一种用于铁轨的检测修复机器人

文档序号:481977 发布日期:2022-01-04 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于铁轨的检测修复机器人 (Detection and repair robot for rails ) 是由 何帆 熊伟 于 2021-10-29 设计创作,主要内容包括:一种用于铁轨的检测修复机器人,所述机器人包括有车体,所述车体通过底部的四个车轮架设在铁轨上,车体前进方向为前侧,车体前侧设置有用于检测铁轨状态的检测元件,车体内设置有用于切割铁轨的切割单元、用于存储铁轨的存储单元、用于拆卸弹性扣件的拆卸单元、用于安装弹性扣件的安装单元、用于在拆卸单元和安装单元之间传输弹性扣件的传输单元。本发明具有自动化更换铁轨的功能,降低工人劳动强度,拆卸单元和安装单元既可以拆卸和安装弹性扣件,两者配合也可以抓取铁轨,结构简单,工作效率较高。(The robot comprises a vehicle body, wherein the vehicle body is erected on a rail through four wheels at the bottom, the advancing direction of the vehicle body is the front side, a detection element for detecting the state of the rail is arranged on the front side of the vehicle body, a cutting unit for cutting the rail, a storage unit for storing the rail, a dismounting unit for dismounting an elastic fastener, an installation unit for installing the elastic fastener and a transmission unit for transmitting the elastic fastener between the dismounting unit and the installation unit are arranged in the vehicle body. The rail replacing device has the function of automatically replacing rails, reduces the labor intensity of workers, can be used for disassembling and assembling the elastic fasteners by the disassembling unit and the assembling unit, can be used for grabbing the rails by matching the disassembling unit and the assembling unit, and has the advantages of simple structure and higher working efficiency.)

一种用于铁轨的检测修复机器人

技术领域

本发明涉及铁路安装技术领域,特别是一种用于铁轨的检测修复机器人。

背景技术

铁路运输是一种陆上运输方式,以机车牵引列车车辆在两条平行的铁轨上行驶。铁轨能提供极光滑及坚硬的媒介让列车车轮在上面以最小的摩擦力滚动,使这上面的人感到更舒适,而且它还能节省能量。如果配置得当,铁路运输可以比路面运输运载同一重量物时节省五至七成能量。而且,铁轨能平均分散列车的重量,使列车的载重能力大大提高。

当长期承受冲击和摩擦后,铁轨会产生各种程度的磨损,一般磨损形式有三种,侧面磨耗、垂直磨耗、波浪形磨耗。过度磨损后需要及时对铁轨进行更换,消除安全隐患。更换铁轨流程为:拆除弹性扣件、切割旧钢轨、换入新钢轨、复紧扣件、焊接钢轨和打磨接头。

现有技术中,检测和更换铁轨的工作均由人工完成,现亟需一种能自动完成铁轨检测修复的机器人。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于铁轨的检测修复机器人。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的,它包括有车体,所述车体通过底部的四个车轮架设在铁轨上,车体前进方向为前侧,车体前侧设置有用于检测铁轨状态的检测元件,车体内设置有用于切割铁轨的切割单元、用于存储铁轨的存储单元、用于拆卸弹性扣件的拆卸单元、用于安装弹性扣件的安装单元、用于在拆卸单元和安装单元之间传输弹性扣件的传输单元。

作为优选,所述车体内侧顶壁上开设有两条第一滑槽,两条第一滑槽均与车体前进方向垂直,且分别靠近车体前侧和后侧,第一滑槽内均可滑动的设置有第一滑块,第一滑槽内均可转动的设置有第一螺纹杆,第一滑块套设在第一螺纹杆上且与第一螺纹杆螺纹连接,第一滑槽内均设置有第一电机,第一电机的输出轴与第一螺纹杆固接,第一滑块底面均安装有第一伸缩杆,第一伸缩杆的伸缩端均指向车体底面,且固接有第二电机;

