有砟轨道自动控制换轨机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及现场自动更换铁路钢轨的智能施工设备，具体是一种用于有砟轨道自动控制换轨机器人，属于铁路工程机械。
【背景技术】
[0002]在国家“一带一路”总体战略驱动下，国家“高铁”技术推广的应用背景中，铁路建设将成为国家规划与工程应用领域至关重要的一环。
[0003]目前，我国铁路铁轨主要采用有砟轨道，有砟轨道就是传统的铺枕木和石子的轨道。有砟轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但易变形，维修费用大，列车速度慢，车厢舒适性差。大型自动化有砟轨道建设与维修装备的设计与发展，将成为目前轨道建设工程应用领域的关键一环。
[0004]智能换轨装备是在铁道线路上用于拆除旧钢轨，铺设新钢轨的施工作业车辆的基础上，加装自动智能控制系统，现有的换轨装备主要有基于NX70路用平车或自制平车上加装一套换轨装置的换轨车，快速换轨车和分体式联合换轨车三种类型。其中，在平车上加装换轨装置的换轨车又分为套筒式整体换轨车、龙门式整体换轨车及桁架式整体换轨车三种类型。在平车上加装换轨装置的换轨车均无自走行作业功能，作业时需由工程轨道车牵引。
[0005]目前使用的换轨车，在曲线换轨时效果不理想。曲线换轨时，随着曲线长度的增长，相错量逐渐增大，导致换轨车经常出现掉道现象。新换钢轨在曲线换轨时依靠曲线上既有钢轨自身重力随动摆头，虽然可以使曲线新换长钢轨入槽，但在曲线上起始点开始换轨时，需人力推动对位，在缓圆点以及曲线终点时，前导轨槽不能回位，也需人工推动前一导轨槽以方便入槽。另外，由于新、旧轨之间产生的钢轨横向力影响，更换一定长度后，钢轨入槽困难。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的是提供一种有砟轨道自动控制换轨机器人，能够解决包括高速铁路轨道在内的有砟铁路轨道换轨问题，具有在有砟轨道换轨工程中自动化率高、人工负担小的特点，另有换轨精度准确、工作周期短、适应多路段换轨要求的优点。
[0007]本发明的有砟轨道自动控制换轨机器人，包括平板拖车、换轨机构和控制系统;所述换轨机构包括连接于平板拖车的悬臂梁、用于驱动悬臂梁升降的驱动装置、安装于悬臂梁的换轨龙口和安装于平板拖车的新轨拨轮;所述换轨龙口上设有用于进行交叉式换轨的两个旧轨导向口和两个新轨导向口。
[0008]进一步，所述换轨机构还包括安装于悬臂梁的用于将旧轨端部吊起以便于穿过旧轨导向口的旧轨起吊架。
[0009]进一步，所述换轨机构还包括安装于平板拖车的用于将新轨端部吊起以便于搭在新轨拨轮上的新轨起吊架。
[0010]进一步，所述新轨导向口和旧轨导向口处均设有竖向排列的两个水平导轮和横向排列的两个立式导轮，两个水平导轮与两个立式导轮围成供相应铁轨穿过的导向口。
[0011]进一步，所述悬臂梁通过十字轴连接于平板拖车使悬臂梁能够升降和水平摆动。
[0012]进一步，所述十字轴的一根轴竖直设置并转动连接于平板拖车，十字轴与平板拖车之间设有用于对十字轴进行转动限位的限位机构;所述限位机构包括蜗杆、蜗轮、卷筒和小体立轮;所述蜗杆通过锥齿轮传动连接于十字轴;所述蜗轮、卷筒和小体立轮均成对设置并对称的分列于蜗杆径向两侧;蜗轮与蜗杆传动连接形成蜗轮蜗杆副;卷筒通过锥齿轮传动连接于相应蜗轮，卷筒上缠绕有限位钢丝绳，所述限位钢丝绳通过小体立轮变向后缠绕于十字轴。
[0013]进一步，所述驱动装置为安装于平板拖车的卷扬机以及用于控制卷扬机工作状态的电气部件;所述平板拖车及悬臂梁上均设有用于连接卷扬机的钢索的滑轮。
