火车自动摘钩装置的制作方法

本发明涉及铁路交通辅助设备领域，尤其涉及一种火车自动摘钩装置。

背景技术：

火车车厢翻车卸料、转运或重编组前需要先将车厢分离，此项工作目前需要靠人工操作火车提钩，来分离火车车厢；目前火车翻车系统均为全自动翻车系统，人工需要在线对火车提钩进行操作，存在较大的安全隐患；同时有人工参与的摘钩工作，很难能与翻车系统衔接，不仅降低了火车卸料系统运行的稳定性，同时卸料效率大大的降低；

现有的摘钩技术：1、现有的摘钩设备体积较大，不能在相邻车厢的狭窄空间内进行摘钩；2、现有的摘钩设备对提钩杆的开合力度及开合角度不足，常常无法分离车厢；3、现有的摘钩设备是需要火车停止到固定位置后，再进行摘钩操作，无法与现行的卸料系统相匹配；4、因火车提钩杆在长期的人为操作下，提钩杆发生局部的弯曲变形，现有的摘钩无法对提钩杆进行抓取，无法完成摘钩；5、车厢在停止过程中，存在车钩拉伸或压缩卡死的现象，现有的摘钩设备对提钩杆进行摘钩操作，即使提钩杆被旋转变形也无法完成分离车厢的操作。

技术实现要素：

本发明主要解决上述技术问题，提出一种火车自动摘钩装置，以实现火车提钩杆的自动摘钩，自动化程度高，降低工人的工作强度，提高工作效率。

本发明提供了一种火车自动摘钩装置，包括：大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构、旋转升降机构和大臂俯仰机构；

所述大倾角夹紧机构包括：左夹钳(1)、右夹钳(2)、固定销轴(3)、夹钳连接座(4)、夹钳油缸(5)、夹钳框架(10)、夹钳推出油缸(8)、推出油缸座(23)；

所述夹钳推出油缸(8)的缸体设置在推出油缸座(23)上，所述夹钳推出油缸(8)的活塞杆与夹钳框架(10)固定连接；所述夹钳框架(10)上设置固定销轴(3)；

所述夹钳油缸(5)的缸体设置在夹钳框架(10)上，所述夹钳油缸(5)的活塞杆与夹钳连接座(4)固定连接；所述夹钳连接座(4)上分别铰接左夹钳(1)和右夹钳(2)；所述左夹钳(1)和右夹钳(2)铰接在固定销轴(3)上并从夹钳框架(10)中伸出；

所述大倾角夹紧机构与摘钩旋转机构连接，所述摘钩旋转机构的两端分别连接旋转升降机构，所述旋转升降机构安装在大臂俯仰机构上。

优选的，所述摘钩旋转机构，包括：旋转中心轴(12)、拉伸平衡弹簧(13)、配重平衡框架(14)、旋转固定座(15)；

所述旋转中心轴(12)上设置配重平衡框架(14)，所述配重平衡框架(14)与推出油缸座(23)固定连接；

所述配重平衡框架(14)和推出油缸座(23)之间设置两个拉伸平衡弹簧(13)，两个拉伸平衡弹簧(13)分别设置在推出油缸座(23)的两端；

所述旋转中心轴(12)外部设置旋转固定座(15)。

优选的，所述旋转升降机构，包括：平衡举升油缸(16)、举升旋转轴(18)和举升油缸连接座(24)；

所述平衡举升油缸(16)的缸体通过举升旋转轴(18)和举升油缸连接座(24)安装在大臂俯仰机构上；

所述平衡举升油缸(16)的活塞杆与摘钩旋转机构连接。

优选的，所述平衡举升油缸(16)上设置防倾覆弹簧(17)。

优选的，所述大倾角夹紧机构上设置倾角调整机构；

所述倾角调整机构，包括：扭转中心轴(9)、扭转伸缩弹簧和旋转框架(11)；

所述旋转框架(11)固定在夹钳框架(10)上，所述旋转框架(11)上设置扭转中心轴(9)，所述扭转中心轴(9)上设置扭转伸缩弹簧。

优选的，所述大臂俯仰机构包含：钢构旋转主臂(19)、俯仰油缸(20)、平台支架(21)、开钩检测传感器(22)；

所述平台支架(21)用于与卸料系统的牵车机(25)连接，所述平台支架(21)上固定俯仰油缸(20)，所述平台支架(21)上铰接钢构旋转主臂(19)；

所述俯仰油缸(20)的活塞杆与钢构旋转主臂(19)固定连接；

所述钢构旋转主臂(19)的前端设置旋转升降机构；

所述开钩检测传感器(22)设置在钢构旋转主臂(19)的前端。

优选的，在夹钳框架(10)上设置接近传感器(6)。

优选的，在推出油缸座(23)和旋转框架(11)上连接有夹钳推出导向杆(7)。

本发明提供的一种火车自动摘钩装置，通过大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构、旋转升降机构和大臂俯仰机构，实现提钩杆的夹紧、自动摘钩，能够满足复杂的工况，自动化程度高，降低工人的工作强度，提高工作效率，并提高火车卸料系统运行的稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的火车自动摘钩装置的结构示意图；

