铁鞋机器人的制作方法

本发明涉及铁路铁鞋机器人的创新和设计。

背景技术：

铁鞋防溜制动一直是铁路车务工作的重要基础部分，长期以来铁鞋防溜技术都是通过人工手动实施的，在防溜过程中工作人员需从铁鞋箱内提出沉重的铁鞋，步行很长一段距离来到需要做防溜的车列轮对附近，然后与相关司机或其他车列管理人员联控后，爬到车列底下的钢轨上，将铁鞋放置在轨面上并紧靠在车辆的轮对下，然后将铁鞋上连接的沉重锁链栓在车辆的踏板上，联控汇报后，才算防溜作业完毕。此过程效率低下浪费时间，进而影响车辆的周转速度乃至影响铁路运输的整体时效性，而且爬到车列底下作业时也存在极大的工作安全隐患。

针对使用沉重锁链防盗的问题，国内早期研制出了三角锁扳动的防盗铁鞋，但因为其设计上的缺陷，使其容易出现故障并卡死在钢轨上，因此未能被广泛推广使用。后来国内又出现了“智能铁鞋”专门用于防盗，其原理是通过无线定位技术追踪定位铁鞋内的电子芯片，以实现其防盗功能，这种技术非常成熟。但单独就这一项技术的改进并不符合现场管理需求，而且所谓“智能铁鞋”并不能解决防溜作业效率低下、浪费时间、存在安全隐患等现场关键技术问题，因此，所谓“智能铁鞋”的叫法名不符实。

随着国家经济快速发展，各个行业对铁路货物运输时效性的要求越来越高，国家对企业安全工作的要求也越来越高，鉴于此，发明设计一套可以解决防溜作业效率低下、浪费时间、存在劳动安全隐患问题的铁鞋机器人势在必行。因此，铁鞋机器人的设计从实际需求出发，采用主流的人工智能技术，充分利用铁路钢轨基础设备的优势进行最简单实用化的设计，以锂电池提供电能、通过单片机芯片运算处理、在单片机外围设备的辅助下控制电机驱动，完成铁鞋机器人实施防盗防溜的作业，彻底解放人力，杜绝安全隐患。此外，在冬季极其严寒和夏季极度酷热或其它极其恶劣的工作环境中，或在溜逸事故应急抢救的情况下，铁鞋机器人的使用，不但可以代替人力实施防溜作业，而且能够达到精准快速的效果。

技术实现要素：

本发明实施例提供的铁鞋机器人，可以自动高效的完成铁鞋防溜作业，有效解决了传统防溜作业实施中效率低下、浪费时间的技术问题，解放了部分人体劳动力，杜绝了一类劳动安全隐患。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方式。

本发明针对铁路各车场车列实施防溜防盗效率低下，存在安全隐患的问题，公布了一款通过人工智能技术实现铁鞋高效防溜防盗的技术设备，本发明铁鞋机器人主要由铁鞋主体构架、铁鞋前腿、铁鞋后腿、铁鞋防盗锁、铁鞋感官模块、铁鞋供能充电模块、铁鞋控制模块七部分组成。铁鞋机器人工作原理主要由铁鞋控制模块通过对遥控接收模块和铁鞋感官模块接收到的信息进行识别处理，进而控制铁鞋前腿、铁鞋后腿、铁鞋防盗锁进行准确快速的动作，以高效完成铁鞋防溜作业，并达到实现铁鞋防盗的效果。铁鞋前腿、铁鞋后腿、铁鞋防盗锁的动力由铁鞋供能模块中的锂电池提供，铁鞋充电模块可以通过专用充电设备实现自动检测电量并充电。

具体的，所述铁鞋主体构架包括铁鞋主体、铁鞋安全板、铁鞋前腿支座、铁鞋后腿支座、电机固定槽、铁鞋手柄、永磁定位模块、红外探测感应模块留置孔；所述铁鞋主体是用于完成铁鞋防溜的主要受力结构，其作用与传统铁鞋相同；因为所述铁鞋主体侧端需安装所述铁鞋前腿支座，且其内部留置所述电机固定槽会影响整体受力，所以对所述铁鞋主体采用碳钢浇筑以增加其受力强度；所述铁鞋主体尾端与所述铁鞋安全板紧密固定连接；所述铁鞋安全板是所述铁鞋控制模块安全稳定工作的基础，所述铁鞋安全板与所述铁鞋主体紧密固定连接，所述铁鞋安全板是所述铁鞋机器人的控制核心，不参与制动过程中的受力；为避免所述前腿与轮对侧缘冲突，所述铁鞋前腿支座及所述铁鞋前腿与水平面成45度夹角，并通过螺丝螺母连接固定；所述铁鞋后腿支座固定在所述铁鞋安全板上，其上端连接有所述铁鞋手柄，其两侧与所述后腿连接壁用螺丝螺母固定连接；在所述铁鞋主体中存在三个所述电机固定槽，其中所述永磁定位模块内存在两个所述电机固定槽；所述铁鞋手柄与所述铁鞋后腿支座连接固定在一起，所述铁鞋手柄另一端与所述感官支座连接在一起；所述永磁定块位于所述铁鞋安全板的末端，内部嵌有永磁铁，在所述铁鞋机器人复位时，通磁吸力固定所述铁鞋机器人精确停留在固定的位置，以方便所述专用充电插孔模块完成自动充电功能；所述红外探测感应模块留置孔位于所述铁鞋后腿支座上，以便所述红外探测感应模块从所述控制模块保护壳伸出，并借助所述红外探测感应模块留置孔固定在铁鞋后侧。

