一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备及其方法 |
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| 申请号 | CN202211037534.2 | 申请日 | 2022-08-29 | 公开(公告)号 | CN115142307B | 公开(公告)日 | 2022-12-02 |
| 申请人 | 中铁上海工程局集团第三工程有限公司; 中铁上海工程局集团有限公司; | 发明人 | 张尚尉; 万兴权; 胡松涛; 徐莹雪; 李作亮; 夏恩浩; 吴正义; 倪枫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于 铁 路附属设施跨轨安装的设备及其方法，本技术方案对于铁路附属设施构件种类相对固定，呈重量小、与批量化，施工工艺流程相对简单，容易形成机械化，解决人工施工成本高，效率低的难题；铺板设备采用旋转输送臂可以实现转运满足限界要求，施工跨越既有线轨，解决了交叉施工作业的难题；通过对铺板的工艺进行优化设计，实现了铺板设备机械化施工工艺的连续性，施工 精度 的准确性，施工 质量 的可控性；且通过在承载底盘的 侧壁 设置行走平衡件与辅助构件，使其具有很好的平稳性能；进而确保整体施工的经济效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备，包括桥梁(1)、梯形基座(2)、承载底盘(3)、轨道架(4)，所述桥梁(1)上等距设置有梯形基座(2)，梯形基座(2)上固定设置有铁轨，且相邻两个梯形基座(2)之间形成施工通道，施工通道上设置有承载底盘(3)； |
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| 说明书全文 | 一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备及其方法技术领域[0001] 本发明涉及铁路设施施工技术领域，具体为一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备及其方法。 背景技术[0003] 现已技术下对于铁路附属设施的安装施工机械自动化低下，从搬运到铺设这一工作过程连贯性较差，并且需要消耗大量劳动力；对于现已公开公告号为CN211055128U的中国专利文件公开了一种多功能铁路故障检测装置，对于其在对铁路附属设施进行施工检测工作时，其将输送车吊装在铁轨上，操作非常麻烦，且稳定较差。 [0004] 现有的铁路电缆槽盖板等铁路附属设施铺设安装现采用人工铺设，人工成本高，效率低，影响施工进度；人工铺板安装标准随机性大，观感质量差；铁路电缆槽盖板等铁路附属设施通常采用混凝土材质，磕碰容易碎角，且上表面设计有装饰花纹，原始为设计吊装孔位，传统吊装方法困难；铁路电缆槽盖板等铁路附属设施铺装时需要跨线施工，与线路调试存在交叉作业，需要兼顾作业功能实现和限界允许范围内运输；在槽盖板的铺设过程中稳定性得不到保障，进而对于整体施工经济效益具有影响。 [0005] 为此，本发明提出一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备及其方法用于解决上述问题。