CN220886798U - 一种轨道板转运机械 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轨道板转运机械，包括车架以及安装在所述车架上方的导轨，在所述导轨安装有起吊转运装置，所述起吊转运装置可沿所述导轨移动并对所述车架上侧的轨道板进行抓取和移动。上述轨道板转运机械，既可应用于轨道板施工作业中轨道板的运输及转运，提高了对铁路轨道板的运输能力，还可用于铁路跨区间调板。

Description

一种轨道板转运机械

技术领域

本申请涉及铁路工程机械技术领域，特别涉及一种轨道板转运机械。

背景技术

高速铁路开通运营后，随着板式无砟轨道高速铁路运营里程的积累，轨道板在列车载荷、外部环境、线下基础结构变形等因素共同作用下出现了裂纹、起鼓、掉块、地图状裂损等多类伤损形式，同时填充层出现了损坏、离缝等现象，严重影响轨道结构稳定性和结构强度。为了行车安全，需要对伤损轨道板进行更换，填充层重新填充来提高线路质量，确保高速铁路行车安全。

以宁沪高铁为例，在开通十年后已陆续发现多块轨道板需要更换，换板需求不断增大；伤损轨道板的分布比较随机，在大坡道、大超高等地段均有分布，对换板装备的适应性要求越来越高。但目前轨道板转运及更换主要以零散的机具和装置来完成，自动化、智能化的轨道板更换施工工艺和装置仍未出现。

高铁线路无砟轨道板更换作业需在夜间天窗期进行，由于普通轨道平车未设置专用的加固方式，轨道板运输能力不足，无法进行批量更换；同时因既有线路上方接触网的存在，使用起重轨道车的直臂起重机进行吊装作业时作业范围有限，轨道板转运效率受到极大影响。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种轨道板转运机械，既可应用于轨道板施工作业中轨道板的运输及转运，提高了对铁路轨道板的运输能力，还可用于铁路跨区间调板。

为实现上述目的，本申请提供一种轨道板转运机械，包括车架以及安装在所述车架上方的导轨，在所述导轨安装有起吊转运装置，所述起吊转运装置可沿所述导轨移动并对所述车架上侧的轨道板进行抓取和移动。

在一些实施例中，在所述车架上侧设置有围成轨道板存放板库的立柱和栏杆，在所述轨道板存放板库中设置有轨道板固定夹具，所述轨道板固定夹具对轨道板在横向和纵向上限制定位。

在一些实施例中，所述起吊转运装置采用遥控控制或自动控制，并且在所述车架上侧轨道板存放板库布置有多个放置轨道板的位置，位置包括至少一个存储位以及一个预吊装位，以实现轨道板在所述起吊转运装置的控制下完成在存储位与预吊装位之间的移位。

在一些实施例中，所述起吊转运装置包括装置车架，在所述装置车架设置有沿轨行走单元和抓取移动单元，所述沿轨行走单元沿所述导轨移动，所述抓取移动单元对轨道板进行抓取和移动。

在一些实施例中，所述沿轨行走单元包括车轮以及驱动所述车轮的液压马达，所述抓取移动单元包括抓取机构和提升机构，所述抓取机构与所述提升机构相连，所述起吊转运装置还包括液压系统和电气控制系统，所述液压系统向所述液压马达、所述抓取机构和所述提升机构的油缸提供液压能，所述电气控制系统向所述液压马达行走、所述抓取机构和所述提升机构的油缸伸缩提供控制。

在一些实施例中，所述车轮处设置有采集运动信息的传感器，所述提升机构设置有采集动作信息的传感器。

在一些实施例中，所述车轮处的传感器为编码器，所述提升机构的传感器为磁致伸缩位移传感器。

在一些实施例中，所述抓取机构包括固定剪刀体、动作剪刀体和油缸，所述固定剪刀体与所述动作剪刀体铰接，所述油缸连接所述动作剪刀体，所述油缸驱动所述动作剪刀体绕铰接点转动，在轨道板上设置可被所述固定剪刀体与所述动作剪刀体夹持的轨道板吊具。

在一些实施例中，在所述车架下侧两端位置设置有包括手制动和空气制动的制动系统，在所述车架下侧悬挂设置有发电机组，所述发电机组通过拖链与所述起吊转运装置电连接，所述发电机组的控制面板及所述车架两端预留有取电接口，在所述车架下侧两边设置有工具箱。

在一些实施例中，在所述导轨设置有电气限位和机械限位两级保护装置，还设置有锁定所述起吊转运装置位置的液压插销机构。

相对于上述背景技术，本申请所提供的轨道板转运机械包括车架以及安装在车架上方的导轨，在导轨安装有起吊转运装置，起吊转运装置可沿导轨移动并对车架上侧的轨道板进行抓取和移动。

