一种轨枕间捣实平碴机电液一体化装置的制作方法

本实用新型涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种轨枕间捣实平碴机电液一体化装置。

背景技术：

铁路轨枕在长时间的使用过程中，由于自然沉降和振动的原因，铁路道床局部沉降，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在进行道床维护或轨枕更换的过程中，采用人工捣实及平整轨枕间道床石碴，费时费力效率低，不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作，只有采用小型高效自动化机械，才能利用列车通行间隙进行不封路作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种轨枕间捣实平碴机电液一体化装置。

本实用新型是由捣实平碴装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车设有四个脚轮和二个纵梁，捣实平碴装置、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、升降装置、振捣组件和CMOS图像传感器组成，上横梁设有二个连接板，连接板上设有数个螺栓孔；

所述的升降装置是由第一串联平行四杆机构、第二串联平行四杆机构、升降驱动装置、随动平衡支撑装置和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、四个第一螺栓和上横梁组成，第一连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和左旋螺纹孔；

所述的第二串联平行四杆机构与第一串联平行四杆机构组成一样，第二连杆设有二对同轴的螺纹盲孔和右旋螺纹孔，除前述的第二连杆和第一连杆结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

所述的升降驱动装置是由双输出轴的液压马达、二个弹性联轴器、左旋螺杆、第一连杆、右旋螺杆、第二连杆和二个单耳环支座组成，右旋螺杆设有第一轴颈和第二轴颈，左旋螺杆和右旋螺杆结构形式一样；

所述的随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第三串联平行四杆机构、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；

所述的第三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、二个第三连杆和二个销轴组成；

将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，第一摆杆双耳环和第三摆杆双耳环与第一连杆左边一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓预紧，使第一摆杆、第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，第二摆杆双耳环和另一个第三摆杆双耳环与第一连杆右边一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓预紧，使第二摆杆、另一个第三摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，二个第三摆杆分别与上横梁铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，在对称于下横梁和上横梁铅垂对称面组装第二串联平行四杆机构；

将单耳环支座套设于右旋螺杆的第二轴颈上，双输出轴的液压马达对称固连于板形上横梁上，弹性联轴器将右旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的右端输出轴固连，再将单耳环支座套设于左旋螺杆的第二轴颈上，另一个弹性联轴器将左旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的左端输出轴固连，将二个弹性联轴器固连于板形上横梁上，使左旋螺杆与第一连杆左旋螺纹孔同轴接触，使右旋螺杆与第二连杆右旋螺纹孔同轴接触，转动双输出轴液压马达的输出轴，使左旋螺杆旋入第一连杆左旋螺纹孔中，同时右旋螺杆旋入第二连杆右旋螺纹孔中，组成升降驱动装置；

将二个塔形刚度非线性弹簧对称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，使二个滑块分别使二个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，使二个第三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，二个第二螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将两个第三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，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，组成第三串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和另一个滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第三螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第六摆杆、第七摆杆和第二撑杆分别与板形上横梁铰链连接，组成随动平衡支撑装置；

将激光位移传感器对称固连于上横梁下面，组成升降装置；

所述的振捣组件由上横梁、数个弹性连接组件、振动板、八个振捣棒、八个第二六角螺母和高频振动电机组成，弹性连接组件由螺栓、二个螺旋弹簧、垫片和第三六角螺母组成，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，第三六角螺母预紧，振动板与上横梁实现弹性连接；振动棒穿过振动板圆孔，第二六角螺母预紧，高频振动电机固连于振动板上面对称位置，方筒形固定臂对称固连于轨道车的二个纵梁上，CMOS图像传感器固连于方筒形固定臂下面，组成捣实平碴装置。

