具体实施方式

本发明实施例公开了一种铁路作业装置循环系统，以解决现有的循环系统中，需设置若干个动作机构保证作业装置在循环系统中的顺畅运行，结构复杂，且系统可靠性低。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1-3，图1为本申请实施例提供的一种铁路作业装置3循环系统的主视结构示意图；图2为图1的俯视结构示意图；图3为本申请实施例提供的机架1的主视结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本申请实施例提供一种铁路作业装置3循环系统，包括机架1、闭合循环轨道2和作业装置3。其中，机架1可设置为矩形框架71，机架1设在铁路轨道的上方，且能够相对于铁路轨道移动。优选地，机架1包括连接框架11和框架走行轮12，闭合循环轨道2、作业装置3和动力驱动装置5固定于连接框架11上；框架走行轮12可转动的连接于连接框架11的下方，用于与铁路轨道配合。

闭合循环轨道2沿竖向固定于机架1上，闭合循环轨道2沿机架1的长度方向设置，闭合循环轨道2优选设置在竖直面内，闭合循环轨道2和机架1为可拆卸的连接。作业装置3设于闭合循环轨道2上，且沿闭合循环轨道2转动，以当移动至闭合循环轨道2的下侧时，能够对铁路轨道上的待检修点进行检修作业。

其中，动力驱动装置5与闭合循环轨道2一一对应设置，以通过一个动力驱动装置5实现作业装置3在整个闭合循环轨道2上的循环作业，相较于现有技术，减少机构的设置数量，同时无需设置对位机构在循环轨道之间进行对位，提高系统可靠性。具体的，动力驱动装置5固定在机架1上且与作业装置3连接，动力驱动装置5带动作业装置3沿闭合循环轨道2转动，当作业装置3移动至闭合循环轨道2的下侧时，作业装置3和机架1的运行方向相反，动力驱动装置5调节作业装置3的运行速度与机架1的运行速度相同，以使作业装置3相对于铁路轨道保持静止，对铁路轨道上待检修点进行检修作业。

采用本申请实施例中提供的一种铁路作业装置3循环系统，相较于现有技术，具有以下技术效果：

通过在机架1的竖向且沿长度方向设置闭合循环轨道2，动力驱动装置5带动作业装置3在闭合循环轨道2上转动，当作业装置3移动至闭合循环轨道2的下侧时，作业装置3和机架1的运行方向相反，动力驱动装置5调节作业装置3的运行速度与机架1的运行速度相同，由此使得作业装置3相对于铁路轨道保持静止，作业装置3能够对铁路轨道进行检修作业。上述系统通过设置闭合循环轨道2实现作业装置3的循环作业，且动力驱动装置5与闭合循环轨道2一一对应，相较于现有技术，减少作业装置3在循环系统中所需机构的个数，简化系统结构，无需设置对位机构进行循环轨道之间的对位，降低系统操作难度，提高系统可靠性。

如图4-6、11所示，图4为本申请实施例提供的闭合循环轨道2的主视结构示意图；图5为图4的俯视结构示意图；图6为图4的侧视结构示意图；图11为本申请实施例提供的循环支撑轨道61的结构示意图。

具体的，闭合循环轨道2包括轨道支架21、轮齿件23和链齿条24。轨道支架21沿机架1的纵向设置，即机架1的长度方向。轮齿件23的个数为两个，分别可转动的设于轨道支架21的纵向的两端，轮齿件23与动力驱动装置5连接，以作为驱动链齿条24转动的动力源；链齿条24与轮齿件23啮合，且沿轨道支架21的周向外壁铺设，轨道支架21用于支撑链齿条24及其上设置的作业装置3。作业装置3与链齿条24连接，如可拆卸的连接，通过螺纹紧固件74实现，以使得作业装置3在链齿条24的带动下转动，动力驱动装置5驱动轮齿件23转动，链齿条24与轮齿件23啮合，链齿条24带动作业装置3相对于机架1转动，上述装置提供一种被动动力源，作业装置3在闭合循环轨道2上被动运行。

链齿条24可设置为链条或齿条，轮齿件23可设置为轮齿或齿轮，以分别与链齿条24进行配合。进一步地，还可以将循环系统设计为链条固定且没有动力机构，作业装置3上的链轮与链条相配合，通过控制作业装置3上链轮的驱动机构，使作业装置3在循环系统内部做循环运动。

