专利名称：高速铁路安全钢轨与保护火车智能机械手的制作方法
据媒体报道，在我国乃之国际曾经发生过火车脱轨事故，并造成不同程度的人员伤亡和财产损失。在火车时速不断加快和高速铁路逐渐普及的铁路现代化发展新纪元，火车运行中的安全是首要问题。本人发明了一种单凸体单滑槽安全钢轨与保护火车智能机械手，能使火车行驶更安全。该发明也适用于现有铁路钢轨的改造铺设和火车安全保护设施的提升。
本发明是这样实现的两条单凸体单滑槽安全钢轨的凸体和滑槽朝铁路内径，凸体既是扳力的重要部位，又是火车轮通道平面，滑槽是智能机械手的万斤扳，扳力顶经过的通道。智能机械手设置的定向栓和中枢主杆设置的定向栓孔、是控制机械手沿滑槽前进的设置。火车行驶途经无道叉地段机械手的万斤扳，扳力顶就在滑槽内凸体下檐经过，在定向栓控制下，即是火车发生倾斜仍然在前进与其发生磨擦的情况下，依然扳紧钢轨凸体跟随火车向前进，直至火车返正恢复正常，扳力顶才松开凸体解除摩擦后尚仍然沿着滑槽凸体下檐前进。火车途经道叉地段，左右智能机械手的驱动压力杆下头设置的滑轮与设在铁路内径两边距钢轨50公分处的两条顶力路桥相遇，从顶力路桥滑过，在顶力路桥反压力下，驱动压力杆设置的上下头回力弹簧收缩，移动变位器随驱动压力杆上移变位，定向栓头上的滑轮随其移动变位的同时从高处滑到低处、脱离了移动变位器的压力，在其设置的弹簧回力作用下脱开了中枢主杆设置的定向栓孔。在移动变位器上移变位的同时，智能机械手设置的两支转向驱动器头上的滑轮从低处滑往高处，在移动变位器的压力下其设置的弹簧收缩，推动了转向驱动齿轮带动中枢主杆转向90度，机械手随中枢主杆转向，此时万斤扳、扳力顶脱开了安全钢轨设置的滑槽，中枢主杆设置的下头滑轮与设在道叉叉轨隔缝中的假轨相遇，从假轨滑过在假轨的反压力下其设置的上下头弹簧收缩，中枢主杆和机械手随其上移，其滑轮从假轨滑过道叉叉轨、跨过障碍。此时驱动压力杆的滑轮滑完顶力路桥，脱离了顶力路桥的反压力，移动变位器随驱动压杆设置的上下头弹簧回力作用下自动下降恢复原位。两支转向驱动器在移动变位器复位的同时脱离了移动变位器的压力在其设置的弹簧回力作用下后退拉动了转向驱动齿轮，带动中枢主杆倒转90度，机械手随其倒转，万斤扳、扳力顶倒回安全钢轨设置的滑槽、在凸体下檐继续前进，置于随时保护火车姿态。移动变位器复位的同时定向栓也恢复原位，在移动变位器的压力下其设置的弹簧收缩，又插入中枢主杆设置的定向栓孔，控制机械手继续向前进。一旦火车发生倾斜状态，万斤扳扳力顶即扳紧安全钢轨凸体，撑顶顶着反力顶，大大地加强了万斤扳的力量。全力以赴保护火车。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的单凸体单槽安全钢轨结构实施例及辅助设置剖视图。
图2至图4是本发明智能机械手结构实施例及辅助设置剖视图。
图1、图中所示，1.安全钢轨 20.扣枕蹄 21.滑槽 22.螺钉孔 23.连接头 2.安全钢轨中段结构 24.凸体 25.竖边 3.螺钉 26.卡口 27.弹簧垫 28.弹簧 29.六凸卡螺母 30.凸卡 4.轨外护力蹄 31.固定孔 5.固定夹板 32.固定孔。
在图1实施例中图中所示，安全钢轨[1]是一种单凸体单滑槽钢轨应用于高速铁路和现有铁路钢轨改造铺设。滑槽[21]是供智能机械手万斤扳[74]经过的通道，凸体[24]是扳力顶保护火车时扳力的受力部位，又是火车轮通道平面。扣枕蹄[20]是紧扣木枕的重要部分。连接头[23]铺设钢轨时把安全钢轨[1]连接头[23]与[23]摆正对直、然后将螺钉[3]套上弹簧垫[27]弹簧[28]插入螺钉孔[22]用六凸卡螺母[29]紧固即可。将安全钢轨[1]调换一头便可改变滑槽[21]朝向，即能达到左右双轨铺设配套的目的。