一种捣固作业机构自动复位控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种铁路专用作业机构自动复位控制系统，具体地说是一种适用于捣固车的捣固作业机构自动复位控制系统。

背景技术：

铁路捣固车主要用于铁路建设、大修和维修的起道、拨道、抄平、捣固等综合作业，提高道床石砟的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求。捣固车负责捣固作业的捣固作业机构一般由捣固框架、捣固单元及捣镐等部分组成。道岔捣固车等类型的捣固车因其用途特殊而具备比较复杂的作业机构，其捣固框架能够自由旋转一定的角度、捣固单元数量较多且均能独立横向移动。

捣固车在作业完毕后为避免行驶时超限或机构脱落，需要将捣固作业机构复位并锁定。据调查，目前国内各类型捣固车的捣固作业机构的复位方式均采用手动方式，手动复位方式的操作步骤流程为：人工或通过角度传感器判断捣固装置当前旋转方位角度→执行捣固装置顺时针或逆时针旋转到零位→人工在线路侧确认捣固装置旋转至零位→人工执行左右捣固框架回缩（此时为防止机构间有干涉，需先将各捣固单元外伸一定距离）→人工在线路侧确认左右捣固框架回缩到位→人工执行所有捣固单元回缩→人工在线路侧确认所有捣固单元回缩到位→锁定捣固框架→结束；传统手动复位方式需要抽出人员在捣固车两侧随时确认捣固作业机构复位状态，在一些繁忙的线路上，会增加作业人员受邻线来车撞击伤害的风险；

从上述流程中不难看出手动复位捣固作业机构时存在操作复杂、费时费力、需要额外人员在线路侧旁确认捣固框架的复位状态有人员侵限风险等问题。因此，有必要设计出一种捣固车的捣固作业机构自动复位控制系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有捣固车复位捣固作业机构时仅能通过人工操作方式而带来的一些问题，为此，开发出了一种捣固作业机构自动复位控制系统,节省作业机构复位时间，避免了人员侵限的安全风险。

本实用新型的技术方案是：

一种捣固作业机构自动复位控制系统，包括固定安装于捣固车底架上的回转中心架、可通过旋转驱动油缸绕枢转轴相对于回转中心架中心枢转的纵梁，纵梁两端部上分别固定连接有横梁一、横梁二，横梁一、横梁二左右两端部分别连有可通过横向位移驱动油缸一向外横向伸出的左捣固框架、右捣固框架；还包括横向方向彼此相邻的左内捣固单元、右内捣固单元和分别与所述左内捣固单元、右内捣固单元邻接的左外捣固单元、右外捣固单元，左外捣固单元、左内捣固单元可分别通过一横向位移驱动油缸二在左捣固框架上独立于彼此地横向位移，右外捣固单元、右内捣固单元可分别通过一横向位移驱动油缸三在右捣固框架上独立于彼此地横向位移；

所述左捣固框架底部设有用于安装左外捣固单元复位接近开关、左内捣固单元复位接近开关的两个接近开关安装座一，所述右捣固框架底部设有用于安装右外捣固单元复位接近开关、右内捣固单元复位接近开关的两个接近开关安装座二；捣固车底架左右两端部设有右捣固框架复位接近开关安装座、左捣固框架复位接近开关安装座；捣固车底架一端部上还设用于安装拉线位移传感器的传感器安装座，纵梁一端部设有一用于固定拉线位移传感器的拉线端部的拉线固定座，拉线固定座顶端与拉线位移传感器拉线输出端相平齐；

还包括一个可以根据左外捣固单元复位接近开关、左内捣固单元复位接近开关、右外捣固单元复位接近开关、右内捣固单元复位接近开关、左捣固框架复位接近开关、右捣固框架复位接近开关以及拉线位移传感器的拉线长度从而分别控制左外捣固单元、左内捣固单元、右外捣固单元、右内捣固单元、左捣固框架、右捣固框架以及纵梁复位到位并停止复位的控制器。

所述左捣固框架包括分别固定安装于横梁一、横梁二左端部的u型左滑轨、连接于两个u型左滑轨内的左横移导轨一，还包括两个分别对应设于两左横移导轨一正下方的左横移导轨二；所述右捣固框架固定安装于横梁一、横梁二右端部的u型右滑轨、连接于两个u型右滑轨内的右横移导轨一，还包括两个分别对应设于两右横移导轨一正下方的右横移导轨二；所述左外捣固单元、左内捣固单元为一个u型框架结构，左外捣固单元、左内捣固单元u型开口两端分别套接在两个左横移导轨二上；右外捣固单元、右内捣固单元为一个u型框架结构，右外捣固单元、右内捣固单元u型开口两端分别套接在两个右横移导轨二上。

