阅读说明：本技术 一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人 (Automatic unhooking robot for railway hump operation ) 是由 于旺 邓平平 张德华 王琛 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人,包括翻转机构、斜插机构、提钩机构和Z轴模组,翻转机构设于Z轴模组上,翻转机构连接有斜插机构,斜插机构连接有提钩机构,翻转机构包括翻转气缸、上端部固定臂、旋转连接块、下端部固定臂、斜插加长杆、翻转固定铰链、翻转机构固定支柱和翻转气缸前端铰链,Z轴模组设有前端伸出板,前端伸出板底部前端设有连接板,旋转连接块设于连接板上,旋转连接块上下两端分别连接有上端部固定臂和下端部固定臂。本发明属于铁路货运技术领域,具体是一种通过翻转机构,实现斜插加长杆所连接的前段斜插机构和提钩机构进行一个顺时针的旋转,完成车钩翻转摘钩动作的铁路驼峰作业自动摘钩机器人。(The invention discloses an automatic unhooking robot for railway hump operation, which comprises a turnover mechanism, an inclined insertion mechanism, a hook lifting mechanism and a Z-axis module, wherein the turnover mechanism is arranged on the Z-axis module and is connected with the inclined insertion mechanism, the inclined insertion mechanism is connected with the hook lifting mechanism, the turnover mechanism comprises a turnover cylinder, an upper end fixing arm, a rotary connecting block, a lower end fixing arm, an inclined insertion extension rod, a turnover fixing hinge, a turnover mechanism fixing pillar and a turnover cylinder front end hinge, the Z-axis module is provided with a front end extension plate, the front end of the bottom of the front end extension plate is provided with a connecting plate, the rotary connecting block is arranged on the connecting plate, and the upper end and the lower end of the rotary connecting block are respectively connected with the upper end fixing arm and the lower end fixing arm. The invention belongs to the technical field of railway freight, and particularly relates to a railway hump operation automatic unhooking robot which realizes that a front-section inclined insertion mechanism and a hook lifting mechanism connected with an inclined insertion extension bar rotate clockwise through a turnover mechanism to complete the turning and unhooking actions of a car coupler.)

一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人

技术领域

本发明属于铁路货运技术领域，尤其涉及一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人。

背景技术

目前我国铁路货运编组站驼峰摘钩部分全都采用人工完成，摘钩员沿驼峰推峰路线，手持货运单，另一手进行单手摘钩动作，并且需要进行一段路程的护钩过程，最后完成摘钩过程并记录。人工进行单手摘钩工作比较复杂，工作安全系数较低，非常容易出现安全事故，对于编组摘钩员的安全保障较低。然后整体摘钩过程全都是凭借摘钩员的感觉完成整体过程，记录车数和摘钩记录全依靠摘钩员手中的记录单完成，容易出现错摘或者漏摘的现象出现。

现在为止对于铁路驼峰自动化摘钩部分没有适用于现场的设备，主要原因在于1车辆运动过程速度不稳定；2现我国在使用的车型比较多样，车钩位置形状都所不同；3车钩位置空间较小。

综合国内外的铁路摘钩技术研究表明：国外所研究的铁路摘钩技术不适用于国内编组站作业，国内研究结果不适用于现场需求。有些成果成本、技术原因不能运用或不能的广泛使用。综合来看现有摘钩技术有以下难点：

1、车辆车钩结构形式。我国车辆种类繁杂，现国内车辆车钩没有进行统一的调整。导致车钩钩环形状不同，车钩所在位置不同.致使机器人不能进行简单的重复的操作完成摘钩作业。

2、车辆车钩形状不同。在我国编组站现如今正在使用的火车有不部分经过长时间使用，钩环有一定的货损，钩柄有一定的变形，导致机器人自动摘钩更加更加困难。

3、火车车辆在运行中行驶速度不用。在编组站摘钩过程中，火车速度很难保证相同。在摘钩作业中需要操作员于火车车辆共速，进行摘钩作业，如果过早摘钩，钩舌会自动落下，车辆无法分离。

4、单次提钩时间较短。火车在摘钩过程中运行速度大致为3-5km/h，摘钩距离大致8到10米左右，导致摘钩员需要在较短的时间内摘下钩。利用机器人代替人摘钩存在一定难度。

火车摘钩车节数量复杂。一列火车进入编组站大致车节有15-25节车厢，其中需要进行摘钩操作的车厢只有其中1节到4节，需要机器人进行识别判断摘钩车节的位置。这中情况使自动摘钩存在一定技术难点。

现有技术中的摘钩装置主要有三种：安装在车钩处驱动摘钩装置；基于四连杆机构摘钩装置；针对火车翻车线及重车线摘钩装置。以上摘钩装置存在一下缺点：

1、针对车型比较单一，不能应用于多种车型。我国现运行车辆种类非常多，车钩种类较多。

2、在火车车钩本身上去添加设备，我国火车货车在运行总数过于庞大，成本过高。并且在火车长时间运动过程中，不稳定因素较多，产品的稳定性不容易保证。

3、反应速度慢，并且设备安全性较差。驼峰摘钩时间比较短，设备需要比较快的反应速度。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人，通过翻转机构，实现斜插加长杆所连接的前段斜插机构和提钩机构进行一个顺时针的旋转，完成车钩翻转摘钩动作。

