阅读说明：本技术 一种自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法 (Self-tightening sleeper bolt operation vehicle and operation method thereof ) 是由 聂肃 朱利君 张东方 周利文 吴泰龙 罗前星 廖传杰 于 2020-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法,作业车包括：由轮对支撑于钢轨上的车架；沿横向设置于车架上,并位于两组轮对之间,可沿车架纵向移动的活动框架；设置于活动框架左右两侧中至少一侧,并位于车架沿横向外侧的作业机构。作业机构上设置有用于螺栓检测的传感器模块,用于螺栓定位的图像获取模块,以及用于对螺栓进行拧紧或松脱作业的松紧轴装置。通过作业机构能带动松紧轴装置相对于活动框架沿横向、纵向及垂向移动,以实现对螺栓的定位对准。本发明能解决现有轨枕螺栓拆卸方式存在的作业机构与螺栓间定位精度不高,螺栓扳手之间的横向距离固定,无法适应螺栓间距较大变化情况的技术问题。(The invention discloses a self-tightening sleeper bolt operation vehicle and an operation method thereof, wherein the operation vehicle comprises: a frame supported on the rail by wheel sets; the movable frame is arranged on the frame along the transverse direction, is positioned between the two sets of wheel pairs and can move along the longitudinal direction of the frame; the operation mechanism is arranged on at least one of the left side and the right side of the movable frame and is positioned on the transverse outer side of the frame. The operation mechanism is provided with a sensor module for detecting the bolt, an image acquisition module for positioning the bolt and a loose shaft device for screwing or loosening the bolt. The operation mechanism can drive the elastic shaft device to move transversely, longitudinally and vertically relative to the movable frame so as to realize the positioning and alignment of the bolt. The invention can solve the technical problems that the positioning precision between an operation mechanism and a bolt is not high, the transverse distance between bolt wrenches is fixed, and the large change condition of the bolt distance cannot be adapted in the existing sleeper bolt dismounting mode.)

一种自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法

技术领域

本发明涉及轨道工程机械技术领域，尤其是应用于铁路轨枕扣件拆装的自松紧轨枕扣件螺栓的作业小车及其作业方法。

背景技术

在铁路工程领域，铁路钢轨达到一定寿命期限需要及时进行更换，目前铁路换轨作业主要是在天窗点内采用人工换轨或者机械换轨的方式。钢轨扣件为铁路轨道上用以联结钢轨和轨枕(或其他类型轨下基础)的零件，又称中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，是保证铁路运营安全的关键部件。目前，固定钢轨轨道最常用的为弹条I型钢轨扣件，该扣件包括ω弹条、螺旋道钉及圆形垫片，螺旋道钉包括螺帽和螺栓。铁路换轨换枕施工要求轨道与轨枕分离，这就需要对铁路扣件进行拆卸作业，因此拆卸钢轨扣件是线路换轨施工的重要步骤之一。

当前，钢轨扣件的拆卸仍然主要是由人工完成，具体是采用人力内燃扳手分段平行作业，作业工人使用专业的钢轨扣件电动扳手，在铁路现场逐一拆卸钢轨扣件。该方法的优点是作业机动灵活，能够根据不同的维修量安排作业人员，适用性强，虽然人工拆卸作业可靠性高、主观性强，但是存在拆卸作业效率低、危险性高、拆卸过程耗时耗力等缺陷。特别是在面对长距离维修时，需要调运大量人员与机具，同时存在以下缺点：

(1)劳动力需求大；

(2)调度协调复杂；

(3)现场人员多，安全风险大。

如一种典型的作业场景为：在换轨施工作业现场，每100米配备2名作业人员专门负责拆装扣件，在天窗点内换轨作业2公里，将配备40名拆装扣件作业人员和40台内燃机动扳手，并且为了在天窗点内顺利完成施工，不耽误其它换轨工序作业时间，分配给拆装扣件的时间很短，劳动强度非常大。作业完毕后，40台内燃扳手的转运工作也很复杂，由于作业工具数量过多，无法利用车辆进行运输，只能依靠人力推送到下一个天窗点(作业2公里时需转运2公里)，因此既占用了较多的人力和时间，也不便于机具的统一看护和管理。

