专利名称：火车摘钩机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种铁路交通领域的火车车厢重新编组装置。
背景技术：
我国铁路编组站的驼峰经过四十年的发展，从无到有，从机械化、半自动化发展到综合自动化，形成了几十个拥有新技术装备的驼峰编组场，大大增加了编组能力，然而货车行进的自动提钩系统尚未解决。技术难关主要有以下几个方面1.车辆结构复杂。2.在运动中提钩，动作不稳定。3.提钩允许时间短。4.工作空间小，动作受到限制。由于以上原因目前提钩主要靠人工完成，然而人工提钩劳动强度大，人员易受伤亡，安全性低。
发明内容
本发明的目的在于提供在铁路编组站进行车厢从新编组时实现对火车自动摘钩的火车摘钩机器人。本发明的目的是这样实现的本发明火车摘钩机器人，其特征是包括腕部摘钩机构、升降机构、横移机构，腕部摘钩机构包括第一电动机、减速器、手爪，第一电动机与减速器相连，减速器与手爪相连，第一电动机驱动减速器带动手爪旋转；升降机构包括杆、滑动轴承、滑螺杆、滑螺母、联轴器、第二电动机、底板，杆的一端连接地板、另一端与安装在滑螺杆上的滑螺母相连，滑螺杆与第二电动机相连，第二电动机通过联轴器带动滑螺杆旋转，滑螺杆带动滑螺母横向移动从而带动杆产生升降运动；横移机构包括齿条、第三电动机、滑动导轨、齿轮轴，齿条安装在齿轮轴上，齿轮轴安装在滑动导轨上与第三电机相连，第三电动机驱动齿轮轴转动从而带动齿条横向移动；腕部摘钩机构安装在升降机构的底板上，升降机构安装在横移机构上。本发明还可以包括I、还包括行走机构，行走机构包括第四电动机、绳、第一-第四绳轮，第四电动机固定在火车铁轨旁，火车铁轨旁设置支架，第一绳轮、第二绳轮固定在支架上，第三绳轮、第四绳轮分别固定在火车摘钩机器人本体的两侧，绳将第一-第四绳轮连接起来，第四电动机连接第一绳轮并驱动第一绳轮转动，第一绳轮通过绳带动第二-第四绳轮转动从而带动火车摘钩机器人本体在火车导轨上移动。本发明的优势在于实现了火车车厢的自动摘钩，降低了工人的工作强度，提高工作效率。在国内驼峰溜放半自动化的现状下彻底实现了编组场的自动化。结构简单可靠，动作准确，可在驼峰场进行推广。
图I为本发明火车摘钩机器人本体结构的主视图；
图2为本发明火车摘钩机器人本体结构的左视图；图3为本发明实现摘钩机器人绳轮牵引小车式行走的示意图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图I 3，本发明它包括手腕部分，横移部分，升降部分，行走部分。所述的手腕部分机构包括电动机2 ;联轴器3 ;减速器4 ;底板5 ;手爪6。所述的横移部分机构包括齿条14 ;联轴器15 ;电动机16 ;滑动导轨18 ;齿轮轴19。所述的升降部分机构包括杆I ;滑动轴承9 ;滑螺杆10 ;滑螺母11 ;联轴器12 ;电机13。所述的机器人的行走运动主要靠图3所示绳轮牵引小车的形式实现。它的机构主要包括电动机20 ;绳轮21、22 ;绳23。当机器人要进行摘钩动作时，行走部分必须保证在驼峰溜放过程中使摘钩机器人 到达能顺利完成摘钩的相对车厢的位置，之后保持与火车同速，从而为机器人摘钩提供一个相对静止的状态。行走部分设计为绳轮牵引小车的形式。两个绳轮22固定于机器人本体(机器人底板24)的前后两侧，它们再与两个固定于铁轨旁支架上的两个绳轮21通过牵绳23串联起来，从而当电动机20工作时，带动支撑板上的绳轮21转动，固定于底板24上的两个绳轮22像动滑轮运动一样产生一个直线运动带动小车行走运动，从而保证机器人与火车同速。在升降装置中，电动机13通过联轴器12带动滑螺杆10转动，滑螺母11实现水平运动同时带动杆I运动，从而使与连杆连接的手腕部分产生升降运动已达到所需的摘钩高度。在横移装置中，电动机16通过联轴器15带动齿轮轴19转动从而带动齿条14横向移动，将齿条14固定于运动部件上，则运动部件得到水平横向移动的运动。再通过设计滑动导轨为运动部件导向和承载，从而使机械手顺利完成横向的运动。当以上装置协调运动将手爪送到所需位置时，电动机2通过联轴器3再经过减速器4带动手爪6，使手爪6产生适宜的转动以实现摘钩动作。这样，各装置有机结合在一起便实现了本设计的自动摘钩要求。摘钩机器人要完成摘钩需要与车厢保持同速前进另外还需要正确的捕捉到车钩的位置，而要完成以上两个要求，必须在摘钩机器人上安装摄像头7。