所述车体底面开设有两个第一开口,两个第一开口分别位于两根铁轨上方,第一伸缩杆的伸缩端均可由第一开口伸出车体。

作为优选,所述拆卸单元包括有第一盒体,第一盒体顶面固接在靠近车体前侧的第二电机的输出轴上,第一盒体底面固接有两块第一立板,两块第一立板与铁轨长度方向平行,且可分别位于一根铁轨两侧,第一盒体内安装有第三电机,第三电机的输出轴上固接有第一齿轮,两根第二螺纹杆安装在第一盒体底面上,且与第一盒体底面螺纹连接,两个第二螺纹杆位于第三电机两侧,且分别靠近一块第一立板,第二螺纹杆一端伸入第一盒体内,且均固接有第一齿轮柱,所述第一齿轮柱均与第一齿轮啮合,第二螺纹杆另一端伸出第一盒体底面,且均固接有第一拆卸柱,两根第一拆卸柱可分别位于一根铁轨的两侧,第一拆卸柱底面均开设有拆卸弹性扣件螺钉的第一六角槽,第一拆卸柱圆周外壁上均套设有第一套筒;所述第一套筒圆周外壁上均铰接有第一左夹板和第一右夹板的一端,第一左夹板和第一右夹板的中部铰接在第一立板上,第一左夹板和第一右夹板另一端可相互配合夹持弹性扣件;

所述安装单元包括有第二盒体,第二盒体顶面固接在靠近车体后侧的第二电机的输出轴上,第二盒体底面固接有两块第二立板,两块第二立板与铁轨长度方向平行,且可分别位于铁轨两侧,第二盒体内安装有第四电机,第四电机的输出轴上固接有第二齿轮,两根第三螺纹杆安装在第二盒体底面上,且与第二盒体底面螺纹连接,两根第三螺纹杆位于第四电机两侧,且分别靠近一块第二立板,第三螺纹杆一端伸入第二盒体内,且均固接有第二齿轮柱,所述第二齿轮柱均与第二齿轮啮合,第三螺纹杆另一端伸出第二盒体底面,且均固接有第二拆卸柱,两根第二拆卸柱可分别位于一根铁轨的两侧,第二拆卸柱底面均开设有安装弹性扣件螺钉的第二六角槽,所述两块第二立板外侧壁上均设置有第二伸缩杆,所述第二伸缩杆的伸缩端指向车体底面,且均固接有限位块,限位块上均铰接有第二左夹板和第二右夹板的一端,第二左夹板和第二右夹板的中部铰接在第二立板上,第二左夹板和第二右夹板的另一端可相互配合夹持弹性扣件。

作为优选,所述存储单元包括有架设在车体前后内侧壁之间的铁轨卡槽,所述铁轨卡槽与车体前进方向平行,且位于两根铁轨之间。

作为优选,所述传送单元包括有两个第三盒体,所述第三盒体固接在车体底面上,且分别位于铁轨卡槽左右两侧,又位于两个第一开口之间,第三盒体的长度方向与铁轨卡槽平行,第三盒体顶面敞开,第三盒体内安装有从拆卸单元向安装单元运动的传送带,传送带上沿传送方向设置有若干用于放置弹性扣件的凹槽,凹槽内设置有用于避让螺钉的避让孔;

所述第三盒体顶部还设置有用于清洁弹性扣件的清洁刷和用于为弹性扣件喷涂润滑油的油壶,所述清洁刷和油壶均架设于传送带上方。

作为优选,所述切割单元包括有对称设置在车体左右两内侧壁上的第一切割组件、第二切割组件,第一切割组件和第二切割组件分别位于一个第一开口处;

所述第一切割组件、第二切割组件均包括有第二滑块,车体左右两内侧壁上开设有第二滑槽,所述第二滑槽的长度方向与车体前进方向平行,第二滑块可滑动的位于第二滑槽内,第二滑槽内还设置有第四螺纹杆,第二滑块套设在第四螺纹杆上,且与第四螺纹杆螺纹连接,第二滑槽内还设置有第五电机,第五电机的输出轴与第四螺纹杆固接,第二滑块上均安装有第三伸缩杆,第三伸缩杆的伸缩端分别指向一侧铁轨,且固接有第六电机,第六电机的输出轴上均固接有锯片。

由于采用了上述技术方案,本发明具有如下的优点:

