一种铁路扣件自动拆卸回收装置的制作方法

本实用新型涉及铁路工程维护作业装置，尤其涉及一种铁路扣件自动拆卸回收装置。

背景技术：

在铁路换轨作业过程中，需要进行旧扣件的拆除回收工作，在现有的施工技术中，扣件的拆除回收大多采用人工加小型机具的作业方式。

专利号为zl201811517068.1的中国发明专利公开了一种轨道扣件自动拆卸方法，包括以下步骤：装置通过走行轮放置于钢轨上并通过动力机构驱动，扣件检测机构实现纵向粗定位，横向定位机构实现横向定位，纵向精定位检测模块实现纵向精定位，磁性扳手旋松扣件并吸附至接料机构。该发明还提供了一种轨道扣件自动拆卸装置，包括底架总成、扣件检测机构、横向定位机构、作业机构、动力机构、驻车制动机构、接料机构、液压系统、电器控制模块，动力机构驱动该装置走行，扣件检测机构实现纵向粗定位，横向定位机构实现横向定位，作业机构用于纵向精定位和旋松扣件并吸附至接料机构，电器控制模块控制各部件的工作。替代使用内燃机动扳手人工作业，解决劳动力不足、劳动量大、耗时多等问题。虽然该发明一次作业可拆2根轨枕上的4个扣件，实现了人工到自动化的突破，但该发明的作业效率仍不能满足目前一体化换轨的施工作业需求，且粗定位和精定位依靠相应的检测模块进行，因而定位可靠性不高，仍需改进。

技术实现要素：

为了解决上述现有轨道扣件自动拆卸装置存在的技术缺陷，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种铁路扣件自动拆卸回收装置，包括机架，所述机架上装有走行系统，包括扣件处理机器人，所述机架上装有循环往复输送系统，所述循环往复输送装置用于不断循环输送所述扣件处理机器人。

优选的是，所述循环往复输送系统包括提升系统、水平输送系统、中转输送系统和下降系统，所述提升系统对称布置于本装置前进方向后端的所述机架两侧，所述下降系统对称布置于本装置前进方向前端的所述机架两侧。

在上述任一方案中优选的是，所述水平输送系统布置在所述提升系统顶部和所述下降系统顶部之间的所述机架上，在所述下降系统内侧的所述机架上装有中转输送系统。

在上述任一方案中优选的是，在所述提升系统内侧的所述机架上装有扣件回收装置。当完成拆卸并拾取扣件的所述扣件处理机器人通过所述提升系统完成提升，所述扣件处理机器人在所述水平输送系统的作用下沿水平方向运动经过所述扣件回收装置上方的相应位置并检测到位置信号时，控制所述扣件处理机器人的扣件拾取机构松开释放扣件，使扣件自由落体至所述扣件回收装置内。

在上述任一方案中优选的是，所述扣件处理机器人包括支撑座，所述支撑座呈框架型结构，所述支撑座上部装有电池包和滚轮，在所述支撑座框架内壁上装有滑轨或丝杆螺母副，所述滑轨或丝杆螺母副上装有第一安装板，所述第一安装板上分别装有电扳手和扣件拾取机构，所述扣件拾取机构通过至少三个竖向滑杆与所述机械定位机构相连接，以实现所述机械定位机构相对所述扣件拾取机构的z向位移，在所述支撑座框架两侧均装有夹轨机构。从而使所述电扳手、扣件拾取机构和机械定位机构相对于所述支撑座通过所述滑轨或丝杆螺母副产生x、y、z方向的相对运动。

在上述任一方案中优选的是，所述提升系统包括第二安装板，所述第二安装板与所述机架固定连接，所述第二安装板外侧中部装有第一链条传动组件，所述第一链条传动组件包括第一主动链轮和第一从动链轮，所述第一主动链轮和第一从动链轮上套装有第一链条，所述第一链条上固定安装有第一支撑块。