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备，包括桥梁、梯形基座、承载底盘、轨道架，所述桥梁上等距设置有梯形基座，梯形基座上固定设置有铁轨，且相邻两个梯形基座之间形成施工通道，施工通道上设置有承载底盘； [0008] 所述承载底盘的两侧对称固定安装设置有激光测距传感器，且承载底盘固定安装设置有轨道架，轨道架上活动设置有吊装小车，吊装小车的底端安装固定设置有取板吸盘，承载底盘上设置有回转驱动，回转驱动上固定安装设置有旋转输送臂，旋转输送臂的另一端安装设置有铺装小车，铺装小车上安装设置有定位吸盘，承载底盘的一端固定安装设置有承载架，承载架上固定安装设置有发电机； [0009] 行走平衡件，所述行走平衡件包含有固定载板、横向电动伸缩杆、载体、支撑柱梁、限位滚珠、竖向电动伸缩杆、凹型支撑件、平衡滚轮、销轴； [0011] 优选的，所述定位吸盘与铺装小车、旋转输送臂、回转驱动设置位置相对应、设置组数相同，且回转驱动在承载底盘上设置有两组，两者相互错开设置。 [0012] 优选的，所述行走平衡件对称设置在承载底盘的两侧。 [0013] 优选的，所述固定载板上对称设置有安装孔，且通过螺钉固定在承载底盘的侧壁上，固定载板上固定设置有横向电动伸缩杆，所述横向电动伸缩杆的端部焊接固定设置有载体，所述载体的一侧焊接固定设置有有支撑柱梁，支撑柱梁的端部活动嵌接设置有限位滚珠，所述竖向电动伸缩杆贯穿固定设置在载体上，且竖向电动伸缩杆的底端焊接固定设置有凹型支撑件，所述凹型支撑件中通过销轴活动设置有平衡滚轮。 [0014] 优选的，所述平衡滚轮对称设置在在承载底盘的两侧，且每侧设置有两个。 [0015] 优选的，所述收纳腔等距设置在平衡滚轮的外侧壁，且收纳腔中活动设置有活动承载块，活动承载块的一端固定设置有平衡弹簧，另一端设置有连接插槽，所述平衡弹簧另一端固定设置在收纳腔中，所述连接插槽中固定设置有第一磁铁块，所述连接插件的一端固定设置有第二磁铁块，另一端固定设置有弧形板，所述弧形板的外侧壁等距固定设置有弧形稳定凸条。 [0016] 优选的，所述连接插件与连接插槽设置组数相同，两者相适配插接。 [0017] 优选的，所述第二磁铁块与第一磁铁块设置位置相对应、设置组数相同，两者相互吸引。 [0018] 优选的，所述弧形板等距活动连接设置在平衡滚轮的外侧，且设置在弧形板上的弧形稳定凸条设置有相对称的两组，弧形稳定凸条进行倾斜设置，对称设置的两组弧形稳定凸条倾斜方向相反。 [0019] 一种铁路附属设施跨轨安装的设备的施工方法，该施工方法包括以下步骤： [0020] S1：根据施工需要，按照施工位置要求提前放置附属设施于箱梁中心线上； [0021] S2：铺板设备走行底盘沿桥梁中心行走至附属设施跟前，使板垛进入吊运范围；根据交叉作业的要求，旋转输送臂通过回转驱动旋转九十度，跨过既有线轨，铺板时设备每次向前移动0.5米，完成附属设施的铺设； [0022] S3：吊装小车前端取板，采用吊装小车将附属设施吊装至走行底盘的存放区； [0023] S4：通过取板吸盘抓取盖板后提升到设计的安全高度，再平移至放置旋转输送臂上； [0025] S6：在承载底盘进行行走过程中，通过设置的行走平衡件与辅助构件之间的配合使用，即首先通过横向电动伸缩杆推动载体，进而推动支撑柱梁，直到支撑柱梁端部的限位滚珠与梯形基座的侧壁接触，之后启动竖向电动伸缩杆，竖向电动伸缩杆推动平衡滚轮与地面接触即可，在承载底盘行走过程中，通过支撑柱梁的支撑限位，保证承载底盘的运行呈稳定直线，避免在边移动边铺设工作时产生路线偏移的问题；再者，承载底盘在移动过程中产生的震动通过平衡滚轮中设置的活动承载块、平衡弹簧和弧形板之间的配合进行缓冲，使其具有很好的平稳性能；来保证承载底盘移动的平稳性，进而确保整体施工的稳定性。 [0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0027] 本技术方案对于铁路附属设施构件种类相对固定，呈重量小、与批量化，施工工艺流程相对简单，容易形成机械化，解决人工施工成本高，效率低的难题；铺板设备采用旋转输送臂可以实现转运满足限界要求，施工跨越既有线轨，解决了交叉施工作业的难题；通过对铺板的工艺进行优化设计，实现了铺板设备机械化施工工艺的连续性，施工精度的准确性，施工质量的可控性；且通过在承载底盘的侧壁设置行走平衡件与辅助构件，即通过横向电动伸缩杆推动载体，进而推动支撑柱梁，直到支撑柱梁端部的限位滚珠与梯形基座的侧壁接触，之后启动竖向电动伸缩杆，竖向电动伸缩杆推动平衡滚轮与地面接触即可，在承载底盘行走过程中，通过支撑柱梁的支撑限位，保证承载底盘的运行呈稳定直线，避免在边移动边铺设工作时产生路线偏移的问题；再者，承载底盘在移动过程中产生的震动通过平衡滚轮中设置的活动承载块、平衡弹簧和弧形板之间的配合进行缓冲，使其具有很好的平稳性能；进而确保整体施工的经济效益。附图说明 [0028] 图1为本发明铁路附属设施跨轨安装设备结构连接示意图； [0029] 图2为本发明图1中承载底盘结构连接局部放大示意图； [0030] 图3为本发明图1中取板吸盘与回转驱动结构连接局部放大示意图； [0031] 图4为本发明图1中旋转输送臂与铺装小车、定位吸盘结构连接局部放大示意图； [0032] 图5为本发明图1中承载底盘侧壁行走平衡件结构连接局部放大示意图； [0033] 图6为本发明铁路附属设施跨轨安装设备前侧示意图； [0034] 图7为本发明图6中结构连接局部放大示意图； [0035] 图8为本发明铁路附属设施跨轨安装设备侧视图； [0036] 图9为本发明行走平衡件与辅助构件结构连接右侧示意图； [0037] 图10为本发明图9中结构连接局部放大示意图； [0038] 图11为本发明走平衡件与辅助构件结构连接左侧示意图； [0039] 图12为本发明辅助构件结构连接局部剖视图； [0040] 图13为本发明图12中结构连接局部放大示意图。 [0041] 图中：桥梁1、梯形基座2、承载底盘3、轨道架4、激光测距传感器5、吊装小车6、取板吸盘7、回转驱动8、旋转输送臂9、铺装小车10、定位吸盘11、行走平衡件12、固定载板1201、横向电动伸缩杆1202、载体1203、支撑柱梁1204、限位滚珠1205、竖向电动伸缩杆1206、凹型支撑件1207、平衡滚轮1208、销轴1209、辅助构件13、收纳腔1301、活动承载块1302、平衡弹簧1303、连接插槽1304、第一磁铁块1305、连接插件1306、第二磁铁块1307、弧形板1308、弧形稳定凸条1309、承载架14、发电机15。 具体实施方式[0042] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。 [0043] 请参阅图1至图13，本发明提供一种技术方案：一种用于铁路附属设施跨轨安装的设备，包括桥梁1、梯形基座2、承载底盘3、轨道架4，桥梁1上等距设置有梯形基座2，梯形基座2上固定设置有铁轨，且相邻两个梯形基座2之间形成施工通道，施工通道上设置有承载底盘3； [0044] 承载底盘3的两侧对称固定安装设置有激光测距传感器5，且承载底盘3固定安装设置有轨道架4，轨道架4上活动设置有吊装小车6，吊装小车6的底端安装固定设置有取板吸盘7，承载底盘3上设置有回转驱动8，回转驱动8上固定安装设置有旋转输送臂9，旋转输送臂9的另一端安装设置有铺装小车10，铺装小车10上安装设置有定位吸盘11，承载底盘3的一端固定安装设置有承载架14，承载架14上固定安装设置有发电机15； [0045] 行走平衡件12，行走平衡件12包含有固定载板1201、横向电动伸缩杆1202、载体1203、支撑柱梁1204、限位滚珠1205、竖向电动伸缩杆1206、凹型支撑件1207、平衡滚轮 1208、销轴1209； [0046] 辅助构件13，辅助构件13包含有收纳腔1301、活动承载块1302、平衡弹簧1303、连接插槽1304、第一磁铁块1305、连接插件1306、第二磁铁块1307、弧形板1308、弧形稳定凸条1309。 [0047] 定位吸盘11与铺装小车10、旋转输送臂9、回转驱动8设置位置相对应、设置组数相同，且回转驱动8在承载底盘3上设置有两组，两者相互错开设置。 [0048] 行走平衡件12对称设置在承载底盘3的两侧。 [0049] 这里的固定载板1201上对称设置有安装孔，且通过螺钉固定在承载底盘3的侧壁上，固定载板1201上固定设置有横向电动伸缩杆1202，横向电动伸缩杆1202的端部焊接固定设置有载体1203，载体1203的一侧焊接固定设置有有支撑柱梁1204，支撑柱梁1204的端部活动嵌接设置有限位滚珠1205，竖向电动伸缩杆1206贯穿固定设置在载体1203上，且竖向电动伸缩杆1206的底端焊接固定设置有凹型支撑件1207，凹型支撑件1207中通过销轴1209活动设置有平衡滚轮1208；平衡滚轮1208对称设置在在承载底盘3的两侧，且每侧设置有两个。 [0050] 这里的收纳腔1301等距设置在平衡滚轮1208的外侧壁，且收纳腔1301中活动设置有活动承载块1302，活动承载块1302的一端固定设置有平衡弹簧1303，另一端设置有连接插槽1304，平衡弹簧1303另一端固定设置在收纳腔1301中，连接插槽1304中固定设置有第一磁铁块1305，连接插件1306的一端固定设置有第二磁铁块1307，另一端固定设置有弧形板1308，弧形板1308的外侧壁等距固定设置有弧形稳定凸条1309。 [0051] 连接插件与连接插槽1304设置组数相同，两者相适配插接；第二磁铁块1307与第一磁铁块1305设置位置相对应、设置组数相同，两者相互吸引；弧形板1308等距活动连接设置在平衡滚轮1208的外侧，且设置在弧形板1308上的弧形稳定凸条1309设置有相对称的两组，弧形稳定凸条1309进行倾斜设置，对称设置的两组弧形稳定凸条1309倾斜方向相反。 [0052] 一种铁路附属设施跨轨安装的设备的方法，该施工方法包括以下步骤： [0053] 根据施工需要，按照施工位置要求提前放置附属设施于箱梁中心线上；铺板设备走行底盘沿桥梁中心行走至附属设施跟前，使板垛进入吊运范围；根据交叉作业的要求，旋转输送臂通过回转驱动旋转九十度，跨过既有线轨，铺板时设备每次向前移动0.5米，完成附属设施的铺设；吊装小车前端取板，采用吊装小车将附属设施吊装至走行底盘的存放区；通过取板吸盘抓取盖板后提升到设计的安全高度，再平移至放置旋转输送臂上；旋转输送臂转运输送盖板至前端；定位吸盘从输送机端部取板，通过横向运输、纵向运输、垂直运输到指定位置，通过人工调整进行对位； [0054] 盖板提前放置在箱梁中心线上，每孔箱梁的中部和端部设置放置点，每个放置点放置8垛(宽板、窄板各4垛)，每垛16块；铺板机大车行走沿桥梁中心行走至盖板堆垛跟前，使板垛进入吊运范围；正常铺板时每次向前移动0.5米；前部取板，采用电动葫芦将8垛盖板分2次全部人工吊装至车上盖板存放区，按照固定位置放置；采用伺服电机驱动的转运机械手，利用真空吸盘抓取盖板。转运机械手将盖板吸取后，提升到设计的安全高度，再移动至输送带的正上方，放置在输送带上；将拆垛倒运出来的盖板通过皮带输送到盖板铺设的前端；采用伺服电机齿轮齿条的真空吸盘机械手，从输送机端部取板，通过横向运输、垂直运输、人工调整(自动微调)等动作进行对位。 [0055] 承载底盘3采用钢结构框架制造，长度10m，宽度1.5m；平板车采用实心轮胎，可适应高铁桥面的不平度和坡度；承载底盘3两侧设置四个激光测距传感器5，保证车辆行驶在桥面的正中间，平板车与两侧的盖板距离相同；承载底盘3设有盖板存放区，存放区设置载重为6.54吨，两种盖板各放置64件；运载底盘采用三合一减速电机驱动，前轮转向采用伺服电动推杆驱动。 [0056] 动力采用柴油发电机组供电，率为50KW。系统采用基于PLC的CPU处理器系统；用于将操作器发出的移动指令解算成每个车轮的行走速度和回转角度的控制信号；通过变频和伺服驱动控制器，控制所有电机动作；运载底盘侧面配置有控制箱，控制箱内主要包括断路器、继电器、接触器、控制器、变频器、伺服驱动器、直流电源等；车体前后各装有2个雷达避障传感器，可通过编程设置调节保护范围，低速行走时最大保护距离设置为1m，高速行走时最大保护距离设置为2m。 [0057] 采用两组四个激光测距传感器5，一组用于检测安装机械手距离挡渣墙距离，另外一组用于检测已安装沟盖板边缘位置，将检测到的距离和位置信息发送给机械手并进行铺板操作。 [0058] 这里的承载底盘3作为整个铁路附属设施铺装的主要承载机构，自带动力，可以实现在线路之间的道床上行走，走行底盘采用测距技术实现自巡航适应功能。在承载底盘3装有轨道的支撑门架，采用吊装小车6与取板吸盘7并轨结构设计，实现结构的轻量化和构件的模块化，门架轨道采用悬臂结构设计，覆盖铁路附属设施预制构件的吊装区和输送区，吊装小车6与取板吸盘7采取互锁装置设计，吊装小车6从前端取铁路附属设施预制构件，并运至走行底盘中部转运存放区，取板吸盘7主要用来将转运存放区的预制构件吊装至旋转输送臂；旋转输送臂9安装在走行底盘后端，与走行底盘采用回转驱动8联结，采用两侧不对称安装，可以解决施工作业时输送臂自力旋转九十度跨轨施工，交叉作业时及转运限界收拢难题。输送臂传动处置有精确重量传感器，输送臂末端设置形成限位机构，用以触发输送带的运行和停止；铺装小车10采用独立机构设计，与承载底盘3共用动力系统及气源，采用快插接口设计，铺装小车设计多动力均衡轮组，可以实现在防护墙跨区间运行，在铺装小车10端部设置定位吸盘11，与旋转输送臂9的限位信号互锁设计，当限位信号传递至定位吸盘11后，由定位吸盘11进行取构件，通过刚性联结实现构件粗定位，柔性精准定位。 [0059] 在承载底盘3进行行走过程中，通过设置的行走平衡件12与辅助构件13之间的配合使用，即首先通过横向电动伸缩杆1202推动载体1203，进而推动支撑柱梁1204，直到支撑柱梁1204端部的限位滚珠1205与梯形基座2的侧壁接触，之后启动竖向电动伸缩杆1206，竖向电动伸缩杆1206推动平衡滚轮1208与地面接触即可，在承载底盘3行走过程中，通过支撑柱梁1204的支撑限位，保证承载底盘3的运行呈稳定直线，避免在边移动边铺设工作时产生路线偏移的问题；再者，承载底盘3在移动过程中产生的震动通过平衡滚轮1208中设置的活动承载块1302、平衡弹簧1303和弧形板1308之间的配合进行缓冲，使其具有很好的平稳性能，且对于弧形板1308外侧壁设置的弧形稳定凸条1309，其对称设置有两组，且进行倾斜设置，对称设置的两组弧形稳定凸条1309倾斜方向相反，即能够保证平衡滚轮1208在行走时的稳定，避免出现行走路线偏移的现象，进一步确保整体施工的稳定性。 |
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