1.本发明具有自动化更换铁轨的功能,降低工人劳动强度,拆卸单元和安装单元既可以拆卸和安装弹性扣件,两者配合也可以抓取铁轨,结构简单,工作效率较高。

2.拆卸单元的第一拆卸柱,下降靠近螺钉时,第一左夹板和第一右夹板张开避让,第一拆卸柱咬合住螺钉后,螺钉上升时,第一左夹板和第一右夹板合拢,夹住弹性扣件,动作同步,提升效率。

3.螺钉和螺钉孔经过长时间咬合后,基于锈蚀和受力,形成独特的配合形状,拆卸单元一一拆下弹性扣件,传输单元对弹性进行润滑便于安装,再传输至安装单元,安装单元按照原顺序一一装回去,保证了仍然是原螺钉与螺钉孔适配,利于安装。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的

附图说明

如下。

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的底面示意图。

图3为本发明的第一滑槽示意图。

图4为本发明的拆卸单元示意图。

图5为本发明的第一六角槽示意图。

图6为本发明的安装单元示意图。

图7为本发明的第二六角槽示意图。

图8为本发明的存储单元示意图。

图9为本发明的传输单元示意图。

图10为本发明的第三盒体示意图。

图11为本发明的切割单元示意图。

图中:1.车体;2.车轮;3.铁轨;4.检测元件;5.弹性扣件;6.第一滑槽;7.第一滑块;8.第一螺纹杆;9.第一电机;10.第一伸缩杆;11.第二电机;12.第一开口;13.第一盒体;14.第一立板;15.第三电机;16.第一齿轮;17.第二螺纹杆;18.第一齿轮柱;19.第一拆卸柱;20.第一六角槽;21.第一套筒;22.第一左夹板;23.第一右夹板;24.第二盒体;25.第二立板;26.第四电机;27.第二齿轮;28.第三螺纹杆;29.第二齿轮柱;30.第二拆卸柱;31.第二六角槽;32.第二左夹板;33.第二右夹板;34.第二伸缩杆;35.限位块;36.铁轨卡槽;37.第三盒体;38.传送带;39.凹槽;40.避让孔;41.清洁刷;42.油壶;43.第二滑块;44.第二滑槽;45.第四螺纹杆;46.第五电机;47.第三伸缩杆;48.第六电机;49.锯片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1至图2所示,一种用于铁轨的检测修复机器人,所述机器人包括有车体1,所述车体1通过底部的四个车轮2架设在铁轨3上,车体1前进方向为前侧,车体1前侧设置有用于检测铁轨3状态的检测元件4,车体1内设置有用于切割铁轨3的切割单元、用于存储铁轨3的存储单元、用于拆卸弹性扣件5的拆卸单元、用于安装弹性扣件5的安装单元、用于在拆卸单元和安装单元之间传输弹性扣件5的传输单元。

该实施例中,机器人行驶在铁轨上,通过前方的检测元件检测铁轨状态,当检测到铁轨过度磨损或者损坏时,拆卸单元在车体移动到该处的过程中,依次将损坏的铁轨附近弹性扣件一一取下,并收回至车体内的传输单元中,切割单元即对该处铁轨进行切割,拆卸单元和安装单元配合还可以用来抓取铁轨,更换存储单元中的铁轨后,安装单元依次将传输单元中弹性扣件一一装回去;

本发明具有自动化更换铁轨的功能,降低工人劳动强度,拆卸单元和安装单元既可以拆卸和安装弹性扣件,两者配合也可以抓取铁轨,结构简单,工作效率较高。

如图2至图4所示,所述车体1内侧顶壁上开设有两条第一滑槽6,两条第一滑槽6均与车体1前进方向垂直,且分别靠近车体1前侧和后侧,第一滑槽6内均可滑动的设置有第一滑块7,第一滑槽6内均可转动的设置有第一螺纹杆8,第一滑块7套设在第一螺纹杆8上且与第一螺纹杆8螺纹连接,第一滑槽6内均设置有第一电机9,第一电机9的输出轴与第一螺纹杆8固接,第一滑块7底面均安装有第一伸缩杆10,第一伸缩杆10的伸缩端均指向车体1底面,且固接有第二电机11;

