一种在线式钢轨激光加工车的制作方法

本发明属于激光加工相关技术领域，更具体地，涉及一种在线式钢轨激光加工车。

背景技术：

随着列车速度、运量和轴重的提高，钢轨由于受到车轮的撞击和摩擦的双重作用，磨损失效的速率越来越快。国内外一般常规提高钢轨寿命的方法主要集中在钢轨热处理方法和钢轨材料两方面。随着激光技术的快速发展，国内外学者将激光表面强化技术应用于钢轨的表面处理，并取得了较好的实验效果。

钢轨激光表面强化的方法不仅可以在生产车间内实现定点加工，还可使用专用的移动式装备在铁道现场进行在线式钢轨激光处理，如公告号为cn101403030的专利公开了一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备，所述在线激光加工设备包括激光加工车及动力系统集装箱，其中，激光加工车具有重量轻、机动灵活的特点；动力系统集装箱内包含有发电机、制冷机、空压机、冷干机、激光器高压电源和控制系统等重量相对较大的设备，该动力系统集装箱可以根据轨道的情况载在载重汽车或者铁路机车上，或者放置在加工现场。然而，1.所述在线激光加工设备采用分离型搬运式激光加工车，连接激光加工车的光路(光纤)、电路、气路和水路在搬运前后的拆卸安装复杂，设备整体的使用性和可靠性较低；2.在一些特殊路段(如山区铁路)，不能将动力工程车靠近铁路轨道放置，在动力工程车又不具备铁路轨道行驶功能的情况下，导致该种组合式钢轨激光加工设备无法使用；3.该在线激光加工设备一次只能对单边钢轨的一个工位进行激光加工，铁路的两股钢轨至少有四个工位需要进行激光加工，这些不同工位的激光加工必须依靠人工调整激光加工头的位置或者姿态，很大程度上影响了钢轨在线激光处理的效率，自动化程度较低。相应地，本领域存在着发展一种能够提高效率及自动化程度的在先激光处理设备的技术需求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种在线式钢轨激光加工车，其基于在线钢轨激光处理的特点，针对在线激光处理设备的部件及部件联接关系进行了设计。所述在线式钢轨激光加工车采用分离组合的结构方式，其处于激光加工的工作状态时，激光加工工程车伴随激光加工小车运动，如此可以避免激光加工工程车的车身震动、运动精度等对钢轨激光加工精度的不利影响；所述在线式钢轨激光加工车处于非激光加工的工作状态时，所述激光加工小车收容于所述激光加工工程车作为一整体结构形式，激光加工工程车可以载激光加工小车快速到达或者离开现场，降低了耗时，提高了效率。此外，运动执行机构能够自动调整两个联接架之间的距离，使得激光加工小车两边车轮之间的宽度与两股钢轨之间的距离相适应，避免了激光加工小车的蛇形运动，提高了钢轨激光加工的准确性，有利于提高加工质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种在线式钢轨激光加工车，其包括激光加工工程车及激光加工小车，其特征在于：所述激光加工工程车连接于所述激光加工小车；所述在线式钢轨激光加工车还包括运送机构，所述运送机构设置在所述激光加工工程车上；所述运送机构通过移动及转动来将所述激光加工小车运入所述激光加工工程车或者自所述激光加工工程车运出并将所述激光加工小车放置于钢轨上；

所述激光加工工程车(1)与所述激光加工小车(2)为一分离组合的结构，所述激光加工小车(2)收容于所述激光加工工程车(1)时，所述激光加工工程车(1)能够载所述激光加工小车(2)运行；所述激光加工小车(2)被所述运送机构(3)放置于所述钢轨上时，所述激光加工工程车(1)伴随所述激光加工小车(2)在所述钢轨上运动，且两者之间的距离保持在预定范围内。

进一步地，所述激光加工工程车内设置有车头驾驶控制室及车尾驾驶控制室，所述车头驾驶控制室内设置有牵引控制系统第一操作界面及激光作业控制系统第一操作界面；所述车尾驾驶控制室内设置有牵引控制系统第二操作界面及激光作业控制系统第二操作界面；所述牵引控制系统第一操作界面的功能与所述牵引控制系统第二操作界面的功能相同；所述激光作业控制系统第一操作界面的功能与所述激光作业控制系统第二操作界面的功能也相同；

所述在线式钢轨激光加工车处于激光加工的工作状态时，所述激光加工小车设置在所述钢轨上，其运动由所述激光作业控制系统第一操作界面或所述激光作业控制系统第二操作界面控制，以满足激光加工的要求；与此同时，所述激光加工工程车在钢轨上的运动由所述牵引控制系统第一操作界面或所述牵引控制系统第二操作界面控制，以使所述激光加工工程车使跟随所述激光加工小车；所述在线式钢轨激光加工车处于非激光加工的工作状态时，所述激光加工小车收容于所述激光加工工程车内，此时所述激光加工车的运行速度大于其在激光加工的工作状态时的运行速度。

