一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法
阅读说明：本技术 一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法 (Vertical circulating system of railway operation device and operation method ) 是由 唐明明 陶小虎 陈钦云 杜军 曹移伟 滕人超 吴玉祥 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法,包括工程作业车架和下部支撑机构,当作业装置对铁路轨道进行作业时,下部支撑机构对作业装置有竖向支撑作用；所述工程作业车架的前端固定安装垂直降落机构,通过垂直输送,将车架前端上方的作业装置输送到下方位置；所述工程作业车架的后端安装有垂直提升机构,通过垂直提升,将车架后端下方的作业装置提升到上方位置；工程作业车架的中间上方安装有上部水平输送机构,将垂直提升机构提升到车架后端的作业装置水平输送到车架前端上方,然后继续下一个循环。本发明的循环系统能够实现工程作业车连续前进过程中,内部作业装置在一定时间内与铁道线路相对静止并完成相关的维护作业。(The invention relates to a vertical circulating system of a railway operation device and an operation method, wherein the vertical circulating system comprises an engineering operation frame and a lower supporting mechanism, and when the operation device operates a railway track, the lower supporting mechanism vertically supports the operation device; a vertical landing mechanism is fixedly installed at the front end of the engineering operation frame, and an operation device above the front end of the frame is conveyed to the lower position through vertical conveying; the rear end of the engineering operation frame is provided with a vertical lifting mechanism, and an operation device below the rear end of the frame is lifted to an upper position through vertical lifting; an upper horizontal conveying mechanism is arranged above the middle of the engineering operation frame, an operation device which lifts the vertical lifting mechanism to the rear end of the frame is horizontally conveyed above the front end of the frame, and then the next cycle is continued. The circulating system can realize that the internal operation device is relatively static with the railway line within a certain time and completes related maintenance operation in the continuous advancing process of the engineering operation vehicle.)
技术领域
本发明涉及铁路工程机械领域，具体而言，涉及一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法。
背景技术
目前在线路维护作业中，特别是一些需要与铁道线路相对静止，而无法在作业装置行进过程中进行的维护作业，很多时候是依靠人工使用小型机具来完成的。这样的施工方式，人工需求大、施工现场管理困难、人工成本高。由于作业环境恶劣、工作强度大，造成的安全隐患也比较严重。