所述车体1底面开设有两个第一开口12,两个第一开口12分别位于两根铁轨3上方,第一伸缩杆10的伸缩端均可由第一开口12伸出车体1。

该实施例中,第一电机转动,带动第一螺纹杆转动,第一螺纹杆驱动第一滑块在第一滑槽内滑动,第一滑块在两个第一开口之间往复运动,第一滑块底面的第一伸缩杆和第一电机可伸出第一开口,拆卸或安装铁轨上的弹性扣件。

如图4至图7所示,所述拆卸单元包括有第一盒体13,第一盒体13顶面固接在靠近车体1前侧的第二电机11的输出轴上,第一盒体13底面固接有两块第一立板14,两块第一立板14与铁轨3长度方向平行,且可分别位于一根铁轨3两侧,第一盒体13内安装有第三电机15,第三电机15的输出轴上固接有第一齿轮16,两根第二螺纹杆17安装在第一盒体13底面上,且与第一盒体13底面螺纹连接,两个第二螺纹杆17位于第三电机15两侧,且分别靠近一块第一立板14,第二螺纹杆17一端伸入第一盒体13内,且均固接有第一齿轮柱18,所述第一齿轮柱18均与第一齿轮16啮合,第二螺纹杆17另一端伸出第一盒体13底面,且均固接有第一拆卸柱19,两根第一拆卸柱19可分别位于一根铁轨3的两侧,第一拆卸柱19底面均开设有拆卸弹性扣件5螺钉的第一六角槽20,第一拆卸柱19圆周外壁上均套设有第一套筒21;所述第一套筒21圆周外壁上均铰接有第一左夹板22和第一右夹板23的一端,第一左夹板22和第一右夹板23的中部铰接在第一立板14上,第一左夹板22和第一右夹板23另一端可相互配合夹持弹性扣件5;

所述安装单元包括有第二盒体24,第二盒体24顶面固接在靠近车体1后侧的第二电机11的输出轴上,第二盒体24底面固接有两块第二立板25,两块第二立板25与铁轨3长度方向平行,且可分别位于铁轨3两侧,第二盒体24内安装有第四电机26,第四电机26的输出轴上固接有第二齿轮27,两根第三螺纹杆28安装在第二盒体24底面上,且与第二盒体24底面螺纹连接,两根第三螺纹杆28位于第四电机26两侧,且分别靠近一块第二立板25,第三螺纹杆28一端伸入第二盒体24内,且均固接有第二齿轮柱29,所述第二齿轮柱29均与第二齿轮27啮合,第三螺纹杆28另一端伸出第二盒体24底面,且均固接有第二拆卸柱30,两根第二拆卸柱30可分别位于一根铁轨3的两侧,第二拆卸柱30底面均开设有安装弹性扣件5螺钉的第二六角槽31,所述两块第二立板25外侧壁上均设置有第二伸缩杆34,所述第二伸缩杆34的伸缩端指向车体1底面,且均固接有限位块35,限位块35上均铰接有第二左夹板32和第二右夹板33的一端,第二左夹板32和第二右夹板33的中部铰接在第二立板25上,第二左夹板32和第二右夹板33的另一端可相互配合夹持弹性扣件5。

该实施例中,拆卸单元伸出第一开口靠近铁轨,弹性扣件本身安装在铁轨两侧,第三电机转动,带动第一齿轮和第一齿轮柱,带动两个第二螺纹杆转动,第二螺纹杆向下运动,第一齿轮柱和第一齿轮之间产生一定滑移,但始终保持啮合状态,第二螺纹杆底部的第一拆卸柱靠近弹性扣件的螺钉,第一套筒跟随第一拆卸柱下降,第一左夹板和第一右夹板随着第一套筒下降而逐渐张开,第一六角槽与螺钉咬合后,第三电机反转,第二螺纹杆上升,第一套筒跟随第一拆卸柱上升,螺钉被旋起后也跟随第一拆卸柱上升,第一左夹板和第一右夹板随着第一套筒上升而逐渐合拢,夹住弹性扣件,第一伸缩杆上升,带着拆卸单元上升,拆卸单元带着弹性扣件脱离铁轨,然后将弹性扣件放入传输单元中;

