申请/专利权人：苏州睿友智能装备有限公司

申请日：2019-06-28

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN110258213B

主分类号：E01B31/17

分类号：E01B31/17

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.20#公开

摘要：本发明公开了一种机器人化钢轨打磨车，包括沿铁路钢轨走行的车架，每个钢轨对应的车架上均设置有打磨单元，所述打磨单元包括摇摆机械臂以及设置在摇摆机械臂上的打磨组件，所述打磨组件用于打磨钢轨的顶面、内侧弧面、外侧弧面、内侧垂直边和道岔垂直边。本发明通用性好，通过单组件即可完成钢轨的全面打磨，利于维修维护。

主权项：1.一种机器人化钢轨打磨车，其特征在于，包括沿铁路钢轨走行的车架，车架上安装有打磨单元，所述打磨单元包括摇摆机械臂以及设置在摇摆机械臂上的打磨组件，所述打磨组件用于打磨钢轨的顶面、内侧弧面、外侧弧面、内侧垂直边和道岔垂直边；所述摇摆机械臂包括安装架，所述安装架通过第一铰链与摆臂连接，所述摆臂与摇摆动力组件轴连，所述摇摆动力组件通过第二铰链与安装架连接，所述摆臂上设置有第一轴向移动组件，所述第一轴向移动组件与旋转组件连接，所述旋转组件与第二轴向移动组件连接，所述第二轴向移动组件上安装有打磨组件；所述摇摆动力组件带动摆臂沿第一铰链处摆动，所述第一轴向移动组件带动旋转组件沿第一轴向移动组件的轴向移动，所述旋转组件带动第二轴向移动组件沿旋转组件的周向转动，所述第二轴向移动组件带动打磨组件沿第二轴向移动组件的轴向移动伸出；所述打磨组件偏位设置，当打磨组件用于加工钢轨的内侧的垂直边时，所述打磨组件位于最低位置上；所述打磨组件包括打磨电机和磨头，所述打磨电机带动磨头转动，所述磨头端部与钢轨抵接打磨；所述第一轴向移动组件包括第一电动丝杆导轨，所述第一电动丝杆导轨的滑台上设置有连接臂，所述连接臂与旋转座连接，所述旋转组件设置在旋转座上；所述旋转组件的旋转端面与第一电动丝杆导轨表面平行，所述旋转组件的旋转端面上设置有旋转连接板，所述旋转连接板与第二电动丝杆导轨固定连接，所述旋转连接板与第一电动丝杆导轨表面平行设置、与第二电动丝杆导轨表面垂直设置；所述第二轴向移动组件包括第二电动丝杆导轨，所述第二电动丝杆导轨的滑台上设置有安装座，所述打磨组件固定设置在安装座上，所述打磨组件的轴线与第二电动丝杆导轨的轴线平行，所述第二电动丝杆导轨表面与第一电动丝杆导轨表面呈垂直设置。

