一种基于轨道交通作业的自行走铁轨打磨作业系统的制作方法

本发明涉及铁轨打磨技术领域，具体公开一种基于轨道交通作业的自行走铁轨打磨作业系统。

背景技术：

铁轨轨道，简称路轨、铁路、轨道等，用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走，轨道通常由两条平行的铁轨组成，铁轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴，以钢铁制成的铁轨，可以比其它物料承受更大的重量，路碴亦称道碴、碎石或道床，是为铁轨提供弹性及排水功能，铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上，甚至嵌在混凝土里面。

现代使用的铁轨切面成工字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨道，不同的路线对铁轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求，铁轨生产成型后其表面会有很多毛边毛刺，且长期放置后的铁轨受到腐蚀也有可能产生锈斑、以及由火车车轮碰撞后留下的凹坑等，中国铁路线用铁轨又十分的绵长，而目前在轨道交通维护上，一般有小型设备、大型设备两种。大型设备主要应用于长距离、快速的加工，设备造价高，维护费用贵等直接制约设备的普及率。大型设备一般由火车头带动，主要占用较长的窗口期。小型设备一般是针对于某一小段或者某一点的损伤进行修复，具有机动性好，针对性强，窗口期短等特点，适合2-3人，甚至单人进行操作。现有的小型设备一般由操作人员搬运至铁轨上，通过操作人员手动调节砂轮与轨道的接触面积，接触角度，转速等进行打磨作业。工作时间长，打磨质量受人为因素影响较大，极易出现过度打磨，造成不必要的后期修正。受到窗口时间的要求，需要操作人员尽快对现场进行修复，在这样的要求下，无形中增加了铁路部门对操作人员熟练程度的培训费用，另外，由于人工在高海拔地区以及环境、温度等较为复杂的地区进行铁轨打磨作业更为困难，如何实现在上述地区进行铁轨打磨维护成为铁轨打磨技术领域亟需克服的一个重要难题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于轨道交通作业的自行走铁轨打磨作业系统，用于远程控制打磨设备进行自行走以及自动对铁轨表面进行打磨处理，以克服上述现有技术的不足。

本发明提供的基于轨道交通作业的自行走铁轨打磨作业系统，包括：机架、安装在机架上的动力机构、升降机构和履带自行走机构，安装在升降机构上的铁轨打磨机构和轨道行走机构，所述动力机构用于为所述升降机构、所述铁轨打磨机构和所述轨道行走机构提供动力，所述履带自行走机构包括：安装在机架两侧的两组带动所述机架行走的履带和履带驱动电机，所述升降机构包括：安装在机架上的至少一组升降气缸或升降电缸、安装在所述升降气缸或升降电缸的活塞杆自由端上的升降板或升降架，所述轨道行走机构包括：两组轨道轮、轨道轮轮架和轨道轮驱动电机，所述轨道轮通过所述轨道轮轮架安装在所述升降板或所述升降架上，所述轨道轮驱动电机用于驱动所述轨道轮转动，所述轨道轮与所述履带相对于地面垂直，所述铁轨打磨机构用于对铁轨打磨，所述铁轨打磨机构至少为一组，所述铁轨打磨机构固连在所述升降板或所述升降架上。

作为优选，所述履带包括：主动轮、从动轮、柔性链带和安装板，所述主动轮和从动轮沿同一方向转动连接在所述安装板上，所述主动轮和从动轮套装在所述柔性链带内部，所述主动轮通过联轴器或者直接安装所述履带驱动电机的输出轴上，所述履带驱动电机安装在所述机架上或者安装板上。

作为优选，所述主动轮安装在位于所述柔性链带一端的位置，所述柔性链带的另一端设置有一个与所述主动轮尺寸一致的第一从动轮，所述主动轮与所述第一从动轮之间设置有至少两个直径小于主动轮直径的第二从动轮，至少两个所述第二从动轮在所述安装板上的安装轴孔低于所述主动轮的安装轴孔和第一从动轮的安装轴孔，所述主动轮的安装轴孔与所述第一从动轮的安装轴孔处在同一直线上，所述安装板通过焊接或者螺栓连接在所述机架侧部与架一体的连接板上。