进一步地，所述激光加工小车包括第一运动执行机构及连接于所述第一运动执行机构的第一组激光加工头，所述第一运动执行机构为三轴机构，其通过移动及转动可以调整所述第一组激光加工头的位置及姿态，进而使所述第一组激光加工头对双轨的不同部位进行激光加工。

进一步地，所述激光加工小车还包括小车车身主体、第二运动执行机构及第二组激光加工头，所述第一运动执行机构及所述第二运动执行机构分别连接于所述小车车身主体相背的两端，且两者的结构相同；所述第二组激光加工头连接于所述第二运动执行机构，其结构与所述第一组激光加工头的结构相同；所述第一组激光加工头和所述第二组激光加工头各自包括两个以上的激光加工头。

进一步地，所述小车车身主体包括车架、滑动的连接于所述车架相背的两端的第一联接架及第二联接架、固定在所述车架上且位于所述第一联接架与所述第二联接架之间的第一前轮气缸及第二前轮气缸、安装于所述第一联接架底端的第一前轮及第一后轮、安装于所述第二联接架底部的第二前轮及第二后轮、连接所述第一前轮气缸的活塞杆及所述第一联接架的第一前轮弹簧及连接所述第二前轮气缸的活塞杆及所述第二联接架的第二前轮弹簧，通过调整所述第一前轮气缸及所述第二前轮气缸的气压值来分别调节所述第一前轮弹簧及所述第二前轮弹簧的压缩量，进而调节所述第一联接架及所述第二联接架之间的距离，使得所述第一前轮的边缘、所述第二前轮的边缘主动抵靠两侧钢轨、所述第一后轮的边缘及所述第二后轮的边缘分别抵靠两侧钢轨。

进一步地，所述第一运动执行机构包括z轴工作台、z轴伺服电机、z轴溜板、y轴工作台、y轴伺服电机、y轴溜板、a轴工作台、a轴伺服电机及a轴支架；所述z轴工作台固定连接于所述小车车身主体；所述z轴伺服电机连接于所述z轴工作台的一端，其通过丝杠螺母副连接于所述z轴溜板，并用于带动所述z轴溜板上下移动；所述z轴溜板与所述y轴工作台固定连接，所述y轴伺服电机固定在所述y轴工作台的一端，其通过滚珠丝杠螺母副与所述y轴溜板相连接且能够带动所述y轴溜板左右移动；所述y轴溜板与所述a轴工作台固定连接；所述a轴伺服电机连接于所述a轴工作台；所述a轴伺服电机连接所述a轴支架且用于带动所述a轴支架旋转，所述a轴支架与所述第一组激光加工头相连接。

进一步地，所述z轴工作台的长度方向与所述y轴工作台的长度方向垂直；所述a轴支架绕旋转轴旋转，所述旋转轴垂直于所述y轴工作台。

进一步地，所述运送机构包括两组支架、两组滚轮、第一导轨、与所述第一导轨间隔设置的第二导轨、平台、第一水平伺服电机及第二水平伺服电机；两组支架分别为第一组支架及第二组支架，所述第一组支架与所述第一组支架间隔设置；所述第一组支架的两端分别连接所述第一导轨及所述激光加工工程车的底板；所述第二组支架的两端分别连接所述第二导轨及所述激光加工工程车的底板；所述第一水平伺服电机及所述第二水平伺服电机分别固定连接于所述平台相背的两端；两组滚轮分别为第一组滚轮及第二组滚轮，所述第一水平伺服电机的输出轴通过齿轮副连接于所述第一组滚轮，其用于带动所述第一组滚轮沿所述第一导轨滚动；所述第二水平伺服电机的输出轴通过齿轮副连接于所述第二组滚轮，其用于带动所述第二组滚轮沿所述第二导轨滚动。

进一步地，所述运送机构还包括竖直伺服电机、减速机、钢丝盘、伸缩杆及拉抓机构，所述竖直伺服电机固定在所述平台上，其输出轴连接于所述减速机；所述减速机固定在所述平台上，其连接所述竖直伺服电机及所述钢丝盘；所述钢丝盘连接于所述伸缩杆；所述拉抓机构连接于所述伸缩杆远离所述平台的一端，其用于抓紧或者松开所述激光加工小车；所述竖直伺服电机通过所述减速机带动所述钢丝盘转动，从而使所述钢丝盘的钢丝绳放长或者缩短来拉动所述伸缩杆伸长或者缩短，进而调整所述拉抓机构的位置。