在现有技术中，目前也出现了采用自动作业方式进行轨枕扣件螺母拆装的车辆，如：由长沙瀚鹏电子技术有限公司于2019年08月13日申请，并于2019年10月8日公开，公开号为CN110303332A的中国发明申请《一种轨枕扣件螺母拆装车》。该申请公开了一种轨枕扣件螺母拆装车，包括车体以及设于车体的电气控制系统，车体沿长度方向的两端下侧设有转向架，车体沿长度方向的中段下侧设有轨道，轨道上侧设有与电气控制系统相连的第一驱动装置，轨道下侧设有与第一驱动装置相连的拆装机构，拆装机构下侧设有可升降的冲击扳手。该轨枕扣件螺母拆装车通过拆装机构对轨枕扣件螺母进行自动化作业，提高了拆装螺母的作业效率，降低了拆装螺母的作业成本。但是，该拆装车为大型养路机械，且动力系统是采用柴油发电机组或者接触网取电机组，拆装机构位于车体的下方，检测系统采用两级检测。同时，拆装机构只能在两个方向上运动调整，缺少沿轨枕方向的调整，拆装机构采用气动式冲击扳手，不能精确控制松紧力矩。其次，该拆装车作业机构与螺栓之间的定位精度不高，螺栓扳手之间的横向距离固定，无法适应螺栓间距变化较大的情况，也无法适应螺栓高度不一的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，以解决现有轨枕螺栓拆卸方式作业机构与螺栓间定位精度不高，螺栓扳手之间的横向距离固定，无法适应螺栓间距较大变化情况的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种自松紧轨枕螺栓作业车的技术实现方案，自松紧轨枕螺栓作业车，包括：

由轮对支撑于钢轨上的车架；

沿横向设置于所述车架上，并位于两组轮对之间，可沿所述车架纵向移动的活动框架；

设置于所述活动框架左右两侧中至少一侧，并位于所述车架沿横向外侧的作业机构。

所述作业机构上设置有用于螺栓检测的传感器模块，用于螺栓定位的图像获取模块，以及用于对所述螺栓进行拧紧或松脱作业的松紧轴装置。通过所述作业机构能带动松紧轴装置相对于活动框架沿横向、纵向及垂向移动，以实现对所述螺栓的定位对准。

进一步的，所述车架上设置有纵向滑轨，所述轮对的车轴或车架与活动框架之间设置有第一纵向驱动机构，通过所述第一纵向驱动机构能带动活动框架沿纵向滑轨前后移动。

进一步的，所述作业机构包括横向导柱、横向导套、连接梁、垂向驱动机构、垂向导柱、垂向导套、移动梁及浮动安装板。两个彼此平行并沿轨向相对设置的横向导柱安装于活动框架上，所述横向导套安装于横向导柱上，所述横向导套能沿横向导柱移动。所述垂向导柱安装于横向导套上，所述垂向导套安装于垂向导柱上，所述垂向导套能沿垂向导柱移动。所述连接梁连接于两个横向导套之间，所述移动梁连接于两个垂向导套之间，所述垂向驱动机构的一端连接至连接梁，另一端穿过移动梁后与浮动安装板相连。所述松紧轴装置安装于浮动安装板上，所述垂向驱动机构能通过浮动安装板带动松紧轴装置执行提升或下压操作。所述作业机构还包括横向驱动机构，所述横向驱动机构的一端与车架相连，另一端连接至所述移动梁或浮动安装板，通过所述横向驱动机构能带动松紧轴装置沿横向移动。

进一步的，所述作业机构还包括第二纵向驱动机构、纵向导柱及纵向导套。所述纵向导柱安装于垂向导套上，所述浮动安装板安装于纵向导套上。所述纵向导套安装于纵向导柱上，所述纵向导套能沿纵向导柱移动。所述第二纵向驱动机构设置于车轴或活动框架与浮动安装板之间。通过所述第二纵向驱动机构能带动松紧轴装置沿轨向移动。

