本實用新型涉及一種鐵路養(yǎng)護機械，特別涉及一種機電液一體化之抓斗清石裝置。

背景技術：

鐵路軌枕在長時間的使用過程中，由于自然沉降和振動的原因，鐵路道床局部沉降，需要進行養(yǎng)護，個別軌枕損壞，需要及時更換，在進行道床維護或軌枕更換的過程中，采用人工清理，費時費力效率低，不能在有效的列車通行間隙(俗稱：天窗)內完成工作，只有采用小型高效機械，才能利用列車通行間隙進行不封路作業(yè)。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種機電液一體化之抓斗清石裝置。

本實用新型是由抓斗清石裝置、發(fā)電機、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱和軌道車組成，軌道車設有四個腳輪和二個縱梁，抓斗清石裝置、發(fā)電機和液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱設置在軌道車的二個縱梁上，軌道車由工程車牽引，發(fā)電機為油泵和控制系統(tǒng)提供動力；所述的液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱內設有油箱、油泵、液壓控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)；

所述的抓斗清石裝置是由CMOS圖像傳感器、上橫梁、二個升降裝置和八個抓斗裝置組成，上橫梁設有二個縱梁和二個懸臂縱梁；

所述的升降裝置是由二個第一串聯平行四桿機構、升降驅動裝置、隨動平衡支撐裝置和激光位移傳感器組成；

所述的第一串聯平行四桿機構由下橫梁、第一擺桿、第二擺桿、二個第三擺桿、第一連桿和上橫梁組成，第一連桿設有單耳環(huán)和雙耳環(huán)；

所述的升降驅動裝置是由雙多級伸縮套式雙伸出油缸和二個第一連桿組成，雙多級伸縮套式雙伸出油缸的末級伸縮套筒自由端設有單耳環(huán)；

所述的隨動平衡支撐裝置是由板形上橫梁、第二串聯平行四桿機構、第一撐桿、第二撐桿、滑桿、二個滑塊、二個塔形剛度非線性彈簧、二個第一六角螺母、二個第一螺栓和二個第二螺栓組成，滑桿上設有固定圓盤、對稱設有二個光桿段和二個螺紋段；滑塊設有圓孔和一對同軸螺紋盲孔；

所述的第二串聯平行四桿機構是由板形上橫梁、下橫梁、第四擺桿、第五擺桿、第六擺桿、第七擺桿、二個第二連桿和二個銷軸組成；

將雙多級伸縮套式雙伸出油缸對稱固連于板形上橫梁上，第一擺桿與下橫梁鉸鏈連接，第二擺桿、第四擺桿和下橫梁三個構件間鉸鏈連接，第一擺桿雙耳環(huán)、第三擺桿雙耳環(huán)和第一連桿單耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，第二擺桿雙耳環(huán)、另一個第三擺桿雙耳環(huán)、第一連桿雙耳環(huán)和雙多級伸縮套式雙伸出油缸單耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個第三擺桿與上橫梁鉸鏈連接，組成第一串聯平行四桿機構，重復前述組裝操作，對稱于下橫梁和上橫梁鉛垂對稱面組裝另一個第一串聯平行四桿機構；

將二個塔形剛度非線性彈簧分別套設于滑桿的二個光桿段，再將二個滑塊分別套設于二個滑桿的二個光桿段，二個第一六角螺母分別預緊，使二個滑塊分別使塔形剛度非線性彈簧適當壓縮，將第五擺桿與下橫梁鉸鏈連接，使二個第三連桿的左邊單耳環(huán)分別與第四擺桿的雙耳環(huán)、第六擺桿雙耳環(huán)和滑塊的一對螺紋盲孔同軸，二個第一螺栓分別預緊，使第四擺桿、第六擺桿和滑塊三個構件間鉸鏈連接，將二個第三連桿的右邊單耳環(huán)分別與第五擺桿的雙耳環(huán)、第七擺桿雙耳環(huán)同軸，二個銷軸分別穿入，使第三連桿、第五擺桿和第七擺桿三個構件間鉸鏈連接，第六擺桿和第七擺桿分別與板形上橫梁鉸鏈連接，組成第二串聯平行四桿機構；

將第一撐桿雙耳環(huán)、第二撐桿雙耳環(huán)和滑塊的一對螺紋盲孔同軸，二個第二螺栓分別預緊，使第一撐桿、第二撐桿和滑塊三個構件間鉸鏈連接，第二撐桿與上橫梁鉸鏈連接，組成隨動平衡支撐裝置，激光位移傳感器對稱固連于上橫梁下面，組成升降裝置，重復前述組裝操作，組成另一個升降裝置，CMOS圖像傳感器固連于下橫梁下面；

所述的抓斗裝置是由二個挖斗組件和吊臂組成，吊臂對稱設有二個單耳環(huán)、二個第一雙耳環(huán)、二第二雙耳環(huán)和法蘭盤；

所述的挖斗組件是由液壓油缸、撐桿、連桿和斗體組成，液壓油缸的活塞桿自由端設有單耳環(huán)、缸體設有單耳環(huán)；撐桿上設有雙耳環(huán)和單耳環(huán)；連桿上設有單耳環(huán)和雙耳環(huán)，斗體上設有第一雙耳環(huán)和第二雙耳環(huán)；