所述铁鞋前腿与水平面成45度夹角安装固定在所述铁鞋前腿支座上，用来与所述铁鞋后腿一起驱动所述铁鞋机器人；所述前腿方套主要用于辅助所述前腿平齿条的伸缩运动，以实现所述前腿驱动与地面接触和分离的目的；所述前腿平齿条为碳钢齿条，主要用于通过前腿伸缩中转齿轮的转动带动所述前腿平齿条运动；所述前腿方套槽位于所述前腿方套之上，专门用于所述前腿限位桩在槽内前后移动；所述前腿限位桩安装固定于所述前腿平齿条尾端部分，安装位置与所述前腿方套槽对应匹配，运动于所述前腿方套槽内，用来扳动所述前腿限位开关，以控制所述前腿平齿条运动的首末位置；

所述前腿驱动安装固定于所述前腿伸缩加长条前端，所述前腿驱动通过所述前腿驱动电路管中的导线提供的电能驱动所述前腿驱动电机，所述前腿驱动电机齿轮安装在所述前腿驱动电机的旋转轴上，所述前腿驱动轮对、所述前腿驱动中转齿轮和所述前腿驱动轴固定为一体，并安装在所述前腿驱动固定壁上，能够自由旋转，所述前腿驱动固定壁用于安装所述前腿驱动轴和所述前腿驱动电机；所述前腿驱动固定壁较厚的一侧内设有凹槽，用于将所述前腿驱动电机安装固定在其中，所述前腿驱动电机能够带动所述前腿驱动电机齿轮、所述前腿中转齿轮和所述前腿驱动轮对转动，以驱动所述铁鞋机器人运动；

所述前腿伸缩加长条两端连接所述前腿驱动和所述前腿平齿条，用于延长所述前腿平齿条的长度；所述前腿限位开关安装于所述前腿平齿条两端，能够在所述前腿限位桩运动到固定位置时发生开关转换；所述前腿驱动电路管分别位于所述前腿方套和所述前腿平齿条的中空管道中，可以保护为所述前腿驱动电机和所述前腿伸缩电机提供电能的导线；

所述前腿伸缩驱动安装在所述前腿方套前端的一侧，用于控制所述前腿平齿条在所述前腿方套内前后运动；所述前腿伸缩平齿位于所述前腿平齿条一侧，所述前腿伸缩电机安装固定在所述铁鞋前腿支座内侧的所述电机固定槽中，并安装有所述前腿伸缩电机齿轮，用于带动所述前腿伸缩电机齿轮和所述前腿伸缩中转齿轮的转动；所述前腿伸缩转动轴和所述前腿伸缩中转齿轮固定在一起，所述前腿伸缩转动轴安装在所述前腿伸缩驱动固定壁上，并能够自由转动；所述前腿伸缩电机通电后，能够通过齿轮啮合带动所述前腿伸缩电机齿轮、所述前腿伸缩中转齿轮转动和所述前腿伸缩平齿的移动，以实现所述前腿平齿条的前后运动；所述前腿连接壁和所述前腿伸缩驱动固定壁位于所述前腿方套前端一侧，所述前腿连接壁能够与所述铁鞋前腿支座通过螺丝螺母安装固定。

所述铁鞋后腿与所述铁鞋安全板垂直，通过所述铁鞋后腿支座安装在所述铁鞋机器人上；所述后腿方套为中空的方管状合金，所述后腿方套上安装有所述后腿伸缩驱动、后腿驱动电路管、后腿限位桩和后腿限位开关；所述后腿平齿条为中空的碳钢齿条，能够与所述后腿伸缩中转齿轮啮合；所述后腿方套槽位于所述后腿方套之上，与内部中空部分连通，所述后腿驱动电路管分别位于所述后腿方套和所述后腿平齿条的中空管道中，用于保护为所述后腿驱动电机和所述后腿伸缩电机提供电能的导线；所述后腿限位桩安装固定于所述后腿平齿条尾端部分，运动于所述后腿方套槽内，用于扳动所述后腿限位开关，以控制所述后腿平齿条运动的首末位置；

所述后腿驱动安装固定于所述后腿平齿条前端，所述后腿驱动电机、所述后腿驱动电机齿轮、所述后腿驱动轮对、所述后腿驱动轴安装在所述后腿驱动固定壁上，所述后腿驱动用于为所述铁鞋机器人提供驱动力使其在钢轨上前后运动；所述后腿驱动固定壁和所述后腿连接壁位于所述后腿方套前端一侧，所述后腿驱动电机安装固定于所述后腿驱动固定壁较厚一侧特设的凹槽内，所述后腿驱动电机齿轮安装在所述后腿驱动电机的旋转轴上，所述后腿驱动中转齿轮、所述后腿驱动轮对和所述后腿驱动轴固定为一体，并能够同轴转动，所述后腿驱动轴通过轴承安装在所述后腿驱动固定壁上，所述后腿驱动电机通电后，能够通过齿轮啮合带动所述后腿驱动电机齿轮、所述后腿驱动中转齿轮、所述后腿驱动轮对转动，实现所述后腿驱动轮对的自由转动；

所述后腿伸缩驱动安装在所述后腿方套前端一侧，所述后腿伸缩电机、所述后腿伸缩电机齿轮、所述后腿伸缩转动轴安装在所述后腿伸缩驱动固定壁上，所述后腿伸缩驱动用于为所述后腿平齿条在所述后腿方套内前后运动提供动力；所述后腿伸缩中转齿轮和所述后腿伸缩转动轴固定为一体，所述后腿伸缩转动轴安装在所述后腿伸缩驱动固定壁上，并能够自由转动，所述后腿伸缩电机安装在位于所述永磁定位模块两端的所述电机固定槽中，并安装有所述后腿伸缩电机齿轮，所述后腿伸缩平齿位于所述后腿平齿条一侧，所述后腿伸缩中转齿轮能够与所述后腿伸缩平齿啮合，所述后腿伸缩电机通电后，能够通过齿轮啮合带动所述后腿伸缩电机齿轮、所述后腿伸缩中转齿轮转动和所述后腿伸缩平齿的移动，以实现所述后腿平齿条的前后运动；所述后腿连接壁和所述后腿伸缩驱动固定壁位于所述后腿方套前端一侧，能够与所述铁鞋后腿支座通过螺丝安装固定；