例如公布号为CN 108978372 A的中国发明专利，其公开了一种铁路轨枕输送用托架，包括基板、置料装置与承托架，所述基板数量为二，两块基板左右对称布置，基板上端安装有置料装置，两块基板之间安装有承托架，置料装置包括安装板、主动辊、从动辊、主动电机、传送带、限位板、连接支板、限位气缸、置料板、安装环、调节电动推杆、调节滑板、安装滑板、固定气缸与固定压板。该发明可以解决现有轨枕运输过程中存在的人工成本高、劳动强度大、工作效率低、取出不便与易发生碰撞等难题，可以实现对轨枕进行有序运输的功能，具有人工成本低、劳动强度小、工作效率高、取出方便与不易碰撞等优点。但该托架仅适用于轨枕输送中，而且其作业工况为静止状态，在物料输送过程中将无法工作。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法，该循环系统能够带动多个作业装置做垂直循环运动，能够实现工程作业车连续前进过程中，内部作业装置在一定时间内与铁道线路相对静止并完成相关的维护作业。
在小型机具上增加一定的连接机构，使小型机具升级为相应的作业装置，然后通过本发明所述的一种铁路作业装置垂直循环系统带动作业装置在工程作业车架内做循环运动。在循环机架连续前进的过程中，由于循环系统一直在做前后方向的循环运动，作业装置有一段时间与铁道线路固定并相对静止，可以在这段时间内完成相应的线路维护作业。通过本发明所述的一种铁路作业装置垂直循环系统及作业方法可以大量的减少线路维护作业中对人工的需求，减少人工成本的同时提高了作业安全性。本发明一种铁路作业装置垂直循环系统结构紧凑，便于在较小的空间中布置安装。
为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：
本发明第一方面提供一种铁路作业装置垂直循环系统，包括工程作业车架和下部支撑机构，工程作业车架的中间下方由下部支撑机构支撑，当作业装置对铁路轨道进行作业时，下部支撑机构对作业装置有竖向支撑作用；工程作业车架作为整个循环系统的支撑框架在钢轨上运行，所述工程作业车架的前端固定安装垂直降落机构，通过垂直输送，将车架前端上方的作业装置输送到下方位置；工程作业车架的后端安装有垂直提升机构，通过垂直提升，将车架后端下方的作业装置提升到上方位置；工程作业车架的中间上方安装有上部水平输送机构，将垂直提升机构提升到车架后端的作业装置水平输送到车架前端上方，然后继续下一个循环。
本发明的铁路作业装置垂直循环系统安装在连续前进的工程作业车架中，可以带动作业装置做循环运动。当作业装置运动到循环系统下方位置时，作业装置可以和铁道线路固定并保持相对静止，在此过程中可以对铁道线路进行相关的维护作业。通过本发明可以实现工程作业车连续前进过程中，内部作业装置在一定时间内与铁道线路相对静止并完成相关的维护作业。本发明提供的一种铁路作业装置垂直循环系统具有结构紧凑、传输效率高的特点，有利于在较小的空间内安装布置。
优选的是，所述垂直降落机构的下方安装有中转链条输送线，将降落到下方的作业装置连续的向车架后方输送。
在上述任一方案中优选的是，所述中转链条线的后方安装有吊装对位机构，将工作装置吊起并向车架后端运动，作业装置到达作业位置后被吊装对位机构放下与铁道线路固定保持相对静止并开始对铁道线路进行相关作业。
在上述任一方案中优选的是，所述垂直降落机构和垂直提升机构上方与上部水平输送机构交接处设有转向衔接机构，在作业装置由垂直向上的运动转为水平运动和由水平运动转为垂直向下运动的过程中为作业装置提供支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述垂直降落机构包括两套对称布置的降落机构，每套机构包括支撑板、降落轨道、水平导向结构、驱动装置和活动支撑板。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑板固定安装在工程作业车架上，用于安装降落轨道。
在上述任一方案中优选的是，所述水平导向结构布置在降落轨道下方，当作业装置从上方降落到下方后，水平导向结构为作业装置提供水平运动导向。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动装置布置在降落轨道的中间部位。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动装置包括滚子链、链轮、驱动马达、支撑块和链条轨道。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑块在滚子链的带动下在垂直方向做循环降落的动作，同时为作业装置从上到下的降落提供竖向支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑块对作业装置起支撑作用的一侧，滚子链从链条轨道中通过，保证在支撑着作业装置降落的过程中链条不会出现下塌变形。
在上述任一方案中优选的是，所述活动支撑板布置在水平导向结构中间，一端弹性铰接、另一端搭接；支撑块降落过程中将活动支撑板挤开，支撑块通过后活动支撑板回弹与水平导向结构搭接，以保证作业装置能够平稳通过。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑块包括连接板、限位座和支撑头。