螺钉[3]三点均衡的卡口[26]和六凸卡螺母[29]的凸卡[30]紧固或开启时必须使用专用工具、是防范螺钉随意被他人松开造成意外事故的设置。安全钢轨[1]中段结构[2]、是切掉两个连接头[23]的中段结构剖视，竖边[25]是为节省钢铁而设置，安全钢轨[1]少掉外凸体并不影响火车行驶的安全。[3cm×2.7cm，1米长凸体重量为6.3558kg]、1000m×6.3558kg×2＝12717kg就是说1公里铁路双轨两条凸体可节省钢铁12.717吨。轨外护力蹄[4]是安装在钢轨外径中段紧靠竖边[25]能加强钢轨中段力量、防止钢轨往外扩涨和变型。固定孔[31]安装轨外护力蹄时用螺钉或方钉固定。固定夹板[5]是扣枕蹄[20]与枕木固定的夹板，固定孔[32]用螺钉或方钉固定。
图2、图中所示，6.机械手护力外套下块 33.隔磨圈 34.转角盘 35.48.螺钉孔36.上弹簧槽 37.39.转向驱动器装置槽 38.40.转向驱动齿轮内套装置槽 41.中框主杆上下移动滑动槽 42.下弹簧槽 43.下轴承装置槽 44.撑顶 45.螺钉孔 46.定向栓移动槽 47.上轴承装置槽 7.机械手护力外套上块 49.灌油口 50.螺钉孔51.纵向顶撑固定螺孔 8.中枢主杆下降限位和转角结构 6.机械手护力外套下块 7.机械手护力外套上块 12.中枢主杆头 33.隔磨圈 34.转角盘 52.限位转角栓 53.定角卡 9.定向栓 54.滑轮 55.滑轮装置口 56.定向槽 57.螺旋 58.定位器59.弹簧 10.转向驱动器 60.前柄 61.螺旋 62.定向槽 63.滑轮 64.滑轮装置口 65.定位器 66.弹簧 67.转向移动器 68.驱动齿 69.71.滑动卡 70.72.螺钉孔 73.后柄。
图3、图中所示，11.机械手 74.万斤扳 75.扳力顶 76.插销卡 77.顶点78.反力顶 79.螺钉孔 12.中枢主杆 80.滑轮 81.滑轮装置口 82.螺钉孔 83.反力顶装置口 84.下轴承定向内卡 85.下轴承 86.定向内卡槽 87.定向外卡88.89.转向驱动齿轮 90.上轴承 91.定向内卡槽 92.定向外卡 93.限位栓孔94.上轴承定向内卡 95.上弹簧 96.97.转向驱动齿轮内套 98.定向栓孔 99.下弹簧 13.机械手套装反面结构 100.背面封盖固定螺钉孔 101.插销 102.弹簧 14.滑道控制扳 103.滑道 15.驱动压力杆 104.下定位器 105.下弹簧 106.107.移动变位器 108.上定位器 109.上弹簧 110.上头限位栓孔 111.下头限位栓孔 112.螺旋113.定位销孔 114.滑轮装置口 115.滑轮。
图4、图中所示，16.智能机械手总结构装置 6.机械手护力外套下块 116.限位栓 117.组合框架 118.滑道控制竖板 17.顶力路桥 119.固定夹板 120.固定孔18.假轨 121.固定夹板 122.固定孔 19.左右一组智能机械手装置结构 123.紧固螺杆 51.纵向顶撑固定螺孔 124.125.左右顶力撑。
在图2实施例中图中所示，机械手护力外套上下块[6.7]，用优质钢铁铸成，经车、铣、钻、磨工序加工成智能机械手设置装置中所需槽穴工件。机械手中枢主杆下降限位和转角结构[8]，机械手护力外套上下块[6]和[7]机加工后合并、上头结合点中间形成一个转角盘[34]，限位转角栓[52]是中枢主杆[12]下降限位和转角的设置，隔磨圈[33]是限位转角栓[52]转角时减轻磨擦负荷的设置，定角卡[53]是限位转角栓[52]活动定角的设置，限位转角栓栓在中枢主杆[12]上头的限位栓孔[93]内，它既是中枢主杆[12]和机械手[11]的主要受力设施，又是转向的设置。