进一步地，所述激光加工工程车上设置有距离传感器；所述距离传感器用于实时检测所述激光加工工程车及所述激光加工小车之间的距离并将检测结果实时反馈给牵引控制系统第一操作界面或牵引控制系统第二操作界面，所述牵引控制系统第一操作界面或所述牵引控制系统第二操作界面依据所述检测结果来控制所述激光加工工程车的运动，以使所述激光加工工程车与所述激光加工小车两者之间的距离保持在预定范围内。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的在线式钢轨激光加工车主要具有以下优点：

(1)所述在线式钢轨激光加工车采用分离组合的结构方式，其处于激光加工的工作状态时，激光加工工程车伴随激光加工小车运动，如此可以避免激光加工工程车的车身震动、运动精度等对钢轨激光加工精度的不利影响；所述在线式钢轨激光加工车处于非激光加工的工作状态时，所述激光加工小车收容于所述激光加工工程车作为一整体结构，激光加工工程车载激光加工小车快速到达或者离开现场，降低了耗时，提高了效率；

(2)通过调整所述第一前轮气缸及所述第二前轮气缸的气压值来分别调节所述第一前轮弹簧及所述第二前轮弹簧的压缩量，进而调节所述第一联接架及所述第二联接架之间的距离，使得所述第一前轮的边缘、所述第二前轮的边缘主动抵靠两侧钢轨，所述第一后轮的边缘及所述第二后轮的边缘在各自气缸和弹簧的作用下也可以分别抵靠两侧钢轨，实现了激光加工小车两侧车轮之间的距离随两股钢轨之间的距离变化的自适应调整，避免了激光加工小车在轨道上出现蛇形运动，且使激光加工小车上的激光加工头相对钢轨的位置不受钢轨之间距离变化的影响，提高了钢轨在线激光加工的准确性，有利于提高钢轨激光加工质量；

(3)所述距离传感器用于实时检测所述激光加工工程车及所述激光加工小车之间的距离并将检测结果实时反馈给所述牵引控制系统第一操作界面或牵引控制系统第二操作界面，所述牵引控制系统第一操作界面或所述牵引控制系统第二操作界面依据所述检测结果来控制所述激光加工工程车的运动，以使所述激光加工工程车与所述激光加工小车两者之间的距离保持在预定范围内，保证了加工过程的稳定性，避免了激光加工工程车与激光加工小车相撞；

(4)激光加工工程车与激光加工小车始终处于连接状态，采用连接组件解决了激光加工过程车与激光小车之间的光路、电路、气路及水路等的连接及运动问题，在激光加工工程车与激光加工小车的分离与整合过程中这些光路(光纤)、电路、气路和水路始终处于连接状态，避免了拆卸安装，提高了设备的使用性及可靠性，降低了整体使用时间，实用性较强；

(5)运动执行机构为三轴机构，其可以实现激光加工头的竖直方向上的运动、水平方向的运动及转动，第一组激光加工头和所述第二组激光加工头均可以分别移动并旋转到两根钢轨中任意一根的待加工区域，使得激光加工头可以对钢轨的正面及侧面进行激光加工，且可以满足两股钢轨不同部位的激光加工，提高了加工效率及自动化程度，灵活性较高；

(6)运送机构可以实现激光加工小车位置的快速调整，且可以快速的将激光加工小车运入或者运出激光加工工程车，提高了自动化程度，避免了人为放置激光加工小车；

(7)激光加工工程车的车头及车尾处均设置有驾驶控制室，配合两套激光加工头，可以满足正、反两个运动方向的钢轨激光加工的需求。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的在线式钢轨激光加工车的结构示意图；