所述铁鞋防盗锁用于在所述铁鞋防溜工作时，将所述铁鞋机器人加锁在钢轨上使其实现防盗功能，所述防盗锁均采用碳钢材料；所述防盗手连接在所述防盗臂末端，与所述防盗臂成90度夹角，所述防盗臂支座安装固定在所述铁鞋安全板上，所述防盗臂与所述所述防盗旋转轴固定在一起，所述防盗旋转轴安装在两个所述防盗臂支座上，所述普通支座安装固定在所述铁鞋安全板上，所述防盗齿轮分别安装在所述普通支座和所述防盗臂支座上，四个所述防盗齿轮紧密啮合，所述防盗电机齿轮安装在所述防盗电机的旋转轴上，所述防盗中转齿轮通过所述普通支座上的旋转轴安装在所述普通支座上，所述防盗中转齿轮和所述防盗齿轮固定在一起，所述防盗电机安装固定在所述电机固定槽内，所述防盗电机的旋转轴上安装固定有所述防盗电机齿轮；在所述防盗电机通电后，通过齿轮啮合带动所述防盗电机齿轮、所述防盗中转齿轮和所述防盗臂转动，完成所述防盗手加锁和解锁的功能；

所述防盗臂安装固定在所述防盗旋转轴上，所述防盗臂支座顶部和所述防盗臂一端成半圆柱状，所述防盗臂一端的半圆柱半径与所述防盗臂支座顶端的半圆柱半径相同，并且能够与所述加锁卡板侧端耦合，能够纵向前后移动；所述加锁卡板固定连接在所述加锁卡板连接臂上，所述加锁卡板能够与所述防盗臂支座顶部的半圆柱和所述防盗臂一端的半圆柱端耦合，并纵向前后移动；所述加锁卡板连接臂安装在所述加锁卡板连接臂支座上，所述加锁卡板连接臂的一端与所述加锁螺母管固定连接，所述加锁螺母管与所述加锁丝杆通过旋转的方式耦合方式连接，所述加锁螺母管一端与所述加锁卡板连接臂固定连接，所述加锁丝杆安装在所述普通支座上，所述加锁螺母管与所述所述加锁丝杆通过螺丝关系连接，所述加锁中转齿轮和所述加锁旋转轴固定在一起，所述加锁旋转轴与所述加锁丝杆固定连接在一起，所述加锁旋转轴安装在所述普通支座上，所述加锁电机齿轮安装在所述加锁电机的旋转轴上，所述加锁电机固定安装在所述铁鞋安全板上，所述加锁卡板连接臂支座与所述普通支座类似，但半圆柱端留置的是满足所述加锁卡板连接臂前后移动通过的方孔；在所述加锁电机通电后，通过齿轮啮合带动所述加锁电机齿轮、所述加锁中转齿轮、所述加锁旋转轴和所述加锁丝杆一起转动，推动所述所述加锁螺母管、所述加锁卡板连接臂、所述加锁卡板一起前后移动，使所述加锁卡板能够实现在所述防盗臂一端的半圆柱和所述防盗臂支座顶端的半圆柱之间切换，即当所述加锁卡板运动在所述防盗臂一端的半圆柱时，所述所述防盗臂被卡住不能旋转完成加锁功能，当所述加锁卡板运动到所述防盗臂支座顶端时，所述所述防盗臂旋转完成解锁功能；所述防盗加锁保护壳固定安装在所述铁鞋安全板上，用于保护所述铁鞋防盗锁及与所述铁鞋控制模块和所述电源供电模块的隔离；所述防盗臂隐藏壳用于所述铁鞋机器人解锁时隐藏所述防盗臂。

所述铁鞋感官模块包括雷达超声测距模块、感官支座以及红外探测感应模块；所述雷达超声测距模块安装在所述感官支座上，与所述中心处理模块通过导线连接，用于获取所述铁鞋机器人与车辆轮对的位置关系，并将信息反馈给所述中心处理模块，即所述雷达超声测距模块通过不断测距计算，当发现车列轮对出现在规定范围内时，将此信息反馈给所述中心处理模块，所述中心处理模块控制所述前后腿运行控制模块动作；所述感官支座安装固定在所述控制模块保护壳上，所述感官支座安装有所述雷达超声测距模块和所述铁鞋手柄，用于保证所述雷达超声测距模块能够准确测算距离；所述红外探测感应模块通过所述红外探测感应模块留置孔安装在所述铁鞋后腿支座上，用于获取所述铁鞋机器人在钢轨上的位置信息，并将信息反馈给所述中心处理模块。

所述铁鞋供能充电模块包括电源供电模块和专用充电插孔模块；所述电源供电模块安装固定在所述防盗加锁保护壳上，主要由外部保护壳、内部电池组和导线线路组成，用于为所述铁鞋机器人实现防盗防溜功能提供能源；所述专用充电插孔模块安装固定在所述防盗加锁保护壳的一侧，主要由弹簧接触桩、绝缘保护和永磁外壳组成，用于通过专用充电装置自动完成所述铁鞋机器人的充电过程。