在上述任一方案中优选的是，所述第二安装板内侧中部装有第一链条导向槽，所述第一链条导向槽两侧均装有第一滚轮导向槽，所述第一滚轮导向槽底部固定安装有第一过渡板和第一支撑板，所述第一过渡板设有坡度，方便所述扣件处理机器人上的滚轮顺利进入，所述第一支撑板上铰接有第一旋转板，所述第一旋转板与所述第一过渡板搭接，以便所述第一支撑块能够顺利提升所述扣件处理机器人沿z向向上运动。

在上述任一方案中优选的是，所述第一支撑块的安装数量根据实际作业需求进行设定。

在上述任一方案中优选的是，所述下降系统包括第三安装板，所述第三安装板与所述机架固定连接，所述第三安装板外侧中部装有第二链条传动组件，所述第二链条传动组件包括第二主动链轮和第二从动链轮，所述第二主动链轮和第二从动链轮上套装有第二链条，所述第二链条上固定安装有第二支撑块。

在上述任一方案中优选的是，所述第三安装板内侧中部装有第二链条导向槽，所述第二链条导向槽两侧均装有第二滚轮导向槽，所述第二滚轮导向槽底部固定安装有第二过渡板和第二支撑板，所述第二过渡板设有坡度，所述第二支撑板上铰接有第二旋转板，所述第二旋转板与所述第二过渡板搭接。

在上述任一方案中优选的是，所述第二支撑块的安装数量根据实际作业需求进行设定。

在上述任一方案中优选的是，通过加长本装置沿钢轨方向的长度及增加所述扣件处理机器人的数量，形成若干组所述扣件处理机器人不同时循环作业模式。

所述机架对称设计，所述提升系统、扣件回收装置、水平输送系统、中转输送系统和下降系统通过相应的安装板与所述机架固定连接。所述提升系统用于所述扣件处理机器人作业完毕后，将其提升并输送至所述水平输送系统，所述水平输送系统用于沿钢轨方向将所述扣件处理机器人输送至所述下降系统，且在输送过程中一方面可以给所述扣件处理机器人充电，另一方面当所述扣件处理机器人运行至所述扣件回收装置上方时松开扣件，扣件随之落至所述扣件回收装置上，通过相应输送装置运至物料回收仓中，所述下降系统用于将所述扣件处理机器人输送至所述中转输送系统，通过所述中转输送系统及所述扣件处理机器人进行机械定位，使所述扣件处理机器人精准定位到相应的道钉上，之后所述中转输送系统松开所述扣件处理机器人，与所述中转输送系统脱离后，所述扣件处理机器人进行扣件的拆卸和拾取。在此拆卸及拾取过程中，本装置以一定速度前进，当碰触到所述扣件处理机器人时即通过所述提升系统将其提起，此时，可通过设计计算保证所述扣件处理机器人已完成作业，且所述循环往复输送系统一直循环重复进行所述扣件处理机器人的输送工作。

所述扣件处理机器人由所述提升系统提升至上位后接触相应控制开关，所述滚轮自动进入所述水平输送系统的导槽中，所述水平输送系统循环运行，实现持续水平输送多个所述扣件处理机器人。

所述下降系统结构与所述提升系统结构相似，主要功能是将所述扣件处理机器人输送至所述中转输送系统，所述中转输送系统一直处于反向运行状态（相对于本装置运行方向），使所述扣件处理机器人相对钢轨以较慢速度靠近道钉及扣件，方便所述扣件处理机器人进行机械定位。