如图12-16所示，图12为本申请实施例提供的作业装置3的结构示意图；

图13为图12的侧视结构示意图；图14为本申请实施例提供的作业装置3的轴测结构示意图；图15为本申请实施例提供的作业装置3的安装结构示意图；图16为图15的侧向结构示意图。

在另一实施例中，作业装置3包括作业轮齿件33和作业动力驱动机构。作业轮齿件33与链齿条24啮合；作业动力驱动机构与作业轮齿件33连接，用于驱动作业轮齿件33在链齿条24上转动，以使作业装置3相对于链齿条24发生相对运动，由此以实现作业装置3在链齿条24上的主动行走，在应用时，当作业装置3运行至闭合循环轨道2的下侧，且作业装置3与铁路轨道的待检修点存在位置偏差时，可通过作业动力驱动机构驱动作业轮齿件33在链齿条24上转动，以进行作业装置3相对于铁路轨道的位置精调，提高检修作业精度。具体的，为了防止作业装置3在闭合循环轨道2的转弯处及下方滑脱或发生偏移，作业动力驱动机构停止作业自身抱死时，作业轮齿件33和链齿条24抱死以进行锁定，此时作业轮齿件33和链齿条24无法相对移动。进一步地，为了优化锁定效果，作业装置3还包括锁定组件，用于将作业装置3和链齿条24锁定或者解锁，当锁定后，作业装置3和链齿条24固定，以使得作业装置3在闭合循环轨道2的下侧和转弯处保持固定，不会产生滑脱，在锁定状态下，作业动力驱动机构无法驱动作业轮齿件33转动链齿条24啮合，但作业装置3能够链齿条24的带动下同步运动；当解锁后，作业装置3能够在作业动力驱动机构的驱动下，相对于链齿条24发生相对运动，以实现作业装置3位置的单独调节。

具体的，锁定组件包括：

电磁铁，用于在通电时产生磁力，与链齿条24吸合；

电磁铁走行动力机构，与电磁铁连接，驱动电磁铁向靠近或远离链齿条24方向移动，电磁铁走行动力机构带动电磁铁移动至与链齿条24接触时，电磁铁通电与链齿条24吸合，作业装置3和链齿条24锁定；电磁铁断电，与链齿条24无磁力，作业装置3和链齿条24解除锁定。可以理解的是，链齿条24为金属材料或其他磁性材料，以能够实现与电磁铁的配合，实现作业装置3在链齿条24上的固定。此处仅为一种优选的实施方案，在其他实施例中，可根据需要设置锁定组件的具体结构，均在本申请的保护范围内。

其中，作业装置3还包括作业框架34、作业机构31和下部行走轮32。作业轮齿件33、作业动力驱动机构和锁定组件均设于作业框架34上；作业机构31用于对铁路轨道上的待检修点进行检修作业，如设置为作业扳手，对铁路轨道上的螺纹件进行旋拧，在其他实施例中，可根据需要设置作业机构31的具体形式。下部行走轮32设于作业框架34的底部，作业框架34优选为矩形框架71，在矩形框架71的一组对边上分别设置两个下部行走轮32，用于与铁路轨道配合对作业装置3进行支撑，由此设置，当作业装置3运行至闭合循环轨道2的下侧轨道上时，通过下部行走轮32能够对作业装置3进行支撑，使得作业装置3在下侧轨道上稳定运行，减少抖动，进一步保持作业装置3和铁路轨道的相对静止，降低维修作业难度。

在另一实施例中，为了防止作业装置3在闭合循环轨道2上滑脱，该系统还包括防脱组件6，固定于机架1上，用于对作业装置3在闭合循环轨道2上的转动进行支撑，且当作业装置3转动至闭合循环轨道2的转弯处时，阻止作业装置3从闭合循环轨道2上滑脱。防脱组件6可为设置在闭合循环轨道2上设置的卡接结构，通过手动将作业装置3和闭合循环轨道2通过卡接结构进行固定，实现防脱。卡接结构如设置卡扣，防脱组件6的具体结构可根据需要进行设置，只要能够达到相同的技术效果即可。