进一步的，通过所述第一纵向驱动机构带动活动框架，使所述松紧轴装置到达初步位置。所述传感器模块用于螺栓的初次定位，所述图像获取模块用于螺栓的第二次定位，并通过所述垂向驱动机构、第二纵向驱动机构及横向驱动机构带动所述松紧轴装置实现垂向、纵向及横向的三坐标精确定位。

进一步的，所述图像获取模块及传感器模块均安装于浮动安装板上。所述传感器模块安装于松紧轴装置沿作业方向的前方，所述图像获取模块安装于松紧轴装置沿作业方向的后方，所述图像获取模块及传感器模块均与松紧轴装置保持设定的距离。

进一步的，在所述活动框架上设置有夹轨装置，当所述作业车进行走行作业时，通过夹轨装置夹紧钢轨，然后通过所述第一纵向驱动机构带动车架向前运动。当所述车架到达预定位置时，所述夹轨装置从钢轨上松脱，再通过所述第一纵向驱动机构带动活动框架向前运动。

进一步的，所述夹轨装置包括驱动模块、固定座，及以所述固定座为中心沿横向由内向外依次对称布置的连杆、导向杆和摇臂。所述固定座安装于活动框架上，所述驱动模块安装于固定座中。两个连杆的一端均与所述驱动装置相连，并分别设置于驱动装置的左右两侧。所述连杆的另一端与导向杆的一端相连，所述导向杆可活动地安装于活动框架上。所述导向杆的另一端与摇臂的一端抵接，所述摇臂的另一端设置有夹轨块。所述摇臂通过销轴可活动地连接于活动框架上，所述摇臂可绕销轴旋转。所述弹性件的一端连接至活动框架，另一端与摇臂相连，为所述摇臂提供拉力。

进一步的，当所述驱动装置向内收缩，带动所述连杆运动，进而带动所述导向杆向外侧移动，所述导向杆向外顶拨摇臂并使之转动，使得与所述摇臂连接的夹轨块夹紧钢轨。当所述驱动装置向外顶伸，带动所述连杆运动，进而拉动所述导向杆向内侧移动，所述摇臂在弹性件的拉力作用下向上提升，使得所述夹轨块从钢轨上松脱。

进一步的，所述轮对包括驱动轮对和从动轮对，所述夹轨装置位于作业机构沿作业方向的前部，并靠近所述驱动轮对。

进一步的，所述活动框架的横向宽度大于车架的横向宽度，所述作业机构对称地设置于活动框架沿横向的左右两内侧，并位于所述车架沿横向的左右两外侧。

进一步的，所述作业机构包括两个沿横向并排设置的松紧轴装置，两个松紧轴装置的安装位置与同一扣件的两个螺栓的位置相对应。

进一步的，所述车架上承载有动力模块、控制柜及发电机，所述动力模块采用空气动力源。

本发明还另外具体提供了一种上述自松紧轨枕螺栓作业车作业方法的技术实现方案，自松紧轨枕螺栓作业车作业方法，包括如下步骤：

S10)当作业车进行走行作业，通过夹轨装置夹紧钢轨，再通过第一纵向驱动机构带动车架向前运动，传感器模块同时检测螺栓；当检测到所述螺栓，所述第一纵向驱动机构停止推动车架，所述夹轨装置从钢轨上松脱；

S20)所述图像获取模块开始拍照并获取螺栓的位置，通过所述第二纵向驱动机构带动松紧轴装置沿轨向进行对位调整，通过所述横向驱动机构带动松紧轴装置沿横向进行对位调整；

S30)当所述松紧轴装置到达指定位置，所述垂向驱动机构下压设定距离使松紧轴装置套于所述螺栓上，并驱动所述松紧轴装置进行螺栓的拧紧或松脱作业；

S40)作业完成后，所述垂向驱动机构泄压复位，所述第二纵向驱动机构及横向驱动机构带动松紧轴装置复位，所述作业车继续进行走行作业；

S50)若未检测到所述螺栓，在所述车架行进设定距离后，所述夹轨装置从钢轨上松脱，再通过所述第一纵向驱动机构带动活动框架向前运动，所述作业车继续进行走行作业。

进一步的，在所述步骤S10)中，通过所述第一纵向驱动机构带动活动框架，使所述松紧轴装置到达初步位置。在所述步骤S20)中，通过所述垂向驱动机构、第二纵向驱动机构及横向驱动机构带动所述松紧轴装置实现垂向、纵向及横向的三坐标精确定位。