图2是图1中的在线式钢轨激光加工车使用时的示意图；

图3是图1中的在线式钢轨激光加工车使用结束时的示意图；

图4是图1中的在线式钢轨激光加工车的激光加工小车结构的主视图；

图5是图4中的激光加工小车的运动执行机构的结构示意图；

图6是图5中的运动执行机构上的激光加工头对钢轨正面进行激光处理时的局部示意图；

图7是图5中的运动执行机构上的激光加工头对钢轨侧面进行激光处理时的示意图；

图8是图5中的运动执行机构上的激光加工头对钢轨侧面进行激光处理时的另一示意图；

图9是图1中的在线式钢轨激光加工车的运送机构的结构示意图；

图10是图4中的激光加工小车处于使用状态的侧视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-激光加工工程车，2-激光加工小车，2.1-小车车身主体，2.11-车架，2.12-第一联接架，2.12’-第二联接架，2.13-第一前轮气缸，2.13’-第二前轮气缸，2.14-第一前轮，2.14’-第二前轮，2.15-第一后轮，2.15’-第二后轮，2.16-拉钉，2.17-第一前轮弹簧，2.17’-第二前轮弹簧，2.2-第一运动执行机构，2.21-z轴工作台，2.22-z轴伺服电机，2.23-z轴溜板，2.24-y轴工作台，2.25-y轴伺服电机，2.26-y轴溜板，2.27-a轴工作台，2.28-a轴伺服电机，2.29-a轴支架，2.2’-第二运动执行机构，2.3-第一激光加工头，2.3’-第二激光加工头，2.4-第三激光加工头，2.4’-第四激光激光加工头，3-运送机构，3.1-第一支架，3.1’-第二支架，3.1a-第三支架，3.1a’-第四支架，3.2-第一导轨，3.2’-第二导轨，3.3-第一滚轮，3.3’-第二滚轮，3.3a-第三滚轮，3.3a’-第四滚轮，3.4-平台，3.5-第一水平伺服电机，3.5’-第二水平伺服电机，3.6-竖直伺服电机，3.7-减速机，3.8-钢丝盘，3.9-伸缩杆，3.10-拉抓机构，4-车头驾驶控制室，4.1-牵引控制系统第一操作界面，4.2-激光作业控制系统第一操作界面，5-车尾驾驶控制室，5.1-牵引控制系统第二操作界面，5.2-激光作业控制系统第二操作界面，6-发电机组，7-空压机，8-冷干机，9-电气控制柜，10-送粉器组，11-气体控制柜，12-激光器组，13-制冷机组，14-窗口，15-隔门，16-距离传感器，g-第一钢轨，g’-第二钢轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1至图3，本发明较佳实施方式提供的在线式钢轨激光加工车可以在现场同时对两股钢轨的不同部位进行激光加工，且激光加工完毕后可以快速离开现场，所述在线式钢轨激光加工车具有较高的自动化程度、功能较强，效率较高。

所述在线式钢轨激光加工车包括激光加工工程车1、激光加工小车2及运送机构3，所述激光加工工程车1通过连接组件连接于所述激光加工小车2，所述运送机构3设置在所述激光加工工程车1上。所述在线式钢轨激光加工车处于激光加工的工作状态时，所述激光加工小车2通过所述运送机构自所述加工工程车1运出以设置在钢轨上；

所述激光加工工程车1内设置有车头驾驶控制室4及车尾驾驶控制室5，所述车头驾驶控制室4内设置有牵引控制系统第一操作界面4.1及激光作业控制系统第一操作界面4.2；所述车尾驾驶控制室5内设置有牵引控制系统第二操作界面5.1及激光作业控制系统第二操作界面5.2；所述牵引控制系统第一操作界面4.1的功能与所述牵引控制系统第二操作界面5.1的功能相同；所述激光作业控制系统第一操作界面4.2的功能与所述激光作业控制系统第二操作界面5.2的功能也相同。

所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2始终处于连接状态。所述运送机构3可分离的连接于所述激光加工小车2，其用于带动所述激光加工小车2运动并将所述激光加工小车2放置在钢轨上或者将所述激光加工小车2自钢轨吊起以将所述激光加工小车2运入所述激光加工工程车1。

所述在线式钢轨激光加工车处于激光加工的工作状态时，所述激光加工小车2设置在所述钢轨上，其在钢轨上的较低速度的精密走形运动通过所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2的运行来实现，以满足激光加工的要求；与此同时，所述激光加工工程车1在钢轨上的较低速度的走形运动通过所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1的运行来实现，进而使得所述激光加工工程车1跟随所述激光加工小车2，且两者之间的距离保持在预定范围内；所述在线式钢轨激光加工车处于非激光加工的工作状态时，所述激光加工小车2收容于所述激光加工工程车1内，所述激光加工工程车1载所述激光加工小车2的运动通过所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1的运行来实现，并可以在钢轨上以较快的速度行驶。本实施方式中，所述激光加工工程车1在激光加工的工作状态时的运行速度小于其在非激光加工的工作状态时的运行速度。

所述在线式钢轨激光加工车还包括发电机组6、空压机7、冷干机8、电气控制柜9、送粉器组10、气体控制柜11、激光器组12及制冷机组13，所述发电机组6用于为所述空压机7、所述冷干机8、所述电气控制柜9、所述送粉器组10、所述气体控制柜11、所述激光器组12及所述制冷机组13提供工作所需要的电能。本实施方式中，所述送粉器组10通过导管将粉末传输到所述激光加工小车2；所述激光器组12可以为以下激光器中的一种：光纤激光器、二极管泵浦固体激光器、灯泵浦固体激光器、半导体激光器、盘片状(disk)激光器。所述制冷机组13通过管道给所述激光器组12及所述激光加工小车2上的光学镜片提供冷却水。所述空压机7的出风口通过管道与所述冷干机8的入风口相连通，所述冷干机8的出风口通过管道传输到所述激光加工小车2上。