所述提升系统的主要功能是在装置前进过程中，当碰触到工作完毕的所述扣件处理机器人后，所述扣件处理机器人的滚轮通过所述第一过渡板、第一旋转板、第一支撑板进入所述提升系统，所述第一过渡板设置有坡度，以方便所述扣件处理机器人在本装置前进过程中顺利进入所述提升系统，同时固定于所述第一链条上的所述第一支撑块通过所述扣件处理机器人上的所述支撑座进行定位，并通过所述第一链条的循环运动将所述扣件处理机器人整体提升输送至所述水平输送系统，在该提升过程中通过所述第一旋转板的翻转，使所述扣件处理机器人能够顺利提升。在提升过程中，为防止所述扣件处理机器人、第一链条由于本装置震动或其他因素发生方向偏斜，通过所述第一滚轮导向槽及第一链条导向槽进行导向。

所述扣件处理机器人的主要功能是进行扣件的拆卸和拾取，一个所述扣件处理机器人一次作业可拆1根轨枕上的2个扣件，其动力源均采用电力并由所述电池包提供，所述电扳手用于旋松扣件螺母，所述扣件拾取机构用于拾取旋松后的扣件，所述机械定位机构用于所述扣件处理机器人的精准定位，即当所述扣件处理机器人由所述下降系统转至所述中转输送系统后，所述中转输送系统一直处于反向运行状态（相对于装置运行方向），使所述扣件处理机器人相对钢轨以较慢速度靠近道钉及扣件，通过所述机械定位机构卡位道钉及扣件位置并触发相应控制系统使所述扣件处理机器人与所述中转输送系统脱离并定位于道钉上，所述夹轨机构在机械定位之前均处于张开状态，定位好后即夹住钢轨使所述扣件处理机器人稳固于钢轨之上，以便进行扣件的拆卸回收作业。

本实用新型在作业运行过程中，所述循环往复输送系统的各个子系统，即：所述提升系统、水平输送系统、中转输送系统和下降系统均一直处于循环运行状态，可根据作业实际情况连续传输多个所述扣件处理机器人，所述扣件回收装置相应的输送机构也一直处于循环运行状态，可将落下的扣件持续输送至物料回收仓。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型的一个扣件处理机器人一次作业可拆1根轨枕上的2个扣件，作业过程中的定位依靠机械定位替代现有的检测定位，以提高定位可靠性。在进行扣件的拆卸拾取作业时扣件处理机器人与本装置脱离，以钢轨为基准进行单独定位，从而能够很好地适应不同曲线半径的线路作业，适应性强。本实用新型通过加长本装置沿钢轨方向的长度及扣件处理机器人的数量，能够实现多组扣件处理机器人不同时但循环进行扣件拆卸回收作业，大幅提高整个扣件拆卸回收作业的效率，能够实现以单台本装置进行作业即可满足目前一体化换轨的施工作业需求。

附图说明

图1为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置的一优选实施例的主视图。

图2为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置图1所示实施例的单边轨道俯视图。

图3为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置中扣件处理机器人的一优选实施例的主视图。

图4为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置中扣件处理机器人的一优选实施例的立体图。

图5为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置中扣件处理机器人的内部结构一优选实施例的立体图。

图6为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置中提升系统的一优选实施例的立体图。

图7为按照本实用新型的铁路扣件自动拆卸回收装置图6所示实施例的右视图。

附图标记说明：

1走行系统；2提升系统；21第一链条；22第一支撑块；23第一过渡板；24第一旋转板；25第一支撑板；26第一滚轮导向槽；27第一链条导向槽；28第二安装板；3机架；4扣件处理机器人；41电池包；42滚轮；43电扳手；44支撑座；45扣件拾取机构；46机械定位机构；47夹轨机构；401第一安装板；402竖向滑杆；5扣件回收装置；6水平输送系统；7中转输送系统；8下降系统；9钢轨。

具体实施方式

下面结合图1-7详细描述所述铁路扣件自动拆卸回收装置的优选技术方案：

一种铁路扣件自动拆卸回收装置，包括机架3，机架3上装有走行系统1，包括扣件处理机器人4，机架3上装有循环往复输送系统，所述循环往复输送装置用于不断循环输送扣件处理机器人4。