將二個液壓油缸缸體單耳環(huán)分別與吊臂二個第二雙耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個撐桿單耳環(huán)分別與吊臂二個第一雙耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個斗體第二雙耳環(huán)分別與吊臂二個單耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個連桿單耳環(huán)分別與二個斗體第一雙耳環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，連桿雙耳環(huán)、撐桿雙耳環(huán)和液壓油缸活塞桿單環(huán)同軸穿入銷軸鉸鏈連接，組成抓斗裝置；

將八個吊臂法蘭盤分別對稱固連于上橫梁二個縱梁和二個懸臂縱梁上，組成抓斗清石裝置。

本實用新型的有益效果是：

1.能夠將抓斗自動對準待換軌枕兩側軌枕間；

2.能夠快速清除軌枕間的石碴；

3.能夠適應直線和曲線鐵軌路段清石工作；

4.能夠自動控制、操作方便、清石工作效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型之非工作狀態(tài)立體示意圖。

圖2是本實用新型之清石工作狀態(tài)立體示意圖。

圖3是本實用新型之升降驅動裝置分解立體示意圖。

圖4是本實用新型之隨動平衡支撐裝置分解立體示意圖。

圖5是本實用新型之抓斗裝置分解立體示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本實用新型是由抓斗清石裝置3、發(fā)電機18、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱19和軌道車20組成，軌道車20設有四個腳輪201和二個縱梁202，抓斗清石裝置3、發(fā)電機18和液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱19設置在軌道車的二個縱梁202上，軌道車20由工程車牽引，發(fā)電機18為油泵和控制系統(tǒng)提供動力；所述的液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)箱19內設有油箱、油泵、液壓控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)；

請參閱圖2至圖4所示，所述的抓斗清石裝置3是由CMOS圖像傳感器30、上橫梁31、二個升降裝置32和八個抓斗裝置33組成，上橫梁31設有二個縱梁311和二個懸臂縱梁312；

所述的升降裝置32是由二個第一串聯平行四桿機構321、升降驅動裝置323、隨動平衡支撐裝置324和激光位移傳感器325組成；

所述的第一串聯平行四桿機構321由下橫梁3211、第一擺桿3212、第二擺桿3213、二個第三擺桿3214、第一連桿3215和上橫梁31組成，第一連桿3215設有單耳環(huán)32151和雙耳環(huán)32152；

所述的升降驅動裝置323是由雙多級伸縮套式雙伸出油缸3231和二個第一連桿3215組成，雙多級伸縮套式雙伸出油缸3231的末級伸縮套筒自由端設有單耳環(huán)32311；

所述的隨動平衡支撐裝置324是由板形上橫梁3240、第二串聯平行四桿機構3241、第一撐桿3242、第二撐桿3243、滑桿3244、二個滑塊3245、二個塔形剛度非線性彈簧3246、二個第一六角螺母3247、二個第一螺栓3248和二個第二螺栓3249組成，滑桿3244上設有固定圓盤32441、對稱設有二個光桿段32442和二個螺紋段32443；滑塊3245設有圓孔32451和一對同軸螺紋盲孔32452；

所述的第二串聯平行四桿機構3241是由板形上橫梁3240、下橫梁3211、第四擺桿32412、第五擺桿32413、第六擺桿32414、第七擺桿32415、二個第二連桿32416和二個銷軸32417組成；

將雙多級伸縮套式雙伸出油缸3231對稱固連于板形上橫梁3240上，第一擺桿3212與下橫梁3211鉸鏈連接，第二擺桿3213、第四擺桿32312和下橫梁3211三個構件間鉸鏈連接，第一擺桿3212雙耳環(huán)、第三擺桿3214雙耳環(huán)和第一連桿單耳環(huán)32151同軸穿入銷軸鉸鏈連接，第二擺桿3213雙耳環(huán)、另一個第三擺桿3214雙耳環(huán)、第一連桿雙耳環(huán)32152和雙多級伸縮套式雙伸出油缸單耳環(huán)32321同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個第三擺桿3214與上橫梁31鉸鏈連接，組成第一串聯平行四桿機構321，重復前述組裝操作，對稱于下橫梁3211和上橫梁31鉛垂對稱面組裝另一個第一串聯平行四桿機構321；

將二個塔形剛度非線性彈簧3246分別套設于滑桿的二個光桿段32442，再將二個滑塊3245分別套設于二個滑桿的二個光桿段32442，二個第一六角螺母3247分別預緊，使二個滑塊3245分別使塔形剛度非線性彈簧3246適當壓縮，將第五擺桿32413與下橫梁3211鉸鏈連接，使二個第三連桿32416的左邊單耳環(huán)分別與第四擺桿32432的雙耳環(huán)、第六擺桿3214雙耳環(huán)和滑塊的一對螺紋盲孔32452同軸，二個第一螺栓3248分別預緊，使第四擺桿32432、第六擺桿32414和滑塊3245三個構件間鉸鏈連接，將二個第三連桿32416的右邊單耳環(huán)分別與第五擺桿32413的雙耳環(huán)、第七擺桿32415雙耳環(huán)同軸，二個銷軸32417分別穿入，使第三連桿32416、第五擺桿32413和第七擺桿32415三個構件間鉸鏈連接，第六擺桿32414和第七擺桿32415分別與板形上橫梁3240鉸鏈連接，組成第二串聯平行四桿機構3241；