作为优选，所述升降气缸或者所述升降电缸为两组，两组所述升降气缸或者所述升降电缸分别竖向固连在所述机架上或者动力机构的壳体两侧，所述升降板或所述升降架的顶面与所述活塞杆自由端固连，所述升降板或所述升降架的底面上设置所述铁轨打磨机构和所述轨道行走机构。

作为优选，每组所述轨道轮为两个，所述轨道轮位转动连接在所述轨道轮轮架上，所述轨道轮轮架通过焊接或者螺栓均布设置在所述升降板或所述升降架的底面上，一组所述轨道轮之间的宽度为铁道的宽度，每组所述轨道轮通过所述轨道轮驱动电机带动或者多组所述轨道轮共用一个轨道轮驱动电机带动，所述轨道轮行走的方向与所述履带行走的方向呈90°

作为优选，所述铁轨打磨机构包括：安装架、水平运动平台、竖直运动平台、打磨机构旋转机构，所述竖直运动平台安装在升降机构的升降板上，所述水平运动平台通过所述安装架安装在竖直运动平台上，所述打磨机构旋转机构通过转动架安装在所述水平运动平台上，所述打磨机构旋转机构用于带动打磨机构沿铁轨的打磨面进行转动，所述竖直运动平台用于带动所述水平运动平台竖向运动，所述水平运动平台用于带动所述打磨机构旋转机构沿水平方向运动。

作为优选，水平运动平台包括：水平运动平台型材外壳、第一电机、第一丝杠、第一联轴器、第一丝杠螺母、第一滑块，所述水平运动平台型材外壳固连在所述安装架上，所述第一电机安装在所述安装架或者水平运动平台型材外壳上，所述第一丝杠设置在水平运动平台型材外壳内部，所述第一丝杠的一端通过所述第一联轴器与所述第一电机的输出轴连接，所述第一丝杠螺母套装在所述第一丝杠上，所述第一丝杠螺母带动所述第一滑块在所述水平运动平台型材外壳上滑动，所述水平运动平台型材外壳与第一滑块的配合面设置有第一密封板，所述第一密封板与所述第一滑块之间的装配方式为迷宫密封，所述打磨机构旋转机构安装在所述第一滑块上的安装面上。

作为优选，所述竖直运动平台包括：竖直运动平台安装板、竖直运动平台型材外壳、第二电机、第二丝杠、第二联轴器、第二丝杠螺母、第二滑块，所述竖直运动平台型材外壳固连在所述升降板上，所述第二电机固连在所述竖直运动平台型材外壳上，所述第二丝杠设置在所述竖直运动平台型材外壳的内部，所述第二丝杠的一端通过所述第二联轴器与所述第二电机的输出轴连接，所述第二丝杠螺母套装在所述第二丝杠上，所述第二丝杠螺母带动所述第二滑块在所述竖直运动平台型材外壳上滑动，所述竖直运动平台型材外壳与第二滑块的配合面设置有第二密封板，所述第二密封板与所述第二滑块之间的装配方式也为迷宫密封。

作为优选，所述打磨机构旋转机构包括：旋转机构安装板、第三电机、打磨机构承载板、减速器，所述旋转机构安装板固连在水平运动平台的第二滑块上，所述打磨机构承载板沿所述铁轨的打磨面铰接在所述旋转机构安装板上，所述第三电机固连在旋转机构安装板上，所述第三电机的输出轴与减速器连接，用于带动所述打磨机构承载板在所述旋转机构安装板上转动，打磨机构安装在所述打磨机构承载板上。