在一种实施例中，防脱组件6包括循环支撑轨道61和支撑滚轮组62，循环支撑轨道61固定于机架1上且与链齿条24平行设置，链齿条24作为作业装置3的运动的动力源，循环支撑轨道61作为作业装置3循环运动的辅助支撑结构，共同和链齿条24配合，为作业装置3的循环运动提供支撑。

支撑滚轮组62设于作业装置3上，支撑滚轮组62包括滚轮安装板221、外支撑滚轮和内支撑滚轮。滚轮安装板221优先为矩形板，外支撑滚轮和内支撑滚轮设于矩形板的长度方向的两端，且相对于矩形板的中心对称设置。同时，滚轮安装板221绕自身中心转动，外支撑滚轮和内支撑滚轮能够绕自身轴线转动，外支撑滚轮和内支撑滚轮间设有循环支撑轨道61，以对作业装置3脱离循环支撑轨道61的移动进行限位；当经过闭合循环轨道2的转弯处时，滚轮安装板221能够随着转弯处的轨道转动，使得外支撑滚轮和内支撑滚轮能够分别和转弯处的轨道贴合接触，实现支撑。

具体作业过程为：当作业装置3处于循环支撑轨道61的上方轨道时，在重力作业下，外支撑滚轮和循环支撑轨道61接触对作业装置3进行支撑，当作业装置3处于循环支撑轨道61的下方轨道时，内支撑滚轮悬挂于循环支撑轨道61的上方，和循环支撑轨道61接触对作业装置3进行悬挂支撑；当作业装置3处于循环支撑轨道61的转弯处时，滚轮安装板221绕自身中心转动，以使外支撑滚轮和内支撑滚轮沿着循环支撑轨道61的转弯处轨道运行，并分别与循环支撑轨道61的外壁和内壁接触支撑，防止作业装置3在转弯处发生滑脱，提高作业装置3的运行可靠性。

进一步地，为了对作业装置3沿横向的移动进行限位，外支撑滚轮和内支撑滚轮的周向侧壁环绕设有限位槽，循环支撑轨道61上设有限位凸起，限位凸起和限位槽配合，对外支撑滚轮和内支撑滚轮的轴向窜动进行限位，由此进一步保证作业装置3和铁路轨道间的相对静止，提高作业装置3在进行检修作业时的稳定性，提高检修效率和检修作业精度。限位槽设置为横截面为矩形形状的限位槽。

在一种实施例中，循环支撑轨道61包括第一循环支撑轨道61和第二循环支撑轨道61，第一循环支撑轨道61和第二循环支撑轨道61沿机架1的纵向中心线对称设置，第一循环支撑轨道61和第二循环支撑轨道61的一者上设有限位凸起；支撑滚轮组62包括第一支撑滚轮组62和第二支撑滚轮组62，第一支撑滚轮组62和第二支撑滚轮组62沿作业装置3的中心线对称设置，第一支撑滚轮组62和第二支撑滚轮组62的一者上设有限位槽。具体的，第二循环支撑轨道61与第二支撑滚轮组62通过限位凸起和限位槽接触配合，对作业装置3沿第二支撑滚轮组62的轴向窜动进行限位，第一循环支撑轨道61与第一支撑滚轮组62的接触面为平面，以释放作业装置3在该第一循环支撑轨道61上的自由度，防止因安装误差或加工误差，造成循环支撑滚轮组62在循环支撑轨道61上的运动受限。

如图10所示，图10为本申请实施例提供的滑触线41供电装置4的结构示意图。在另一实施例中，为了便于作业装置3获取电力进行检修作业，上述系统还包括滑触线41供电装置4，滑触线41供电装置4包括滑触线41和集电器42。其中，滑触线41沿长度方向固定于轨道支架21上；优选为设置在链齿条24的上侧和下侧，且平行于链齿条24设置，集电器42固定于作业装置3上，当作业装置3相对于机架1移动时，集电器42在滑触线41上滑动取电供给作业装置3作业。由此设置以无需作业装置3外接电缆或其他动力设备，简化作业装置3外接设备，使其轻巧化，以便于在闭合循环轨道2上运行，防止线缆与轨道或其他部件发生干涉，影响作业装置3的循环运动。