全文数据：机器人化钢轨打磨车技术领域本发明涉及轨道打磨维护领域，具体涉及一种机器人化钢轨打磨车。背景技术近些年，随着我国铁路运输事业的不断发展，主要干线的列车重量和行车密度不断增加，大规模客运专线不断建设，提高铁路运行舒适性、安全性是铁路发展过程中的基本要求。但是由于我国行车密度大、客运提速、货运重载、行车条件恶劣，火车对轨道结构破坏严重，钢轨表面易产生疲劳裂纹、剥落、肥边等及波浪磨耗等缺陷，对铁路运行安全性和稳定性产生严重影响。为了防止轨道在受到损害后病害进一步扩大，通常可用钢轨打磨车或传统的手动打磨机对钢轨进行打磨维护。传统的手动打磨机打磨精度不高、打磨效率低、操作复杂、劳动强度大，而钢轨打磨车打磨速度快、精度高、效果好。但是其结构复杂，针对钢轨不同的打磨位置均需要对应的打磨部件进行配合实现，各部件之间存在一定差异，通用性差，维修维护难度高。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种机器人化钢轨打磨车，通用性好，通过单组件即可完成钢轨的全面打磨，利于维修维护。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人化钢轨打磨车，包括沿铁路钢轨走行的车架，车架上设置有打磨单元，所述打磨单元包括摇摆机械臂以及设置在摇摆机械臂上的打磨组件，所述打磨组件用于打磨钢轨的顶面、内侧弧面、外侧弧面、内侧垂直边和道岔垂直边。进一步的，所述摇摆机械臂包括安装架，所述安装架通过第一铰链与摆臂连接，所述摆臂与摇摆动力组件轴连，所述摇摆动力组件通过第二铰链与安装架连接，所述摆臂上设置有第一轴向移动组件，所述第一轴向移动组件与旋转组件连接，所述旋转组件与第二轴向移动组件连接，所述第二轴向移动组件上安装有打磨组件；所述摇摆动力组件带动摆臂沿第一铰链处摆动，所述第一轴向移动组件带动旋转组件沿第一轴向移动组件的轴向移动，所述旋转组件带动第二轴向移动组件沿旋转组件的周向转动，所述第二轴向移动组件带动打磨组件沿第二轴向移动组件的轴向移动伸出。进一步的，所述第一轴向移动组件包括第一电动丝杆导轨，所述第一电动丝杆导轨的滑台上设置有连接臂，所述连接臂与旋转座连接，所述旋转组件设置在旋转座上。进一步的，所述旋转组件的旋转端面与第一电动丝杆导轨表面平行，所述旋转组件的旋转端面上设置有旋转连接板，所述旋转连接板与第二电动丝杆导轨固定连接，所述旋转连接板与第一电动丝杆导轨表面平行设置、与第二电动丝杆导轨表面垂直设置。进一步的，所述第二轴向移动组件包括第二电动丝杆导轨，所述第二电动丝杆导轨的滑台上设置有安装座，所述打磨组件固定设置在安装座上，所述打磨组件的轴线与第二电动丝杆导轨的轴线平行，所述第二电动丝杆导轨表面与第一电动丝杆导轨表面呈垂直设置。进一步的，所述摇摆动力组件包括第一电缸，所述第一电缸一端与安装架轴连，另一端与摇臂轴连，所述摇臂与安装架之间通过轴连连接。进一步的，所述打磨组件偏位设置，当打磨组件用于加工钢轨的内侧的垂直边时，所述打磨组件位于最低位置上；所述打磨组件包括打磨电机和磨头，所述打磨电机带动磨头转动，所述磨头端部与钢轨抵接打磨。进一步的，所述车架体的车头和车尾上均设置有固定基体，两个固定基体上分别设置有动力源单元和控制单元。进一步的，所述动力源单元为发电机、电池或者外部电源，所述固定基体为三角形架结构，所述车架体的宽度根据钢轨的宽度进行焊接制备。本发明的有益效果：摇摆机械臂能够带动打磨组件在钢轨的两侧进行角度调整，从而满足对钢轨不同位置打磨的需求。打磨车结构简单、易于操作，既可以打磨正线，又可以打磨道岔，解决了现有的正线打磨机构无法打磨道岔的问题，具有全面打磨的功能，提高了打磨效率和质量，保证铁路运行的安全。用于打磨的摇摆机械臂统一结构，便于维修维护，降低设计成本，提高控制精度。附图说明图1是本发明的打磨车结构示意图；图2是本发明的摇摆机械臂与打磨组件的连接示意图；图3是本发明的摇摆机械臂与打磨组件的后视结构示意图；图4是本发明的摇摆机械臂部分示意图；图5是本发明打磨钢轨顶面时的位置角度示意图；图6是本发明打磨钢轨外侧边弧面时位置角度示意图；图7是本发明打磨钢轨内侧边弧面时位置角度示意图；图8是本发明打磨钢轨内侧垂直边时位置角度示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。参照图1所示，本发明的机器人化钢轨打磨车的一实施例，包括沿铁路钢轨31走行的车架32，每个钢轨对应的车架上均设置有打磨单元33，打磨单元包括摇摆机械臂34以及设置在摇摆机械臂上的打磨组件35。