在该轨道板转运机械的使用过程中，首先，在轨道板转运机械装载轨道板，轨道板转运机械由轨道车牵引运行至指定线路，从而实现对轨道板的运输；然后，将轨道板转运机械停靠在线路上并进行轨道板转运作业，通过起吊转运装置对车架上的轨道板进行抓取和移动，从而对不同位置的轨道板进行移动、换位操作，尤其是可以将轨道板移动至便于起重轨道车或起重设备吊取的位置。该轨道板转运机械既可应用于轨道板施工作业中轨道板的运输及转运，提高了对铁路轨道板的运输能力，还可用于铁路跨区间调板。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的轨道板转运机械的主视图；

图2为本申请实施例提供的轨道板转运机械的俯视图；

图3为本申请实施例提供的轨道板转运机械的左视图；

图4为本申请实施例提供的起吊转运装置的主视图；

图5为本申请实施例提供的起吊转运装置的仰视图；

图6为本申请实施例提供的起吊转运装置的轴测图；

图7为图5中液压马达对车轮的驱动图；

图8为本申请实施例提供的起吊转运装置对轨道板的转运图；

图9为图8中起吊转运装置处的放大图；

图10为本申请实施例提供的抓取机构对轨道板的抓取图；

图11为轨道板吊装图。

其中：

1-起吊转运装置、2-导轨、3-立柱、4-工具箱、5-发电机组、6-转向架、7-栏杆、8-车架、9-制动系统、10-车钩、11-轨道板存放板库、12-行程开关、13-轨道板固定夹具、14-挡块、15-拖链、16-液压插销机构、17-轨道板吊具、18-折叠梯、19-装置车架、20-护栏、21-抓取机构、22-提升机构、23-车轮、24-编码器、25-液压马达、26-联轴器组件、27-液压系统、28-电气控制系统、29-固定剪刀体、30-动作剪刀体、31-油缸、32-轨道板运输车、33-起重轨道车、001-第一位置、002-第二位置、003-第三位置、004-第四位置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，其中，图1为本申请实施例提供的轨道板转运机械的主视图，图2为本申请实施例提供的轨道板转运机械的俯视图，图3为本申请实施例提供的轨道板转运机械的左视图，图4为本申请实施例提供的起吊转运装置的主视图，图5为本申请实施例提供的起吊转运装置的仰视图，图6为本申请实施例提供的起吊转运装置的轴测图。

在第一种具体的实施方式中，本申请提供了一种轨道板转运机械，主要包括车架8以及安装在车架8上方的导轨2，在导轨2安装有起吊转运装置1，起吊转运装置1可沿导轨2移动并对车架8上侧的轨道板进行抓取和移动。

在该轨道板转运机械的使用过程中，首先，在轨道板转运机械装载轨道板，轨道板转运机械由轨道车牵引运行至指定线路，从而实现对轨道板的运输；然后，将轨道板转运机械停靠在线路上并进行轨道板转运作业，通过起吊转运装置1对车架8上的轨道板进行抓取和移动，从而对不同位置的轨道板进行移动、换位操作，尤其是可以将轨道板移动至便于起重轨道车或起重设备吊取的位置。

该轨道板转运机械既可应用于轨道板施工作业中轨道板的运输及转运，提高了对铁路轨道板的运输能力，还可用于铁路跨区间调板。本申请解决了普通轨道平车运板能力不足，填补了铁路上无专用轨道板运输设备的空白。

示例性的，本申请具体涉及一种用于高铁无砟轨道线路轨道板更换施工用的轨道板运输车及起吊转运装置，可应用于轨道板施工作业中轨道板的运输及转运，也可用于铁路跨区间调板。

需要注意的是，本申请采用无动力的专用平车，由轨道车牵引运行，车架8设置可与其他动牵引车连接的车钩10，同时自带发电机组5满足本车作业装置及现场施工用电需求，并可根据实际换板需求进行模块化编组。

在一些实施例中，如图1所示，在车架8上侧设置有立柱3和栏杆7，立柱3和栏杆7位于运输车上部两侧及两端，围成了一种立体式的轨道板存放板库11，可满足存放多层轨道板以及转运轨道板的空间需求。

基于此，在轨道板存放板库11中设置有轨道板固定夹具13，轨道板固定夹具13对轨道板在横向和纵向上限制定位，满足Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型轨道板的固定运输需求，可防止轨道板在车辆连挂运输中横向、纵向窜动，提高了装备的适应性及运板能力。