如图8-9所示，图8为本申请实施例提供的轨道支架21的结构示意图；图9为图8中A处的局部放大结构示意图。同时，为了链齿条24始终处于涨紧状态，上述系统还包括设于轨道支架21上的涨紧装置7，涨紧装置7包括主动涨紧轮组件和从动涨紧轮组件72。从动涨紧轮组件72包括一组从动涨紧轮和从动安装架，从动安装架固定于轨道支架21上，从动涨紧轮可转动的设于从动安装架的长度方向的两端；从动涨紧轮间设有预设间隔。主动涨紧轮组件包括一组主动涨紧轮和主动安装架，主动安装架和从动安装架相对固定，主动涨紧轮可转动的设于主动安装架的长度方向的两端，且设有预设间隔。链齿条24分别与从动涨紧轮和主动涨紧轮啮合，其经过从动涨紧轮向上与两个主动涨紧轮接触、并从主动涨紧轮的另一端向下与另一个从动涨紧轮接触，可以理解的是，相邻主动涨紧轮的轴心距可调，当主动涨紧轮的轴心距增大时，对链齿条24进行涨紧。由此设置，以始终保持链齿条24的涨紧状态，使其能够始终与作业装置3接触，带动作业装置3沿闭合循环轨道2移动。

具体的，主动安装架包括第一主动安装架和第二主动安装架，第一主动安装架和第二主动安装架共面且平行于从动安装架，第一主动安装架和第二主动安装架分别固定在机架1上，第一主动安装架和第二主动安装架均分别包括矩形框架71和滑动件。矩形框架71的一组平行侧壁上设有滑动部；滑动件设于主动涨紧轮的轮轴的两端，滑动件沿滑动部的长度方向滑动，通过滑动部和滑动件的配合，实现主动涨紧轮间的轴心距的调节。其中，滑动件包括螺纹紧固件74和与滑动部配合的滑动凸起73。螺纹紧固件74的一端凸出于矩形框架71的侧壁，且沿滑动部的长度方向设置，另一端与滑动件接触，以推动主动涨紧轮沿滑动部滑动；滑动部为滑动孔或滑动槽，优选地，滑动部设置为滑动孔，以便于在矩形框架71外侧对主动涨紧轮间的距离进行直观观测。滑动凸起73优选为矩形凸起，上下表面分别和滑动孔的上壁和下壁贴合。在使用时，通过旋拧螺纹紧固件74，使其在滑动孔中的伸出端长度发生变化，并推动滑动凸起73在滑动孔中滑动，进而主动涨紧轮间距离增加，使链齿条24涨紧。

其中，轨道支架21包括弧形转弯部211和直线部212，相邻弧形转弯部211间经直线部212连接且形成闭合轨道；弧形转弯部211和直线部212的个数分别为两个，并交替设置。为了能够对链齿条24进行承载支撑，直线部212和弧形转弯部211为中空壳体，链齿条24设于中空壳体中，弧形转弯部211为一侧开口设置的中空壳体，轮齿件23设于弧形转弯部211的中空壳体内与链齿条24啮合；任一弧形转弯部211的外壁和直线部212的外壁设有在空间上连续设置的让位孔，用于对链齿条24进行让位；作业装置3设于轨道支架21的上方，经让位孔与链齿条24连接。

在一种实施例中，让位孔沿中空壳体的中心线设置，链齿条24为三组且固定连接，中间的链条与让位孔对应，并与作业轮齿件33啮合，两侧的链齿条24分别与轮齿件23啮合，由此设置，在让位孔的两侧的壳体能够当作业装置3倾斜时，作为支撑面对作业装置3进行支撑，防止作业装置3发生倾覆，造成安全事故。

如图7所示，图7为本申请实施例提供的安装支架22的结构示意图。为了便于循环支撑轨道61的和闭合循环轨道2的安装，上述系统还包括安装支架22，用于与机架1固定；安装支架22包括一组平行设置的安装板221、连接座222和连接横梁223。闭合循环轨道2经轨道支架21固定于安装板221的外侧，循环支撑轨道61固定于安装板221的内侧，由此以合理布局，使空间结构紧凑。连接座222与机架1固定连接，且固定于安装板221的外侧，连接横梁223设于平行设置的安装板221间，且长度方向的两端分别与安装板221固定连接，以提高安装板221的强度。

进一步地，闭合循环轨道2的组数为两组，两组闭合循环轨道2沿连接框架11的中心线对称设置；任一闭合循环轨道2上设有若干组作业装置3。在其他实施例中，闭合循环轨道2为四组，均分别设置在机架1上且成对设置，以为作业装置3提供稳定支撑。