在上述任一方案中优选的是，所述连接板连接在链条销轴上，在链条运动过程中，限位座在链条轨道上滑动，防止支撑块在垂直降落中出现下塌。
在上述任一方案中优选的是，所述中转链条输送线包括两套对称安装的链条输送机构，所述每套链条输送机构包括滚子链、支撑架、链轮和驱动马达。作业过程中链条循环转动，当作业装置从上方降落到下方后，落到中转链条输送线上并向后输送。链条输送线持续转动，可以及时地将落下的作业装置输送的后方位置，避免下一个降落的作业装置与前一个降落的作业装置发生碰撞。
在上述任一方案中优选的是，所述吊装对位机构包括支撑架和吊装滑动机构。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑架固定在工程作业车架上，支撑架上安装有两套吊装滑动机构，所述每套吊装滑动机构均包括吊装座、驱动电机、传动丝杠和直线导轨组件。在进行吊装滑动时，两套机构互不干涉。采用两套吊装滑动机构同时工作能够极大的提高吊装对位作业效率。
在上述任一方案中优选的是，所述下部支撑机构包括左支撑板和右支撑板。作业装置进行相关维护作业时，支撑轮与支撑面接触，提供竖向支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述左支撑板和右支撑板为前后两端窄、中间宽的结构，以保证在曲线铁道线路上进行作业时也能为作业装置提供竖向支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述垂直提升机构包括两套对称布置的提升机构，所述每套提升机构包括支撑板、提升轨道、水平支撑导向结构、驱动装置和活动支撑板。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑板固定安装在工程作业车架上，用于安装提升轨道。
在上述任一方案中优选的是，所述水平支撑导向结构布置在提升轨道的下方，当作业装置从下部支撑机构进入垂直提升机构后，水平支撑导向机构为作业装置提供水平运动导向以及竖向支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动装置布置在提升轨道的中间部位。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动装置包括滚子链、链轮、驱动马达、支撑块和链条轨道。支撑块在滚子链的带动下可以在垂直方向做循环提升的动作，同时为作业装置从下到上的提升提供竖向支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑块对作业装置起支撑作用的一侧，滚子链从链条轨道中通过，保证在支撑着作业装置提升过程中链条不会出现下塌变形。
在上述任一方案中优选的是，所述上部水平输送机构包括支撑轨道、链条、刮板、传动轴和驱动电机。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑轨道的前后端分别与垂直降落机构、垂直提升机构上方的转向衔接机构衔接，垂直提升机构将作业装置提升到上方后，水平进入支撑轨道，作业装置通过支撑轮在轨道上滚动。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动电机通过传动轴带动链条做循环转动，链条上的刮板带动作业装置从支撑轨道后端运动到前端。通过调整驱动电机的速度，可以控制作业装置水平传输的速度。
在上述任一方案中优选的是，所述转向衔接机构包括支撑座、滑动板和伸缩缸。
在上述任一方案中优选的是，所述支撑座包括两部分，每一部分都包括连接板和支撑滑轮；所述两部分相对布置，支撑滑轮安装在连接板相对面上。
在上述任一方案中优选的是，所述连接板固定安装在作业车架上，其中有一端的连接板还与上部水输送机构支撑轨道连接，保持上表面在同一个平面上。
在上述任一方案中优选的是，所述滑动板安装在支撑座的两块连接板的中间，下表面支撑在支撑滑轮上，上表面与连接板上表面平齐。
在上述任一方案中优选的是，所述滑动板的一侧与伸缩缸连接，通过伸缩缸带动滑动板在支撑座的支撑滚轮上滑动。
当作业装置支撑滚轮由垂直提升机构提升到转向衔接机构下方时，伸缩缸回收，滑动板滑离支撑位置，作业装置继续提升到最高位；然后，伸缩缸伸出，滑动板滑回支撑位置，作业装置落下，其支撑滚轮落到滑动板上，由上部水平输送机构的链条刮板带着完成水平方向的输送。当作业装置被水平输送到垂直降落机构上方的转向衔接机构上时，伸缩缸回收，滑动板滑离支撑位置，作业装置落到垂直降落机构的支撑座上，两侧的支撑滚轮进入降落轨道，在降落机构带动下开始降落。在作业装置支撑滚轮落下离开转向衔接机构后，伸缩缸伸出，滑动板滑回支撑位。
在上述任一方案中优选的是，所述作业装置包括装置主体、支撑座和支撑滚轮。
在上述任一方案中优选的是，所述装置主体为扣件处理装置或钢轨处理装置或轨枕处理装置。