进一步的，在所述步骤S40)中，当所述松紧轴装置完成一次作业后，通过夹轨装置夹紧钢轨，然后通过所述第一纵向驱动机构带动车架向前运动。当所述车架到达预定位置时，所述夹轨装置从钢轨上松脱，再通过所述第一纵向驱动机构带动活动框架向前运动，所述作业车继续进行走行作业。

进一步的，在所述步骤S10)中，当驱动装置向内收缩，带动连杆运动，进而带动导向杆向外侧移动，所述导向杆向外顶拨摇臂并使之发生转动，使得与所述摇臂连接的夹轨块夹紧钢轨。当所述驱动装置向外顶伸，带动所述连杆运动，进而拉动所述导向杆向内侧移动，所述摇臂在弹性件的拉力作用下向上提升，使得与所述夹轨块从钢轨上松脱。

通过实施上述本发明提供的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，作业机构能带动松紧轴装置沿横向、纵向及垂向移动，以实现松紧轴装置的三坐标调整及对螺栓的高精度定位，能够有效解决作业机构与螺栓间定位精度不高，松紧轴装置之间的横向距离固定，无法适应螺栓间距较大变化的技术问题；

(2)本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，检测系统采用图像识别与传感器组合的视觉传感系统来进行螺栓二次定位，可以准确地识别螺栓特征并获取螺栓位置；

(3)本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，垂向驱动机构能通过浮动安装板带动松紧轴装置执行下压操作，不但能够在一定范围内适应轨枕螺栓倾斜的情况，而且不会因下压量过大而与螺栓发生刚性碰撞，从而实现松紧轴自适应螺栓高度不一的功能；

(4)本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，通过采用由油缸驱动的夹轨装置，能够同时实现作业的车辆快速制动，以及螺栓松紧时作业车车体与钢轨之间保持相对固定；

(5)本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，采用气缸驱动走行方式，不但相对于油缸驱动可以有效减少成本，而且相对于电机驱动可以有效避免频繁启停带来的电机损耗。

附图说明

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的介绍。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。

图1是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例的结构示意主视图；

图2是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例在另一视角下的结构示意主视图；

图3是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例的立体结构示意图；

图4是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例的结构示意仰视图；

图5是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例的结构示意前视图；

图6是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中作业机构的立体结构示意图；

图7是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中作业机构的结构示意主视图；

图8是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中作业机构的结构示意侧视图；

图9是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中作业机构的结构示意俯视图；

图10是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中夹轨装置的立体结构示意图；

图11是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中夹轨装置的动作原理正视图；

图12是本发明自松紧轨枕螺栓作业车一种具体实施例中夹轨装置的动作原理俯视图；

图中：1-动力模块，2-控制柜，3-车架，4-发电机，5-第一纵向驱动机构，6-轮对，61-驱动轮对，62-从动轮对，63-车轴，7-纵向滑轨，8-夹轨装置，801-驱动模块，802-固定座，803-连杆，804-导向杆，805-摇臂，806-弹性件，807-夹轨块，808-销轴，9-作业机构，901-横向导柱，902-横向导套，903-连接梁，904-松紧轴装置，905-垂向驱动机构，906-纵向导柱，907-纵向导套，908-垂向导柱，909-垂向导套，910-移动梁，911-浮动安装板，912-图像获取模块，913-传感器模块，10-横向驱动机构，11-活动框架，12-第二纵向驱动机构，13-钢轨，14-轨枕，15-扣件，16-螺栓，100-作业车。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如附图1至附图12所示，给出了本发明自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图1至附图5所示，一种本发明自松紧轨枕螺栓作业车的实施例，作业车100具体包括：