所述激光加工工程车1的底板上设置有窗口14，所述底板还活动的连接有隔门15，所述隔门15上设置有距离传感器16。所述隔门15滑动的连接于所述底板，其通过滑动以封闭或者暴露所述窗口14。所述窗口14用于供所述激光加工小车通过以收容于所述激光加工工程车1或者自所述激光加工工程车1运出。所述距离传感器16用于实时检测所述激光加工工程车1及所述激光加工小车2之间的距离。本实施方式中，所述距离传感器16是激光测距距离传感器，可以理解，在其他实施方式中，所述距离传感器16可以为其他类型的距离传感器，如红外线测距离传感器。

本实施方式中，所述牵引控制系统第一操作界面4.1的功能与所述牵引控制系统第二操作界面5.1的功能相同，实际使用时，启用所述牵引控制系统第一操作界面4.1及所述牵引控制系统第二操作界面5.1中的一套即可，以便控制所述激光加工工程车1的启动、停止、运行方向及运行速度；所述激光作业控制系统第一操作界面4.2的功能与所述激光作业控制系统第二操作界面5.2的功能相同，实际使用时，启用两者中的一个即可。所述激光作业控制系统第一操作界面4.2及所述激光作业控制系统第二操作界面5.2分别与所述电气控制柜9、所述激光加工小车2、所述送粉器组10、所述气体控制柜11、所述激光器组12及所述制冷机组13电性连接，且两者均可单独控制所述激光加工小车2的运动。

当所述在线式钢轨激光加工车需要对钢轨表面进行激光加工时，所述激光加工工程车1先快速行驶到待加工的钢轨段位置；之后，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或者所述激光作业控制系统第二操作界面5.2先控制所述隔门15打开以将所述窗口14暴露，再控制所述运送机构3将所述激光加工小车2通过所述窗口14自所述激光加工工程车1送出并将所述激光加工小车2放置在钢轨上后，所述运送机构3与所述激光加工小车2脱开且收回到所述窗口14内。在激光加工过程中，所述激光加工工程车1采用低速模式匀速运行，以保证与所述激光加工小车2的运行速度匹配。同时，所述距离传感器16实时检测所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离，并将检测结果实时反馈给所述牵引控制系统第一操作界面4.1或者牵引控制系统第二操作界面5.1。

本实施方式中，所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离预定为l±s，所述距离传感器16检测到的所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离为x，当x≥l+s或者x≤l-s时，表明所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离超出预定的距离范围，所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1及时按照负反馈方式调整所述激光加工工程车1的运行速度，以保证所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离始终处在预定的距离范围内，进而避免两车发生碰撞。当所述激光加工小车2加工完毕后，所述激光作业控制系统第一操作界面4.1或所述激光作业控制系统第二操作界面5.1控制所述运送机构3将所述激光加工小车2运送回所述激光加工工程车1内，然后再控制所述窗口14处的所述隔门15关闭。

请参阅图4，所述激光加工小车2包括小车车身主体2.1、第一运动执行机构2.2、第二运动执行机构2.2’、第一组激光加工头及第二组激光加工头，所述第一运动执行机构2.2及所述第二运动执行机构2.2’分别连接于所述小车车身主体2.1相背的两端，所述第一组激光加工头及所述第二组激光加工头分别连接于所述第一运动执行机构2.2及所述第二运动执行机构2.2’。本实施方式中，所述第一运动执行机构2.2的结构与所述第二运动执行机构2.2’的结构相同；所述第一组激光加工头的结构与所述第二组激光加工头的结构相同；所述第一组激光加工头包括第一激光加工头2.3及第三激光加工头2.4，所述第一激光加工头2.3与所述第三激光加工头2.4间隔设置；所述第二组激光加工头包括第二激光加工头2.3’及第四激光加工头2.4’，所述第二激光加工头2.3’及所述第四激光加工头2.4’间隔设置；可以理解，在其他实施方式中，所述第一组激光加工头包含的激光加工头的数量及所述第二组激光加工头的数量均可以大于2个，如为3个、4个、5个。所述第一运动执行机构2.2及所述第二运动执行机构2.2’分别用于带动所述第一组激光加工头及所述第二组激光加工头运动以调整所述第一组激光加工头的姿态及所述第二组激光加工头的姿态，进而满足设定的激光焦距和激光法向角的要求。本实施方式中，所述激光器组12通过光纤传输系统将激光束传输到所述第一组激光加工头及所述第二组激光加工头上，并作用于工件表面。

请参阅图10，所述小车车身主体2.1包括车架2.11、第一联接架2.12、第二联接架2.12’、第一前轮气缸2.13、第二前轮气缸2.13’、第一前轮2.14、第一后轮2.15、第二前轮2.14’、第二后轮2.15’、拉钉2.16、第一前轮弹簧2.17及第二前轮弹簧2.17’，所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’分别滑动的连接于所述车架2.11朝向轨道的一侧。本实施方式中，所述第一连接架2.12的结构与所述第二联接架2.12’结构相同；联接架与所述车架2.11之间通过直线导轨与滑块的配合方式进行滑动连接。