车架上安装有走行轮，能够在钢轨上移动，并带动打磨单元移动，打磨单元上的打磨组件转动并通过摇摆机械臂抵接在钢轨上打磨，抵接打磨的同时进行移动，实现整条钢轨的打磨；而摇摆机械臂能够带动打磨组件在钢轨的内侧和外侧进行摆动位移，从而使得打磨组件能够针对钢轨的顶面、内侧弧面、外侧弧面、内侧垂直边和道岔垂直边进行打磨，实现单组件完成钢轨的全面打磨效果。因此每个钢轨上只要设置一个打磨单元，即可运行打磨，当然，根据需求，可以多数量制备，将钢轨不同打磨面进行同步打磨，能够提高打磨效率。并且在车架体的车头和车尾上均设置有固定基体36，两个固定基体上分别设置有动力源单元37和控制单元38，分别用以提供打磨、移动等的动力以及控制打磨单元的动作。动力源单元为发电机、电池或者外部电源，能够有效的单机工作，固定基体为三角形架结构，稳定可靠；在设计车架体时，车架体的宽度根据钢轨的宽度进行焊接制备，保证打磨单元能够对钢轨需要打磨的位置进行加工。参照图2和图3所示，上述的摇摆机械臂包括安装架1，安装架固定在车架上，安装架通过第一铰链111与摆臂2连接，摆臂与摇摆动力组件3轴连，摇摆动力组件通过第二铰链112与安装架连接，摆臂与摇摆动力组件吊装安装在安装架底部，当然也可以挂载设置；摆臂上设置有第一轴向移动组件4，第一轴向移动组件与旋转组件5连接，旋转组件与第二轴向移动组件6连接，第二轴向移动组件上安装有打磨组件7；摆臂的摆动角度由摇摆动力组件的伸缩调节，摆臂与摇摆动力组件可以配合形成三角形结构，定位后稳定可靠；摆臂摆动到位后，第一轴向移动组件可以带动旋转组件、第二轴向移动组件以及打磨组件伸出至合适的打磨位置上，打磨组件工作，并由第二轴向移动组件伸出将打磨组件抵在钢轨表面进行打磨。其中，当出现打磨组件故障或者打磨组件与轨道上其他部件或者异物发生碰触时，第一轴向移动组件能够快速的将打磨组件拉伸，起到安全提拉的功能，避免非正常工作时影响整体结构的使用寿命。主要的动作关系为：摇摆动力组件带动摆臂沿第一铰链处摆动，第一轴向移动组件带动旋转组件沿第一轴向移动组件的轴向移动，旋转组件带动第二轴向移动组件沿旋转组件的周向转动，第二轴向移动组件带动打磨组件沿第二轴向移动组件的轴向移动伸出。具体的，参照图5所示，当需要对钢轨顶部进行打磨时，以安装架水平设置为基础，摇摆动力组件带动摆臂垂直于安装架，即也垂直于钢轨顶部，其中，第一轴向移动组件的移动方向与沿摆臂长度方向一致，因此第一轴向移动组件也垂直于钢轨顶部，随后旋转组件带动第二轴向移动组件转动并垂直于钢轨顶部，即打磨组件轴向垂直于钢轨顶部，第一轴向移动组件伸出，将旋转组件、第二轴向移动组件和打磨组件位移至准备位置上，随后打磨组件动作，并通过第二轴向移动组件伸出，将打磨组件抵在钢轨上打磨即可。参照图6所示，当需要对钢轨的外侧弧形边进行打磨时，先由摇摆动力组件伸出并将摆臂推出，使得摆臂带着下部连接的组件移动至钢轨外侧部分，随后第一轴向移动组件伸出，将旋转组件、第二轴向移动组件和打磨组件位移至准备位置上，旋转组件动作，旋转组件带动第二轴向移动组件转动角度调节打磨组件的打磨端面与钢轨外侧弧形边之间的相对夹角，最后打磨组件转动并通过第二轴向移动组件伸出，使得打磨组件抵接在钢轨外侧弧形边上进行打磨。参照图7所示，当需要对钢轨的内侧弧形边进行打磨时，其步骤与打磨钢轨的外侧弧形边基本一致，区别在于由摇摆动力组件缩回并将摆臂拉向钢轨内侧，使得摆臂带着下部连接的组件移动至钢轨内侧部分。参照图8所示，钢轨的内侧垂直边还需要进行打磨，由摇摆动力组件缩回并将摆臂拉向钢轨内侧，使得摆臂带着下部连接的组件移动至钢轨内侧部分，随后第一轴向移动组件伸出，将旋转组件、第二轴向移动组件和打磨组件位移至准备位置上，随后旋转组件动作，旋转组件带动第二轴向移动组件转动角度与钢轨的内侧垂直边垂直，此时打磨组件的打磨端面即与钢轨的内侧垂直边平行，最后打磨组件转动并通过第二轴向移动组件伸出，使得打磨组件抵接在钢轨外侧弧形边上进行打磨。并且，打磨组件偏位设置，当打磨组件用于加工钢轨的内侧垂直边时，打磨组件位于最低位置上，在移动行进过程中，打磨单元不会出现干涉情况，保证打磨正常运行，从而保证了打磨组件稳定打磨钢轨内侧垂直边的效果。上述对于钢轨的外侧弧形边、内侧弧形边以及内侧垂直边打磨时与打磨组件的相对位置，主要由第一轴向移动组件伸出位置以及旋转组件调节的角度配合决定打磨组件与钢轨之间的相对夹角。摆臂在调节中主要解决第一轴向移动组件、打磨组件转动移动时的干涉问题，摆臂还能够将第一轴向移动组件位移至合适的位置上进行角度调节。参照图4所示，第一轴向移动组件包括第一电动丝杆导轨8，第一电动丝杆导轨的滑台上设置有连接臂9，连接臂与旋转座10连接，旋转组件设置在旋转座上。