本发明的优点及积极效果是：

1、本发明的履带自行走机构可克服各种崎岖路况：沙石、水泥、草地、平路、轨枕等，实现了铁轨打磨的自行走功能，解决了以往铁轨打磨机构在各种崎岖路段只能人工搬运过程中的困难。履带自行走机构的履带将铁轨打磨机构运送到铁路上，通过升降机构将打磨装置降落在铁轨上后。铁轨打磨机构可实现自动打磨铁轨，或者在打磨过程可通过增设远程终端控制系统，操作人员可远离打磨机器进行控制。通过编程，使用参数化设置不同路面打磨程度，对不同的损伤情况调用相应的程序进行设置。工人只需选定程序即可完成打磨操作。

2、本发明的履带自行走机构与铁轨打磨机构的行走方向呈90°，使得履带自行走机构行驶到铁轨到上后，升降机构带动轨道行走机构下降后，轨道行走机构可直接落至铁轨上，从而带动铁轨打磨作业系统在铁轨上自行走，而无需工人推动铁轨打磨作业系统。

3、本发明的履带自行走机构中的履带采用两大轮与多组小轮组合的方式，使履带的轨道轮之间更加紧密，在沙石、轨枕上行走更加平稳。

4、本发明通过两条电控的直线运动平台，用于解决砂轮沿x轴和y轴的运动，以代替现有的人工调整砂轮的位置调整，在通过伺服电机的控制，使电机可以控制在指定位置。同时使用大扭力伺服电机、转动电机，实现对铁轨不同角度的打磨。另外，本发明的整台设备由一台高功率的汽油发电机供电。扩展能力强，可附加吸尘器、照明设备、检测仪器等。

5、本发明的水平运动平台和竖直运动平台采用一体式的密封结构，既可以确保运动精确性的同时，还解决了以往运动平台结构上的打磨机构在打磨铁轨时产生的铁屑进入运动平台内部，从而影响运动平台的运动精确性的情况。

6、本发明的打磨机构旋转机构可以确保打磨机构在打磨过程中的转动更加平稳、流畅，而且精确性更高，另外，本发明的水平运动平台、竖直运动平台、打磨机构旋转机构的设计都具有结构简单，质量较轻，履带自行走机构带动更加容易。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的整体结构示意图。

图2为根据本发明实施例的整体结构分解图。

图3为根据本发明实施例的履带自行走机构示意图。

图4为根据本发明实施例的履带自行走机构透视图。

图5为根据本发明实施例的铁轨打磨机构示意图。

图6为根据本发明实施例的铁轨打磨机构分解图。

图7为根据本发明实施例的水平运动平台示意图。

图8为根据本发明实施例的水平运动平台主视图。

图9为根据本发明实施例的水平运动平台侧视图。

图10为根据本发明实施例的竖直运动平台示意图。

图11为根据本发明实施例的竖直运动平台主视图。

图12为根据本发明实施例的竖直运动平台侧视图。

其中的附图标记包括：机架1、连接板1-1、动力机构2、升降机构3、升降电缸3-1、升降板3-2、履带自行走机构4、履带4-1、履带驱动电机4-2、主动轮4-3、从动轮4-4、柔性链带4-5、安装板4-6、第一从动轮4-7、第二从动轮4-8、铁轨打磨机构5、安装架5-1、水平运动平台5-2、竖直运动平台5-3、打磨机构旋转机构5-4、水平运动平台型材外壳5-2-1、第一电机5-2-2、第一丝杠5-2-3、第一联轴器5-2-4、第一丝杠螺母5-2-5、第一滑块5-2-6、第一密封板5-2-7、竖直运动平台安装板5-3-1、竖直运动平台型材外壳5-3-2、第二电机5-3-3、第二丝杠5-3-4、第二联轴器5-3-5、第二丝杠螺母5-3-6、第二滑块5-3-7、5-3-8、旋转机构安装板5-4-1、第三电机5-4-2、打磨机构承载板5-4-3、减速器5-4-4、轨道行走机构6、轨道轮6-1、轨道轮轮架6-2、轨道轮驱动电机6-3。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