图2是图1中a-a向剖视图；

图3是本发明提供的大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图一；

图4是本发明提供的大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图二；

图5是本发明提供的大倾角夹紧机构的结构示意图；

图6是本发明提供的摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图。

附图标记：1、左夹钳；2、右夹钳；3、固定销轴；4、夹钳连接座；5、夹钳油缸；6、接近传感器；7、夹钳推出导向杆；8、夹钳推出油缸；9、扭转中心轴；10、夹钳框架；11、旋转框架；12、旋转中心轴；13、拉伸平衡弹簧；14、配重平衡框架；15、旋转固定座；16、平衡举升油缸；17、防倾覆弹簧；18、举升旋转轴；19、钢构旋转主臂；20、俯仰油缸；21、平台支架；22、开钩检测传感器；23、推出油缸座；24、举升油缸连接座；25、牵车机。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1是本发明提供的火车自动摘钩装置的结构示意图；图2是图1中a-a向剖视图。如图1-2所示，本发明实施例提供的火车自动摘钩装置，包括：大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构、旋转升降机构和大臂俯仰机构。

图3是本发明提供的大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图一(立体)；图4是本发明提供的大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图二(主视)；图5是本发明提供的大倾角夹紧机构的结构示意图。如图3-5所示，所述大倾角夹紧机构包括：左夹钳1、右夹钳2、固定销轴3、夹钳连接座4、夹钳油缸5、夹钳框架10、夹钳推出油缸8、推出油缸座23；所述夹钳推出油缸8的缸体设置在推出油缸座23上，所述夹钳推出油缸8的活塞杆与夹钳框架10固定连接；所述夹钳框架10上设置固定销轴3；所述夹钳油缸5的缸体设置在夹钳框架10上，所述夹钳油缸5的活塞杆与夹钳连接座4固定连接；夹钳框架10由固定销轴3两侧的侧板和连接两侧侧板的底板组成，夹钳油缸5的缸体固定在夹钳框架10的底板上。所述夹钳连接座4上分别铰接左夹钳1和右夹钳2；所述左夹钳1和右夹钳2铰接在固定销轴3上并从夹钳框架10中伸出。夹钳推出油缸8的活塞杆伸出、缩回，能够带动大倾角夹紧机构伸出、缩回。在推出油缸座23和旋转框架11上连接有夹钳推出导向杆7，夹钳推出导向杆7在夹钳推出油缸8做推出动作时，进行导向。夹钳油缸5的活塞杆伸出、缩回带动夹钳连接座4伸出，夹钳连接座4带动左夹钳1和右夹钳2，并在固定销轴3的轴向限制下张开、夹紧。另外，在夹钳框架10上设置接近传感器6，接近传感器6能够检测火车提钩杆，检测到位后停止并锁紧夹钳推出油缸8动作。

所述大倾角夹紧机构与摘钩旋转机构连接，所述摘钩旋转机构的两端分别连接旋转升降机构，所述旋转升降机构安装在大臂俯仰机构上。

图6是本发明提供的摘钩旋转机构和旋转升降机构的结构示意图。如图6所示，所述摘钩旋转机构，包括：旋转中心轴12、拉伸平衡弹簧13、配重平衡框架14、旋转固定座15；所述旋转中心轴12上设置配重平衡框架14，所述配重平衡框架14与推出油缸座23固定连接；所述配重平衡框架14和推出油缸座23之间设置两个拉伸平衡弹簧13，两个拉伸平衡弹簧13分别设置在推出油缸座23的两端；所述旋转中心轴12外部设置旋转固定座15。旋转中心轴12旋转，能够通过配重平衡框架14带动推出油缸座23绕旋转中心轴12旋转，进而带动大倾角夹紧机构整体旋转。

所述旋转升降机构，包括：平衡举升油缸16、举升旋转轴18和举升油缸连接座24；所述平衡举升油缸16的缸体通过举升旋转轴18和举升油缸连接座24安装在大臂俯仰机构上，具体的，平衡举升油缸16的缸体上设置举升旋转轴18，举升旋转轴18通过举升油缸连接座24安装在大臂俯仰机构的钢构旋转主臂19上；举升旋转轴18能够使平衡举升油缸16绕其旋转。所述平衡举升油缸16的活塞杆与摘钩旋转机构连接，具体与摘钩旋转机构的旋转固定座15连接。另外，所述平衡举升油缸16上设置防倾覆弹簧17，防倾覆弹簧17的一端连接在平衡举升油缸16上，另一端连接在钢构旋转主臂19上。

所述大倾角夹紧机构上设置倾角调整机构；所述倾角调整机构，包括：扭转中心轴9、扭转伸缩弹簧和旋转框架11；所述旋转框架11固定在夹钳框架10上，所述旋转框架11上设置扭转中心轴9，所述扭转中心轴9上设置扭转伸缩弹簧。倾角调整机构在夹钳夹紧火车提钩杆的过程中，扭转中心轴9和旋转框架11通过旋转适应火车提钩杆的变形角度。