定向栓[9]是机械手稳定朝向控制的重要设置，定向栓头上的滑轮[54]是定向栓进退移位滑动的设置，定向栓[9]头上有两条同样上下对称的定向槽[56]是定向栓进退移动沿槽定向的设置，螺旋[57]是定位器[58]装置配套设置，定位器是控制弹簧[59]定位的设置，弹簧[59]是定向栓移动回力的设置。转向驱动器[10]是带动中枢主杆[12]转向的重要设置，每套智能机械手有两支同样的转向驱动器，转向移动器[67]两边有四条同样对称的滑动卡[69.71]是控制其进退时平稳移动顺畅的设置，驱动齿[68]是拉动转向驱动齿轮[88.89]带动中枢主杆[12]转向的设置，螺钉孔[70.72]、是前柄[60]后柄[73]与转向移动器[67]套装时用螺钉紧固，转向驱动器[10]的滑轮[63]、滑轮装置口[64]、螺旋[61]、定向槽[62]、定位器[65]弹簧[66]，与定向栓[9]的设置用途是一样的。
在图3、实施倒中图中所示，机械手[11]是万斤扳[74]扳力顶[75]插销卡[76]、顶点[77]、反力顶[78]的主机构，万斤扳，扳力顶，是在安全钢轨[1]的滑槽[21]，凸体[24]的下檐经过，它是保护火车扳力的设置，顶点是与撑顶[44]接触的顶力设置。中枢主杆[12]是智能机械手装置中的核心设置，滑轮[80]是机械手[11]跨过道叉钢轨障碍滑动的设置，滑轮装置口[81]是滑轮装置的位置，下轴承[85]的定向内卡槽[86]套在中枢主杆下头、上下对称的两条轴承定向内卡[84]，两条定向外卡[87]套在机械手护力外套上下块[6.7]的卡槽内，中枢主杆[12]的转动是由轴承滚珠传承，使其转动更灵活，又能达到上下移动自如，转向驱动齿轮[88.89]分别套入转向驱动齿轮内套[96.97]转向驱动齿轮是定位在机械手护力外套上下块[6.7]的齿轮装置槽内，使中枢主杆[12]能达到上下移动自如，转向驱动齿轮内套[96.97]既是带动中枢主杆转向的内套齿轮，又是能使中枢主杆上下移动顺滑的设置。上轴承[90]定向内卡槽 [91]、套在中枢主杆上头、上下对称的两条轴承定向内卡[94]，定向外卡[92]与下轴承[85]结构相同，用途和装置方法都一样。限位栓孔[93]是限位转角栓[52]的装置孔装上限位转角栓就是中枢主杆[12]机械手[11]上下移动限位机构，又是转向定角的控制机构。上轴承定向内卡[94]与下轴承定向内卡[84]的结构相同，用途和装置方法都一样。上弹簧[95]是回力弹簧它能收缩，又能回力。定向栓孔[98]是控制中枢主杆[12]机械手[11]稳定方向的设置。下弹簧[99]是回力弹簧，它与上弹簧同步收缩，同步回力。机械手套装的反面结构[13]、机械手[11]与中枢主杆[12]装配时反力顶[78]穿入反力顶装置口[83]，插销[101]插入插销卡[76]，再装上弹簧[102]，这样机械手[11]就不会因用力而脱落，螺钉孔[79.82]用螺杆紧固，使机械手[11]更加牢固，背面封盖固定螺钉孔[100]有4个，封盖用螺钉固定。滑道控制板[14]是控制驱动压力杆[15]移动变位器[106.107]上下移动固定方向的设置，上下移动从滑道[103]经过。下定位器[104]和上定位器[108]各自控制下弹簧[105]和上弹簧[109]的收缩、回力定位，上下收缩、回力同步，下头限位栓孔[111]，上头限位栓孔[110]是限位栓[116]装置孔，上下限位同步，螺旋[112]是定位器装置配套设置，定位销孔[113]是定位器[104]定位控制的设置，装上定位销才能起到定位作用，滑轮[115]是驱动压力杆[15]的滑动装置。