[0014]进一步，所述控制系统包括上位工控机、下位运动控制器、激光传感器、压力传感器和CCD视觉摄像机;平板拖车由工程牵引车提供牵引动力，上位工控机与工程牵引车的动力系统以及下位运动控制器之间通过传输总线连接，下位运动控制器连接于卷扬机用于控制卷扬机的工作状态，所述激光传感器为多个并均匀的分布于平板拖车四周用于检测平板拖车周围预定范围内是否有障碍物;所述CCD视觉摄像机安装于换轨龙口用于检测新轨的铺设位置是否符合要求;所述压力传感器安装于卷扬机用于检测卷扬机的卷筒所受到钢索的反力，所述激光传感器、CCD视觉摄像机和压力传感器连接于上位工控机的信号输入端使平板拖车四周预定范围内出现障碍物、新轨的铺设位置不符合要求或卷扬机的卷筒所受到钢索的反力超过预定值时向工程牵引车的动力系统及下位运动控制器发出停机信号进而控制工程牵引车停车同时卷扬机停转。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的有砟轨道自动控制换轨机器人，能够解决包括高速铁路轨道在内的有砟铁路轨道换轨问题，具有在有砟轨道换轨工程中自动化率高、人工负担小的特点，另有换轨精度准确、工作周期短、适应多路段换轨要求的优点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
[0017]图2为图1的俯视图；
[0018]图3为限位机构的结构示意图；
[0019]图4为换轨龙口的局部视图。
【具体实施方式】
[0020]图1为本发明的结构不意图；图2为图1的俯视图；图3为限位机构的结构不意图；图4为换轨龙口的局部视图，如图所示:本实施例的有砟轨道自动控制换轨机器人，包括平板拖车1、换轨机构和控制系统;所述换轨机构包括连接于平板拖车I的悬臂梁2、用于驱动悬臂梁2升降的驱动装置3、安装于悬臂梁2的换轨龙口 4和安装于平板拖车I的新轨拨轮5;所述换轨龙口 4上设有用于进行交叉式换轨的两个旧轨导向口 6和两个新轨导向口 7;新轨导向口7与新轨铺设的目标位置相对，两个旧轨导向口6设于两个新轨导向口7的外侧，施工前新轨放置于旧轨两侧，施工时将新轨搭在新轨拨轮5上并穿过新轨导向口 7，而旧轨直接穿过旧轨导向口6，使新轨和旧轨呈交叉式结构，随着平板拖车I的行进，实现新旧轨道的更换，能够解决包括高速铁路轨道在内的有砟铁路轨道换轨问题，具有在有砟轨道换轨工程中自动化率高、人工负担小的特点，另有换轨精度准确、工作周期短、适应多路段换轨要求的优点。
[0021]本实施例中，所述换轨机构还包括安装于悬臂梁2的用于将旧轨端部吊起以便于穿过旧轨导向口 6的旧轨起吊架8，所述换轨机构还包括安装于平板拖车I的用于将新轨端部吊起以便于搭在新轨拨轮5上的新轨起吊架9，旧轨起吊架8与旧轨导向口 6相对设置，新轨起吊架9与新轨拨轮5相对设置，可通过车载的旧轨起吊架8和新轨起吊架9将相应的钢轨吊起，便于操作，降低操作人员劳动强度。
[0022]本实施例中，所述新轨导向口7和旧轨导向口6处均设有竖向排列的两个水平导轮10和横向排列的两个立式导轮11，两个水平导轮10与两个立式导轮11围成供相应铁轨穿过的导向口；水平导轮10的转轴水平设置，立式导轮11的转轴竖直设置，钢轨穿过相应导向口后，两个水平导轮10分列于钢轨的上下两侧并沿竖向对钢轨进行定位，两个立式导轮11分列于钢轨的左右两侧并沿横向对钢轨进行定位，不仅能对钢轨进行有效的导向，而且换轨精度准确，能保证施工质量，缩短工作周期。
[0023]本实施例中，所述悬臂梁2通过十字轴12连接于平板拖车I使悬臂梁