在进行垂直提升和垂直降落过程中，支撑块支撑住支撑座，带动作业装置完成升降运动。在中转链条输送线上，作业装置通过支撑座支撑在滚子链上，由滚子链带动工作装置完成输送。在工作装置升降过程中，支撑滚轮在提升轨道、降落轨道中运功，可以保证升降运动过程稳定。作业装置在下部作业支撑机构、上部水平输送机构上做水平输送过程中，均是由支撑滚轮实现竖向支撑。
本发明第二方面提供一种铁路作业装置垂直循环系统的作业过程，其包括以下步骤：
步骤A：工程作业车高速运行阶段：将作业装置固定在工程作业车架上；
步骤B：作业准备阶段：到达作业位置，工程作业车停止前进，循环系统带动作业装置在工程作业车内做循环运动；
步骤C：作业阶段：工程作业车低匀速前进，作业装置在工程作业车内循环运动，当作业装置循环到工程作业车前端下方时，通过吊装对位机构移动到对应的作业位置，作业装置与铁道线路固定并保持相对静止，开始维护作业；此时，下部支撑机构对作业装置仅有竖向的支撑作用，工程作业车持续前进，作业装置相对工程作业车向后移动，作业装置相对工程作业车从前端移动到后端的时间即为作业装置与铁道线路相对静止的时间，也是作业装置对铁道线路进行维护作业的有效时间；作业装置到达工程作业车后端后，由垂直提升机构提起进行一下个循环，直到整条线路的作业完成；
步骤D：收车阶段：作业结束，作业装置与工程作业车固定，高速驶出作业区间。
本发明所述的铁路作业装置垂直循环系统与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 该垂直循环系统，可以带动作业装置在连续前进的工程作业车内部做循环运动，当作业装置位于工程作业车架下方位置时，其相对作业车架的循环速度与作业车前进的速度大小相同、方向相反。此时，作业装置与铁道线路相对静止。在静止阶段，作业装置可以完成对铁道线路的相关维护作业。使用该垂直循环系统，能够实现工程作业车连续前进过程中，内部作业装置在一定时间内与铁道线路相对静止并完成相关的维护作业。
2. 垂直提升机构和垂直降落机构中提升轨道、降落轨道以及提升驱动机构和降落驱动机构均是垂直布置，结构紧凑、传输效率高，便于在较小的空间中安装布置。
3. 垂直提升机构和垂直降落机构上方与水平输送机构交接的位置，均安装有转向衔接机构，有利于循环系统内的作业装置能够顺利、快速地由垂直提升转为水平输送和由水平输送转为垂直降落。
4. 垂直降落机构下方安装有中转链条输送线，作业过程中链条输送线连续循环转动，可以及时地将降落到下方的作业装置输送到后方，以便下一个作业装置降落下来时不会与前一个作业装置发生碰撞。
5. 在中转链条输送线后端上方布置有吊装对位机构，当作业装置被中转链条输送线从前方输送到后方时，由吊装对位机构吊起并向后移动，移动到作业位置后被放下，可与铁道线路固定并保持静止。
6. 吊装对位机构主要由两套吊装滑动机构组成，在进行吊装滑动时，两套机构互不干涉。两套吊装滑动机构同时工作能够极大的提高吊装对位作业效率。
7. 垂直提升机构、垂直降落机构、上部水平输送机构以及中转链条输送线均采用连续循环的驱动方式，提高输送效率的同时也便于输送速度的控制。
8. 下方支撑机构不设计驱动装置，当作业装置循环到下方支撑机构上时，作业装置通过自身机构与铁道线路固定，此时下方支撑机构通过作业装置上的支撑滚轮为其提供竖向支撑，作业装置相对下方支撑机构向后运动的同时与铁道线路保持相对静止，对铁道线路进行相关的维护作业。
9. 根据铁道线路维护的需要，选择不同的作业装置来完成不同的线路维护，一个循环系统可以带动多个作业装置。
附图说明
图1为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的一优选实施例的结构示意图。
图2为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示优选实施例中垂直降落机构的结构示意图。
图3为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图2所示优选实施例的侧视图。
图4为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图2所示实施例中驱动装置的结构示意图。
图5为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图2所示实施例中活动支撑板的结构示意图。
图6为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图4所示实施例中支撑块的结构示意图。
图7为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中中转链条输送线的结构示意图。
图8为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中吊装对位机构的结构示意图。
图9为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中下部支撑机构的结构示意图。