所述铁鞋控制模块包括控制模块保护壳、中心处理模块、遥控接收模块、防盗锁旋转控制模块、前后腿伸缩控制模块、前后腿运行控制模块；所述控制模块保护壳安装固定在所述防盗加锁保护壳上，用于对壳内的所述中心处理模块、所述遥控接收模块、所述防盗锁旋转控制模块、所述前后腿伸缩控制模块和所述前后腿运行控制模块进行保护，所述控制模块保护壳顶部安装固定有所述感官支座；所述中心处理模块位于所述控制模块保护壳中，用于接收并处理所述遥控接收模块、所述雷达超声测距模块和红外探测感应模块获取的信息，并将处理结果反馈给所述防盗锁旋转控制模块、所述前后腿伸缩控制模块、所述前后腿运行控制模块和所述遥控接收模块，使其做出相应的动作；所述遥控接收模块位于所述控制模块保护壳中，用于接收遥控器发射的信息，并将信息反馈给所述中心处理模块，在所述中心处理模块处理完信息后，再将信息负反馈给所述遥控接收模块；所述防盗锁旋转控制模块位于所述控制模块保护壳中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述铁鞋防盗锁完成加锁和解锁；所述前后腿伸缩控制模块位于所述控制模块保护壳中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述前腿伸缩驱动和所述后腿伸缩驱动完成伸缩动作；所述前后腿运行控制模块位于所述控制模块保护壳中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述前腿驱动和所述后腿驱动完成所述铁鞋机器人在钢轨上的前后运动；所述追踪定位模块位于所述控制模块保护壳中，用于对所述铁鞋机器人进行无线定位，实现所述铁鞋机器人的二次防盗保护。

本发明实施例所提供的铁鞋机器人，通过运用人工智能技术控制铁路车列实施防溜作业的过程，在硬件设计中充分利用钢轨的导向优势，来简化所述铁鞋机器人的结构设计以节约制造成本；最终实现所述铁鞋机器人自行完成防溜作业的目的，进而解放了人的体力劳动，杜绝了劳动安全隐患，提高了作业效率。具体的，以所述铁鞋机器人完成一个防溜作业流程为例，当需要做防溜且具备做防溜的条件时，所述铁鞋机器人会被铁鞋机器人配套系统从一侧硬化的道床内的铁鞋箱(位于地平面之下)中放置于钢轨上；所述前腿伸缩驱动和所述后腿伸缩驱动同时伸长，使所述前腿驱动轮对和所述后腿驱动轮对与钢轨下沿接触，并将所述铁鞋机器人托起，使其从钢轨面分离；所述前腿驱动和所述后腿驱动同时提供动力，使所述铁鞋机器人在钢轨上一直快速前进，直至所述雷达超声测距模块发现车列轮对，并使所述铁鞋机器人与轮对紧靠时，所述前腿驱动轮对和所述后腿驱动轮对同时停止转动；然后对其进行防盗加锁处理，所述铁鞋防盗锁的所述防盗臂在所述防盗电机的带动下转动，使所述防盗手加锁在钢轨上，所述加锁电机推动所述加锁卡板前进使所述防盗臂不能再转动，进而实现其防盗功能；当车列需要撤下所述铁鞋机器人时，所述加锁电机拉动所述加锁卡板复位，此时能够使所述防盗电机带动所述防盗臂旋转，使所述防盗手从钢轨上收起，完成所述铁鞋机器人的解锁功能；所述前腿伸缩驱动和所述后腿伸缩驱动再次伸长，并将所述铁鞋机器人托起，使其从钢轨面分离，所述前腿驱动和所述后腿驱动带动所述铁鞋机器人返回，直到所述红外探测感应模块探测到铁鞋机器人配套系统的位置时，所述前腿驱动和所述后腿驱动停止运动，并在铁鞋机器人配套系统的辅助下回到硬化的道床内的铁鞋箱中；此时专用充电装置将自动检查所述铁鞋机器人的所述电源供电模块电量情况，如电量不足，则通过所述专用充电插孔模块完成所述铁鞋机器人的充电过程。相对于传统铁鞋防溜作业，所述铁鞋机器人节约了劳动力，解放了人的体力劳动，增强了作业安全系数，极大提高了作业效率，进而可以加速铁路货运周转速度以提高货运时效性。目前全国铁路除少部分车站尝试过使用“智能铁鞋”之外，大部分车站都使用传统铁鞋实施防溜，而所述铁鞋机器人构造相对简单，造价成本较低，使用技术非常成熟，具备非常强的推广使用价值，对全国铁路运输时效和作业安全系数提高具有重要意义。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的铁鞋机器人结构示意图。