所述循环往复输送系统包括提升系统2、水平输送系统6、中转输送系统7和下降系统8，提升系统2对称布置于本装置前进方向后端的机架3两侧，下降系统8对称布置于本装置前进方向前端的机架3两侧。水平输送系统6布置在提升系统2顶部和下降系统8顶部之间的机架3上，在下降系统8内侧的机架3上装有中转输送系统7。在提升系统2内侧的机架3上装有扣件回收装置5。当完成拆卸并拾取扣件的扣件处理机器人4通过提升系统2完成提升，扣件处理机器人4在水平输送系统6的作用下沿水平方向运动经过扣件回收装置5上方的相应位置并检测到位置信号时，控制扣件处理机器人4的扣件拾取机构45松开释放扣件，使扣件自由落体至扣件回收装置5内。

扣件处理机器人4包括支撑座44，支撑座44呈框架型结构，支撑座44上部装有电池包41和滚轮42，在支撑座44框架内壁上装有滑轨或丝杆螺母副，所述滑轨或丝杆螺母副上装有第一安装板401，第一安装板401上分别装有电扳手43和扣件拾取机构45，扣件拾取机构45通过至少三个竖向滑杆402与机械定位机构46相连接，以实现机械定位机构46相对扣件拾取机构45的z向位移，以实现机械定位机构46相对扣件拾取机构45的z向位移，在支撑座44框架两侧均装有夹轨机构47。从而使电扳手43、扣件拾取机构45和机械定位机构46相对于支撑座44通过所述滑轨或丝杆螺母副产生x、y、z方向的相对运动。

提升系统2包括第二安装板28，第二安装板28与机架3固定连接，第二安装板28外侧中部装有第一链条传动组件，所述第一链条传动组件包括第一主动链轮和第一从动链轮，所述第一主动链轮和第一从动链轮上套装有第一链条21，第一链条21上固定安装有第一支撑块22。第二安装板28内侧中部装有第一链条导向槽27，第一链条导向槽27两侧均装有第一滚轮导向槽26，第一滚轮导向槽26底部固定安装有第一过渡板23和第一支撑板25，第一过渡板23设有坡度，方便扣件处理机器人4上的滚轮42顺利进入，第一支撑板25上铰接有第一旋转板24，第一旋转板24与第一过渡板23搭接，以便第一支撑块22能够顺利提升扣件处理机器人4沿z向向上运动。第一支撑块22的安装数量可以根据实际作业需求进行设定。

下降系统8包括第三安装板，所述第三安装板与机架3固定连接，所述第三安装板外侧中部装有第二链条传动组件，所述第二链条传动组件包括第二主动链轮和第二从动链轮，所述第二主动链轮和第二从动链轮上套装有第二链条。所述第三安装板内侧中部装有第二链条导向槽，所述第二链条导向槽两侧均装有第二滚轮导向槽，所述第二滚轮导向槽底部固定安装有第二过渡板和第二支撑板，所述第二过渡板设有坡度，所述第二支撑板上铰接有第二旋转板，所述第二旋转板与所述第二过渡板搭接，所述第二链条上固定安装有第二支撑块。所述第二支撑块的安装数量根据实际作业需求进行设定。