由轮对6支撑于钢轨13上的车架3；

沿横向设置于车架3上，并位于两组轮对6之间，可沿车架3纵向移动的活动框架11；

设置于活动框架11左右两侧中至少一侧，并位于车架3沿横向外侧的作业机构9。

作业机构9上设置有用于螺栓16检测的传感器模块913，用于螺栓16定位的图像获取模块912，以及用于对螺栓16进行拧紧或松脱作业的松紧轴装置904。通过作业机构9能带动松紧轴装置904相对于活动框架11沿横向(如附图3、4、5和6中W所示的方向)、纵向(如附图4和6中L所示的方向，也即轨向)及垂向(如附图1、2、3、5和6中H所示的方向)移动，以实现对螺栓16的定位对准。

车架3上进一步设置有纵向滑轨7，轮对6的车轴63或车架3与活动框架11之间设置有第一纵向驱动机构5，通过第一纵向驱动机构5能带动活动框架11沿纵向滑轨7前后移动。车架3上承载有动力模块1、控制柜2及发电机4。作为本发明一种较佳的实施例，动力模块1进一步具体采用空气动力源，不但相对于油缸驱动可以有效减少成本，而且相对于电机驱动可以有效避免频繁启停带来的电机损耗。动力模块1也可以采用液压动力源缸或电机驱动。车架3分为上下两层，上层放置有动力模块1、控制柜2及发电机4，下层安装有纵向滑轨7和第一纵向驱动机构5，并且轮对6安装于车架3的下方。

如附图6至附图9所示，作业机构9进一步包括横向导柱901、横向导套902、连接梁903、垂向驱动机构905、垂向导柱908、垂向导套909、移动梁910及浮动安装板911。两个彼此平行(沿横向延伸)并沿轨向(即纵向)相对设置的横向导柱901安装于活动框架11上，两个彼此平行(沿垂向延伸)并沿横向相对设置的横向导套902可活动地安装于一侧的横向导柱901上，横向导套902能沿横向导柱901移动。四个垂向导柱908沿垂向延伸并彼此平行的设置于安装于横向导套902上，两个垂向导套909可活动地安装于垂向导柱908上，彼此平行(沿横向延伸)并沿轨向相对设置，垂向导套909能沿垂向导柱908移动。连接梁903连接于两个横向导套902之间，移动梁910连接于两个垂向导套909之间，垂向驱动机构905的一端连接至连接梁903，另一端穿过移动梁910后与浮动安装板911相连。松紧轴装置904安装于浮动安装板911上，垂向驱动机构905能通过浮动安装板911带动松紧轴装置904执行提升或下压操作。作业机构9还包括横向驱动机构10，横向驱动机构10的一端与车架3相连，另一端连接至移动梁910或浮动安装板911，通过横向驱动机构10能带动松紧轴装置904沿横向移动。

作业机构9还包括第二纵向驱动机构12、纵向导柱906及纵向导套907。两个彼此平行(沿轨向延伸)并沿横向相对设置的纵向导柱906安装于两个垂向导套909之间，浮动安装板911安装于纵向导套907上。两个纵向导套907可活动地安装于一侧的纵向导柱906上，纵向导套907能沿纵向导柱906移动。第二纵向驱动机构12设置于车轴63或活动框架11与浮动安装板911之间。通过第二纵向驱动机构12能带动松紧轴装置904沿轨向移动。通过第一纵向驱动机构5带动活动框架11，使松紧轴装置904到达初步位置。传感器模块913用于螺栓16的初次定位，图像获取模块912用于螺栓16的第二次定位，并通过垂向驱动机构905、第二纵向驱动机构12及横向驱动机构10带动松紧轴装置904实现垂向、纵向及横向的三坐标精确定位。本实施例中采用了两级定位的方式来定位松紧轴装置904与扣件15的螺栓16之间的关系。第一级定位采用第一纵向驱动机构5推动活动车架11，使松紧轴装置904到达初步位置。第二级定位则依靠作业机构3上的三向滑动定位机构，分别有三个方向的驱动机构驱动实现三坐标上的精确定位，同时利用垂向驱动机构905能通过浮动安装板911带动松紧轴装置904执行下压操作，可以配合视觉传感系统应对螺栓高度不一的情况。

