方向上的两个滑道梁13，将形成的两个龙门结构进行连接，从而形成一个整体为长方体结构的框架结构。其中，模具宽度方向垂直于模具周转车2的主要运输方向；模具宽度方向平行与模具周转车2的主要运输方向。

所述桁架1还包括移动机构14，所述移动机构14包括移动电机和传动齿条；所述传动齿条沿所述滑道梁13的长度方向分布；所述移动电机通过所述传动齿条连接所述滑道梁13，以驱动所述移动横梁12在所述滑道梁13上移动。

模具周转车2上用于承载轨道板模具，模具周转车2可以是按照预设轨道形式的轨道车，也可以是在车间内能够自由行使的运输车。升降机构4用于在转移安装装置5抓取套管运行至预设安装工位上方后下降，以将套管和弹簧套设在模具中的定位销上。转移安装装置5上设有能够抓取套管和弹簧的夹具，并将套管和弹簧转移到预设安装位置的上方。

进一步地，如图5所示，所述模具周转车2包括定位挡板21和挡板电机22。所述挡板电机22连接所述定位挡板21，所述定位挡板21可接触模具3的侧壁，以限制模具3的位置。实际应用中，待安装套管的模具装载至模具周转车2上，模具周转车2可以与模具3相应的限位柱及支撑柱定位及接触，以使模具3能够保持在预设姿态或预设安装位置上。模具周转车2沿地轨进入套管安装工位，位于桁架1的下方。此时控制器向挡板电机22发送驱动信号，使挡板电机22驱动定位挡板21向上移动，模具周转车2停止移动，完成待安装套管模具3的输入。

本申请提供的技术方案中，所述轨道板模具所述轨道板模具3如图2所示，轨道板模具3为矩形槽体结构，包括底面和侧壁。其中，底面上根据轨道板的实际要求可设有多个凹陷和凸起，以使混凝土凝固后形成凸台和孔洞。底面上的凹陷为圆底矩形结构，成对规则排列在模具3底面上。凹陷的底部位置上设有多个定位销，用于安装固定套管。

所述套管包括塑料材质的圆管和设置在圆管外部的锥形弹簧，圆管端部上还可以设有环形的凸起，以便于放置圆管。如图3所示，所述模具上设有多个预留的凹陷区域，每个凹陷区域中布置有两个套管安装位置，即预留两个定位柱。实际应用中，套管带有凸起一侧的端部被安装到接触模具凹陷区域的底端。再向模具内浇筑混凝土物料，待冷却成型后，套管嵌入混凝土块中，经过脱模后，套管带有凸起的一侧即固定在轨道板的表面，以便后续安装其他部件。

实际应用中，为了自动将套管套设在定位销上，所述模具周转车2设置在桁架1的下方，所述模具周转车2上设置有模具3，模具周转车2可以是一辆平板车，并能够按照指定路径在各个工位进行穿梭移动，以将模具3运输至各个位置，以完成清理、喷涂脱模剂、安装套管以及混凝土浇筑等工序。为了能够获得更精确的位置定位，所述模具周转车2还可以预设指定路径的导轨，模具周转车2按照导轨移动，从而使模具3始终能够按照平直的姿态设置在桁架1的下方。

升降机构4设置在所述桁架1上，可以相对于桁架1进行升降运动，以便实施将套管套设在定位销上。实际应用中，定位销一般呈现为竖直的状态，而升降机构4可以也保持为竖直的状态。升降机构4可以采用液压活塞缸、齿轮齿条的传动形式实现在竖直方向上具有运动自由度，当升降机构4运动至定位销的上方时，升降机构4启动运行，向下移动转移安装装置5，以将套管套设在定位销上。

进一步地，如图6所示，所述升降机构4包括升降轨道41和升降电机42。所述升降轨道41的底部设置有所述转移安装装置5；所述升降电机42连接所述升降轨道41，以驱动所述升降轨道41在竖直方向上移动，改变所述转移安装装置5的高度。实际应用中，升降电机42包括固定部和输出部(旋转部)，升降轨道41可以为可相互滑动的两个结构件，即固定件和移动件，其中固定件固定在桁架1上，并设有齿条机构，移动件上固定连接升降电机42的固定部以及转移安装装置5。实际应用中，升降电机42可以在控制器的控制信号下进行转动，转动过程中，输出部通过齿轮啮合齿条，从而形成驱动力，以使固定部连同移动件一起在固定件上滑动。

进一步地，所述升降机构4还包括转移机构43；所述转移机构43包括转移电机和转移齿条；所述转移电机的固定部连接所述升降轨道41，所述转移电机的活动部通过所述转移齿条连接移动横梁12，以驱动所述升降轨道41在移动横梁12上滑动。

本申请提供的技术方案中，所述升降机构4设置在移动横梁12上，移动横梁12可以为平行于固定横梁方向设置的横梁结构，移动横梁12的两端连接滑道梁13，并且能够沿滑道梁13进行运动。可见，在本申请中，通过移动横梁12沿滑道梁13的运动，实现对转移安装装置5在水平方向(模具长度)上的位置调节；通过升降机构4在移动横梁12上的移动，可以实现对转移安装装置5在垂直方向(模具宽度)上的位置调节；再通过升降机构4自身的伸缩运动，实现对转移安装装置5在竖直方向上的位置调节。从而，可以实现将转移安装装置5移动至预设安装范围内的任意位置上。