本实施例可以通过加长本装置沿钢轨9方向的长度及增加扣件处理机器人4的数量，形成若干组扣件处理机器人4不同时循环作业模式。

机架3对称设计，提升系统2、扣件回收装置5、水平输送系统6、中转输送系统7和下降系统8通过相应的安装板与机架3固定连接。提升系统2用于扣件处理机器人4作业完毕后，将其提升并输送至水平输送系统6，水平输送系统6用于沿钢轨9方向将扣件处理机器人4输送至下降系统8，且在输送过程中一方面可以给扣件处理机器人4充电，另一方面当扣件处理机器人4运行至扣件回收装置5上方时松开扣件，扣件随之落至扣件回收装置5上，通过相应输送装置运至物料回收仓中，下降系统8用于将扣件处理机器人4输送至中转输送系统7，通过中转输送系统7及扣件处理机器人4进行机械定位，使扣件处理机器人4精准定位到相应的道钉上，之后中转输送系统7松开扣件处理机器人4，与中转输送系统7脱离后，扣件处理机器人4进行扣件的拆卸和拾取。在此拆卸及拾取过程中，本装置以一定速度前进，当碰触到扣件处理机器人4时即通过提升系统2将其提起，此时，可通过设计计算保证扣件处理机器人4已完成作业，且所述循环往复输送系统一直循环重复进行扣件处理机器人4的输送工作。

扣件处理机器人4由提升系统2提升至上位后接触相应控制开关，滚轮42自动进入水平输送系统6的导槽中，水平输送系统6循环运行，实现持续水平输送多个扣件处理机器人4。

下降系统8结构与提升系统2结构相似，主要功能是将扣件处理机器人4输送至中转输送系统7，中转输送系统7一直处于反向运行状态（相对于本装置运行方向），使扣件处理机器人4相对钢轨9以较慢速度靠近道钉及扣件，方便扣件处理机器人4进行机械定位。

提升系统2的主要功能是在装置前进过程中，当碰触到工作完毕的扣件处理机器人4后，扣件处理机器人4的滚轮42通过第一过渡板23、第一旋转板24、第一支撑板25进入提升系统2，第一过渡板23设置有坡度，以方便扣件处理机器人4在本装置前进过程中顺利进入提升系统2，同时固定于第一链条21上的第一支撑块22通过扣件处理机器人4上的支撑座44进行定位，并通过第一链条21的循环运动将扣件处理机器人4整体提升输送至水平输送系统6，在该提升过程中通过第一旋转板24的翻转，使扣件处理机器人4能够顺利提升。在提升过程中，为防止扣件处理机器人4、第一链条21由于本装置震动或其他因素发生方向偏斜，通过第一滚轮导向槽26及第一链条导向槽27进行导向。

扣件处理机器人4的主要功能是进行扣件的拆卸和拾取，一个扣件处理机器人4一次作业可拆1根轨枕上的2个扣件，其动力源均采用电力并由电池包41提供，电扳手43用于旋松扣件螺母，扣件拾取机构45用于拾取旋松后的扣件，机械定位机构46用于扣件处理机器人4的精准定位，即当扣件处理机器人4由下降系统8转至中转输送系统7后，中转输送系统7一直处于反向运行状态（相对于装置运行方向），使扣件处理机器人4相对钢轨9以较慢速度靠近道钉及扣件，通过机械定位机构46卡位道钉及扣件位置并触发相应控制系统使扣件处理机器人4与中转输送系统7脱离并定位于道钉上，夹轨机构47在机械定位之前均处于张开状态，定位好后即夹住钢轨9使扣件处理机器人4稳固于钢轨9之上，以便进行扣件的拆卸回收作业。

本实用新型在作业运行过程中，所述循环往复输送系统的各个子系统，即：提升系统2、水平输送系统6、中转输送系统7和下降系统8均一直处于循环运行状态，可根据作业实际情况连续传输多个扣件处理机器人4，扣件回收装置5相应的输送机构也一直处于循环运行状态，可将落下的扣件持续输送至物料回收仓。

本实用新型的工作原理：作业过程中，本装置匀速前进，当进行扣件拆卸回收作业时，扣件处理机器人4与所述循环往复输送系统脱离，以钢轨9为基准定位及进行扣件的拆卸拾取，作业定位由扣件处理机器人4自行进行机械定位，工作完成后由所述循环往复输送系统将扣件处理机器人4提起并输送至下一作业位，之后扣件处理机器人4与所述循环往复输送系统脱离，进行扣件的拆卸拾取，如此循环往复作业。

上述实施例仅为优选的技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于所描述的以上这种实施方案，所述优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。