请继续参考图1至图3，车架8安装在转向架6上，在车架8还设置有栏杆7。制动系统9布置在车架8下部两端位置，由手制动和空气制动系统组成，手制动可满足车辆在20‰坡道驻车。发电机组5悬挂布置在车架8下方，通过拖链15将强电传输至起吊转运装置1上。除此之外，发电机组5控制面板及车辆两端预留有取电接口，可为轨道板施工作业机具提供电力来源。专用的工具箱4布置在车下两侧，可存放施工机具及枕木等。

在本实施例中，轨道板运输车设有专用工具箱4及发电机组5，满足施工机具的存放及用电需求，改善了作业条件。本申请解决了在轨道板更换施工中枕木、小型机具的存储及运输问题，并带有交流电输出接口，可为轨道板施工现场提供电力来源。

请继续参考图4至图6，起吊转运装置1包括装置车架19，起吊转运装置1具备自行走控制能力，可对轨道板进行抓取和自动移位存放。装置车架19上还设置有折叠梯18、护栏20。

示例性的，在装置车架19设置有沿轨行走单元和抓取移动单元，沿轨行走单元沿导轨2移动，抓取移动单元对轨道板进行抓取和移动。

另外，在导轨2设置有电气限位和机械限位两级保护装置。

在本实施例中，起吊转运装置1可以在槽型的导轨2中沿车纵向自行走，完成轨道板的转运作业。为防止起吊转运装置1在转运作业时超出槽型导轨2极限位置，在槽型导轨2上设置了电气限位和机械限位两级保护装置。电气限位是通过在槽型导轨2两端设置行程开关12，通过切断行走控制信号进行紧急制动。当电气限位信号失效或者未有效制动时，在槽型轨道两端极限位置的挡块14会限制起吊转运装置1的车轮行走从而实现机械限位。

其中，槽型导轨2由槽型框架和行走钢板组成，槽型框架限制了起吊转运装置1的高度方向最大位移，行走钢板可满足起吊转运装置1车轮走行需求。

在牵引运输过程中，为防止起吊转运装置1发生横向、纵向以及高度方向的窜动和碰撞，设计了液压插销机构16并设插销状态监测功能，保证起吊转运装置1在车辆连挂时的可靠锁定。

在一些实施例中，沿轨行走单元包括车轮23以及驱动车轮23的液压马达25。

在本实施例中，以图5中的四轮布局为例进行说明。请参考图7，图7为图5中液压马达对车轮的驱动图，装置车架19的一对车轮23从动且不安装液压马达25，另一对车轮23主动且安装液压马达25，图7为车轮23的主动情况，此时车轮23的转轴安装在装置车架19的轴承座内，车轮23的转轴通过联轴器组件26与液压马达25的输出轴相连，由液压马达25输出动力并经联轴器组件26传递后驱动车轮23旋转。

在一些实施例中，抓取移动单元包括抓取机构21和提升机构22，抓取机构21与提升机构22相连。

在本实施例中，提升机构22带动抓取机构21升降动作，使抓取机构21在轨道板上方的高度方向上移动；抓取机构21能够抓取和松开轨道板，在抓取机构21和提升机构22的组合使用下实现对轨道板的抓取上移和抓取下移。

如图6所示，起吊转运装置1还包括液压系统27和电气控制系统28，液压系统27向液压马达25、抓取机构21和提升机构22的油缸提供液压能，电气控制系统28向液压马达25行走、抓取机构21和提升机构22的油缸伸缩提供控制。

示例性的，抓取机构21和提升机构22由液压油缸驱动伸缩机构伸缩。

进一步的，车轮23处设置有采集运动信息的传感器，提升机构22设置有采集动作信息的传感器。本申请中的起吊转运装置1通过位置信号传感器可实现起吊转运装置1在车上的准确定位及准确运行。

需要注意的是，车轮23处可以采用编码器24来采集起吊转运装置1的位移和速度状态信息，也可采用其他类型的传感器例如角度传感器、位移传感器等，同应属于本实施例的说明范围；提升机构22的行程检测可以采用内置在油缸里面的磁致伸缩位移传感器来采集信号，也可采用其他类型的传感器，同应属于本实施例的说明范围。

在一些实施例中，本申请涉及的起吊转运装置1可以人工无线操作控制，也可自动实现轨道板抓取和转运功能，采用可视化遥控和自动控制技术，可实现任一存储位轨道板的抓取、提升以及存储位与预吊装位之间的转移。

