专利名称：拨车机伸缩大臂机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及调车或近距离拖运设备，尤其涉及车辆推进装置。属于牵引不摘钩专 用敞车列的拨车机的主要设备。
背景技术：
翻车机卸车系统是一种广泛用于钢厂、电厂、港口等处的高效的自动化作业系统， 用于翻卸铁路敞车。拨车机是其中的调车设备。通常情况下，拨车机采用俯仰大臂来实现 翻车机卸车系统的牵引敞车作业。90年代，为了提高效率，我国引进了国外的带回转车钩的 专用铁路敞车。这种敞车列在牵引时，必须将拨车机的大臂落到两节敞车间的车钩上方，从 而实现车列不摘钩牵引。为此，也从国外引进了带有伸缩大臂的拨车机，利用伸缩大臂来扣 钩牵车。相应地，铁道部也将其设计的新型敞车，按伸缩大臂进行了改进。目前的专用敞车 只能用伸缩大臂作业，而俯仰大臂在不打开的车列间动作时将同车辆附件干涉。但若将目 前的伸缩大臂用在出口产品上则会引发一定的侵权风险。现有伸缩大臂的伸出及扣钩结构 如图4所示。其中1'是伸缩大臂，2'是大臂前支撑轮，3'是大臂后支撑轮，4'、5'分别是 曲柄滑块机构的摆杆，6'是两摆杆件的铰接点，7'是驱动轴，8'是摆杆与大臂的铰点， 9'是凸轮，凸轮9'及摆杆4'固接在驱动轴7'上，10'是杠杆，其通过铰接点11'铰接 在固定座上，12'是压轮，其铰接在杠杆10'上，13'是随动轮，其铰接在杠杆10'上。件 1' "8'形成一个曲柄滑块机构，通过驱动轴7'的转动带动大臂Γ在支撑轮2'、3'上 水平移动。件9' -13'形成一个凸轮机构，通过驱动轴7'驱动凸轮9'，当凸轮机构转动 时，控制随动轮13'的轨迹，进而通过杠杆10'控制压轮12'的轨迹，由于压轮12'压在 大臂1'的后部，所以当大臂1'的重心偏向支撑轮2'的前端时，大臂1'将以支撑轮2' 为支点转动，由于压轮12'的轨迹控制，大臂Γ的轨迹是唯一的，从而实现了设备的扣钩 动作。现有技术由于具有凸轮机构，加工困难，安装复杂、成本高，因此研究开发一种能 替代现有技术的新方案势在必行。
发明内容
本发明的目的在于，运用拓扑优化原理提出一种拨车机伸缩大臂机构的新方案， 替代现有的技术方案，以规避其风险。本发明的技术解决方案是这样实现的—种拨车机伸缩大臂机构，包括机座、曲柄、连杆I和拨车臂，其特征在于曲柄与 驱动轴A点固接，且与连杆I铰接，连杆I与拨车臂铰接，拨车臂由前、后导向轮支撑，制动 滚轮与摆动臂铰接，摆动臂与机座铰接，连杆II则分别与摆动臂及曲柄上的AI段铰接，该 AI段与曲柄同步，当拨车臂重心位于前、后导向轮之间时，所述机座、曲柄、连杆I、拨车臂 及前、后导向轮构成了曲柄滑块机构，用以实现拨车臂的伸缩运动；所述的机座、曲柄、连杆I、拔车臂、前、后导向轮、摆动臂、连接杆II和制动滚轮则构成制动连杆机构，用以实现拨车臂的俯仰运动。与现有技术相比较，本发明的优点主要表现在1、由于采用连杆机构的巧妙组合和精确计算，实现预定运动轨迹，连杆机构采用 低副连接，结构简单，易于加工、安装并能保证精度要求。低副是面接触，故运动副易于润 滑、磨损小，能够适合拨车机的载荷要求。平面连杆机构构件间的相对运动为复杂的平面运 动，因而可以实现各种不同的运动要求，通过对四杆机构的尺度综合，使得运动末端拨车臂 下扣的速度为零，且使得加速度有效减小，既消除了运动末端拨车臂与车钩的冲击，又减小 了拨车机系统内部的冲击。2、由于下扣运动时，拨车臂重力为动力，所以针对相同型号的车厢车钩高度偏差， 拨车臂能实现浮动扣钩，使得每次扣钩都能保持车钩与大臂的紧密接触，提高了扣钩可靠 性。3、针对不同型号车厢的不同车钩高度，可通过调整压滚的位置设置不同的下扣高 度，有效的减小冲击和扣空的可能性，扩大了拨车机的适用范围。
图1是本发明的第一工作阶段机构示意图。图2是本发明的第二工作阶段机构示意图。图3是本发明的第三工作阶段机构示意图。图4是现有伸缩大臂的伸出及扣钩结构简图。图中1、机座，2、原动件，3、连杆，4、拨车臂，5、前导向滚轮，6、后导向轮，7、制动 滚轮，8、摆动臂9、连杆II 伸缩大臂，2'大臂前支撑轮，3'大臂后支撑轮，4'摆杆I、 5'摆杆11，6'两摆杆件的铰接点，7'驱动轴，8'摆杆与大臂的铰点，9'凸轮，10'杠杆， 11'铰点，12'压轮，13'随动轮。