所述第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’分别固定在所述车架2.11的底部，两者与所述第一联接架2.12位于所述车架2.11的同一侧。本实施方式中，所述第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’位于所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’之间。所述第一联接架2.12的底部安装有所述第一前轮2.14及所述第一后轮2.15；所述第二联接架2.12’的底部安装有第二前轮2.14’及第二后轮2.15’。所述第一前轮气缸2.13的活塞杆及所述第二前轮气缸2.13’的活塞杆分别通过所述第一前轮弹簧2.17及所述第二前轮弹簧2.17’与所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’的内侧固定连接。所述拉钉2.16固定在所述车架2.11上，其与所述第一联接架2.12分别位于所述车架2.11相背的两侧。

当所述激光加工小车2下落到钢轨上后，所述第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’分别按照预定的气压值压缩所述第一前轮弹簧2.17及所述第二前轮弹簧2.17’以产生一个适当的压缩量；当第一钢轨g及第二钢轨g’之间的距离增大时，所述第一前轮弹簧2.17及所述第二前轮弹簧2.17’则会伸长，从而分别对所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’产生一个朝向钢轨外侧的推力，所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’在推力作用下分别带动所述第一前轮2.14及所述第一后轮2.15沿所述车架2.11主动滑动以向所述第一钢轨g的内侧靠近、所述第二前轮2.14’及所述第二后轮2.15’被动滑动以向所述第二钢轨g’的内侧靠近，从而保证所述第一组激光加工头及所述第二组激光加工头始终分别对准所述第一钢轨g及所述第二钢轨g’上的加工部位。当所述第一钢轨g及所述第二钢轨g’之间的距离减小时，所述第一前轮弹簧2.17及所述第二前轮弹簧2.17’则反向增加压缩量，从而保证所述激光加工小车2对钢轨激光加工的准确性。

请参阅图5，所述第一运动执行机构2.2包括z轴工作台2.21、z轴伺服电机2.22、z轴溜板2.23、y轴工作台2.24、y轴伺服电机2.25、y轴溜板2.26、a轴工作台2.27、a轴伺服电机2.28及a轴支架2.29。本实施方式中，z轴、y轴及a轴相互垂直；所述第一运动执行机构2.2为三轴机构，其类似三轴机床。所述z轴工作台2.21固定连接于所述小车车身主体2.1。所述z轴伺服电机2.22连接于所述z轴工作台2.21的一端，其通过丝杠螺母副连接于所述z轴溜板2.23，并用于带动所述z轴溜板2.23上下移动。所述z轴溜板2.23与所述y轴工作台2.24固定连接。本实施方式中，所述z轴工作台2.21的长度方向与所述y轴工作台2.24的长度方向垂直。

所述y轴伺服电机2.25固定在所述y轴工作台2.24的一端，其通过滚珠丝杠螺母副与所述y轴溜板2.26相连接且能够带动所述y轴溜板2.26左右移动。所述y轴溜板2.26与所述a轴工作台2.27固定连接。所述a轴伺服电机2.28连接于所述a轴工作台2.27。本实施方式中，所述a轴伺服电机2.28依次通过减速机及蜗轮蜗杆带动所述a轴支架2.29转动，所述a轴支架2.29的旋转角度范围为-85°～+85°；所述a轴支架2.29与所述第一组激光加工头相连接。

请参阅图6，当所述激光加工小车2需要对钢轨正面部位进行激光加工时，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2控制所述y轴伺服电机2.25带动所述y轴溜板2.26及所述a轴工作台2.27一起朝向所述第一钢轨g的一侧运动，使得所述第一组激光加工头位于所述第一钢轨g的正上方；同时，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2控制所述z轴伺服电机2.22带动所述z轴溜板2.23及所述y轴工作台2.24一起运动，使得所述第一组激光加工头的相对焦点落在所述第一钢轨g的表面上，即完成对所述第一组激光加工头位置的调整。

请参阅图7，当所述激光加工小车2需要对钢轨内侧面部位进行激光加工时，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2控制所述y轴伺服电机2.25带动y轴溜板2.26及所述a轴工作台2.27一起运动到靠近所述第一钢轨g的一侧；所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2同时控制所述z轴伺服电机2.22带动所述z轴溜板2.23及所述y轴工作台2.24一起向下运动，使所述第一组激光加工头下降到合适位置；所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2还控制所述a轴伺服电机2.28带动所述a轴支架2.29作顺时针旋转运动，使所述第一组激光加工头对准所述第一钢轨g的内侧面部位，即可完成对所述第一组激光加工头的位置和姿态的调整。

