敞车翻卸钩位保持机器人

摘要

本发明公开了一种敞车翻卸钩位保持机器人，也叫正钩机器人，用于对外部的翻车机本体上的敞车车钩进行限位，包含：轨道架，轨道架设置在翻车机本体上；小车，小车嵌套在轨道架内，小车内部为空腔；限位模块，限位模块与小车连接，用于对敞车车钩进行限位；驱动模块，驱动模块设置在小车内，用于驱动小车沿着轨道架的轨道运动。本发明能够完全代替人工，融入翻车机自动化程序，免去翻卸作业后人工正钩作业程序。结构紧凑，适用于所有翻车机系统，且不造成影响；接口简单，易于实现标准化；自主定位车钩位置，在准确位置实施钩位保持/正钩作业。与前序程序和检测联合，可适应所有车钩的保持作业。

权利要求

1.一种敞车翻卸钩位保持机器人，用于对外部的翻车机本体上的敞车车钩进行限位，其特征在于，包含：

轨道架，所述轨道架设置在所述翻车机本体上；

小车，所述小车嵌套在所述轨道架内，所述小车内部为空腔；

限位模块，所述限位模块与所述小车连接，用于对所述敞车车钩进行限位；

驱动模块，所述驱动模块设置在所述小车内，用于驱动所述小车沿着所述轨道架的轨道运动；

所述限位模块包含，

俯仰臂，所述俯仰臂活动设置在所述空腔内；

第一推动组件，所述第一推动组件连接所述俯仰臂和所述空腔的内壁，用于驱动所述俯仰臂转动；

推板，所述推板设置在所述俯仰臂的头部一侧；

第二推动组件，所述第二推动组件连接所述俯仰臂和所述推板，用于驱动所述推板运动。

2.如权利要求1所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述第一推动组件包含：第一推动器，所述第一推动器的一端铰接在所述空腔的内壁上，所述第一推动器的另一端铰接在所述俯仰臂上；

连杆，所述连杆的一端铰接在所述空腔的内壁上，另一端铰接在所述俯仰臂上，所述连杆可为单根或双根。

3.如权利要求1所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述第二推动组件包含：第二推动器，所述第二推动器的一端铰接在所述俯仰臂的根部位置上；

剪刀叉架，所述剪刀叉架的一侧设置在所述俯仰臂上且与所述第二推动器的另一端铰接，所述剪刀叉架的另一侧与所述推板连接。

4.如权利要求1所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述俯仰臂采用框架式结构，当所述俯仰臂处于收起状态时，所述第一推动组件、所述第二推动组件和所述推板均收于框架内，并整体嵌入到所述腔体内，所述俯仰臂的顶面为厚板。

5.如权利要求1或4所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，当所述俯仰臂处于收起状态时，所述俯仰臂的顶面与所述小车顶面基本处于同一平面上。

6.如权利要求1所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述限位模块还包含：检测开关，所述检测开关设置在所述俯仰臂上，用于检测所述敞车车钩。

7.如权利要求2所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述第一推动器驱动所述俯仰臂转动90度，此时，所述连杆处于拉直状态。

8.如权利要求1所述敞车翻卸钩位保持机器人，其特征在于，所述驱动模块，包含：四个轮子，所述四个轮子设置在所述小车的两侧，所述四个轮子嵌入在所述轨道架内运动；

一对轮轴，所述一对轮轴连接所述四个轮子；

一对驱动器，所述一对驱动器连接所述一对轮轴，用于驱动所述一对轮轴转动。

说明书

敞车翻卸钩位保持机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及正钩装置技术，特别涉及一种敞车翻卸钩位保持机器人。