所述大臂俯仰机构包含：钢构旋转主臂19、俯仰油缸20、平台支架21、开钩检测传感器22；所述平台支架21用于与卸料系统的牵车机25连接，所述平台支架21上固定俯仰油缸20，所述平台支架21上铰接钢构旋转主臂19；所述俯仰油缸20的活塞杆与钢构旋转主臂19固定连接；所述钢构旋转主臂19的前端设置旋转升降机构。开钩检测传感器22设置在钢构旋转主臂19的前端。俯仰油缸20的活塞杆伸出，能够带动钢构旋转主臂19从垂直状态旋转到水平状态。

本实施例中接近传感器6、开钩检测传感器22等电气元件由卸料系统的plc统一控制。夹钳油缸5、夹钳推出油缸8、平衡举升油缸16、俯仰油缸20分别与油源连通，由油源进行供油。

本发明提供的火车自动摘钩装置的工作原理：将平台支架21固定在卸料系统中的牵车机25上，平台支架21上固定俯仰油缸20和钢构旋转主臂19，大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构和旋转升降机构固定在钢构旋转主臂19前段；卸料系统中，牵车机25与火车车钩对接完毕。火车自动摘钩装置开始工作，俯仰油缸20做推出动作，使钢构旋转主臂19从垂直状态旋转到水平状态(如图2)；夹钳油缸5推出，带动夹钳连接座4，在固定销轴3和夹钳框架10的轴向限制条件下，使得左夹钳1和右夹钳2呈最大开启状态；夹钳推出油缸8做推出动作，使大倾角夹紧机构和摘钩旋转机构沿夹钳推出导向杆7的导向方向整体移动；接近传感器6检测火车提钩杆，检测到位后停止并锁紧夹钳推出油缸8动作，夹钳油缸5收缩，带动夹钳连接座4，在固定销轴3和夹钳框架10的轴向限制条件下，使得左夹钳1和右夹钳2合并，使得夹钳夹紧火车提钩杆；夹钳夹紧火车提钩杆的过程中，扭转中心轴9通过旋转适应火车提钩杆的变形角度；两个平衡举升油缸16同时推出，使大倾角夹紧机构、摘钩旋转机构提升，平衡举升油缸16可以绕举升旋转轴18旋转；配重平衡框架14带动夹钳部分，在旋转中心轴12的作用下，做旋转运动；夹钳整体围绕火车提钩杆的旋转中心做弧线运动，火车提钩杆由初始垂直状态到接近水平的开启状态动作，实现火车车厢分离的状态；开钩检测传感器22通过对火车车钩开钩状态位置的检测，来判断是否分离车厢；火车车钩正常分离后，收缩平衡举升油缸16，油缸收缩到位后，夹钳油缸5推出，使得左夹钳1和右夹钳2开启，夹钳开启后夹钳推出油缸8做收缩动作，带动夹钳整体收回；此过程是将提钩杆由开启状态送回至提钩杆的垂直初始状态，以保证钢构旋转主臂19在旋转的过程中与提钩杆不发生干涉；防倾覆弹簧17、拉伸平衡弹簧13、配重平衡框架14均为保证夹钳整体部分在脱离提钩杆后的平衡状态；提钩杆复位后，俯仰油缸20收缩，带动钢构旋转主体19复位到自动摘钩装置的初始状态，完成一次火车摘钩的动作。

针对火车车钩无法分离情况一的处理：平衡举升油缸16的油路系统中，配置压力传感器，当平衡举升油缸16推出的过程中，液压系统中油压高于压力传感器的设定值时，平衡举升油缸16做0.2s的收缩动作，接着做0.2s的推出动作，平衡举升油缸16的收缩和推出动作往复两次后，再执行后续的摘钩动作；实现在旋转提钩杆的过程中的抖动提钩杆的操作；此过程是根据现场实际运行的过程中，火车车厢在停止过程中，可能存在提钩杆卡主的现象，摘钩过程中抖动提钩杆可解决此问题。

火车车钩无法分离情况二的处理：执行火车车钩无法分离情况一的动作后，火车提钩杆扔无法开启的时候；自动摘钩系统通过，液压系统中的压力传感器反馈数值过高和开钩检测传感器22的未到位信号反馈来进行判断，进而执行情况二的系统操作流程；情况二的系统操作流程如下：平衡举升油缸16收缩0.2s，本实施例的火车自动摘钩装置连接的牵车机进行动作，牵车机进行瞬时启动0.5s带动车厢进行前进动作，0.5s后牵车机停止动作；牵车机启动的同时给本套自动摘钩系统发出动作指令，平衡举升油缸16开始执行推出和后续摘钩的动作；此过程是根据现场实际运行的过程中，火车车钩之间因拉力过大使得提钩杆无法旋转的现场，瞬时启动牵车机带动车列运动，能够改变火车车钩之间的作用力，此时即可顺利旋转提钩杆。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。