图2为本发明实施例提供的铁鞋主体构架1-01结构示意图。

图3为本发明实施例提供的铁鞋前腿1-02结构示意图。

图4为本发明实施例提供的铁鞋后腿1-03结构示意图。

图5为本发明实施例提供的铁鞋防盗锁1-04结构示意图。

图6为本发明实施例提供的所述铁鞋感官模块1-05、铁鞋供能充电模块1-06、铁鞋控制模块1-07结构示意图。

图7为本发明实施例提供的铁鞋控制模块原理示意图。

其中，附图中各个标号的含义：铁鞋主体构架(1-01)、铁鞋前腿(1-02)、铁鞋后腿(1-03)、铁鞋防盗锁(1-04)、铁鞋感官模块(1-05)、铁鞋供能充电模块(1-06)、铁鞋控制模块(1-07)、铁鞋主体(2-01)、铁鞋安全板(2-02)、铁鞋前腿支座(2-03)、铁鞋后腿支座(2-04)、电机固定槽(2-05)、铁鞋手柄(2-06)、永磁定位模块(2-07)、红外探测感应模块留置孔(2-08)、前腿方套(3-01)、前腿平齿条(3-02)、前腿方套槽(3-03)、前腿驱动(3-04)、前腿伸缩驱动(3-05)、前腿驱动电路管(3-06)、前腿限位桩(3-07)、前腿驱动固定壁(3-08)、前腿驱动电机(3-09)、前腿驱动电机齿轮(3-10)、前腿驱动中转齿轮(3-11)、前腿驱动轮对(3-12)、前腿驱动轴(3-13)、前腿伸缩中转齿轮(3-14)、前腿伸缩平齿(3-15)、前腿伸缩电机(3-16)、前腿伸缩电机齿轮(3-17)、前腿伸缩转动轴(3-18)、前腿伸缩驱动固定壁(3-19)、前腿连接壁(3-20)、前腿伸缩加长条(3-21)、后腿方套(4-01)、后腿平齿条(4-02)、后腿方套槽(4-03)、后腿驱动(4-04)、后腿伸缩驱动(4-05)、后腿驱动电路管(4-06)、后腿限位桩(4-07)、后腿驱动固定壁(4-08)、后腿驱动电机(4-09)、后腿驱动电机齿轮(4-10)、后腿驱动中转齿轮(4-11)、后腿驱动轮对(4-12)、后腿驱动轴(4-13)、后腿伸缩中转齿轮(4-14)、后腿伸缩平齿(4-15)、后腿伸缩电机(4-16)、后腿伸缩电机齿轮(4-17)、后腿伸缩转动轴(4-18)、后腿伸缩驱动固定壁(4-19)、后腿连接壁(4-20)、防盗手(5-01)、防盗臂(5-02)、防盗臂支座(5-03)、防盗旋转轴(5-04)、加锁卡板(5-05)、普通支座(5-06)、防盗齿轮(5-07)、防盗电机齿轮(5-08)、防盗中转齿轮(5-09)、防盗电机(5-10)、加锁卡板连接臂(5-11)、加锁螺母管(5-12)、加锁丝杆(5-13)、加锁中转齿轮(5-14)、加锁旋转轴(5-15)、加锁电机齿轮(5-16)、加锁电机(5-17)、加锁卡板连接臂支座(5-18)、防盗加锁保护壳(5-19)、防盗臂隐藏壳(5-20)、雷达超声测距模块(6-01)、感官支座(6-02)以及红外探测感应模块(6-03)、电源供电模块(7-01)、专用充电插孔模块(7-02)、控制模块保护壳(8-01)。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是实例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组件。应该理解，也可以存在中间元件。此外，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所述领域中普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施例提供了一种铁鞋机器人，如图1所示，包括铁鞋主体构架1-01、铁鞋前腿1-02、铁鞋后腿1-03、铁鞋防盗锁1-04、铁鞋感官模块1-05、铁鞋供能充电模块1-06、铁鞋控制模块1-07七部分。

其中，本实施例中，所述铁鞋主体构架1-01包括铁鞋主体2-01、铁鞋安全板2-02、铁鞋前腿支座2-03、铁鞋后腿支座2-04、电机固定槽2-05、铁鞋手柄2-06、永磁定位模块2-07、红外探测感应模块留置孔2-08。

例如：如图2所示的，所述铁鞋主体2-01是用于完成铁鞋防溜的主要受力结构，其结构主要由传统铁鞋演变而来，使其既不丧失传统铁鞋的优势，又可以安装所述铁鞋机器人的其它构件，所述铁鞋主体2-01侧端安装所述铁鞋前腿支座2-03，且其内部留置两个所述电机固定槽2-05，用于安装所述前腿伸缩电机3-16，所述永磁定位模块2-07上的所述电机固定槽2-05用于安装所述后腿伸缩电机4-16，所述铁鞋主体2-01与所述铁鞋安全板2-02连接处的所述电机固定槽2-05用于安装所述防盗电机5-10；所述永磁定位模块2-07位于所述铁鞋安全板2-02的末端，所述永磁定位模块2-07内置磁铁可以吸附在铁鞋机器人配套系统上来辅助所述专用充电插孔模块7-02完成自动充电功能；所述铁鞋安全板2-02用于安装所述永磁定位模块2-07、所述铁鞋后腿支座2-04、所述防盗臂支座5-03、所述普通支座5-06、所述防盗加锁保护壳5-19，是所述铁鞋控制模块1-07安全稳定工作的基础，所述红外探测感应模块留置孔2-08位于所述铁鞋后腿支座2-04上，用于安装固定所述红外探测感应模块6-03；所述铁鞋前腿支座2-03安装在所述铁鞋主体2-01侧端，与水平面成45度夹角，能够与所述前腿连接壁3-20通过螺丝连接固定，所述铁鞋后腿支座2-04固定在所述铁鞋安全板2-02上，用于安装所述铁鞋后腿1-03和所述铁鞋手柄2-06，所述铁鞋后腿支座2-04通过螺丝固定垂直安装在所述铁鞋主体2-01尾端；所述铁鞋手柄2-06与所述铁鞋后腿支座2-04连接固定在一起，所述铁鞋手柄2-06另一端与所述感官支座6-02连接在一起，用于所述铁鞋机器人应急使用状态时携带。

本实施例中所述铁鞋前腿1-02包括前腿方套3-01、前腿平齿条3-02、前腿方套槽3-03、前腿驱动3-04、前腿伸缩驱动3-05、前腿驱动电路管3-06、前腿限位桩3-07、前腿驱动固定壁3-08、前腿驱动电机3-09、前腿驱动电机齿轮3-10、前腿驱动中转齿轮3-11、前腿驱动轮对3-12、前腿驱动轴3-13、前腿伸缩中转齿轮3-14、前腿伸缩平齿3-15、前腿伸缩电机3-16、前腿伸缩电机齿轮3-17、前腿伸缩转动轴3-18、前腿伸缩驱动固定壁3-19、前腿连接壁3-20、前腿伸缩加长条3-21。

例如：如图3所示的，所述前腿方套3-01为中空的方管状合金，所述前腿方套3-01上安装有所述前腿伸缩驱动3-05、前腿驱动电路管3-06、前腿限位桩3-07和前腿限位开关；所述前腿平齿条3-02前端安装固定有所述前腿伸缩加长条3-21，所述前腿伸缩加长条3-21连接所述前腿驱动3-04和所述前腿平齿条3-02，所述前腿方套槽3-03位于所述前腿方套3-01之上，与内部中空部分连通，所述前腿平齿条3-02为中空的碳钢齿条，主要用于在所述前腿伸缩驱动3-05的驱动和所述前腿方套3-01的辅助下做伸缩运动，所述前腿限位开关安装于所述前腿方套3-01两端，所述前腿限位桩3-07安装固定于所述前腿平齿条3-02尾端部分，运动于所述前腿方套槽3-03内，用于扳动所述前腿限位开关，以控制所述前腿平齿条3-02运动的首末位置；所述前腿驱动电路管3-06分别位于所述前腿方套3-01和所述前腿平齿条3-02的中空管道中，用于装设为所述前腿驱动电机3-09和所述前腿伸缩电机3-16提供电能的导线，并对所述导线起保护作用；