背景技术

[0002] 车钩是用来实现机车和车厢或车厢和车厢之间的连挂，传递牵引力及冲击力，并使车厢之间保持一定距离的车辆部件，车钩钩体通过钩尾销与安装在车厢两头的钩尾框连
接，车钩钩体以钩尾销为圆心，一定范围内可以左右摆动，以适应弯曲转弯的铁路运输工
况。国内铁路系统中绝大部分采用自动车钩。所谓自动车钩，就是先将一个车钩的提杆提起
后，再用机车拉开车厢或与另一车车厢车钩碰撞时，能自动完成摘构或挂钩的动作的车钩。
敞口式车厢常用于煤炭、铁矿石等散货的运输，其卸货常采用翻车机系统。敞车车厢经过摘
钩解列后被牵引进入翻车机系统，翻车机旋转将敞车车厢旋转160度左右进行卸料，自动化
程度高，卸料效率高。

[0003] 在翻车机将车厢旋转翻卸过程中，车钩钩体受到重力作用会歪向卸料口一侧且不能自动回位。车钩钩体倾斜会造成调车机推车及后续撞车挂钩出现异常甚至引发事故。在
被调车机推出之前需对车厢前后歪斜的车钩钩体进行人工扶正，人工扶正时采用手掰方式
或撬棍摆动方式，常在翻车机自动化系统没有中断的情况下，伺机进入翻车机两头并扶正，
整个过程具有人员卷入设备的危险。

[0004] 由于火车车钩位于铁路和设备中心区域，现在尚没有自动化装置能够代替人员对车钩完成扶正作业。货运火车车钩具有多种型式，钩体外廓尺寸也不尽相同，但运行中的火
车绝大部分装配了13号车钩和17车钩两大系列，两类车钩外形轮廓尺寸不一样。

发明内容

[0005] 根据本发明实施例，提供了一种敞车翻卸钩位保持机器人，用于对外部的翻车机本体上的敞车车钩进行限位，包含：

[0006] 轨道架，轨道架设置在翻车机本体上；

[0007] 小车，小车嵌套在轨道架内，小车内部为空腔；

[0008] 限位模块，限位模块与小车连接，用于对敞车车钩进行限位；

[0009] 驱动模块，驱动模块设置在小车内，用于驱动小车沿着轨道架的轨道运动。

[0010] 进一步，限位模块包含：

[0011] 俯仰臂，俯仰臂活动设置在空腔内；

[0012] 第一推动组件，第一推动组件连接俯仰臂和空腔的内壁，用于驱动俯仰臂转动；

[0013] 推板，推板设置在俯仰臂的头部一侧；

[0014] 第二推动组件，第二推动组件连接俯仰臂和推板，用于驱动推板运动。

[0015] 进一步，第一推动组件包含：

[0016] 第一推动器，第一推动器的一端铰接在空腔的内壁上，第一推动器的另一端铰接在俯仰臂上；

[0017] 连杆，连杆的一端铰接在空腔的内壁上，另一端铰接在俯仰臂上，连杆可为单根或双根。

[0018] 进一步，第二推动组件包含：

[0019] 第二推动器，第二推动器的一端铰接在俯仰臂的根部位置上；

[0020] 剪刀叉架，剪刀叉架的一侧设置在俯仰臂上且与第二推动器的另一端铰接，剪刀叉架的另一侧与推板连接。

[0021] 进一步，俯仰臂采用框架式结构，当俯仰臂处于收起状态时，第一推动组件、第二推动组件和推板均收于框架内，并整体嵌入到腔体内，俯仰臂的顶面为厚板。

[0022] 进一步，当俯仰臂处于收起状态时，俯仰臂的顶面与小车顶面处于基本同一平面上。

[0023] 进一步，限位模块还包含：

[0024] 检测开关，检测开关设置在俯仰臂上，用于检测敞车车钩。

[0025] 进一步，第一推动器驱动俯仰臂转动90度，此时，连杆处于拉直状态。

[0026] 进一步，驱动模块，包含：

[0027] 四个轮子，四个轮子设置在小车的底部两侧，四个轮子嵌入在轨道架内运动；

[0028] 一对轮轴，一对轮轴连接四个轮子；

[0029] 一对驱动器，一对驱动器连接一对轮轴，用于驱动一对轮轴转动。

[0030] 根据本发明实施例的敞车翻卸钩位保持机器人，完全代替人工，融入翻车机自动化程序，免去翻卸作业后人工正钩作业程序。结构紧凑，适用于所有翻车机系统，且不造成
影响；接口简单，易于实现标准化；自主定位车钩位置，在准确位置实施钩位保持/正钩作
业。与前序程序和检测联合，可适应所有车钩的保持作业。