安装单元靠近传输单元,此时弹性扣件放置在传送带上,螺钉在重力作用下下垂,第二伸缩杆收缩,带动限位块上升,限位块带动第二左夹板和第二右夹板合拢,夹住传输单元上的弹性扣件,第二拆卸柱不动,然后安装单元伸出第一开口,将弹性扣件夹持住靠近铁轨两侧,第四电机工作,通过第二齿轮和第二齿轮柱,带动第三螺纹杆下降,第三螺纹杆带动第二拆卸柱下降,直到第二六角槽咬合住螺钉,螺钉旋入的过程中继续下降,第二左夹板和第二右夹板仍然夹持住弹性扣件,防止松动,直到螺钉完全锁紧;

拆卸单元和安装单元常规状态下,第一立板和第二立板可以位于铁轨两侧,第一左夹板和第一右夹板、第二左夹板和第二右夹板夹持弹性扣件,当第二电机启动,第一盒体和第二盒体转动90°,第一左夹板和第一右夹板、第二左夹板和第二右夹板可夹取铁轨,传输至存储单元内更换。

如图8至图9所示,所述存储单元包括有架设在车体1前后内侧壁之间的铁轨卡槽36,所述铁轨卡槽36与车体1前进方向平行,且位于两根铁轨3之间。

该实施例中,铁轨卡槽可用于放置新铁轨和更换的旧铁轨,便于回收。

如图10所示,所述传送单元包括有两个第三盒体37,所述第三盒体37固接在车体1底面上,且分别位于铁轨卡槽36左右两侧,又位于两个第一开口12之间,第三盒体37的长度方向与铁轨卡槽36平行,第三盒体37顶面敞开,第三盒体37内安装有从拆卸单元向安装单元运动的传送带38,传送带38上沿传送方向设置有若干用于放置弹性扣件5的凹槽39,凹槽39内设置有用于避让螺钉的避让孔40;

所述第三盒体39顶部还设置有用于清洁弹性扣件5的清洁刷41和用于为弹性扣件5喷涂润滑油的油壶42,所述清洁刷41和油壶42均架设于传送带38上方。

该实施例中,当拆卸单元将弹性扣件放入凹槽内,重力作用下,弹性扣件的螺钉下垂在避让孔内,传送带工作,带动弹性扣件向后方运动,清洁刷对弹性扣件进行清洁,油壶喷涂润滑剂润滑螺钉,便于后续锁紧。

如图11所示,所述切割单元包括有对称设置在车体1左右两内侧壁上的第一切割组件、第二切割组件,第一切割组件和第二切割组件分别位于一个第一开口12处;

所述第一切割组件、第二切割组件均包括有第二滑块43,车体1左右两内侧壁上开设有第二滑槽44,所述第二滑槽44的长度方向与车体1前进方向平行,第二滑块43可滑动的位于第二滑槽44内,第二滑槽44内还设置有第四螺纹杆45,第二滑块43套设在第四螺纹杆45上,且与第四螺纹杆45螺纹连接,第二滑槽44内还设置有第五电机46,第五电机46的输出轴与第四螺纹杆45固接,第二滑块43上均安装有第三伸缩杆47,第三伸缩杆47的伸缩端分别指向一侧铁轨3,且固接有第六电机48,第六电机48的输出轴上均固接有锯片49。

该实施例中,当车体运动至损坏铁轨附近后,第五电机启动,带动第四螺纹杆转动,第四螺纹杆带动第二滑块在第二滑槽内滑动,第三伸缩杆伸出,带动第六电机和锯片进行旧铁轨切割,拆卸单元和安装单元将旧铁轨抓起,放入存储单元,再抓出新铁轨放入原铁轨处,安装单元重新锁上弹性扣件后,工人进行铁轨焊接工作;

切割单元可在第二滑槽内移动,便于适应不同长度的铁轨切割,且切割单元既可以切割旧铁轨,也可以配合拆卸单元和安装单元切割新铁轨。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

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