图1-10示出了根据本发明实施例的整体结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的轨道交通作业的自行走铁轨打磨作业系统，包括：机架1、安装在机架1上的动力机构2、升降机构3和履带自行走机构4，安装在升降机构3上的铁轨打磨机构5和轨道行走机构6；所述动力机构2为发电机，发电机用于为所述升降机构3、所述铁轨打磨机构5和所述轨道行走机构6提供动力。

如图1、图2、图3所示，本发明的履带自行走机构4包括：安装在机架左、右两侧的两组带动所述机架1行走的履带4-1和履带驱动电机4-2，所述履带4-1包括：主动轮4-3、从动轮4-4、柔性链带4-5和安装板4-6，所述主动轮4-3和从动轮4-4沿同一方向转动连接在所述安装板4-6上，所述主动轮4-3和从动轮4-4套装在所述柔性链带4-5内部，所述主动轮4-3安装在位于所述柔性链带4-5一端的位置，所述柔性链带4-5的另一端设置有一个与所述主动轮4-3尺寸一致的第一从动轮4-7，所述主动轮4-3与所述第一从动轮4-7之间设置有两个直径小于主动轮4-3直径的第二从动轮4-8，两个所述第二从动轮4-8在所述安装板4-6上的安装轴孔低于所述主动轮4-3的安装轴孔和第一从动轮4-7的安装轴孔，所述主动轮4-3的安装轴孔与所述第一从动轮4-7的安装轴孔处在同一直线上，所述安装板4-6通过螺栓连接在所述机架1侧部与架一体的连接板1-1上，所述履带驱动电机4-2安装在所述机架1上，所述主动轮4-3通过联轴器安装所述履带驱动电机4-2的输出轴上。

如图1、图2所示，本发明的升降机构3包括：安装在机架1上的两组升降电缸3-1、安装在所述升降电缸3-1的活塞杆的自由端上的升降板3-2，两组升降电缸3-1分别竖向固连在动力机构2的壳体两侧；所述升降板3-2的顶面与所述升降电缸3-1的活塞杆自由端固连，升降电缸3-1带动所述升降板3-2上下运动，升降板3-2的底面上设置两个所述铁轨打磨机构5和所述轨道行走机构6。

如图1、图2所示，本发明的轨道行走机构6包括：两组轨道轮6-1、两组轨道轮轮架6-2和两个轨道轮驱动电机6-3，每组轨道轮轮架6-2为两个，两组共四个所述轨道轮轮架6-2通过螺栓均布设置在所述升降板3-2的底面上，每组轨道轮6-1为两个，一组所述轨道轮6-1之间的宽度为铁道的宽度，两个轨道轮6-1之间通过轮轴进行连接，两个轨道轮6-1同步转动，所述轨道轮6-1通过所述轨道轮轮架6-2安装在所述升降板3-2上，所述轨道轮驱动电机6-3安装在升降板3-2上，每一个轨道轮驱动电机6-3都通过联轴器与一组轨道轮6-1中的一个轨道轮6-1连接，所述轨道轮6-1与所述履带4-1相对于地面垂直，所述轨道轮6-1行走的方向与所述履带4-1行走的方向呈90°。

如图1-10所示，本发明的铁轨打磨机构5用于对铁轨打磨，所述铁轨打磨机构6为两组，两组所述铁轨打磨机构5反向对称固连在所述升降板3-2上，所述铁轨打磨机构5包括：安装架5-1、水平运动平台5-2、竖直运动平台5-3、打磨机构旋转机构5-4，所述竖直运动平台5-3安装在升降机构3的升降板3-2上，所述水平运动平台5-2通过所述安装架5-1安装在竖直运动平台5-3上，所述打磨机构旋转机构5-4通过转动架安装在所述水平运动平台5-2上，所述打磨机构旋转机构5-4用于带动打磨机构沿铁轨的打磨面进行转动，所述竖直运动平台5-3用于带动所述水平运动平台5-2竖向运动，所述水平运动平台5-2用于带动所述打磨机构旋转机构5-4沿水平方向运动。