第二轴向移动组件包括第二电动丝杆导轨12，第二电动丝杆导轨的滑台上设置有安装座13，打磨组件固定设置在安装座上，打磨组件的轴线与第二电动丝杆导轨的轴线平行，即打磨组件的打磨端面与第二电动丝杆导轨的轴线垂直。通过第一电动丝杆导轨和第二电动丝杆导轨配合，实现任意位置可停留的效果，能够对调节位置移动进行优化，保证运行稳定以及减少干涉的效果。其中，第二电动丝杆导轨表面与第一电动丝杆导轨表面呈垂直设置，在转动时，第二电动丝杆导轨以表面承载打磨组件，即托设或者吊装打磨组件，吊装时，打磨组件可以直接作用钢轨，移动不会产生干涉。具体的，将旋转组件的旋转端面与第一电动丝杆导轨表面平行，旋转组件的旋转端面上设置有旋转连接板11，旋转连接板与第二电动丝杆导轨固定连接，旋转连接板与第一电动丝杆导轨表面平行设置、与第二电动丝杆导轨表面垂直设置，以达到组装后相对位置的准确度。上述的打磨组件包括打磨电机14和磨头15，打磨电机带动磨头转动，磨头端部与钢轨抵接打磨，简单稳定。并且上述摇摆动力组件包括第一电缸16，第一电缸一端与安装架轴连，另一端与摇臂轴连，摇臂与安装架之间通过轴连连接，摇臂被整体吊装设置，并且与第一电缸形成三角支撑效果，推拉动力效果好，摇摆运动稳定可靠。以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求：1.一种机器人化钢轨打磨车，其特征在于，包括沿铁路钢轨走行的车架，车架上安装有打磨单元，所述打磨单元包括摇摆机械臂以及设置在摇摆机械臂上的打磨组件，所述打磨组件用于打磨钢轨的顶面、内侧弧面、外侧弧面、内侧垂直边和道岔垂直边。2.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述摇摆机械臂包括安装架，所述安装架通过第一铰链与摆臂连接，所述摆臂与摇摆动力组件轴连，所述摇摆动力组件通过第二铰链与安装架连接，所述摆臂上设置有第一轴向移动组件，所述第一轴向移动组件与旋转组件连接，所述旋转组件与第二轴向移动组件连接，所述第二轴向移动组件上安装有打磨组件；所述摇摆动力组件带动摆臂沿第一铰链处摆动，所述第一轴向移动组件带动旋转组件沿第一轴向移动组件的轴向移动，所述旋转组件带动第二轴向移动组件沿旋转组件的周向转动，所述第二轴向移动组件带动打磨组件沿第二轴向移动组件的轴向移动伸出。3.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述打磨组件偏位设置，当打磨组件用于加工钢轨的内侧的垂直边时，所述打磨组件位于最低位置上；所述打磨组件包括打磨电机和磨头，所述打磨电机带动磨头转动，所述磨头端部与钢轨抵接打磨。4.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述第一轴向移动组件包括第一电动丝杆导轨，所述第一电动丝杆导轨的滑台上设置有连接臂，所述连接臂与旋转座连接，所述旋转组件设置在旋转座上。5.如权利要求4所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述旋转组件的旋转端面与第一电动丝杆导轨表面平行，所述旋转组件的旋转端面上设置有旋转连接板，所述旋转连接板与第二电动丝杆导轨固定连接，所述旋转连接板与第一电动丝杆导轨表面平行设置、与第二电动丝杆导轨表面垂直设置。6.如权利要求4所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述第二轴向移动组件包括第二电动丝杆导轨，所述第二电动丝杆导轨的滑台上设置有安装座，所述打磨组件固定设置在安装座上，所述打磨组件的轴线与第二电动丝杆导轨的轴线平行，所述第二电动丝杆导轨表面与第一电动丝杆导轨表面呈垂直设置。7.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述摇摆动力组件包括第一电缸，所述第一电缸一端与安装架轴连，另一端与摇臂轴连，所述摇臂与安装架之间通过轴连连接。8.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述车架体的车头和车尾上均设置有固定基体，两个固定基体上分别设置有动力源单元和控制单元。9.如权利要求1所述的机器人化钢轨打磨车，其特征在于，所述动力源单元为发电机、电池或者外部电源，所述固定基体为三角形架结构，所述车架体的宽度根据钢轨的宽度进行焊接制备。

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