[0031] 要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

[0032] 图1为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人装于翻车机的结构图。

[0033] 图2为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人的安装位置图。

[0034] 图3为图2的局部放大图。

[0035] 图4为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人的俯仰臂抬起状态时结构图。

[0036] 图5为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人的俯仰臂收起状态时结构图。

[0037] 图6为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人的推板推出状态时结构图。

[0038] 图7为根据本发明实施例敞车翻卸钩位保持机器人的小车内部结构图。

具体实施方式

[0039] 以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

[0040] 首先，将结合图1 7描述根据本发明实施例的敞车翻卸钩位保持机器人10，也叫正~
钩机器人，用于对外部的翻车机本体5上的火车车厢/敞车7的车钩8进行限位，防止车钩8发
生倾斜，其应用场景很广。

[0041] 如图1 7所示，本发明实施例的敞车翻卸钩位保持机器人10，具有轨道架1、小车2、~
限位模块以及驱动模块。

[0042] 具体地，如图1 3、7所示，在本实施例中，轨道架1设置在翻车机本体5上，具体位于~
翻车机本体5的轨道轮中心，并靠近车厢进口或出口位置，轨道架1用于为小车2提供轨道支
撑，小车2嵌套在轨道架1内，小车2内部为空腔，可以实现限位模块的收纳，节省使用空间，
对翻车机系统的日常检修维护及通道作业不构成影响；限位模块与小车2连接，用于对敞车
7车钩8进行限位，防止敞车7车钩8在随着翻车机本体5转动的同时发生倾斜；驱动模块设置
在小车2内，用于驱动小车2沿着轨道架1的轨道运动。

[0043] 进一步，如图3 6所示，在本实施例中，限位模块包含：俯仰臂31、第一推动组件、推~
板33和第二推动组件。俯仰臂31活动设置在小车2的空腔内；第一推动组件连接俯仰臂31和
小车2的空腔的内壁，用于驱动俯仰臂31转动，使得俯仰臂31在小车2的空腔上进行抬起和
收起状态的切换；推板33设置在俯仰臂31的头部一侧；第二推动组件连接俯仰臂31和推板
33，用于驱动推板33运动实现推出和缩回。

[0044] 进一步，如图3 5所示，在本实施例中，第一推动组件包含：第一推动器321和连杆~
322。第一推动器321的一端铰接在小车2的空腔的内壁上，第一推动器321的另一端铰接在
俯仰臂31上；连杆322的一端铰接在小车2的空腔的内壁上，另一端铰接在俯仰臂31上，连杆
322可为单根或双根，保证连接的稳定效果，连杆322采用两节或多节型式，其节点设置可以
容需俯仰臂31收起到小车2的腔体内时，连杆322处于合适的折叠位置。通过第一推动器321
用于提供驱动力，第一推动器321可以驱动连杆322运动，使得俯仰臂31在小车2的空腔内转
动抬起垂直状态，此时连杆322拉直，可承受主要载荷，对第一推动器321形成避免过载保
护。

[0045] 进一步，如图3 5所示，在本实施例中，第二推动组件包含：第二推动器341和剪刀~
叉架342。第二推动器341的一端铰接在俯仰臂31的根部位置上；剪刀叉架342的一侧设置在
俯仰臂31上且与第二推动器341的另一端铰接，剪刀叉架342的另一侧与推板33连接。第二
推动器341用于提供驱动力，第二推动器341可以驱动剪刀叉架342进行活动实现伸长和收
缩，从而带动推板33进行推出和缩回。

[0046] 进一步，如图5所示，在本实施例中，俯仰臂31采用框架式结构，当俯仰臂31处于收起状态时，第一推动组件、第二推动组件和推板33均收于框架内，并整体嵌入到小车2的腔
体内，俯仰臂31的顶面为厚板，可承受踩踏等一般载荷，同时避免异物掉入。