请参考图8，图8为本申请实施例提供的起吊转运装置对轨道板的转运图。

在一些实施例中，在车架8上侧轨道板存放板库11布置有多个放置轨道板的位置，位置包括至少一个存储位以及一个预吊装位，以实现轨道板在起吊转运装置1的控制下完成在存储位与预吊装位之间的移位。

以图8为例，本申请涉及的轨道运输车可存储多块轨道板，如图8所示轨道板分为四个位置：第一位置001、第二位置002、第三位置003、第四位置004，第一位置001作为预吊装位，第二位置002、第三位置003、第四位置004作为存储位。需要注意的是，如果需要存储更多的轨道板，则需要轨道板进行叠加放置。

对于自动模式，起吊转运装置1的车轮23装有编码器24，电气控制系统28可自动识别运输小车的行走位置，由于轨道板在运输车的位置及轨道板的外形尺寸不会发生变化，因此起吊转运装置1可实现无人化进行轨道板的抓取和转运。图8中，轨道板起重作业车或者起重设备位于第一位置001右侧。起吊转运装置1根据当前编码器24状态，可自动行走至第一位置001、第二位置002、第三位置003、第四位置004中任一位置。实际使用过程中，第一位置001为空位置，用来接收作业车放置的旧轨道板。

请参考图9和图10，其中，图9为图8中起吊转运装置处的放大图，图10为本申请实施例提供的抓取机构对轨道板的抓取图。

在本实施例中，起吊转运装置1包括四套抓取机构21和提升机构22，这四套机构相互独立，可联动也可单独控制。

进一步的，在轨道板上设置轨道板吊具17，抓取机构21可快速抓取轨道板吊具17形成刚性连接状态。

在本实施例中，通过采用刚性抓取无砟轨道板的方式，尤其是在线路大超高情况下外轨超高≥175mm采用刚性抓取轨道板方式可使轨道板在提升过程中始终与车架8保持平行，避免轨道板倾斜现象的发生，增强了作业的安全性和便捷性。本申请中的起吊转运装置1采用刚性抓取轨道板的形式，避免了柔性起吊方式在线路超高情况下起吊不易的问题。

示例性的，抓取机构21包括固定剪刀体29、动作剪刀体30和油缸31，固定剪刀体29与动作剪刀体30铰接，油缸31连接动作剪刀体30，油缸31驱动动作剪刀体30绕铰接点转动，固定剪刀体29与动作剪刀体30夹持轨道板吊具17。

在本实施例中，起吊转运装置1采用了剪刀式夹紧轨道板的方式，容许抓取机构21和轨道板吊具17存在一定水平平面的误差偏置，可快速对轨道板进行抓取。同时四个独立的提升机构可适应轨道板的高度偏置误差，实现灵活抓取提升功能。

请参考图11，图11为轨道板吊装图。在图11中，轨道板运输车32上存放轨道板，起重轨道车33取用轨道板，可以看到，由于铁路导轨线路的特殊性，起重轨道车或者起重设备起吊臂长有限，起重设备从仅能从最靠近运输车的位置上吊取新无砟轨道板以及存放线路上损坏的旧轨道板；而本申请解决了普通轨道平车上无法实现对轨道板进行移位、换位操作，单个施工天窗期换板数量有限的问题。

在一种具体的实施方式中，本申请涉及的无砟轨道板运输车最大能力可以运输8块无砟轨道板，并设有存放机具的工具箱及机具用电的取电接口，满足轨道板更换施工作业需求。轨道板起吊转运装置1可根据操作者意图和指令抓取目标轨道板，实现对轨道板的移位操作功能。

在一种具体的操作示例中：

步骤A、将轨道板运输车停靠在线路上，并通过驻车手制动装置进行整车驻车。

步骤B、操纵液压插销机构16，取消起吊转运装置1的锁定状态，进行轨道板转运作业。

步骤C、操作者操纵遥控器，选择要抓取的轨道板位置编号，如选择第二位置002。

步骤D、起吊转运装置1的电气控制系统28向液压马达25控制阀发送控制指令，液压马达25驱动车轮23自动行至第二位置002并停止，位置信息由起吊转运装置1上的编码器24进行反馈，目标位置确认无误后，进行驻车制动。

步骤E、起吊转运装置1完全制动后，电气控制系统28向提升机构22液压油缸的控制阀发送控制指令，提升机构22在液压油缸带动下将抓取机构21伸出，由于提升机构22液压油缸内置磁致伸缩位移传感器，即可准确控制提升机构22伸缩行程，达到目标位置后，抓取机构21在油缸31作用下对轨道板进行抓取。