所述前腿驱动3-04安装固定于所述前腿伸缩加长条3-21前端，所述前腿驱动3-04是所述前腿驱动电机3-09、所述前腿驱动电机齿轮3-10、所述前腿驱动轮对3-12、所述前腿驱动轴3-13和所述前腿驱动固定壁3-08的总称；所述前腿驱动固定壁3-08和所述前腿连接壁3-20位于所述前腿方套3-01前端一侧，所述前腿驱动电机3-09安装固定于所述前腿驱动固定壁3-08之中，所述前腿驱动电机齿轮3-10安装在所述前腿驱动电机3-09的旋转轴上，所述前腿驱动中转齿轮3-11、所述前腿驱动轮对3-12和所述前腿驱动轴3-13固定在一起，即三者可以同轴转动，所述前腿驱动轴3-13通过轴承安装在所述前腿驱动固定壁3-08上，并能够自由旋转，所述前腿驱动电机3-09通过齿轮啮合能够带动所述前腿驱动电机齿轮3-10、所述前腿驱动轴3-13、所述前腿驱动中转齿轮3-11和所述前腿驱动轮对3-12同时转动，用于实现所述前腿驱动轮对3-12的自由转动；

所述前腿伸缩驱动3-05安装在所述前腿方套3-01前端，所述前腿伸缩驱动3-05是所述前腿伸缩电机3-16、所述前腿伸缩电机齿轮3-17、所述前腿伸缩转动轴3-18、所述前腿伸缩驱动固定壁3-19和所述前腿连接壁3-20的总称；所述前腿伸缩中转齿轮3-14同所述前腿伸缩转动轴3-18固定在一起，两者可以同轴转动，所述前腿伸缩平齿3-15位于所述前腿平齿条3-02一侧，能够与所述前腿伸缩中转齿轮3-14啮合，所述前腿伸缩电机3-16安装在所述电机固定槽2-05中，所述前腿伸缩电机齿轮3-17安装在所述前腿伸缩电机3-16的转动轴上，所述前腿伸缩转动轴3-18同所述前腿伸缩中转齿轮3-14固定在一起，两者可以同轴转动，所述前腿伸缩转动轴3-18安装在所述前腿伸缩驱动固定壁3-19上，所述前腿伸缩驱动固定壁3-19和所述前腿连接壁3-20位于所述前腿方套3-01上，所述前腿连接壁3-20能够与所述铁鞋前腿支座2-03通过螺丝安装固定；所述前腿伸缩电机3-16可以通过齿轮啮合带动所述前腿伸缩电机齿轮3-17、所述前腿伸缩转动轴3-18、所述前腿伸缩中转齿轮3-14转动，并带动所述前腿平齿条3-02前后运动；所述前腿伸缩加长条3-21两端连接所述前腿驱动3-04和所述前腿平齿条3-02，用于延长所述前腿平齿条3-02的长度。

所述铁鞋后腿1-03包括后腿方套4-01、后腿平齿条4-02、后腿方套槽4-03、后腿驱动4-04、后腿伸缩驱动4-05、后腿驱动电路管4-06、后腿限位桩4-07、后腿驱动固定壁4-08、后腿驱动电机4-09、后腿驱动电机齿轮4-10、后腿驱动中转齿轮4-11、后腿驱动轮对4-12、后腿驱动轴4-13、后腿伸缩中转齿轮4-14、后腿伸缩平齿4-15、后腿伸缩电机4-16、后腿伸缩电机齿轮4-17、后腿伸缩转动轴4-18、后腿伸缩驱动固定壁4-19、后腿连接壁4-20、后腿限位开关。

例如：如图4所示的，所述后腿方套4-01为中空的方管状合金，所述后腿方套4-01上安装有所述后腿伸缩驱动4-05、后腿驱动电路管4-06、后腿限位桩4-07和后腿限位开关；所述后腿平齿条4-02前端安装固定有所述后腿驱动4-04，所述后腿方套槽4-03位于所述后腿方套4-01之上，与内部中空部分连通，所述后腿平齿条4-02为中空的碳钢齿条，主要用于在所述后腿伸缩驱动4-05的驱动和所述后腿方套4-01的辅助下做伸缩运动，所述后腿限位开关安装于所述后腿方套4-01两端，所述后腿限位桩4-07安装固定于所述后腿平齿条4-02尾端部分，运动于所述后腿方套槽4-03内，用于扳动所述后腿限位开关，以控制所述后腿平齿条4-02运动的首末位置；所述后腿驱动电路管4-06分别位于所述后腿方套4-01和所述后腿平齿条4-02的中空管道中，用于装设为所述后腿驱动电机4-09和所述后腿伸缩电机4-16提供电能的导线，并对所述导线起保护作用；

所述后腿驱动4-04安装固定于所述后腿平齿条4-02前端，所述后腿驱动4-04是所述后腿驱动电机4-09、所述后腿驱动电机齿轮4-10、所述后腿驱动轮对4-12、所述后腿驱动轴4-13和所述后腿驱动固定壁4-08的总称；所述后腿驱动固定壁4-08和所述后腿连接壁4-20位于所述后腿方套4-01前端一侧，所述后腿驱动电机4-09安装固定于所述后腿驱动固定壁4-08之中，所述后腿驱动电机齿轮4-10安装在所述后腿驱动电机4-09的旋转轴上，所述后腿驱动中转齿轮4-11、所述后腿驱动轮对4-12和所述后腿驱动轴4-13固定在一起，即三者可以同轴转动，所述后腿驱动轴4-13通过轴承安装在所述后腿驱动固定壁4-08上，并能够自由旋转，所述后腿驱动电机4-09通过齿轮啮合能够带动所述后腿驱动电机齿轮4-10、所述后腿驱动轴4-13、所述后腿驱动中转齿轮4-11和所述后腿驱动轮对4-12同时转动，用于实现所述后腿驱动轮对4-12的自由转动；