在图4、实施例中图中所示，智能机械手结构装置[16]，机械手护力外套下块[6]，限位栓[116]是驱动压力杆[15]、下降限位控制装置，组合框架[117]是驱动压力杆[15]、移动变位器[106.107]、定向栓[9]、转向驱动器[10]、滑道控制板[14]、滑道控制竖板[118]的组合结构主体，组合焊接后与机械手护力外套下块[6]合并用螺杆固定。滑道控制竖板[118]是转向驱动器前柄头上定向槽[62]进退移动的控制滑道，又是定向栓[9]头上的定向槽[56]进退移动的控制滑道，智能机械手结构装置[16]中的其它图形标号可对照图2名称目录与标号，顶力路桥[17]是设置在道叉地段铁路内径两边距钢轨50公分，与道叉叉轨接触[头上留足火车轮道位置]，它是智能机械手实现智能化装置中的一部分，固定夹板[119]是顶力路桥与铁路枕木固定装置，固定孔[120]用方钉固定，假轨[18]是设在铁路道叉叉轨隔缝中，与叉轨接触，[两头留足火车轮通道位置]，它也是智能机械手实现智能化装置中的一部分，固定夹板[121]是假轨与枕木固定的装置，固定孔[122]用方钉固定。左右一组智能机械于装置结构[19]，紧固螺杆[123]是智能机械手护力外套上下块[6.7]组合的紧固螺杆，纵向顶撑固定孔[51]是智能机械手组与组的纵向顶撑固定孔，左右顶撑[124.125]是两套左右智能机械手结构横向顶撑的设置。智能机械手是左右两套为一组，装在火车头和车厢底部，每节车厢安装三组或四组。智能机械手的作用是图中所示，万斤扳[74]扳力顶[75]是沿着安全钢轨[1]的滑槽[21]和凸体[24]的下檐跑，定向栓[9]在移动变位器[106]压力下栓在中枢主杆[12]的定向栓孔[98]内、控制机械手[11]朝向滑槽[21]方向稳定前进，即是火车发生倾斜时继续往前移动的时候，机械手的扳力顶[75]仍然扳紧钢轨[1]的凸体[24]跟随火车向前进由于扳力顶面积不大与凸体的产生磨擦负荷小，直至火车返正恢复正常，扳力顶才松开钢轨凸体，解除磨擦但仍然沿着滑槽[21]凸体[24]下檐跟随火车前进。火车途经道叉地段，左右智能机械手的驱动压力杆[15]的下头滑轮[115]与设在铁路内径距钢轨50公分的两条顶力路桥[17]相遇，从顶力路桥滑过，在顶力路桥反压力下驱动压力杆[15]移动变位器[106.107]随其上下头设置的弹簧[105.109]收缩、上移，移动变位器上移变位，定向栓头上的滑轮[54]就从高处滑到低处，脱离了移动变位器的压力，在其弹簧的回力作用下脱开中枢主杆设置的定向栓孔[98]，在移动变位器上移变位的同时两支转向驱动器头上的滑轮[63]从低处滑往高处，在移动变位器的压力下推动了转向驱动齿轮[88.89]带动中枢主杆[12]转向90度，机械手[11]随中枢主杆转向，此时万斤扳[74]和扳力顶[75]脱开安全钢轨[1]设置的滑槽[21]这时中枢主杆的下头滑轮[80]与设在道叉叉轨隔缝中的假轨[18]相遇，从假轨滑过、在假轨的反压力下，其上下头设置的弹簧[95.99]收缩，中枢主杆和机械手随其收缩上移，其滑轮[80]从假轨顺畅地滑过道叉叉轨跨过障碍。此时驱动压力杆的滑轮[115]滑完顶力路桥[1 7]脱离了顶力路桥的反压力，移动变位器[106.107]随驱动压力杆[15]的上下头设置的弹簧[105.109]的回力作用自动下降恢复原位，移动变位器复位的同时两支转向驱动器[10]脱离了移动变位器[107]的压力，在其设置的弹簧[66]回力作用下拉动了转向驱动齿轮[88.89]带动中枢主杆[12]倒转90度，机械手[11]随其倒转，万斤扳[74]扳力顶[75]依然回到安全钢轨[1]设置的滑槽[21]凸体[24]下檐，移动变位器复位的同时定向栓[9]也恢复原位，在移动变位器[106]的压力下其设置的弹簧[59]收缩，定向栓仍然插入中枢主杆设置的定向栓孔[98]控制机械手[11]跟随火车继续向前进。一旦火车发生倾斜状态机械手万斤扳[74]扳力顶[75]即扳紧安全钢轨凸体[24]撑顶[44]，撑着反力顶[78]反力顶以反力姿态协助万斤扳[74]加强力量。全力以赴保护火车。