图像获取模块912及传感器模块913均进一步安装于浮动安装板911上。传感器模块913安装于松紧轴装置904沿作业方向(如附图1、2和3中L所示的方向)的前方，图像获取模块912安装于松紧轴装置904沿作业方向的后方，图像获取模块912及传感器模块913均与松紧轴装置904保持设定的距离。图像获取模块912可以进一步采用相机组件，传感器模块913选自激光传感器、超声波传感器、接近开关及金属感应传感器中任意一种或几种的组合。

如附图2所示，在活动框架11上进一步设置有夹轨装置8，当作业车100进行走行作业时，通过夹轨装置8夹紧钢轨13，然后通过第一纵向驱动机构5带动车架3向前运动。当车架3到达预定位置时，夹轨装置8从钢轨13上松脱，再通过第一纵向驱动机构5带动活动框架11向前运动。本实施例中作业车100的驱动方式是依靠夹轨装置8与第一纵向驱动机构5合作完成，在松紧轴装置904完成作业后，活动车架11依靠夹轨装置8夹住钢轨13，然后通过第一纵向驱动机构5驱动车架3向前运动，在车架3到达预订位置时，夹轨装置8松开夹爪，然后再通过第一纵向驱动机构5推动活动车架11向前运动。

如附图10、11和12所示，夹轨装置8进一步包括驱动模块801、固定座802，及以固定座802为中心沿横向(如附图10、11和12中W所示的方向)由内向外依次对称布置的连杆803、导向杆804和摇臂805。固定座802安装于活动框架11上，驱动模块801安装于固定座802中。两个连杆803的一端均与驱动装置801相连，并分别设置于驱动装置801的左右两侧。连杆803的另一端与导向杆804的一端相连，导向杆804可活动地安装于活动框架11上。导向杆804的另一端与摇臂805的一端抵接，摇臂805的另一端设置有夹轨块807。摇臂805通过销轴808可活动地连接于活动框架11上，摇臂805可绕销轴808旋转。弹性件806的一端连接至活动框架11，另一端与摇臂805相连，为摇臂805提供拉力。作为本发明一种较佳的实施例，驱动模块801可以进一步采用液压油缸，弹性件806进一步采用拉簧。

当驱动装置801向内收缩，带动连杆803运动，进而带动导向杆804向外侧移动，导向杆804向外顶拨摇臂805并使之转动，使得与摇臂805连接的夹轨块807夹紧钢轨13。当驱动装置801向外顶伸，带动连杆803运动，进而拉动导向杆804向内侧移动，摇臂805在弹性件806的拉力作用下向上提升，使得夹轨块807从钢轨13上松脱。在本实施例中，夹轨装置8采用从钢轨13外侧夹轨的结构，还可以采用从钢轨13内侧夹轨的结构。

如附图4所示，轮对6进一步包括驱动轮对61和从动轮对62，夹轨装置8位于作业机构9沿作业方向的前部，并靠近驱动轮对61。活动框架11的横向宽度大于车架3的横向宽度，作业机构9对称地设置于活动框架11沿横向的左右两内侧，并位于车架3沿横向的左右两外侧。

钢轨11通过扣件14固定在轨枕12上，扣件14进一步包括螺栓13。如附图4和附图5所示，作业机构9包括两个沿横向并排设置的松紧轴装置904，两个松紧轴装置904的安装位置与同一扣件15的两个螺栓16的位置相对应，以便于一次性完成两根钢轨11与一根轨枕12之间固定的四组扣件14的螺栓拆装作业。

在本实施例中，第一纵向驱动机构5、横向驱动机构10、第二纵向驱动机构12、垂向驱动机构905及驱动模块801可以具体采用油缸、气缸、电缸或电机驱动等形式。导套与导柱(横向导柱901与横向导套902，纵向导柱906与纵向导套907，以及垂向导柱908与垂向导套909)的组合还可以采用导轨与滑块组合、平行四边形机构，以及齿轮与齿条组合等替代结构实现移动副功能。