所述转移安装装置5设置在所述升降机构4的底部。如图4、图7所示，所述转移安装装置5包括：夹持气缸51、夹持钳52、冲击气缸53以及冲击锤头54。实际应用中，夹持气缸51用于驱动夹持钳52，以实现夹持钳52的开合运动，更进一步地，驱动夹持钳52实现伸缩运动，以便对套管进行抓取。因此，所述夹持气缸51沿水平方向布置在所述升降机构4的底端，所述夹持气缸51连接所述夹持钳52，以带动所述夹持钳52开合运动，夹持套管底部。

本申请提供的技术方案中，夹持钳52可以夹持套管的底部，如图3所述，由于套管底部呈现为规则的圆柱形，并且没有完全被弹簧包覆，因此夹持钳52可以平稳的夹持住套管，相对于夹持套管的顶部，能够更有利于维持套管的竖直状态，以便于将套管套设在定位销上。

冲击气缸53用于驱动冲击锤头54，以实现冲击锤头54的往复运动，以便将套设在定位销上的套管锤击至预定安装深度。因此，所述冲击气缸53沿竖直方向设置在所述升降机构4上，所述冲击气缸53连接所述冲击锤头54，以带动所述冲击锤头54往复运动，锤击套管顶部。实际应用中，可以利用冲击锤头54的自身重力或者冲击气缸53的驱动力，实现对套管顶部的反复锤击。通过锤击作用，一方面可以将套管锤击至预设安装深度位置，另一方面还可以在套管出现轻度位置偏移时，可以通过冲击作用进行修正，从而提高套管安装的成功率。

在本申请的部分实施例中，所述夹持钳52包括两个可相互开合的弧形钳片，两个所述弧形钳片组成夹持套管底部外壁的环状结构。实际应用中，夹持钳52在闭合后形成的环形结构能够适应套管的底部形状，将套管限制在环状结构中，并且可以通过使夹持钳52具有一定的厚度，从而使被夹持的套管更容易保持在竖直的状态。冲击锤头54为圆柱块，所述冲击锤头54的中轴线与两个所述弧形钳片所组成的环状结构中轴线共线。冲击锤头54与环状结构维持在同一个竖直方向线内，从而使冲击锤头54对套管施加的作用力能够在管壁上呈现均匀分布，从而减小锤击作用形成偏移，提高安装精度。

在本申请的部分实施例中，所述轨道板套管自动安装设备还包括设置在所述模具周转车2两侧套管传送带6，所述套管传送带6上均匀设置有多对套管放置工位。套管传送带6套管放置工位上可以依次均匀布置有多对套管和弹簧，为了便于安装，实际套管放置工位的位置可以与模具3上的定位销位置相适应，即可以在模具宽度的方向上保持在同一条直线，并且每对套管放置工位上两个套管的间距，可以与两个定位销之间的间距相同。这样的布置方式可以实现在一次转移过程中，仅需要升降机构4沿移动横梁12进行移动即可，减小运动复杂性，提高安装精度。

实际应用中，在定位挡板21完成定位后，转移安装装置5先通过夹持气缸51带动夹持钳52夹取套管传送带6上的螺旋筋弹簧及套管，在升降机构4、移动横梁12以及滑道梁13的驱动下，完成定位。再通过升降机构4中的升降轨道41和升降电机42将套管放入模具3内的定位销上，再松开夹持气缸51，启动冲击气缸53。冲击气缸53带动冲击锤头54冲击套管顶部，至安装位置。锤击作业完成后，各装置归位，准备进行下一次作业。

为了实现自动化控制，在本申请的部分实施例中，所述轨道板套管自动安装设备还包括控制器。所述控制器连接夹持气缸51和冲击气缸53，以控制所述转移安装装置5的夹持动作和锤击动作。所述控制器还连接移动电机、升降电机和转移电机，以驱动所述转移安装装置5的转移动作。

本实施例中，所述控制器可以为具有数据处理和指令输出输入的控制设备，如单片机、微处理器、可编程逻辑控制器、微型计算机等。控制器与夹持气缸51、冲击气缸53、移动电机、升降电机和转移电机之间的连接关系可以通过数据信号线或无线连接，实际应用中对于数据的采集处理以及控制信号的传输还可以应用到对应的数据采集器、数据转换器等辅助设备。

进一步地，所述轨道板套管自动安装设备还包括视觉系统7；所述视觉系统7设置在桁架1的四角位置上，所述视觉系统7的视频采集范围覆盖模具周转车2；所述视觉系统7连接所述控制器。视觉系统7可以包括设置在不同位置上的摄像头，摄像头可以对安装工位的图像进行实时采集，并将采集到的图像传输至控制器进行图像分析，以确定模具3以及其他部件的位置。视觉系统7还用于在安装完成后，采集安装后的图像，以使控制器根据收集的图像，确定各装置归位，以发出信号实施模具的输出工序。

