铁道车辆液压锚定机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械制造技术领域，涉及一种机械手，尤其是涉及一种铁道车辆液压销定机械手。
【背景技术】
[0002]铁道车辆在港口、厂矿等进行装卸车时，有很多场合需要将其予以固定，尤其是煤炭专用车辆。在翻车机卸煤作业线上，采用的固定方式较多，有夹轮器、压车梁、靠车板、阻车器等。但是，对于在煤码头、电厂、各矿山上应用较多的螺旋卸车机，尚无成熟的车辆固定设备。在卸车机尤其是多个卸车机同时作业时，螺旋叶片侧壁刮碰车厢使车辆产生移动，车辆移动后，需退回原来预定卸车位置，增加了辅助时间，影响作业安全和生产效率。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种铁道车辆液压锚定机械手，采用液压驱动，由升降臂、伸缩臂和末端手爪组成。升降臂采用双杆结构的四连杆机构，并对伸缩缸、支撑杆等关键部件进行强度校核。液压系统采用节能设计，并利用液压锁实现机械手的位置锁定。采用程序互锁和行程时间联合冗余控制，以保障系统的可靠性。现场使用表明，机械手在1.5m水平距离内可实现车辆空间位置自动寻找、自动摘挂车钩、定位和位置锁定，达到设计目标，可实现安全尚效生广。
[0004]本发明所采用的技术方案是。
[0005]本发明的液压锚定机械手主要由升降臂、伸缩臂及末端手爪组成。上平台由液压升降缸驱动做平行升降运动，伸缩臂(锚臂)由液压伸缩缸驱动做水平直线运动，末端手爪的挂钩装置(詹天佑挂钩)由液压提链缸实现锚钩与车辆的挂钩与脱钩操作。
[0006]所述升降臂是利用升降缸驱动的双杆结构的四连杆(平行四边形)机构实现上平台的水平升降。即采用2个侧支撑杆和I个中间支撑杆，双杆结构能提高结构的稳定性和杆件的强度。铁道车辆锚定机械手在工作时升到轨面上840 mm，不工作时由此高度降到轨面以下，使得轨道上车辆正常行驶无障碍，符合铁路安全标准规定。
[0007]所述伸缩臂由伸缩缸、导轨及辅助机构等组成。在车辆完成定位、升降臂起升到位后，由伸缩臂将末端手爪挂钩装置伸出对准车辆钩头完成挂钩作业。
[0008]所述末端手爪内设有由提链缸组成的自动摘钩器和钩舌自动回位弹簧。可以避免危险的正钩动作。另外为了减缓卸车机的冲击载荷，在车钩的连接部位设有缓冲装置。经过多次改进与更新设计，将提链缸放至末端手爪下面，这样可降低设备最高点的高度，有利于设备安全。另外，设备在不工作时，加上一防护装置(本项目是通过在设备平台上搭接一平板实现的)，以保证行人安全。机械手锚定后，在水平方向交变载荷不大于450 kN时，车辆不会发生移动。即在锚定10节满载(比如煤炭)车辆(总重量800-1000t)，承受5台自动卸煤机同时卸煤作业时的推、拉力和击力时，车辆不会发生移动。可拖动10节满载煤炭的车辆，在轨道上1.5m范围内找准位置并定位、锁紧。所有运动副均采用自润滑轴承，并采用工程塑料圆筒防护套筒密封锚臂伸缩圆柱导轨方案，解决了运动副防粉尘污染问题。
[0009]所述机械手采用节能设计方法，由液压系统驱动，取代采用关节处的电机驱动。这一特点主要考虑了工作时所需动力大、停止时需要保持一个不变的位姿。
[0010]本发明的有益效果是:采用液压缸驱动大刚度四连杆机构的机械结构方案，解决了锚定机械手在狭小的空间内起落高度大，但必须具有足够的承载刚度；机械手与车辆自动连接和脱离，避免了传统的铁路工人现场手动挂钩和摘钩的危险性；所有运动副均采用自润滑轴承，抗粉尘污染，适用于粉尘等污染严重的场合。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明的液压锚定机械手结构图。图2是图1的侧视图。
[0013]其中:1-基座；2_升降臂中间支撑杆；3_升降臂侧支撑杆；4_上支撑座；5-伸缩臂；6-伸缩缸；7_导轨轴承座；8_液压缸铰座；9_提链缸；10_挂钩装置；11_铁道车辆；12-升降缸。
[0014]图3是本发明的锚定机械手液压系统原理图。
[0015]其中:1_油箱；2_栗；3_电动机；4_空气滤清器；5_温度计；6_液位计；7_冷却器；8_滤油器；9_电磁溢流阀；10_压力继电器；11_电液换向阀；12_电磁换向阀；13_溢流阀；14-液压锁；15-调速阀。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]如图1-2所示，液压锚定机械手主要由升降臂、伸缩臂5及末端手爪组成。上平台由液压升降缸驱动做平行升降运动，伸缩臂6 (锚臂)由液压伸缩缸6驱动做水平直线运动，末端手爪的挂钩装置10 (詹天佑挂钩)由液压提链缸实现锚钩与车辆的挂钩与脱钩操作。