请参阅图8，所述第一运动执行机构2.2对所述第二钢轨g’的内侧面部位进行激光加工时，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2控制所述y轴伺服电机2.25带动所述y轴溜板2.26及所述a轴工作台2.27一起运动到靠近所述第二钢轨g’的一侧；同时，所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2控制所述z轴伺服电机2.22带动所述z轴溜板2.23及所述y轴工作台2.24一起向下运动，使所述第一组激光加工头下降到合适位置；所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2还控制所述a轴伺服电机2.28带动所述a轴支架2.29作逆时针旋转运动，使所述第一组激光加工头对准所述第二钢轨g’的内侧面部位，即可完成对所述第一组激光加工头的位置和姿态的调整。

所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或所述激光作业控制系统第二操作界面5.2可以同时控制所述第二运动执行机构2.2’以使所述第二组激光加工头完成如图6、7及8所示的位置和姿态的调整。通过对所述第一组激光加工头和所述第二组激光加工头作不同的位置和姿态调整，所述激光加工小车2可以对双轨(第一钢轨g及第二钢轨g’)的不同部位进行多种方式的加工，以满足不同类型钢轨对激光加工的要求。

请参阅图9，所述运送机构3包括两组支架、两组滚轮、第一导轨3.2、第二导轨3.2’、平台3.4、第一水平伺服电机3.5、第二水平伺服电机3.5’、竖直伺服电机3.6、减速机3.7、钢丝盘3.8、伸缩杆3.9及拉抓机构3.10，两组支架分别为第一组支架及第二组支架，所述第一组支架包括第一支架3.1及第二支架3.1’，所述第一支架3.1及所述第二支架3.1’沿同一方向设置；所述第二组支架包括第三支架3.1a及第四支架3.1a’，所述第三支架3.1a及所述第四支架3.1a’也沿同一方向设置；所述第一组支架的两端分别连接所述第一导轨3.2及所述激光加工工程车1的底板；所述第二组支架的两端分别连接所述第二导轨3.2’及所述激光加工工程车1的底板。本实施方式中，所述第一组支架及所述第二组支架相互间隔且平行设置。两组滚轮分别为第一组滚轮及第二组滚轮，所述第一组滚轮及所述第二组滚轮分别设置在所述第一导轨3.2及所述第二导轨3.2’上，且两者间隔设置。所述第一组滚轮包括第一滚轮3.3及第二滚轮3.3’，所述第一滚轮3.3及所述第二滚轮3.3’同轴设置；所述第二组滚轮包括第三滚轮3.3a及第四滚轮3.3a’，所述第三滚轮3.3a及所述第四滚轮3.3a’同轴设置。

所述第一水平伺服电机3.5及所述第二水平伺服电机3.5’分别固定连接于所述平台3.4相背的两端。所述第一水平伺服电机3.5的输出轴通过齿轮副连接于所述第一组滚轮，其能够带动所述第一组滚轮沿所述第一导轨3.2滚动。所述第二水平伺服电机3.5’的输出轴通过齿轮副连接于所述第二组滚轮，其能够带动所述第二组滚轮沿所述第二导轨3.2’滚动。本实施方式中，所述第一水平伺服电机3.5及所述第二水平伺服电机3.5’同步工作，以使所述平台3.4可以沿所述第一导轨3.2移动。

所述竖直伺服电机3.6固定在所述平台3.4的中部，其输出轴连接于所述减速机3.7。所述减速机3.7固定在所述平台3.4上，其连接所述竖直伺服电机3.6及所述钢丝盘3.8。所述钢丝盘3.8连接于所述伸缩杆3.9。所述拉抓机构3.10连接于所述伸缩杆3.9远离所述平台3.4的一端，其通过抓紧或者松开所述拉钉2.16，以使所述运送机构3与所述激光加工小车2相连接或者相脱离。所述拉抓机构3.10是气动控制的，通过对所述拉抓机构3.10的松紧控制以及所述伸缩杆3.9的伸缩控制，即可实现所述运送机构3运送所述激光加工小车2进出所述激光加工工程车1的窗口14。所述竖直伺服电机3.6通过所述减速机3.7带动所述钢丝盘3.8转动，从而使所述钢丝盘3.8的钢丝绳放长或者缩短来拉动所述伸缩杆3.9伸长或者缩短，进而调整所述拉抓机构3.10的位置。

可以理解，在其他实施方式中，所述激光加工工程车1还可以包括钢轨热处理系统、钢轨面清洗系统、监视及照明系统、安全防护机构等。所述运送机构3可以采用其他具有相同功能的机构替代。

所述在线式钢轨激光加工车在现场对钢轨进行激光强化时，首先启动所述发电机组6以为设备系统供电，选定并启动牵引控制系统为所述牵引控制系统第一操作界面4.1或者牵引控制系统第二操作界面5.1，所述激光加工工程车1快速行驶到待加工区域。