系统具体作业过程为：作业时，铁路作业装置3循环系统在钢轨上匀速前进，同时动力驱动装置5带动作业装置3在垂直铁路轨道的平面上进行循环运动，当作业装置3处于闭合循环轨道2上方时，链齿条24和作业装置3运动方向与机架1的前进方向相同，当作业装置3处于闭合循环轨道2下方时，链齿条24和作业装置3运动方向与机架1的前进方向相反。作业装置3处于闭合循环轨道2的下方时，运动方向与机架1前进方向相反、速度相同，实现作业装置3与铁路轨道的相对静止，且一直持续至作业单元在闭合循环轨道2的下方轨道后端，在作业装置3和铁路轨道保持相对静止的阶段，作业装置3可以完成线路的维护作业。

在作业过程中，作业装置3和链齿条24分为两种工况，第一，当作业装置3作为作业对象在铁路轨道上沿轨道方向间距均匀时，可根据作业对象之间的相对位置优先调整作业装置3之间的相对位置，作业时，作业装置3可以依次匹配作业对象进行铁道维护作业；第二，当作业装置3和作业对象在铁路轨道上沿轨道方向间距不均匀时，在作业装置3随着闭合循环轨道2的上方轨道做循环运动的过程中，根据作业对象之间的相对位置，控制作业装置3的作业动力驱动机构动作，使得作业轮齿件33和链齿条24啮合，作业装置3相对于链齿条24的前后位置进行调整，使作业装置3之间的间距与作业对象之间的间距匹配，保证作业装置3到达闭合循环轨道2下方时能够落在铁路轨道的预设位置，进行相应的铁道维护作业。

上述系统作业装置3在闭合循环轨道2内做循环运动，当作业装置3在装置下方时，循环运动速度与机架1前进速度大小相等、方向相反，作业装置3与铁路轨道保持相对静止，一直持续到作业装置3到达作业装置3后端。在与铁路轨道保持相对静止的阶段，作业装置3可进行相应的铁道维护作业。其次，闭合循环轨道2首尾相连、无缺口，作业装置3在闭合循环轨道2上运行时，支撑滚轮组62始终与循环支撑轨道61相配合。相对于由多个机构组成的循环系统，作业装置3在循环系统中运行更加安全、平稳。再次，通过两条整根链条带动作业装置3做循环运动，链条与链轮配合，在一个动力驱动装置5带动下进行循环运动。相对于由多个驱动机构带动作业单元的方式，循环运动的控制相对更为方便。最后，作业装置3链轮设计有作业动力驱动机构，使作业装置3与循环机构链条保持同速做循环运动，又可以相对链条进行独立运动，使得作业装置3能够对铁路轨道上不同间距的作业对象进行作业。

基于上述系统实施例，本申请还提供了一种基于上述实施例任一项的铁路作业装置循环系统的铁路作业装置循环方法，该方法包括：

驱动机架以预设速度在铁路轨道上移动，以及作业装置在闭合循环轨道上转动；

判断作业装置是否转动至闭合循环轨道靠近铁路轨道的下侧轨道；

若是，则判断作业装置在闭合循环轨道上的当前运行速度是否与驱动机架的预设速度相同；

当作业装置的当前运行速度与驱动机架的预设速度不相同时，控制动力驱动装置调节作业装置的当前运行速度与驱动机架的预设速度相同；

控制作业装置对铁路轨道上待检修点进行检修作业。

采用本申请实施例中提供的一种铁路作业装置循环系统及方法，相较于现有技术，具有以下技术效果：

通过在机架的竖向且沿长度方向设置闭合循环轨道，动力驱动装置带动作业装置在闭合循环轨道上转动，当作业装置移动至闭合循环轨道的下侧时，作业装置和机架的运行方向相反，动力驱动装置调节作业装置的运行速度与机架的运行速度相同，由此使得作业装置相对于铁路轨道保持静止，作业装置能够对铁路轨道进行检修作业。上述系统通过设置闭合循环轨道实现作业装置的循环作业，且动力驱动装置与闭合循环轨道一一对应，相较于现有技术，减少作业装置在循环系统中所需机构的个数，简化系统结构，无需设置对位机构进行循环轨道之间的对位，降低系统操作难度，提高系统可靠性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。