图10为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中垂直提升机构的结构示意图。
图11为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图10所示实施例的侧视图。
图12为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图10所示实施例中驱动装置的结构示意图。
图13为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中上部水平输送机构的结构示意图。
图14为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中转向衔接机构的结构示意图。
图15为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图14所示实施例的运动状态图。
图16为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中作业装置的结构示意图。
图17为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图16所示实施例的侧视图。
图18为按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的工作流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例。
如图1所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的一优选实施例的结构示意图。本发明的铁路作业装置垂直循环系统，包括工程作业车架1和下部支撑机构5，工程作业车架1的中间下方由下部支撑机构5支撑，当作业装置9对铁路轨道进行作业时，下部支撑机构5对作业装置有竖向支撑作用；工程作业车架1作为整个循环系统的支撑框架在钢轨上运行，所述工程作业车架1的前端固定安装垂直降落机构2，通过垂直输送，将车架前端上方的作业装置9输送到下方位置；工程作业车架1的后端安装有垂直提升机构6，通过垂直提升，将车架后端下方的作业装置9提升到上方位置；工程作业车架1的中间上方安装有上部水平输送机构7，将垂直提升机构6提升到车架后端的作业装置9水平输送到车架前端上方，然后继续下一个循环。
工程作业车架1作为整个循环系统的支撑框架，下部安装有车轮。作业过程中，工程作业车架连续前进，不需要停车等待。
本发明的铁路作业装置垂直循环系统安装在连续前进的工程作业车架中，可以带动作业装置做循环运动。当作业装置运动到循环系统下方位置时，作业装置可以和铁道线路固定并保持相对静止，在此过程中可以对铁道线路进行相关的维护作业。通过本发明可以实现工程作业车连续前进过程中，内部作业装置在一定时间内与铁道线路相对静止并完成相关的维护作业。本发明提供的一种铁路作业装置垂直循环系统具有结构紧凑、传输效率高的特点，有利于在较小的空间内安装布置。
如图2、图3所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示优选实施例中垂直降落机构的结构示意图。
在本实施例中，所述垂直降落机构2的下方安装有中转链条输送线3，将降落到下方的作业装置9连续的向车架后方输送。
在本实施例中，所述中转链条线3的后方安装有吊装对位机构4，将工作装置9吊起并向车架后端运动，作业装置9到达作业位置后被吊装对位机构4放下与铁道线路固定保持相对静止并开始对铁道线路进行相关作业。
在本实施例中，所述垂直降落机构2和垂直提升机构6上方与上部水平输送机构7交接处设有转向衔接机构8，在作业装置9由垂直向上的运动转为水平运动和由水平运动转为垂直向下运动的过程中为作业装置9提供支撑。
在本实施例中，所述垂直降落机构2包括两套对称布置的降落机构，每套机构包括支撑板2-1、降落轨道2-2、水平导向结构2-3、驱动装置2-4和活动支撑板2-5。
在本实施例中，所述支撑板2-1固定安装在工程作业车架1上，用于安装降落轨道2-2。
在本实施例中，所述水平导向结构2-3布置在降落轨道2-2下方，当作业装置9从上方降落到下方后，水平导向结构2-3为作业装置9提供水平运动导向。
在本实施例中，所述驱动装置2-4布置在降落轨道2-2的中间部位。
垂直降落机构2安装在工程作业车架1的前端，通过垂直输送，可以将车架前端上方的作业装置输送到下方位置；下部支撑机构5安装在工程作业车架1中间下方，当作业装置9对铁路轨道进行作业时，下部支撑机构5对作业装置9有竖向支撑作用.
如图4所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图2所示实施例中驱动装置的结构示意图。
在本实施例中，所述驱动装置2-4包括滚子链2-4-1、链轮2-4-2、驱动马达2-4-3、支撑块2-4-4和链条轨道2-4-5。