所述左捣固框架、右捣固框架分别通过两个横向位移驱动油缸一向外横向伸出，左捣固框架的两个横向位移驱动油缸一固定的端分别与两个u型左滑轨连接，左捣固框架的两个横向位移驱动油缸一输出端分别与两个左横移导轨一，右捣固框架的两个横向位移驱动油缸一固定的端分别与两个u型右滑轨连接，右捣固框架的两个横向位移驱动油缸一输出端分别与两个右横移导轨一。

所述拉线位移传感器与拉线固定座位于同一平面上。

所述纵梁两端部分别设有一旋转驱动油缸，两个旋转驱动油缸呈中心对称分布于纵梁两边，旋转驱动油缸固定端与捣固车底架连接，旋转驱动油缸输出端与铰接于纵梁两端部的安装座上。

所述左外捣固单元、左内捣固单元、右外捣固单元、右内捣固单元上装备有用于捣固作业的捣镐，捣镐安装在捣镐固定架上，捣镐固定架安装于捣固单元本体上。

还包括一用于接收左外捣固单元复位接近开关、左内捣固单元复位接近开关、右外捣固单元复位接近开关、右内捣固单元复位接近开关、左捣固框架复位接近开关、右捣固框架复位接近开关信号的数字量输入模块，一用于接收拉线位移传感器传感器信号的模拟量输入模块；

数字量输入模块上还连接有用于给控制器启动复位信号的捣鼓框架自动旋转复位开关、捣固机构横移复位开关，数字量输入模块、模拟量输入模块连接在控制器上，所述控制器上还连接有可以传输控制器输出信号给各个旋转驱动油缸、横向位移驱动油缸一、横向位移驱动油缸二、横向位移驱动油缸三的控制电磁阀的数字量输出模块。

所述控制器为plc控制器。

本实用新型的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型成功实现了捣固作业机构自动复位功能，不需要作业人员在线路上随时观察捣固作业机构复位状态，能有效规避作业人员受车辆撞击的风险，降低了作业人员的操作复杂度并节省作业机构复位时间，解决了以往需要人员在线路侧旁确认捣固作业机构的复位状态而必须靠近临线的问题，避免了人员侵限的安全风险；本实用新型捣固作业机构自动复位所耗费时间大约为半分钟，而传统手动复位方式所耗费的时间大约在五分半钟，若观察人员未能确认捣固框架的零点位置，捣固框架将会无法锁定，此时需要反复进行人工复位操作，所耗费的时间将陡增，由此可见，本实用新型可以将作业结束后的机构回缩时间缩短至少十倍；本系统特别适用于cdc-16x型道岔捣固车上。

附图说明

图1是捣固作业机构主视图；

图2是捣固作业机构俯视图；

图3是捣固作业机构右捣固框架伸出示意图；

图4是本实用新型部分结构主视图；

图5是本实用新型部分结构俯视图一；

图6是本实用新型部分结构俯视图二；

图7是本实用新型自动控制系统电路原理框图；

图中：1、回转中心架；2、纵梁；3、横梁一；4、横梁二；5、左捣固框架；6、右捣固框架；7、左外捣固单元；8、左内捣固单元；9、右内捣固单元；10、右外捣固单元；11、旋转驱动油缸；12、转轴；13、横向位移驱动油缸一；16、捣镐；17、捣镐固定架；18、接近开关安装座一；20、接近开关安装座二；22、左捣固框架复位接近开关安装座；23、右捣固框架复位接近开关安装座；24、传感器安装座；25、拉线固定座；26、控制器；27、左外捣固单元复位接近开关；28、左内捣固单元复位接近开关；29、右外捣固单元复位接近开关；30、右内捣固单元复位接近开关；31、左捣固框架复位接近开关；32右捣固框架复位接近开关；33、拉线位移传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1、图2、图3中，捣固作业机构包括x型的回转中心架1、可通过两个旋转驱动油缸11绕枢转轴12相对于回转中心架中心枢转的纵梁2、横梁一3、横梁二4、两个捣鼓框架、四个捣固单元，回转中心架1固定安装于捣固车底架上，横梁一3、横梁二4连接于纵梁2两端部上，两个捣鼓框架为左捣固框架5、右捣固框架6，左捣固框架5、右捣固框架6分别连接于横梁一3、横梁二4左右两端部上，左捣固框架5、右捣固框架6可各自在横向位移驱动油缸一13驱动下作伸缩动作，四个捣固单元分别为左外捣固单元7、左内捣固单元8、右内捣固单元9、右外捣固单元10，其中左外捣固单元7、左内捣固单元8安装在左捣固框架上，右内捣固单元9、右外捣固单元10安装在右捣固框架上，左外捣固单元7、左内捣固单元8各自可通过一横向位移驱动油缸二驱动作横移动作，右内捣固单元9、右外捣固单元10各自可通过一横向位移驱动油缸三驱动作横移动作，本捣固装置共有16片捣镐，分别以每4片捣镐配置给1个捣固单元的形式通过捣镐固定架17安装在各捣固单元上；