所述激光加工工程车1到达待加工区域后，选定并启动激光作业控制系统为所述激光作业控制系统第一操作界面4.2或者激光作业控制系统第二操作界面5.2。通过选定的激光作业控制系统来控制打开所述激光加工工程车1的底板上的隔门15后，启动所述运送机构3的拉抓机构3.10来抓紧所述激光加工小车2的拉钉2.16，以将所述激光加工小车2通过所述窗口14放置到铁道钢轨上；之后，控制所述拉抓机构3.10松开所述拉钉2.16，同时将所述拉抓机构3.10的伸缩杆3.9缩回，此时，所述激光加工小车2与所述激光加工工程车1脱离机械连接，但是，两者之间仍然有电路、水路、气路和光路连接。

之后，按照设定的气压对所述车架2.11底部的第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’加载，第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’的活塞杆分别通过所述第一前轮弹簧2.17及所述第二前轮弹簧2.17’顶住所述第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’的内侧，从而使所述第一前轮2.14、所述第二前轮2.14’、所述第一后轮2.15及所述第二后轮2.15’的轮缘始终紧靠钢轨内侧，使得所述激光加工小车2两侧车轮之间的距离可随两股钢轨之间的距离进行自适应调整和变化，这样可以避免所述激光加工小车2出现蛇形运动，从而保证所述第一组激光加工头及所述第二组激光加工头相对钢轨位置的准确性和稳定性。

接着，通过所述第一运动执行机构2.2或者所述第二运动执行机构2.2’将所述第一组激光加工头或者所述第二组激光加工头的位置调整到所述第一钢轨g或者所述第二钢轨g’的合适位置及姿态，使所述第一组激光加工头或者所述第二组激光加工头处于待加工位置。单个激光加工头可以对两股钢轨中的任意一个的侧面进行激光处理。

接着，开启所述激光器组12、所述制冷机组13、所述空压机7、所述冷干机8、所述电气控制柜9的电源；在选定的激光作业控制系统操作界面(激光作业控制系统第一操作界面4.2或激光作业控制系统第二操作界面5.2)上编制激光加工程序，然后开始执行激光加工程序；所述激光加工小车2按照设定的轨迹运动，所述激光器组12输出的激光束通过光纤传输系统传输到所述激光加工小车2的第一组激光加工头或第二组激光加工头上，并作用于工件表面。在激光加工过程中，所述激光加工工程车1按照低速模式自主匀速运行，所述激光加工工程车1伴随所述激光加工小车2运动；所述距离传感器16实时监测并反馈所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离，选定的牵引控制系统操作界面(所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1)及时按照负反馈方式调整所述激光加工工程车1的运行速度，保证所述激光加工工程车1与所述激光加工小车2之间的距离始终处在设定的距离范围内。

所述激光加工小车2加工完毕后，关闭所述激光器组12、所述制冷机组13、所述空压机7、所述冷干机8、所述电气控制柜9的电源。同时，按照设定的气压对所述车架2.11底部的所述第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’反向加载，所述第一前轮气缸2.13及所述第二前轮气缸2.13’的活塞杆带动第一联接架2.12及所述第二联接架2.12’回收，从而使所述第一前轮2.14及所述第一后轮2.15离开单边钢轨的内侧。

接着，通过选定的激光作业控制系统操作界面(所述激光作业控制系统第一操作界面4.1或所述激光作业控制系统第二操作界面5.1)发出指令来控制所述运送机构3，使所述拉抓机构3.10伸出并抓紧所述激光加工小车2的拉钉2.16，以将所述激光加工小车2通过所述窗口14送回所述激光加工工程车1内，然后关闭所述隔门15。

之后，运行选定的牵引控制系统操作界面(所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1)，使所述激光加工工程车1快速离开加工现场，最后依次关闭选定的牵引控制系统操作界面(所述牵引控制系统第一操作界面4.1或所述牵引控制系统第二操作界面5.1)、所述发电机组6。在上述过程中，启用所述送粉器组10以对钢轨进行在线激光熔覆修复。

本发明提供的在线式钢轨激光加工车，其采用分离组合的结构方式，所述在线式钢轨激光加工车处于激光加工的工作状态时，激光加工工程车伴随激光加工小车运动，如此可以避免激光加工工程车的车身震动、运动精度等对钢轨激光加工精度的不利影响；所述在线式钢轨激光加工车处于非激光加工的工作状态时，所述激光加工小车收容于所述激光加工工程车作为一整体结构形式，激光加工工程车可以载激光加工小车快速到达或者离开现场，降低了耗时，提高了效率。此外，运动执行机构能够自动调整两个联接架之间的距离，使得激光加工小车两边车轮之间的宽度与两股钢轨之间的距离相适应，避免了激光加工小车的蛇形运动，提高了钢轨激光加工的准确性，有利于提高加工质量。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。