在本实施例中，所述支撑块2-4-4在滚子链2-4-1的带动下在垂直方向做循环降落的动作，同时为作业装置9从上到下的降落提供竖向支撑。
在本实施例中，所述支撑块2-4-4对作业装置9起支撑作用的一侧，滚子链2-4-1从链条轨道2-4-5中通过，保证在支撑着作业装置9降落的过程中链条不会出现下塌变形。
如图5所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图2所示实施例中活动支撑板的结构示意图。
在本实施例中，所述活动支撑板2-5布置在水平导向结构2-3中间，一端弹性铰接、另一端搭接；支撑块2-4-4降落过程中将活动支撑板2-5挤开，支撑块2-4-4通过后活动支撑板2-5回弹与水平导向结构2-3搭接，以保证作业装置9能够平稳通过。
如图6所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图4所示实施例中支撑块的结构示意图。
在本实施例中，所述支撑块2-4-4包括连接板2-4-4-1、限位座2-4-4-2和支撑头2-4-4-3。
在本实施例中，所述连接板2-4-4-1连接在链条销轴上，在链条运动过程中，限位座2-4-4-2在链条轨道2-4-5上滑动，防止支撑块2-4-4在垂直降落中出现下塌。
如图7所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中中转链条输送线的结构示意图。
在本实施例中，所述中转链条输送线3包括两套对称安装的链条输送机构，所述每套链条输送机构包括滚子链3-1、支撑架3-2、链轮3-3和驱动马达3-4。作业过程中链条循环转动，当作业装置9从上方降落到下方后，落到中转链条输送线3上并向后输送。链条输送线3持续转动，可以及时地将落下的作业装置9输送的后方位置，避免下一个降落的作业装置9与前一个降落的作业装置9发生碰撞。
如图8所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中吊装对位机构的结构示意图。
在本实施例中，所述吊装对位机构4包括支撑架4-1和吊装滑动机构。
在本实施例中，所述支撑架4-1固定在工程作业车架1上，支撑架4-1上安装有两套吊装滑动机构，所述每套吊装滑动机构均包括吊装座4-2-1、驱动电机4-2-2、传动丝杠4-2-3和直线导轨组件4-2-4。在进行吊装滑动时，两套机构互不干涉。采用两套吊装滑动机构同时工作能够极大的提高吊装对位作业效率。
如图9所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中下部支撑机构的结构示意图。
在本实施例中，所述下部支撑机构5包括左支撑板5-1和右支撑板5-2。作业装置进行相关维护作业时，支撑轮与支撑面接触，提供竖向支撑。
在本实施例中，所述左支撑板5-1和右支撑板5-2为前后两端窄、中间宽的结构，以保证在曲线铁道线路上进行作业时也能为作业装置9提供竖向支撑。
如图10、图11所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中垂直提升机构的结构示意图。
在本实施例中，所述垂直提升机构6包括两套对称布置的提升机构，所述每套提升机构包括支撑板6-1、提升轨道6-2、水平支撑导向结构6-3、驱动装置6-4和活动支撑板6-5。
在本实施例中，所述支撑板6-1固定安装在工程作业车架1上，用于安装提升轨道6-2。
在本实施例中，所述水平支撑导向结构6-3布置在提升轨道6-2的下方，当作业装置9从下部支撑机构5进入垂直提升机构6后，水平支撑导向机构6-3为作业装置9提供水平运动导向以及竖向支撑。
在本实施例中，所述驱动装置6-4布置在提升轨道6-2的中间部位。
如图12所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图10所示实施例中驱动装置的结构示意图。
在本实施例中，所述驱动装置6-4包括滚子链6-4-1、链轮6-4-2、驱动马达6-4-3、支撑块6-4-4和链条轨道6-4-5。支撑块6-4-4在滚子链6-4-1的带动下可以在垂直方向做循环提升的动作，同时为作业装置9从下到上的提升提供竖向支撑。
在本实施例中，所述支撑块6-4-4对作业装置9起支撑作用的一侧，滚子链6-4-1从链条轨道6-4-5中通过，保证在支撑着作业装置9提升过程中链条不会出现下塌变形。
如图13所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中上部水平输送机构的结构示意图。
在本实施例中，所述上部水平输送机构7包括支撑轨道7-1、链条7-2、刮板7-3、传动轴7-4和驱动电机7-5。
在本实施例中，所述支撑轨道7-1的前后端分别与垂直降落机构2、垂直提升机构6上方的转向衔接机构8衔接，垂直提升机构6将作业装置9提升到上方后，水平进入支撑轨道7-1，作业装置9通过支撑轮9-3在轨道上滚动。