权利要求
1.一种具有两个90度角连接头[23]滑槽[21]凸体[24]可供智能机械手万斤扳[74]扳力顶[75]经过的安全钢轨[1]，轨外护力蹄[4]。
2.一种具有驱动压力杆[15]滑轮[115]移动变位器[106.107]定向栓[9]中枢主杆[12]滑轮[80]装置的智能机械手其特征驱动压力杆[15]焊接三块，一头高一头矮、高短矮长反向不同的移动变位器[106.107]，移动变位器[107]与两支转向驱动器[10]头上设置的滑轮[63]接触，移动变位器[106]与定向栓[9]头上设置的滑轮[54]接触，进行移动变位，是产生智能机械手智能化的核心装置。
3.根据权利要求1所述两个90度角连接头[23]其特征与安全钢轨[1]的两头连体形成90度角，铺设钢轨时将安全钢轨[1]连接头[23]对[23]摆正对直用螺杆[3]套上弹簧垫[27]弹簧[28]穿入螺钉孔[22]用螺母[29]旋紧即可，将安全钢轨[1]调换一头即可改变滑槽[21]朝向，达到左右双轨配套铺设的目的。
4.根据权利要求1所述轨外护力蹄[4]其特征是安装在安全钢轨[1]中段外径紧靠竖边[25]能加强安全钢轨[1]中段力量，能防范其往外扩涨和变型的作用。
5.根据权利要求1、2所述驱动压力杆[15]滑轮[115]移动变位器[106.107]定向栓[9]中枢主杆[12]滑轮[80]万斤扳[74]扳力顶[75]装置的智能机械手其特征火车行驶无道叉地段万斤扳[74]扳力顶[75]在安全钢轨[1]设置的滑槽[21]凸体[24]下檐经过，火车行驶途经道叉地段，驱动压力杆[15]下头设置的滑轮[115]与设在道叉铁路内径距钢轨50公分处的顶力路桥[17]相遇从顶力路桥滑过在顶力路桥反压力下其上下头设置的弹簧[105.109]收缩，驱动压力杆、移动变位器[106.107]随其上移，移动变位器上移变位致使定向栓[9]脱开定向栓孔[98]，两支转向驱动器[10]其设置的弹簧[66]在移动变位器压力下收缩、推动了转向驱动齿轮[88.89]带动中枢主杆[12]转向90度，机械手[11]随中枢主杆转向90度、其设置的万斤扳[74]扳力顶[75]脱开滑槽[21]凸体[24]下檐，中枢主杆[12]设置的滑轮[80]与设在道叉叉轨隔缝中的假轨[18]相遇、在假轨反压力下、其上下头设置的弹簧[95.99]收缩，机械手[11]中枢主杆[12]随其上移，滑轮[80]从假轨滑过道叉叉轨跨过障碍，滑轮脱离假轨[18]的反压力、在中枢主杆[12]上下头设置的弹簧[95.99]回力作用下机械手随中枢主杆下降，此时驱动压力杆[15]也脱离顶力路桥[17]的反压力、在其上下头设置的弹簧[105.109]的回力作用下、下降，移动变位器[106.107]随其下降移动变位、致使两支转向驱动器[10]恢复原位带动机械手倒转90度，定向栓[9]依然控制机械手继续沿着滑槽[21]凸体[24]下檐前进置于随时保护火车姿态。
全文摘要
本发明高速铁路安全钢轨与保护火车智能机械手，有一条安全保护槽和凸体供智能机械手经过，智能机械手的万斤扳，扳力顶一旦火车发生倾斜状态时万斤扳扳力顶即扳紧钢轨凸体，火车途经道叉地段，智能设置驱动压力杆滑轮从道叉铁路内径两边设置的顶力路桥滑过、在其反压力下智能化设置机构驱动机械手转向90度脱开钢轨，中枢主杆滑轮从假轨滑过道叉钢轨障碍。脱离假轨和顶力路桥的反压力后智能设置机构复位，智能机械手自动倒转90度恢复原位，置于随时准备保护火车姿态。
文档编号B61K13/00GK101081622SQ20071010055
公开日2007年12月5日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者林日中 申请人:林日中