根据总体机构的设计，摄像头7安装于与车钩位置相近的位置，本设计将摄像头7安装于最顶层板的左边。在摘钩机器人开始运动时，手腕部分在升降部分的作用下快速升起。摄像头7快速捕捉距离车厢的位置以及车厢运动的速度，根据与车钩的距离和车厢的速度加速或减速，到达车钩所在的位置，然后保持与车厢同步的速度，使手爪完成摘钩。当火车进入溜放场时，摘钩机器人要对火车进行摘钩以实现车厢重组，行走部分必须保证在驼峰溜放过程中使摘钩机器人到达能顺利完成摘钩的相对车厢的位置，之后保持与火车同速，从而为机器人摘钩提供一个相对静止的状态。行走部分设计为绳轮牵引小车的形式。绳轮牵引小车如图3所示，两个绳轮22固定于机器人底板24的前后两侧，它们再与两个固定于支架上的两个绳轮21通过牵绳23串联起来，从而当电动机20工作时，带动支撑板上的绳轮21转动，固定于底板上的两个绳轮22像动滑轮运动一样产生一个直线运动带动小车行走运动，从而保证机器人与火车同速。在升降装置中，电动机13通过联轴器12带动滑螺杆10转动，滑螺母11实现水平运动同时带动杆I运动。在这里滑螺母11相当于连杆滑块机构的滑块。滑螺母11的横向移动又使连杆副转动，从而使与连杆连接的手腕部分产生升降运动已达到所需的摘钩高度。在横移装置中，电动机16通过联轴器15带动齿轮轴19转动从而带动齿条14横向移动，将齿条14固定于运动部件上，则运动部件得到水平横向移动的运动。再通过设计滑动导轨18为运动部件导向和承载，从而使机械手顺利完成横向的运动。当以上装置协调运动将手爪送到所需位置时，电动机2通过联轴器3再经过减速器4带动手爪6，使手爪6产生适宜的转动以实现摘钩动作。这样，各装置有机结合在一起便实现了本设计的自动摘钩要求。摘钩机器人要完成摘钩需要与车厢保持同速前进另外还需要正确的捕捉到车钩的位置，而要完成以上两个要求，必须在摘钩机器人上安装摄像头，并且设计一整套控制系统，实现对摘钩机器人的控制，使其正确顺利的完成摘钩。根据总体机构的设计，摄像头安装于与车钩位置相近的位置，本设计将摄像头安装于最顶层板的左边。在摘钩机器人开始运动时，手腕部分在升降部分的作用下快速升起。摄像头快速捕捉距离车厢的位置以及车厢运动的速度，根据与车钩 的距离和车厢的速度加速或减速，到达车钩所在的位置，然后保持与车厢同步的速度，使手爪完成摘钩。
权利要求
1.火车摘钩机器人，其特征是包括腕部摘钩机构、升降机构、横移机构，腕部摘钩机构包括第一电动机、减速器、手爪，第一电动机与减速器相连，减速器与手爪相连，第一电动机驱动减速器带动手爪旋转；升降机构包括杆、滑动轴承、滑螺杆、滑螺母、联轴器、第二电动机、底板，杆的一端连接地板、另一端与安装在滑螺杆上的滑螺母相连，滑螺杆与第二电动机相连，第二电动机通过联轴器带动滑螺杆旋转，滑螺杆带动滑螺母横向移动从而带动杆产生升降运动；横移机构包括齿条、第三电动机、滑动导轨、齿轮轴，齿条安装在齿轮轴上，齿轮轴安装在滑动导轨上与第三电机相连，第三电动机驱动齿轮轴转动从而带动齿条横向移动；腕部摘钩机构安装在升降机构的底板上，升降机构安装在横移机构上。
2.根据权利要求I所述的火车摘钩机器人，其特征是还包括行走机构，行走机构包括第四电动机、绳、第一-第四绳轮，第四电动机固定在火车铁轨旁，火车铁轨旁设置支架，第一绳轮、第二绳轮固定在支架上，第三绳轮、第四绳轮分别固定在火车摘钩机器人本体的两侦U，绳将第一-第四绳轮连接起来，第四电动机连接第一绳轮并驱动第一绳轮转动，第一绳轮通过绳带动第二-第四绳轮]转动从而带动火车摘钩机器人本体在火车导轨上移动。
全文摘要
本发明的目的在于提供火车摘钩机器人，包括腕部摘钩机构、升降机构、横移机构，腕部摘钩机构包括第一电动机、减速器、手爪，第一电动机与减速器相连；升降机构包括杆、滑动轴承、滑螺杆、滑螺母、联轴器、第二电动机、底板；横移机构包括齿条、第三电动机、滑动导轨、齿轮轴；腕部摘钩机构安装在升降机构的底板上，升降机构安装在横移机构上。本发明实现了火车车厢的自动摘钩，降低了工人的工作强度，提高工作效率。在国内驼峰溜放半自动化的现状下彻底实现了编组场的自动化。结构简单可靠，动作准确，可在驼峰场进行推广。
文档编号B25J5/02GK102616247SQ20121008142
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者叶小红, 姚建均, 姜贵林, 李少远, 李齐悦, 狄多涛, 王洪光, 王茂林, 邓坤秀 申请人:哈尔滨工程大学