步骤F、为保证抓取机构21牢固抓取轨道板，液压系统27压力不断升压，直至油缸31油路锁定在指定压力值以上。

步骤G、轨道板抓取完成后，提升机构22将轨道板进行提升。控制器检测提升机构22的位移信号，当提升高度满足要求值后，停止提升。停止提升后液压马达25制动缸开启，液压马达25驱动车轮23运行至第一位置001并停止，目标位置确认无误后，进行驻车制动。

步骤H、起吊转运装置1完全驻车制动后，电气控制系统28向提升机构22液压油缸的控制阀发送控制指令，提升机构22在液压油缸带动下将抓取机构21伸出，达到目标位置后，抓取机构21在液压油缸作用下对轨道板进行释放，从而完成轨道板的移位任务。

步骤I、操作者选择起吊转运装置1停放位置，如选择第三位置003，电气控制系统28向液压马达25控制阀发送控制指令，液压马达25制动驱动车轮23自动至第三位置003并停止，目标位置确认无误后，进行驻车制动。

步骤J、轨道板起重作业车或者起重设备即可从第一位置001取走刚刚运至的新轨道板，进行轨道板铺设。

步骤K、轨道板起重作业车或者起重设备将新轨道板抓走后，可将旧轨道板回收至第一位置001。

步骤L、起吊转运装置1接收到操作者命令后，自动停止在第一位置001。

步骤M、类似步骤B、C、D、E、F、G、H、I，可将旧轨道板放置在第二位置002。

以上操作，也可支持无线操作控制盒手柄和按钮来实现。

综上，本申请结合高铁无砟轨道板更换施工工艺流程进行，配合起重作业车使用，可一次性携带多块无砟轨道板，而且可自动转运新旧轨道板，并放置在合适位置。

需要注意的是，本申请中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的轨道板转运机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道板转运机械，其特征在于，包括车架以及安装在所述车架上方的导轨，在所述导轨安装有起吊转运装置，所述起吊转运装置可沿所述导轨移动并对所述车架上的轨道板进行抓取，以实现对车架上不同位置的轨道板进行移动和换位操作；所述车架上侧设置有轨道板存放板库，在所述轨道板存放板库中设置有轨道板固定夹具，所述轨道板固定夹具对轨道板在横向和纵向上限制定位，所述轨道板存放板库中布置有多个放置轨道板的位置，位置包括至少一个存储位以及一个预吊装位，以实现轨道板在所述起吊转运装置的控制下完成在存储位与预吊装位之间的移位，使轨道板移动至便于设备吊取的位置及利于轨道板运输的位置。

2.根据权利要求1所述的轨道板转运机械，其特征在于，在所述车架上侧设置有围成轨道板存放板库的立柱和栏杆。

3.根据权利要求2所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述起吊转运装置采用遥控控制或自动控制。

4.根据权利要求1所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述起吊转运装置包括装置车架，在所述装置车架设置有沿轨行走单元和抓取移动单元，所述沿轨行走单元沿所述导轨移动，所述抓取移动单元对轨道板进行抓取和移动。

5.根据权利要求4所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述沿轨行走单元包括车轮以及驱动所述车轮的液压马达，所述抓取移动单元包括抓取机构和提升机构，所述抓取机构与所述提升机构相连，所述起吊转运装置还包括液压系统和电气控制系统，所述液压系统向所述液压马达、所述抓取机构和所述提升机构的油缸提供液压能，所述电气控制系统向所述液压马达行走、所述抓取机构和所述提升机构的油缸伸缩提供控制。

6.根据权利要求5所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述车轮处设置有采集运动信息的传感器，所述提升机构设置有采集动作信息的传感器。

7.根据权利要求6所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述车轮处的传感器为编码器，所述提升机构的传感器为磁致伸缩位移传感器。

8.根据权利要求5所述的轨道板转运机械，其特征在于，所述抓取机构包括固定剪刀体、动作剪刀体和油缸，所述固定剪刀体与所述动作剪刀体铰接，所述油缸连接所述动作剪刀体，所述油缸驱动所述动作剪刀体绕铰接点转动，在轨道板上设置可被所述固定剪刀体与所述动作剪刀体夹持的轨道板吊具。

9.根据权利要求1所述的轨道板转运机械，其特征在于，在所述车架下侧两端位置设置有包括手制动和空气制动的制动系统，在所述车架下侧悬挂设置有发电机组，所述发电机组通过拖链与所述起吊转运装置电连接，所述发电机组的控制面板及所述车架两端预留有取电接口，在所述车架下侧两边设置有工具箱。

10.根据权利要求1所述的轨道板转运机械，其特征在于，在所述导轨设置有电气限位和机械限位两级保护装置，还设置有锁定所述起吊转运装置位置的液压插销机构。