具体为，作业完成后视觉系统7收集到图像后，发送至控制器，控制器确定各检测装置归位后发出信号，定位挡板21在挡板电机22的带动下，进行下降运动。模具周转车2开始运动，输出检测完成的套管安装的模具，按检测结果分类输出到指定位置。

此外，配合控制器的控制动作，本申请提供的轨道板套管自动安装设备还可以包括数据存储器，存储器用于缓存视觉系统7采集的图像，以及自动记录安装情况。

由以上技术方案可知，本申请提供一种轨道板套管自动安装设备，包括：桁架1、模具周转车2、升降机构4以及转移安装装置5。其中，所述转移安装装置5的夹持气缸51沿水平方向布置在升降机构4的底端，夹持气缸51连接夹持钳52，以带动夹持钳52开合运动，夹持待安装套管的底部。冲击气缸53沿竖直方向设置在升降机构4上，冲击气缸53连接所述冲击锤头54，以带动所述冲击锤头54往复运动，锤击套管顶部。实际应用中，通过夹持钳52夹持待安装套管的底部可以减轻夹持套管造成的倾斜，使套管保持竖直状态，并通过桁架1以及升降机构4带动套管运动至预安装的位置，由冲击气缸53带动冲击锤头54锤击套管顶部，以将套管套设在定位销中，完成套管安装。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道板套管自动安装设备，包括桁架(1)以及设置在桁架(1)下方的模具周转车(2)，所述模具周转车(2)上设置有模具(3)，其特征在于，还包括设置在所述桁架(1)上的升降机构(4)以及设置在所述升降机构(4)底部的转移安装装置(5)；

所述转移安装装置(5)包括：夹持气缸(51)、夹持钳(52)、冲击气缸(53)以及冲击锤头(54)；所述夹持气缸(51)沿水平方向布置在所述升降机构(4)的底端，所述夹持气缸(51)连接所述夹持钳(52)，以带动所述夹持钳(52)开合运动，夹持套管底部；所述冲击气缸(53)沿竖直方向设置在所述升降机构(4)上，所述冲击气缸(53)连接所述冲击锤头(54)，以带动所述冲击锤头(54)往复运动，锤击套管顶部。

2.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述夹持钳(52)包括两个可相互开合的弧形钳片，两个所述弧形钳片组成夹持套管底部外壁的环状结构；所述冲击锤头(54)为圆柱块，所述冲击锤头(54)的中轴线与两个所述弧形钳片所组成的环状结构中轴线共线。

3.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述桁架(1)包括：支撑框架(11)、移动横梁(12)以及滑道梁(13)；

所述移动横梁(12)和滑道梁(13)设置在所述支撑框架(11)的顶部，以形成跨越模具(3)的龙门结构；所述移动横梁(12)的两端分别可移动地连接所述滑道梁(13)；所述升降机构(4)可移动地连接所述移动横梁(12)。

4.根据权利要求3所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述桁架(1)还包括移动机构(14)，所述移动机构(14)包括移动电机和传动齿条；所述传动齿条沿所述滑道梁(13)的长度方向分布；所述移动电机通过所述传动齿条连接所述滑道梁(13)，以驱动所述移动横梁(12)在所述滑道梁(13)上移动。

5.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述升降机构(4)包括升降轨道(41)和升降电机(42)；

所述升降轨道(41)的底部设置有所述转移安装装置(5)；所述升降电机(42)连接所述升降轨道(41)，以驱动所述升降轨道(41)在竖直方向上移动，改变所述转移安装装置(5)的高度。

6.根据权利要求5所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述升降机构(4)还包括转移机构(43)；所述转移机构(43)包括转移电机和转移齿条；所述转移电机的固定部连接所述升降轨道(41)，所述转移电机的活动部通过所述转移齿条连接移动横梁(12)，以驱动所述升降轨道(41)在移动横梁(12)上滑动。

7.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述模具周转车(2)包括定位挡板(21)和挡板电机(22)；

所述挡板电机(22)连接所述定位挡板(21)，所述定位挡板(21)可接触模具(3)的侧壁，以限制模具(3)的位置。

8.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述轨道板套管自动安装设备还包括设置在所述模具周转车(2)两侧套管传送带(6)，所述套管传送带(6)上均匀设置有多对套管放置工位。

9.根据权利要求1所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述轨道板套管自动安装设备还包括控制器；所述控制器连接夹持气缸(51)和冲击气缸(53)，以控制所述转移安装装置(5)的夹持动作和锤击动作；

所述控制器还连接移动电机、升降电机和转移电机，以驱动所述转移安装装置(5)的转移动作。

10.根据权利要求9所述的轨道板套管自动安装设备，其特征在于，所述轨道板套管自动安装设备还包括视觉系统(7)；所述视觉系统(7)设置在桁架(1)的四角位置上，所述视觉系统(7)的视频采集范围覆盖模具周转车(2)；所述视觉系统(7)连接所述控制器。

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