所述后腿伸缩驱动4-05安装在所述后腿方套4-01前端，所述后腿伸缩驱动4-05是所述后腿伸缩电机4-16、所述后腿伸缩电机齿轮4-17、所述后腿伸缩转动轴4-18、所述后腿伸缩驱动固定壁4-19和所述后腿连接壁4-20的总称；所述后腿伸缩中转齿轮4-14同所述后腿伸缩转动轴4-18固定在一起，两者可以同轴转动，所述后腿伸缩平齿4-15位于所述后腿平齿条4-02一侧，能够与所述后腿伸缩中转齿轮4-14啮合，所述后腿伸缩电机4-16安装在所述电机固定槽2-05中，所述后腿伸缩电机齿轮4-17安装在所述后腿伸缩电机4-16的转动轴上，所述后腿伸缩转动轴4-18同所述后腿伸缩中转齿轮4-14固定在一起，两者可以同轴转动，所述后腿伸缩转动轴4-18安装在所述后腿伸缩驱动固定壁4-19上，所述后腿伸缩驱动固定壁4-19和所述后腿连接壁4-20位于所述后腿方套4-01上，所述后腿连接壁4-20能够与所述铁鞋后腿支座2-03通过螺丝安装固定；所述后腿伸缩电机4-16可以通过齿轮啮合带动所述后腿伸缩电机齿轮4-17、所述后腿伸缩转动轴4-18、所述后腿伸缩中转齿轮4-14转动，并带动所述后腿平齿条4-02前后运动。

本实施例中所述铁鞋防盗锁1-04包括防盗手5-01、防盗臂5-02、防盗臂支座5-03、防盗旋转轴5-04、加锁卡板5-05、普通支座5-06、防盗齿轮5-07、防盗电机齿轮5-08、防盗中转齿轮5-09、防盗电机5-10、加锁卡板连接臂5-11、加锁螺母管5-12、加锁丝杆5-13、加锁中转齿轮5-14、加锁旋转轴5-15、加锁电机齿轮5-16、加锁电机5-17、加锁卡板连接臂支座5-18、防盗加锁保护壳5-19、防盗臂隐藏壳5-20。

例如：如图5所示，所述铁鞋防盗锁1-04均为碳钢材料，所述防盗手5-01连接在所述防盗臂5-02末端，与所述防盗臂5-02成90度夹角，用于在所述铁鞋机器人处于防盗加锁状态时，抓住钢轨使所述铁鞋机器人不能离开钢轨；所述防盗臂5-02一端和所述防盗臂支座5-03均为半圆柱结构且其半径相同，两者都能够与所述加锁卡板5-05侧端耦合；所述加锁卡板5-05固定连接在所述加锁卡板连接臂5-11上，所述加锁卡板5-05能够与所述防盗臂支座5-03顶部的半圆柱和所述防盗臂5-02一端的半圆柱端耦合，并纵向前后移动；在所述铁鞋防盗锁1-04加锁时，所述加锁卡板5-05与所述防盗臂5-02的半圆柱端耦合，使所述防盗臂5-02不能横向旋转以完成加锁功能，在所述铁鞋防盗锁1-04解锁时，所述加锁卡板5-05与所述防盗臂支座5-03耦合，所述防盗臂5-02向上旋转完成解锁；

所述防盗臂5-02安装固定在所述防盗旋转轴5-04上，两者可以同轴转动，且旋转角度为180度；所述防盗臂支座5-03安装固定在所述铁鞋安全板2-02上，所述防盗旋转轴5-04安装在两个所述防盗臂支座5-03上，所述防盗旋转轴5-04与所述防盗臂5-02安装固定在一起，所述普通支座5-06安装固定在所述铁鞋安全板2-02上，所述防盗齿轮5-07分别安装在所述普通支座5-06和所述防盗臂支座5-03上，四个所述防盗齿轮5-07紧密啮合，所述防盗电机齿轮5-08安装在所述防盗电机5-10的旋转轴上，所述防盗中转齿轮5-09通过所述普通支座5-06上的旋转轴安装在所述普通支座5-06上，所述防盗中转齿轮5-09、所述防盗齿轮5-07同时安装固定在所述防盗齿轮5-07的所述旋转轴上，三者可以同轴转动，所述防盗电机5-10安装固定在所述电机固定槽2-05内，所述防盗电机5-10的旋转轴上安装固定有所述防盗电机齿轮5-08，所述防盗臂隐藏壳5-20用于所述铁鞋机器人解锁时隐藏所述防盗臂5-02；在所述防盗电机5-10通电后，所述防盗电机5-10通过齿轮啮合带动所述防盗电机齿轮5-08、所述防盗齿轮5-07、所述防盗臂5-02一起在所述所述普通支座5-06和所述防盗臂支座5-03上转动；