[0018]如图1-2所示，升降臂是利用升降缸驱动的双杆结构的四连杆(平行四边形)机构实现上平台的水平升降。即采用2个侧支撑杆和I个中间支撑杆，双杆结构能提高结构的稳定性和杆件的强度。铁道车辆锚定机械手在工作时升到轨面上840 mm，不工作时由此高度降到轨面以下，使得轨道上车辆正常行驶无障碍，符合铁路安全标准规定。
[0019]如图1-2所示，伸缩臂5由伸缩缸、导轨及辅助机构等组成。在车辆完成定位、升降臂5起升到位后，由伸缩臂5将末端手爪挂钩装置10伸出对准车辆钩头完成挂钩作业。
[0020]如图1-2所示，末端手爪内设有由提链缸9组成的自动摘钩器和钩舌自动回位弹簧。可以避免危险的正钩动作。另外为了减缓卸车机的冲击载荷，在车钩的连接部位设有缓冲装置。经过多次改进与更新设计，将提链缸放至末端手爪下面，这样可降低设备最高点的高度，有利于设备安全。另外，设备在不工作时，加上一防护装置(本项目是通过在设备平台上搭接一平板实现的)，以保证行人安全。机械手锚定后，在水平方向交变载荷不大于450kN时，车辆不会发生移动。即在锚定10节满载(比如煤炭)车辆(总重量800-1000t)，承受5台自动卸煤机同时卸煤作业时的推、拉力和击力时，车辆不会发生移动。可拖动10节满载煤炭的车辆，在轨道上1.5m范围内找准位置并定位、锁紧。所有运动副均采用自润滑轴承，并采用工程塑料圆筒防护套筒密封锚臂伸缩圆柱导轨方案，解决了运动副防粉尘污染问题。
[0021]如图3所示，机械手采用节能设计方法，由液压系统驱动，取代采用关节处的电机驱动。这一特点主要考虑了工作时所需动力大、停止时需要保持一个不变的位姿。系统的工作压力为6MPa，流量为100 L/min。系统工作时，利用系统压力驱动由液压换向阀控制三个液压缸实现升降臂、伸缩臂、末端手爪等的动作，当手爪与车辆挂合后，液压换向阀均处于中位，利用液压锁实现机构的锁定，此时7DT失电，系统卸荷，以节省能源并避免系统发热。液压缸至控制阀之间的压力由负荷决定，设计最大压力为25 MPa。升降缸升降速度、伸缩缸伸缩速度及提链缸提链速度均由调速阀调节。
【主权项】
1.铁道车辆液压锚定机械手，其特征是:液压锚定机械手主要由升降臂、伸缩臂及末端手爪组成；上平台由液压升降缸驱动做平行升降运动，伸缩臂6 (锚臂)由液压伸缩缸驱动做水平直线运动，末端手爪的挂钩装置(詹天佑挂钩)由液压提链缸实现锚钩与车辆的挂钩与脱钩操作。2.根据权利要求1所述的铁道车辆液压锚定机械手，其特征是:所述的升降臂是利用升降缸驱动的双杆结构的四连杆(平行四边形)机构实现上平台的水平升降；即采用2个侧支撑杆和I个中间支撑杆，双杆结构能提高结构的稳定性和杆件的强度；铁道车辆锚定机械手在工作时升到轨面上840 mm。3.根据权利要求1所述的铁道车辆液压锚定机械手，其特征是:所述伸缩臂由伸缩缸、导轨及辅助机构等组成；在车辆完成定位、升降臂起升到位后，由伸缩臂将末端手爪挂钩装置伸出对准车辆钩头完成挂钩作业。4.根据权利要求1所述的铁道车辆液压锚定机械手，其特征是:所述末端手爪内设有由提链缸组成的自动摘钩器和钩舌自动回位弹簧，在车钩的连接部位设有缓冲装置。5.根据权利要求1所述的铁道车辆液压锚定机械手，其特征是:所述机械手采用节能设计方法，由液压系统驱动，取代采用关节处的电机驱动；升降缸升降速度、伸缩缸伸缩速度及提链缸提链速度均由调速阀调节；系统工作时，利用系统压力驱动由液压换向阀控制三个液压缸实现升降臂、伸缩臂、末端手爪等的动作，当手爪与车辆挂合后，液压换向阀均处于中位，利用液压锁实现机构的锁定，此时7DT失电，系统卸荷，以节省能源并避免系统发热；液压缸至控制阀之间的压力由负荷决定，设计最大压力为25 MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种铁道车辆液压锚定机械手，主要由升降臂、伸缩臂5及末端手爪组成。采用液压驱动，由升降臂、伸缩臂和末端手爪组成。升降臂采用双杆结构的四连杆机构，并对伸缩缸、支撑杆等关键部件进行强度校核。液压系统采用节能设计，并利用液压锁实现机械手的位置锁定。采用程序互锁和行程时间联合冗余控制，以保障系统的可靠性。现场使用表明，机械手在1.5m水平距离内可实现车辆空间位置自动寻找、自动摘挂车钩、定位和位置锁定，达到设计目标，可实现安全高效生产。
【IPC分类】B61K13/00, B25J11/00
【公开号】CN105619415
【申请号】CN201410703621
【发明人】申久祝
【申请人】申久祝
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月30日