本发明采用的技术方案如下：一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人，包括翻转机构、斜插机构、提钩机构和Z轴模组，所述翻转机构设于Z轴模组上，所述翻转机构连接有斜插机构，所述斜插机构连接有提钩机构，所述翻转机构包括翻转气缸、上端部固定臂、旋转连接块、下端部固定臂、斜插加长杆、翻转固定铰链、翻转机构固定支柱和翻转气缸前端铰链，所述Z轴模组设有前端伸出板，所述前端伸出板底部前端设有连接板，所述旋转连接块设于连接板上，所述旋转连接块上下两端分别连接有上端部固定臂和下端部固定臂，所述前端伸出板顶部前端设有翻转机构固定支柱，所述翻转气缸的缸外径通过翻转固定铰链设于翻转机构固定支柱侧壁上，所述翻转气缸的缸径轴前端翻转气缸前端铰链设于上端部固定臂侧壁上，所述下端部固定臂连接有斜插加长杆。

进一步地，所述斜插加长杆连接有斜插旋转中心，所述斜插机构设于斜插旋转中心上。

进一步地，所述斜插加长杆一端与下端部固定臂呈45度角设置。

采用上述结构后，本发明有益效果如下：本发明一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人，翻转气缸缸径由于连接翻转气缸前端铰链会推动前端连接的上端部固定臂以旋转连接块的中心轴进行顺时针的转动使得斜插加长杆所连接的前段斜插机构和提钩机构进行一个顺时针的旋转，完成车钩翻转摘钩动作。完成后，翻转气缸会保持此动作一端时间，完成护钩作业流程。当车厢分离后，即完成护钩作业，翻转气缸收回，并且翻转气缸在缸径前端设有压缩弹簧，以保证机械手和缩回会有一定量的缓冲保护。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人整体结构示意图；

图2为本发明一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人的翻转机构结构示意图。

在附图中：1、翻转机构，2、斜插机构，3、提钩机构，4、Z轴模组，5、翻转气缸，6、上端部固定臂，7、旋转连接块，8、下端部固定臂，9、斜插加长杆，10、斜插旋转中心，11、翻转固定铰链，12、翻转机构固定支柱，13、翻转气缸前端铰链，14、连接板，15、前端伸出板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1-2所示，一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人，它包括翻转机构1、斜插机构2、提钩机构3和Z轴模组4，所述翻转机构1设于Z轴模组4上，所述翻转机构1连接有斜插机构2，所述斜插机构2连接有提钩机构3，所述翻转机构1包括翻转气缸5、上端部固定臂6、旋转连接块7、下端部固定臂8、斜插加长杆9、翻转固定铰链11、翻转机构1固定支柱和翻转气缸5前端铰链，所述Z轴模组4设有前端伸出板15，所述前端伸出板15底部前端设有连接板14，所述旋转连接块7设于连接板14上，所述旋转连接块7上下两端分别连接有上端部固定臂6和下端部固定臂8，所述前端伸出板15顶部前端设有翻转机构1固定支柱，所述翻转气缸5的缸外径通过翻转固定铰链11设于翻转机构1固定支柱侧壁上，所述翻转气缸5的缸径轴前端翻转气缸5前端铰链设于上端部固定臂6侧壁上，所述斜插加长杆9一端与下端部固定臂8呈45度角设置，所述斜插加长杆9连接有斜插旋转中心10，所述斜插机构2设于斜插旋转中心10上。

具体使用时，当Z轴模组4伸出板伸出到指定位置后，通过翻转机构1固定支柱和)翻转固定铰链11固定在Z轴模组4上的翻转气缸5先不工作，等到按照指令斜插机构2和提钩机构3到达指定位置后，主控室给出信号给到控制翻转气缸5工作的继电器，由于翻转气缸5通过翻转机构1固定支柱和翻转固定铰链11固定在Z轴模组4上，翻转气缸5整体会以翻转固定铰链11为中心可以旋转，当翻转气缸5工作是，气缸缸径伸出，由于翻转机构1固定支柱和翻转固定铰链11以及翻转气缸5前端翻转气缸5前端铰链的原因，翻转气缸5整体会绕翻转气缸5前端铰链为中心顺时针旋转一定角度。翻转气缸5缸径由于连接翻转气缸5前端铰链会推动前端连接的上端部固定臂6以旋转连接块7的中心轴进行顺时针的转动使得斜插加长杆9所连接的前段斜插机构2和提钩机构3进行一个顺时针的旋转，完成车钩翻转摘钩动作。完成后，翻转气缸5会保持此动作一端时间，完成护钩作业流程。当车厢分离后，即完成护钩作业，翻转气缸5收回，并且翻转气缸5在缸径前端加有压缩弹簧，以保证机械手和缩回会有一定量的缓冲保护。

本发明一种铁路驼峰作业自动摘钩机器人，其驱动方式为气缸气动，控制方式为电磁阀单点控制，储气方式采用储气罐。保证在电力系统出现故障或者是其他问题是，前端机械手可以快速收回，防止事故的发生，提高安全性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。