本实用新型的有益效果是：

1.能够将二个振捣棒自动对准已换轨枕两侧轨枕间；

2.能够将回填到已换轨枕的两侧轨枕间石碴捣实振平；

3.能够适应直线和曲线铁轨路段捣实平碴工作；

4.自动控制、操作方便、捣实平碴工作效率高。

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是本实用新型之工作状态立体示意图。

图3是本实用新型之升降驱动装置分解立体示意图。

图4是本实用新型之随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图5是图1的主视图。

图6是图5中的A处局部放大示意图。

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、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20设有四个脚轮201和二个纵梁202，捣实平碴装置1、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1、图2和图6所示，所述的捣实平碴装置1是由上横梁11、升降装置12、振捣组件13和CMOS图像传感器14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；

所述的升降装置12是由第一串联平行四杆机构121、第二串联平行四杆机构122、升降驱动装置123、随动平衡支撑装置124和激光位移传感器125组成；

请参阅图3所示，所述的第一串联平行四杆机构121由下横梁1211、第一摆杆1212、第二摆杆1213、二个第三摆杆1214、第一连杆1215、四个第一螺栓1216和上横梁11组成，第一连杆1215设有二对同轴的螺纹盲孔12151和左旋螺纹孔12152；

所述的第二串联平行四杆机构122与第一串联平行四杆机构121组成一样，第二连杆1225设有二对同轴的螺纹盲孔12251和右旋螺纹孔12252，除前述的第二连杆1225和第一连杆1215结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

所述的升降驱动装置123是由双输出轴的液压马达1231、二个弹性联轴器1232、左旋螺杆1233、第一连杆1215、右旋螺杆1234、第二连杆1225和二个单耳环支座1235组成，右旋螺杆1234设有第一轴颈12341和第二轴颈12342，左旋螺杆1233和右旋螺杆1234结构形式一样；

请参阅图4所示，所述的随动平衡支撑装置124是由板形上横梁1240、第三串联平行四杆机构1241、第一撑杆1242、第二撑杆1243、滑杆1244、二个滑块1245、二个塔形刚度非线性弹簧1246、二个第一六角螺母1247、二个第二螺栓1248和二个第三螺栓1249组成，滑杆1244上设有固定圆盘12441、对称设有二个光杆段12442和二个螺纹段12443；滑块1245设有圆孔12451和一对同轴螺纹盲孔12452；

所述的第三串联平行四杆机构1241是由板形上横梁1240、下横梁1211、第四摆杆12412、第五摆杆12413、第六摆杆12414、第七摆杆12415、二个第三连杆12416和二个销轴12417组成；

将第一摆杆1212与下横梁1211铰链连接，第二摆杆1213、第四摆杆12412和下横梁1211三个构件间铰链连接，第一摆杆1212双耳环和第三摆杆1214双耳环与第一连杆1215左边一对螺纹盲孔12151同轴，二个第一螺栓1216预紧，使第一摆杆1212、第三摆杆1214和第一连杆1215三个构件间铰链连接，第二摆杆1213双耳环和另一个第三摆杆1214双耳环与第一连杆1215右边一对螺纹盲孔12151同轴，二个第一螺栓1216预紧，使第二摆杆1213、另一个第三摆杆1214和第一连杆1215三个构件间铰链连接，二个第三摆杆1214分别与上横梁11铰链连接，组成第一串联平行四杆机构121，重复前述组装操作，在对称于下横梁1211和上横梁11铅垂对称面组装第二串联平行四杆机构122；

将单耳环支座1235套设于右旋螺杆的第二轴颈12342上，双输出轴的液压马达1231对称固连于板形上横梁1240上，弹性联轴器1232将右旋螺杆的第一轴颈12341和双输出轴液压马达1231的右端输出轴固连，再将单耳环支座1235套设于左旋螺杆1233的第二轴颈上，另一个弹性联轴器1232将左旋螺杆1233的第一轴颈和双输出轴液压马达1231的左端输出轴固连，将二个弹性联轴器1232固连于板形上横梁1240上，使左旋螺杆1233与第一连杆左旋螺纹孔12152同轴接触，使右旋螺杆1234与第二连杆右旋螺纹孔12252同轴接触，转动双输出轴液压马达1231的输出轴，使左旋螺杆1233旋入第一连杆左旋螺纹孔12152中，同时右旋螺杆1234旋入第二连杆右旋螺纹孔12252中，组成升降驱动装置123；