具体实施例方式如图1-图3所示的拨车机伸缩大臂机构，所述伸缩大臂机构采用拨车臂伸出一 下扣一上抬一缩回的动作方案，由八杆机构实现。所述八杆机构由五杆机构和四杆机构并 联组合而成。拨车臂前后伸缩运动由四杆机构(曲柄滑块)实现，它包括机座、原动件 (曲柄)、连杆I、拨车臂和两个导向滚轮；俯仰运动由八杆机构实现，包括机座、原动件(曲 柄)、连杆I、拨车臂和前导向滚轮、摆动臂、连杆II及制动滚轮组成。按该机构工作原理分 为三个工作阶段⑴伸缩；(2)下扣；(3)上抬。第一工作阶段——伸缩运动，拨车臂重心处于两滚子之间，拨车臂与两个导向滚 接触形成滑块往复移动副，由原动件(曲柄)、连杆I、拨车臂(及导向滚轮)、机座组成的四 杆机构(曲柄滑块机构)，实现机构的水平伸出与缩回运动。此时制动滚轮与拨车臂没有接 触，所以制动四杆机构未起作用。第二工作阶段——下扣运动，拨车臂重心运动到前导向滚之外的区域，使得拨车 臂下扣，并与后导向滚脱离接触，从而形成五杆机构及制动四杆机构，五杆机构为机座、原 动件(曲柄)、连杆I、拨车臂和前导向滚轮，制动四杆机构为机座、原动件(曲柄)、连杆II、摆动臂(及制动滚轮)，由重力驱动五杆机构使拨车臂下扣，而制动四杆机构的制动滚轮滚 压接触拨车臂，从而形成制动，使拨车臂按预定运动规律下扣。第三工作阶段——上抬运动，当拨车机完成拨车动作后拨车臂需要上抬水平位 置，由五杆机构的曲柄驱动，并使制动四杆机构的制动滚轮滚压接触拨车臂，使拨车臂按预 定运动规律实现上抬运动。下面，结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，拨车臂4重心处于导向滚轮5以及6之间，拨车臂4与导向滚轮5及 6接触形成滑块往复移动副，由原动件曲柄2、连杆13、拨车臂4及导向滚轮5、6、机座组成 的四杆机构即曲柄滑块机构，实现机构的水平伸出与缩回运动。此时制动滚轮7与拨车臂4 没有接触，所以由机座1、原动件曲柄2、连杆119、摆动臂8组成的制动四杆机构未起作用。如图2所示，拨车臂4重心运动到前导向滚轮5左侧，使得拨车臂4下扣，并与后 导向滚轮6脱离接触，从而形成五杆机构及制动四杆机构，五杆机构为机座1、原动件曲柄 2、连杆13、拨车臂4和前导向滚轮5 ；制动四杆机构为机座1、原动件曲柄2、连杆119、摆动 臂8及制动滚轮7，由重力驱动五杆机构使拨车臂4下扣，而制动四杆机构的制动滚轮7压 住拨车臂，从而形成制动，使拨车臂4按预定运动规律下扣。当拨车臂4做下扣运动时，由 于拨车臂4重心在导向滚轮5左侧，机构原动力来自拨车臂4的重力，拨车臂4与车钩接触 后便停止运动，这样拨车臂4实现浮动，对于相同型号有一定高度偏差的敞车车钩都能实 现紧密的扣钩。针对不同型号的车厢，由于车钩高度不一，为了不致引起较大的冲击或者扣 空，可通过调整压滚轮7在摆动臂8上的位置将拨车臂4调整到一个理想的下扣位置。如图3所示，当拨车机完成拨车动作后拨车臂4需要上抬至水平位置，由五杆机构的曲柄2驱动，并使制动四杆机构的制动滚轮7压住拨车臂4，使拨车臂4按预定运动规律 实现上抬运动。
权利要求
一种拨车机伸缩大臂机构，包括机座(1)、曲柄(2)、连杆I(3)和拨车臂(4)，其特征在于曲柄(2)与驱动轴A点固接，且与连杆I(3)铰接，连杆I(3)与拨车臂(4)铰接，拨车臂(4)由前、后导向轮(5，6)支撑，制动滚轮(7)与摆动臂(8)铰接，摆动臂(8)与机座(1)铰接，连杆II则分别与摆动臂(8)及曲柄(2)上的A I段铰接，该A I段与曲柄(2)同步，当拨车臂(4)重心位于前、后导向轮(5，6)之间时，所述机座(1)、曲柄(2)、连杆I(3)、拨车臂(4)及前、后导向轮(5，6)构成了曲柄滑块机构，用以实现拨车臂(4)的伸缩运动；所述的机座(1)、曲柄(2)、连杆I(3)、拨车臂(4)、前、后导向轮(5，6)、摆动臂(8)、连杆II(9)和制动滚轮(7)则构成制动连杆机构，用以实现拨车臂(4)的俯仰运动。
全文摘要
本发明公开了一种拨车机伸缩大臂机构，包括机座、曲柄、连杆I和拨车臂，其特征在于曲柄与驱动轴A点固接，且与连杆I铰接，连杆I与拨车臂铰接，拨车臂由前、后导向轮支撑，制动滚轮与摆动臂铰接，摆动臂与机座铰接，连杆II分别与摆动臂和曲柄上的A I段铰接，该A I段则与曲柄同步；当拨车臂重心位于前、后导轮之间时，所述机座、曲柄上的连杆I和拨车臂及前、后导向轮构成了曲柄滑块机构，用以实现拨车臂的伸缩运动；所述的机座、曲柄、连杆I、拨车臂、前、后导向轮、摆臂、连杆II和制动滚轮则构成制动连杆机构，用以实现拨车臂的俯仰运动。
文档编号B61D9/14GK101823490SQ20101016108
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者汪伟, 汪全, 牟瑞平, 王德伦, 王金福, 马超 申请人:大连华锐股份有限公司