如图1、图2、图5、图6、图7所示，本发明的水平运动平台5-2包括：水平运动平台型材外壳5-2-1、第一电机5-2-2、第一丝杠5-2-3、第一联轴器5-2-4、第一丝杠螺母5-2-5、第一滑块5-2-6，所述水平运动平台型材外壳5-2-1固连在所述安装架5-1上，所述第一电机5-2-2安装在所述安装架5-1或者水平运动平台型材外壳5-2-1上，所述第一丝杠5-2-3设置在水平运动平台型材外壳5-2-1内部，所述第一丝杠5-2-3的一端通过所述第一联轴器5-2-4与所述第一电机5-2-2的输出轴连接，所述第一丝杠螺母5-2-5套装在所述第一丝杠5-2-3上，所述第一丝杠螺母5-2-5带动所述第一滑块5-2-6在所述水平运动平台型材外壳5-2-1上滑动，所述水平运动平台型材外壳5-2-1与第一滑块5-2-6的配合面设置有第一密封板5-2-7，所述第一密封板5-2-7与所述第一滑块5-2-6之间的装配方式为迷宫密封，所述打磨机构旋转机构5-4安装在所述第一滑块5-2-6上的安装面上，其中所述迷宫密封是指转动零件和固定零件之间有许多曲折的小室使泄漏减小的密封。是理想的迷宫流道模型。是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

如图1、图2、图8、图9、图10所示，本发明的竖直运动平台5-3包括：竖直运动平台安装板5-3-1、竖直运动平台型材外壳5-3-2、第二电机5-3-3、第二丝杠5-3-4、第二联轴器5-3-5、第二丝杠螺母5-3-6、第二滑块5-3-7，所述竖直运动平台型材外壳5-3-2固连在所述升降板3-2上，所述第二电机5-3-3固连在所述竖直运动平台型材外壳5-3-2上，所述第二丝杠5-3-4设置在所述竖直运动平台型材外壳5-3-2的内部，所述第二丝杠5-3-4的一端通过所述第二联轴器5-3-5与所述第二电机5-3-3的输出轴连接，所述第二丝杠螺母5-3-6套装在所述第二丝杠5-3-4上，所述第二丝杠螺母5-3-6带动所述第二滑块5-3-7在所述竖直运动平台型材外壳5-3-2上滑动，所述竖直运动平台型材外壳5-3-2与第二滑块5-3-7的配合面设置有第二密封板5-3-8，所述第二密封板5-3-8与所述第二滑块5-3-7之间的装配方式也为迷宫密封。

如图1、图2所示，本发明的打磨机构旋转机构5-4包括：旋转机构安装板5-4-1、第三电机5-4-2、打磨机构承载板5-4-3、减速器5-4-4，所述旋转机构安装板5-4-1固连在水平运动平台5-2的第二滑块5-3-7上，所述打磨机构承载板5-4-3沿所述铁轨的打磨面铰接在所述旋转机构安装板5-4-1上，所述第三电机5-4-2固连在旋转机构安装板5-4-1上，所述第三电机5-4-2的输出轴与减速器5-4-4连接，用于带动所述打磨机构承载板5-4-3在所述旋转机构安装板5-4-1上转动，打磨机构安装在所述打磨机构承载板5-4-3上，打磨机构承载板5-4-3的形状为u形结构，打磨机构承载板5-4-3的开口端朝向旋转机构安装板5-4-1的相反方向，以减少打磨机构打磨铁轨时产生的铁屑溅向第三电机5-4-2、减速器5-4-4等设备。

以上，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，可轻易想到变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。