将二个塔形刚度非线性弹簧1246对称套设于滑杆的二个光杆段12442，再将二个滑块1245分别套设于滑杆的二个光杆段12442，二个第一六角螺母1247分别预紧，使二个滑块1245分别使二个塔形刚度非线性弹簧1246适当压缩，将第五摆杆12413与下横梁1211铰链连接，使二个第三连杆12416的左边单耳环分别与第四摆杆12412的双耳环、第六摆杆12414双耳环和滑块的一对螺纹盲孔12452同轴，二个第二螺栓1248分别预紧，使第四摆杆12412、第六摆杆12414和滑块1245三个构件间铰链连接，将两个第三连杆12416的右边单耳环分别与第五摆杆12413的双耳环、第七摆杆12415双耳环同轴，二个销轴12417分别穿入，使第三连杆12416、第五摆杆12413和第七摆杆12415三个构件间铰链连接，组成第三串联平行四杆机构1241；

将第一撑杆1242双耳环、第二撑杆1243双耳环和另一个滑块1245的一对螺纹盲孔12452同轴，二个第三螺栓1249分别预紧，使第一撑杆1242、第二撑杆1243和滑块1245三个构件间铰链连接，第六摆杆12414、第七摆杆12415和第二撑杆1243分别与板形上横梁1240铰链连接，组成随动平衡支撑装置124；

将激光位移传感器125对称固连于上横梁11下面，组成升降装置12；

请参阅图5和图6所示，所述的振捣组件13是由上横梁11、数个弹性连接组件131、振动板132、八个振捣棒133、八个第二六角螺母134和高频振动电机135组成，弹性连接组件131由螺栓1311、二个螺旋弹簧1312、垫片1313和第三六角螺母1314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1314预紧，振动板132与上横梁11实现弹性连接；振动棒133穿过振动板圆孔1322，第二六角螺母134预紧，高频振动电机135固连于振动板上面对称位置，方筒形固定臂1211对称固连于轨道车的二个纵梁202上，CMOS图像传感器14固连于方筒形固定臂1211下面，组成捣实平碴装置1。

本实施例的工作过程：

将已换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，二排振动棒位于已换轨枕两侧轨枕间，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使双输出轴液压马达开始正向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆分别推动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构的上下各二对摆杆背向同步摆动，上横梁托带振捣组件下降，通过激光位移传感器测量其与双输出轴液压马达的位移信号，来控制双输出轴液压马达和高频振动电机工作，当振动棒自由端接近已换轨枕两侧轨枕间石碴时，高频振动电机开始工作，振动板托带二排振动棒高频振动，当二排振动棒插入至道床石碴适当深度时，图2所示位置，双输出轴液压马达停止正向转动，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，高频振动电机停止工作，高压油使双输出轴液压马达开始反向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆分别拉动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构的上下各二对摆杆相向同步摆动，上横梁托带振捣组件上升至图1所示位置，双输出轴液压马达停止反向转动，已换轨枕两侧轨枕间捣实平碴工作结束。

对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四边形机构，使上横梁始终与下横梁平行，第三串联平行四杆机构使板形横梁始终与下横梁平行，以适应适应直线和曲线铁轨路段捣实平碴工作；在图1所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧适量压缩，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最大，二个塔形刚度非线性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，塔形刚度非线性弹簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力大，使随动平衡支撑装置承受双输出轴液压马达自重、二个弹性联轴器自重、二个单耳环支座自重和左右旋二个螺杆的部分自重的总和而平衡，随动平衡支撑装置随升降装置升降而升降，在图2所示位置，二个塔形刚度非线性弹簧压缩量最大，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最小，二个塔形刚度非线性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，塔形刚度非线性弹簧作用于第六摆杆和第二撑杆上力的铅垂分力小，使随动平衡支撑装置承受双输出轴液压马达自重、二个第一弹性联轴器自重、二个单耳环支座自重和左右旋二个螺杆的部分自重的总和而平衡，避免左右旋二个螺杆承受弯矩。