在本实施例中，所述驱动电机7-5通过传动轴7-4带动链条7-2做循环转动，链条7-2上的刮板7-3带动作业装置9从支撑轨道7-1后端运动到前端。通过调整驱动电机7-5的速度，可以控制作业装置9水平传输的速度。
如图14、图15所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中转向衔接机构的结构示意图。
在本实施例中，所述转向衔接机构8包括支撑座、滑动板8-2和伸缩缸8-3。
在本实施例中，所述支撑座包括两部分，每一部分都包括连接板8-1-1和支撑滑轮8-1-2；所述两部分相对布置，支撑滑轮8-1-2安装在连接板8-1-1相对面上。
在本实施例中，所述连接板8-1-1固定安装在作业车架1上，其中有一端的连接板8-1-1还与上部水输送机构支撑轨道7-1连接，保持上表面在同一个平面上。
在本实施例中，所述滑动板8-2安装在支撑座的两块连接板8-1-1的中间，下表面支撑在支撑滑轮8-1-2上，上表面与连接板8-1-1上表面平齐。
在本实施例中，所述滑动板8-2的一侧与伸缩缸8-3连接，通过伸缩缸8-3带动滑动板8-2在支撑座的支撑滚轮8-1-2上滑动。
当作业装置9支撑滚轮9-3由垂直提升机构6提升到转向衔接机构8下方时，伸缩缸8-3回收，滑动板8-2滑离支撑位置，作业装置9继续提升到最高位；然后，伸缩缸8-3伸出，滑动板8-2滑回支撑位置，作业装置9落下，其支撑滚轮9-3落到滑动板8-2上，由上部水平输送机构7的链条刮板7-3带着完成水平方向的输送。当作业装置9被水平输送到垂直降落机构2上方的转向衔接机构8上时，伸缩缸8-3回收，滑动板8-2滑离支撑位置，作业装置9落到垂直降落机构2的支撑座2-4-4上，两侧的支撑滚轮9-3进入降落轨道2-2，在降落机构2带动下开始降落。在作业装置支撑滚轮9-3落下离开转向衔接机构8后，伸缩缸8-3伸出，滑动板8-2滑回支撑位。
如图16、图17所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的图1所示实施例中作业装置的结构示意图。
在本实施例中，所述作业装置9包括装置主体9-1、支撑座9-2和支撑滚轮9-3。
在本实施例中，所述装置主体9-1为扣件处理装置或钢轨处理装置或轨枕处理装置。
在进行垂直提升和垂直降落过程中，支撑块2-4-4支撑住支撑座9-2，带动作业装置9完成升降运动。在中转链条输送线3上，作业装置9通过支撑座9-2支撑在滚子链3-1上，由滚子链3-1带动工作装置9完成输送。在工作装置9升降过程中，支撑滚轮9-3在提升轨道6-2、降落轨道2-2中运功，可以保证升降运动过程稳定。作业装置9在下部作业支撑机构5、上部水平输送机构7上做水平输送过程中，均是由支撑滚轮9-3实现竖向支撑。
最后参阅图18所示，按照本发明的铁路作业装置垂直循环系统的工作流程图。
本发明第二方面提供一种铁路作业装置垂直循环系统的作业过程，其包括以下步骤：
步骤A：工程作业车高速运行阶段：将作业装置9固定在工程作业车架1上；
步骤B：作业准备阶段：到达作业位置，工程作业车1停止前进，循环系统带动作业装置9在工程作业车1内做循环运动；
步骤C：作业阶段：工程作业车1低匀速前进，作业装置9在工程作业车1内循环运动，当作业装置9循环到工程作业车1前端下方时，通过吊装对位机构4移动到对应的作业位置，作业装置9与铁道线路固定并保持相对静止，开始维护作业；此时，下部支撑机构对作业装置9仅有竖向的支撑作用，工程作业车1持续前进，作业装置9相对工程作业车1向后移动，作业装置9相对工程作业车1从前端移动到后端的时间即为作业装置9与铁道线路相对静止的时间，也是作业装置9对铁道线路进行维护作业的有效时间；作业装置9到达工程作业车1后端后，由垂直提升机构6提起进行一下个循环，直到整条线路的作业完成；
步骤D：收车阶段：作业结束，作业装置9与工程作业车1固定，高速驶出作业区间。
作为替代方案：垂直提升机构、垂直降落机构和中转链条输送线使用驱动马达，在该技术方案中既可以使用电动马达，也可以使用液压马达或者气动马达等驱动装置；垂直降落机构和垂直提升机构均采用循环链条作为驱动机构，也可以使用伸缩缸、钢丝绳卷扬机构、往复式链条运动机构等驱动机构；设计有下部支撑机构以为作业装置作业时提供竖向支撑，也可以由作业装置自身固定支撑在铁道线路上，在整套循环系统中也可以不用下部支撑机构；上部水平输送机构采用链条刮板机构传输，也可以采用传输托辊、链条输送线等方式进行传输；垂直降落机构上的活动支撑板采用弹性铰接的方法一端铰接一端搭接在水平导向结构上；垂直提升机构上的活动支撑板采用弹性铰接的方式一端铰接一端搭接在水平支撑导向结构上，也可以采用其他的方式，如弹性伸缩式结构，只要既能实现支撑块经过时被挤开，又能在支撑块经过后复位为作业装置进行支撑，就可以作为本发明的技术方案。
本领域技术人员不难理解，本发明的铁路作业装置垂直循环系统及作业方法包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。
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