进一步，两个旋转驱动油缸11呈中心对称分布于纵梁2两边，旋转驱动油缸11固定端与捣固车底架连接，旋转驱动油缸11输出端与铰接于纵梁2两端部的安装座上；

左捣固框架5包括分别固定安装于横梁一3、横梁二4左端部的u型左滑轨、连接于两个u型左滑轨内的左横移导轨一，还包括两个分别对应设于两左横移导轨一正下方的左横移导轨二；右捣固框架6固定安装于横梁一3、横梁二4右端部的u型右滑轨、连接于两个u型右滑轨内的右横移导轨一，还包括两个分别对应设于两右横移导轨一正下方的右横移导轨二；左外捣固单元7、左内捣固单元8为一个u型框架结构，左外捣固单元7、左内捣固单元8u型开口两端分别套接在两个左横移导轨二上；右外捣固单元10、右内捣固单元9为一个u型框架结构，右外捣固单元10、右内捣固单元9u型开口两端分别套接在两个右横移导轨二上；左捣固框架5的两个横向位移驱动油缸一固定的端分别与两个u型左滑轨连接，左捣固框架5的两个横向位移驱动油缸一输出端分别与两个左横移导轨一，右捣固框架6的两个横向位移驱动油缸一固定的端分别与两个u型右滑轨连接，右捣固框架6的两个横向位移驱动油缸一输出端分别与两个右横移导轨一。

图4、图5、图6中，左捣固框架5底部设有用于安装左外捣固单元复位接近开关、左内捣固单元复位接近开关的两个接近开关安装座一18，右捣固框架6底部设有用于安装右外捣固单元复位接近开关、右内捣固单元复位接近开关的两个接近开关安装座二20；捣固车底架左右两端部设有右捣固框架复位接近开关安装座23、左捣固框架复位接近开关安装座22；捣固车底架一端部上还设用于安装拉线位移传感器33的传感器安装座24，纵梁2一端部设有一用于固定拉线位移传感器的拉线端部的拉线固定座25，拉线固定座25顶端与拉线位移传感器拉线输出端相平齐，拉线位移传感器与拉线固定座25位于同一平面上，通过线位移传感器33选线的长度变化确定回转角度大小，将测量角度的数学模型转换为测量直线间距的数学模型，达到了对角度判断。

图7中，捣固作业机构自动复位控制系统包括控制器26，控制器26上连接有数字量输入模块（di模块）、模拟量输入模块（ai模块）和数字量输出模块（do模块），数字量输入模块（di模块）输入端连接有左外捣固单元复位接近开关27、左内捣固单元复位接近开关28、右外捣固单元复位接近开关29、右内捣固单元复位接近开关30、左捣固框架复位接近开关31、右捣固框架复位接近开关32，模拟量输入模块（ai模块）输入端连接有拉线位移传感器33，数字量输出模块（do模块）输出端连接有两个分别用于控制两个旋转驱动油缸11动作的捣固框架旋转偏移油缸驱动电磁阀、两个分别用于控制左捣固框架5的两个横向位移驱动油缸一动作的左捣固框架横移油缸电磁阀、两个分别用于控制右捣固框架6的两个横向位移驱动油缸一动作的右捣固框架横移油缸电磁阀、一个用于控制左外捣固单元的横向位移驱动油缸二动作的左外捣固单元横移油缸驱动电磁阀、一个用于控制左内捣固单元的横向位移驱动油缸二动作的左内捣固单元横移油缸驱动电磁阀、一个用于控制右外捣固单元的横向位移驱动油缸三动作的右外捣固单元横移油缸驱动电磁阀、一个用于控制右外捣固单元的横向位移驱动油缸三动作的右外捣固单元横移油缸驱动电磁阀，各电磁阀分别对应连接在相应油缸的油路上；数字量输入模块上还连接有用于给控制器26启动复位信号的捣鼓框架自动旋转复位开关、捣固机构横移复位开关；控制器26为plc控制器。

捣固作业机构自动复位控制，通过各接近快关、捣鼓框架自动旋转复位开关以及捣固机构横移复位开关检测实时信号信号发送给plc控制器，经plc控制器判断后发送给发送给相应的电磁阀，电磁阀控制对应油缸的进油进而完成相应动作。

自动复位系统作业流程为：操作框架旋转开关→plc判断捣固装置当前角度→自动执行捣固装置旋转到零位→操作自动复位开关→自动执行左右捣固框架回缩到位并执行各捣固单元外伸→自动执行各捣固单元回缩到位→锁定捣固框架→结束。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。