所述加锁卡板连接臂5-11安装在所述加锁卡板连接臂支座5-18上，所述加锁卡板连接臂5-11的一端与所述加锁螺母管5-12固定连接，所述加锁螺母管5-12一端与所述加锁卡板连接臂5-11固定连接，所述加锁螺母管5-12的另一端与所述加锁丝杆5-13通过螺丝螺母旋转套入的方式耦合，所述加锁丝杆5-13与所述加锁旋转轴5-15固定在一起，且两者可以同轴旋转，所述加锁丝杆5-13安装在所述普通支座5-06上，所述加锁中转齿轮5-14与所述加锁旋转轴5-15固定在一起，且两者可以同轴旋转，所述加锁旋转轴5-15与所述加锁丝杆5-13固定连接在一起，且两者可以同轴旋转，所述加锁旋转轴5-15安装在所述普通支座5-06上；所述加锁电机齿轮5-16安装在所述加锁电机5-17的旋转轴上，所述加锁电机5-17固定安装在所述铁鞋安全板2-02上，所述加锁卡板连接臂支座5-18的半圆柱端留置了满足所述加锁卡板连接臂5-11前后移动通过的方孔；在所述加锁电机5-17通电后，所述加锁电机5-17通过齿轮啮合带动所述加锁电机齿轮5-16、所述加锁中转齿轮5-14、所述加锁旋转轴5-15、所述加锁螺母管5-12一起转动，进而通过所述加锁螺母管5-12的旋转推动所述所述加锁卡板连接臂5-11前后移动，最终实现所述铁鞋防盗锁1-04的加锁和解锁功能；所述防盗加锁保护壳5-19固定安装在所述铁鞋安全板2-02上，用于保护所述铁鞋防盗锁1-04及与所述铁鞋控制模块1-07和所述电源供电模块7-01的隔离；

本实施例中所述铁鞋感官模块1-05包括雷达超声测距模块6-01、感官支座6-02以及红外探测感应模块6-03。

例如：如图6所示，所述雷达超声测距模块6-01安装在所述所述感官支座6-02上，与所述中心处理模块通过导线连接，用于获取所述铁鞋机器人与车辆轮对的位置关系，并将信息反馈给所述中心处理模块；所述感官支座6-02安装固定在所述控制模块保护壳8-01上，所述感官支座6-02安装有所述雷达超声测距模块6-01和所述铁鞋手柄2-06；所述红外探测感应模块6-03通过所述红外探测感应模块留置孔2-08安装在所述铁鞋后腿支座2-04上，用于获取所述铁鞋机器人在钢轨上的位置信息，并将信息反馈给所述中心处理模块。

本实施例中所述铁鞋供能充电模块1-06包括电源供电模块7-01和专用充电插孔模块7-02。

例如：如图6所示，所述电源供电模块7-01安装固定在所述防盗加锁保护壳5-19上，主要由外部保护壳、内部电池组和导线线路组成，用于为所述铁鞋机器人实现防盗防溜功能提供能源；所述专用充电插孔模块7-02安装固定在所述防盗加锁保护壳5-19的一侧，主要由弹簧接触桩、绝缘保护和永磁外壳组成，用于通过专用充电装置自动完成所述铁鞋机器人的充电过程。

本实施例中所述铁鞋控制模块1-07包括控制模块保护壳8-01、中心处理模块、遥控接收模块、防盗锁旋转控制模块、前后腿伸缩控制模块、前后腿运行控制模块、追踪定位模块。

例如：如图7所示，所述控制模块保护壳8-01安装固定在所述防盗加锁保护壳5-19上，用于对壳内的所述中心处理模块、所述遥控接收模块、所述防盗锁旋转控制模块、所述前后腿伸缩控制模块和所述前后腿运行控制模块进行保护，所述控制模块保护壳8-01顶部安装固定有所述感官支座6-02；所述中心处理模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于接收并处理所述遥控接收模块、所述雷达超声测距模块6-01和红外探测感应模块6-03获取的信息，并将处理结果反馈给所述防盗锁旋转控制模块、所述前后腿伸缩控制模块、所述前后腿运行控制模块和所述遥控接收模块，使其做出相应的动作；所述遥控接收模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于接收遥控器发射的信息，并将信息反馈给所述中心处理模块，在所述中心处理模块处理完信息后，再将信息负反馈给所述遥控接收模块；所述防盗锁旋转控制模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述铁鞋防盗锁1-04完成加锁和解锁；所述前后腿伸缩控制模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述前腿伸缩驱动3-05和所述后腿伸缩驱动4-05完成伸缩动作；所述前后腿运行控制模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于接收所述中心处理模块发射的信息，以控制所述前腿驱动3-04和所述后腿驱动3-04完成所述铁鞋机器人在钢轨上的前后运动；所述追踪定位模块位于所述控制模块保护壳8-01中，用于对所述铁鞋机器人进行无线定位，实现所述铁鞋机器人的二次防盗保护。

本发明实施例提供的铁鞋机器人防溜作业方案如下：当车列具备防溜条件时，所述铁鞋控制模块1-07通过所述遥控接收模块接收的信息，从钢轨外侧的道床下的铁鞋箱内通过铁鞋机器人配套系统辅助运动在钢轨上，所述铁鞋前腿1-02和所述铁鞋后腿1-03伸长并使铁鞋与钢轨面分离；所述前腿驱动轮对3-12与所述后腿驱动轮对4-12转动，所述铁鞋机器人开始运动，直至所述雷达超声测距模块6-01发现车列轮对，并在所述铁鞋机器人紧贴车列轮对时，停止运动；所述铁鞋前腿1-02和所述铁鞋后腿1-03缩回，所述铁鞋防盗锁1-04加锁在钢轨上，完成所述铁鞋机器人防盗作业；需要撤除防溜作业时，所述铁鞋防盗锁1-04解锁，所述铁鞋前腿1-02和所述铁鞋后腿1-03再次伸长，并向原始位置运动，当所述红外探测感应模块6-03发现铁鞋机器人配套系统，并在所述永磁定位模块与铁鞋机器人配套系统吸附在一块时，所述铁鞋前腿1-02和所述铁鞋后腿1-03停止运动，并通过铁鞋机器人配套系统回到从钢轨外侧的道床下的铁鞋箱内。

基于上述实例说明，本发明所提供的铁鞋机器人，能够自动完成铁路车列防溜防盗作业，代替传统人工实施防溜防盗作业，在解决的劳动存在的安全隐患问题，节约一个人的劳动力，解放工作人员的体力劳动，极大提高工作效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以保护权利要求的保护范围为准。