阅读说明：本技术 火车自动摘钩装置 (Automatic unhooking device for train ) 是由 李绍杰 焦修堃 郑立燕 李宁 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及铁路交通辅助设备领域,提供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、右夹钳、固定销轴、夹钳连接座、夹钳油缸、夹钳框架、夹钳推出油缸、推出油缸座；所述夹钳推出油缸的缸体设置在推出油缸座上,所述夹钳推出油缸的活塞杆与夹钳框架固定连接；所述夹钳框架上设置固定销轴；所述夹钳油缸的缸体设置在夹钳框架上,所述夹钳油缸的活塞杆与夹钳连接座固定连接；所述夹钳连接座上分别铰接左夹钳和右夹钳；所述左夹钳和右夹钳铰接在固定销轴上并从夹钳框架中伸出。本发明自动化程度高,降低工人的工作强度,提高工作效率。(The invention relates to the field of railway traffic auxiliary equipment, and provides an automatic unhooking device for a train, which comprises: the large-inclination-angle clamping mechanism, the unhooking rotating mechanism, the rotary lifting mechanism and the large-arm pitching mechanism are arranged on the large-inclination-angle clamping mechanism; the large-inclination-angle clamping mechanism comprises: the clamp comprises a left clamp, a right clamp, a fixed pin shaft, a clamp connecting seat, a clamp oil cylinder, a clamp frame, a clamp push-out oil cylinder and a push-out oil cylinder seat; the cylinder body of the clamp push-out oil cylinder is arranged on the push-out oil cylinder seat, and a piston rod of the clamp push-out oil cylinder is fixedly connected with the clamp frame; a fixed pin shaft is arranged on the clamp frame; the cylinder body of the clamp oil cylinder is arranged on the clamp frame, and the piston rod of the clamp oil cylinder is fixedly connected with the clamp connecting seat; the clamp connecting seat is respectively hinged with a left clamp and a right clamp; the left clamp and the right clamp are hinged on the fixed pin shaft and extend out of the clamp frame. The invention has high automation degree, reduces the working strength of workers and improves the working efficiency.)

火车自动摘钩装置

技术领域

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。

发明内容

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。