[0047] 进一步，如图5所示，在本实施例中，当俯仰臂31处于收起状态时，俯仰臂31的顶面与小车2顶面基本处于同一平面上，使俯仰臂31在收起状态时可以完全收纳进小车2的空腔
内，保证顶面的齐平，更加的美观大方，使用起来也更方便。

[0048] 进一步，如图3所示，在本实施例中，限位模块还包含：检测开关35，检测开关35设置在俯仰臂31上，用于检测敞车7车钩8的位置进行定位，且采用激光检测开关35也可以采
用具有相同功能的其他检测开关35。

[0049] 进一步，如图4所示，在本实施例中，第一推动器321驱动俯仰臂31转动90度，此时，连杆322处于拉直状态，保证垂直度，且使得连杆322拉直，保证稳定效果，使设备更加稳定。

[0050] 进一步，驱动模块，包含：四个轮子41、一对轮轴42和一对驱动器43。四个轮子41设置在小车2的底部两侧，四个轮子41嵌入在轨道架1内运动；一对轮轴42连接四个轮子41；一
对驱动器43连接一对轮轴42，用于驱动一对轮轴42转动。通过一对驱动器43驱动一对轮轴
42转动，从而使得四个轮子41转动，实现小车2沿着轨道架1的轨道方向行走定位，并满足翻
车机本体5旋转过程中小车2依旧保持限制在轨道架1的轨道内的功能，且本案中的小车2采
用自行式方式，也可以采用齿轮齿条式、链轮链条传动式、丝杆滑块模组式等驱动。

[0051] 工作原理：在翻车机本体5上，具体在翻车机本体5的入口和出口位置，翻车机轨道梁9上方、翻车机轨道梁的轨道6之间安装两套本方案机器人10。俯仰臂31及其铰接点均在
翻车机本体5靠车板一侧。当火车车厢/敞车7进入翻车机本体5前后，俯仰臂31等装置均处
于收起放平状态，不影响车厢/敞车7通过。当车厢/敞车7进入到翻车机本体5内部停止后，
调车机摘钩脱离车厢/敞车7并继续推动前序已经翻卸完的空车完全推出翻车机本体5。此
后，翻车机本体5启动翻卸程序，启动靠车板和压车梁直至将车厢/敞车7顶住和压住；在此
过程中，本发明中的机器人10在检测移动到轨道梁/轨道架1端头后，第一推动器321推动抬
起俯仰臂31至垂直状态，抬起过程俯仰臂31与车钩8错位不会干涉。此后，小车2启动行走，
沿轨道架1向车钩8移动，直至俯仰臂31上的检测开关35检测到车钩8后停止刹车，此时推板
33与车钩8钩体最宽凸出部分正对，启动第二推动器341，将推板33推出抵至车钩8本体上，
可以根据调用翻车机系统车厢/车钩8类型数据判定第二推动器341的推出量，以实现不同
位置的推板33动作。推板33到位后，机器人10发讯给翻车机系统，翻车机系统在接收到完成
靠车、压车及推板33到位完成联锁信号后，启动翻转卸车作业程序。翻转过程中，车钩8受重
力影响会压向推板33，但因推板33限制，钩体位置始终保持在原先中心位置，免去后续正钩
作业。翻车机卸车完成旋转回位后，在靠车板、压车梁撤离时间段，机器人10按撤离程序回
到待机位置。

[0052] 以上，参照图1 7描述了根据本发明实施例的敞车翻卸钩位保持机器人10，完全代~
替人工，融入翻车机自动化程序，免去翻卸作业后人工正钩作业程序。结构紧凑，适用于所
有翻车机系统，且不造成影响；接口简单，易于实现标准化；自主定位车钩8位置，在准确位
置实施钩位保持/正钩作业。与前序程序和检测联合，可适应所有车钩8的保持作业。

[0053] 需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括
所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0054] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的
多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。