实施例2

一种如实施例1所述自松紧轨枕螺栓作业车作业方法的实施例，该方法具体包括如下步骤：

S10)当作业车100进行走行作业，通过夹轨装置8夹紧钢轨13，再通过第一纵向驱动机构5带动车架3向前运动，传感器模块913同时检测螺栓16；当检测到螺栓16，第一纵向驱动机构5停止推动车架3，夹轨装置8从钢轨13上松脱；

S20)图像获取模块912开始拍照并获取螺栓16的位置，通过第二纵向驱动机构12带动松紧轴装置904沿轨向进行对位调整，通过横向驱动机构10带动松紧轴装置904沿横向进行对位调整；

S30)当松紧轴装置904到达指定位置，垂向驱动机构905下压设定距离使松紧轴装置904套于螺栓16上，并驱动松紧轴装置904进行螺栓16的拧紧或松脱作业；

S40)作业完成后，垂向驱动机构905泄压复位，第二纵向驱动机构12及横向驱动机构10带动松紧轴装置904复位，作业车100继续进行走行作业；

S50)若未检测到螺栓16，在车架3行进设定距离后，夹轨装置8从钢轨13上松脱，再通过第一纵向驱动机构5带动活动框架11向前运动，作业车100继续进行走行作业。

在步骤S10)中，通过第一纵向驱动机构5带动活动框架11，使松紧轴装置904到达初步位置。在步骤S20)中，通过垂向驱动机构905、第二纵向驱动机构12及横向驱动机构10带动松紧轴装置904实现垂向、纵向及横向的三坐标精确定位。

在步骤S40)中，当松紧轴装置904完成一次作业后，通过夹轨装置8夹紧钢轨13，然后通过第一纵向驱动机构5带动车架3向前运动。当车架3到达预定位置时，夹轨装置8从钢轨13上松脱，再通过第一纵向驱动机构5带动活动框架11向前运动，作业车100继续进行走行作业。

在所述步骤S10)中，当驱动装置801向内收缩，带动连杆803运动，进而带动导向杆804向外侧移动，导向杆804向外顶拨摇臂805并使之发生转动，使得与摇臂805连接的夹轨块806夹紧钢轨13。当驱动装置801向外顶伸，带动连杆803运动，进而拉动导向杆804向内侧移动，摇臂805在弹性件806的拉力作用下向上提升，使得与摇臂805连接的夹轨块806从钢轨13上松脱。

实施例2描述的作业方法，作业车100的行进方式采用步进式，还可以采用连续运动行进方式，即作业车100的车体保持行进，而松紧轴装置904在第一纵向驱动机构5的作用下相对于地面保持静止，在此情况下无需夹轨装置8。

通过实施本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，作业机构能带动松紧轴装置沿横向、纵向及垂向移动，以实现松紧轴装置的三坐标调整及对螺栓的高精度定位，能够有效解决作业机构与螺栓间定位精度不高，松紧轴装置之间的横向距离固定，无法适应螺栓间距较大变化的技术问题；

(2)本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，检测系统采用图像识别与传感器组合的视觉传感系统来进行螺栓二次定位，可以准确地识别螺栓特征并获取螺栓位置；

(3)本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，垂向驱动机构能通过浮动安装板带动松紧轴装置执行下压操作，不但能够在一定范围内适应轨枕螺栓倾斜的情况，而且不会因下压量过大而与螺栓发生刚性碰撞，从而实现松紧轴自适应螺栓高度不一的功能；

(4)本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，通过采用由油缸驱动的夹轨装置，能够同时实现作业车辆的快速制动，以及螺栓松紧时作业车车体与钢轨之间保持相对固定；

(5)本发明具体实施例描述的自松紧轨枕螺栓作业车及其作业方法，采用气缸驱动走行方式，不但相对于油缸驱动可以有效减少成本，而且相对于电机驱动可以有效避免频繁启停带来的电机损耗。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。