將第一撐桿3242雙耳環(huán)、第二撐桿3243雙耳環(huán)和滑塊3245的一對螺紋盲孔32452同軸，二個第二螺栓3249分別預緊，使第一撐桿3242、第二撐桿3243和滑塊3245三個構件間鉸鏈連接，第二撐桿3243與上橫梁3230鉸鏈連接，組成隨動平衡支撐裝置324，激光位移傳感器325對稱固連于上橫梁31下面，組成升降裝置32，重復前述組裝操作，組成另一個升降裝置32，CMOS圖像傳感器30固連于下橫梁3211下面；

請參閱圖5所示，所述的抓斗裝置33是由二個挖斗組件34和吊臂35組成，吊臂35對稱設有二個單耳環(huán)351、二個第一雙耳環(huán)352、二第二雙耳環(huán)353和法蘭盤354；

所述的挖斗組件34是由液壓油缸341、撐桿342、連桿343和斗體344組成，液壓油缸341的活塞桿自由端設有單耳環(huán)3411、缸體設有單耳環(huán)3412；撐桿342上設有雙耳環(huán)3421和單耳環(huán)3422；連桿343上設有單耳環(huán)3431和雙耳環(huán)3432，斗體344上設有第一雙耳環(huán)3441和第二雙耳環(huán)3442；

將二個液壓油缸缸體單耳環(huán)3412分別與吊臂二個第二雙耳環(huán)353同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個撐桿單耳環(huán)3422分別與吊臂二個第一雙耳環(huán)352同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個斗體第二雙耳環(huán)3442分別與吊臂二個單耳環(huán)351同軸穿入銷軸鉸鏈連接，二個連桿單耳環(huán)3431分別與二個斗體第一雙耳環(huán)3441同軸穿入銷軸鉸鏈連接，連桿雙耳環(huán)3432、撐桿雙耳環(huán)3421和液壓油缸活塞桿單環(huán)3411同軸穿入銷軸鉸鏈連接，組成抓斗裝置33；

將八個吊臂法蘭盤354分別對稱固連于上橫梁二個縱梁321和二個懸臂縱梁322上，組成抓斗清石裝置3。

本實施例的工作過程和原理如下：

將待換軌枕右側相鄰軌枕外側螺栓用機油標記好，工程車牽引軌道車運行至待換軌枕附近時，CMOS圖像傳感器采集的圖像信息，通過圖形識別系統(tǒng)自動識別，使工程車停在CMOS圖像傳感器與機油標記螺栓同軸的位置，二排抓斗裝置位于待換軌枕兩側軌枕間，圖1所示位置，油泵開始工作，高壓油使雙多級伸縮套式雙伸出油缸套筒開始伸出，兩側依次同步伸出的多級套筒，分別推動二個第一連桿平動，使二個對稱設置的第一串聯平行四桿機構的上下各二對擺桿背向同步擺動，上橫梁托帶二排抓斗裝置下降，通過激光位移傳感器測量其與雙多級伸縮套式雙伸出油缸的位移信號，來控制雙多級伸縮套式雙伸出油缸和抓斗二個液壓油缸工作，抓斗二個液壓油缸活塞桿開始縮回，分別拉動二個連桿運動，使二個對稱設置的斗體相對吊臂單耳環(huán)背向擺動，使抓斗張開至最大開度，抓斗二個液壓油缸活塞桿停止縮回，當斗齒接觸石碴時，雙多級伸縮套式雙伸出油缸的末級伸縮套筒停止伸出，圖2所示位置，抓斗二個液壓油缸活塞桿開始伸出，分別推動二個連桿運動，使二個對稱設置的斗體相對吊臂單耳環(huán)相向擺動，抓斗逐漸閉合，抓取軌枕間石碴，抓斗二個液壓油缸活塞桿停止伸出，高壓油使雙多級伸縮套式雙伸出油缸套筒開始縮回，兩側依次同步縮出的多級套筒，分別拉動二個第一連桿平動，使二個對稱設置的第一串聯平行四桿機構的上下各二對擺桿同步相向擺動，上橫梁托帶二排抓斗裝置上升至圖1所示位置，雙多級伸縮套式雙伸出油缸首級套筒停止縮回，抓斗二個液壓油缸活塞桿開始同步縮回，分別拉動二個連桿運動，使抓斗緩慢張開至最大開度，抓斗中的石碴瀉落到集石裝置內，抓斗二個液壓油缸活塞桿停止縮回，抓斗二個液壓油缸活塞桿開始伸出，使抓斗逐漸閉合，抓斗二個液壓油缸活塞桿停止伸出，同時高壓油使雙活塞式雙出桿液壓油缸活塞桿開始縮回，分別拉動與其固連的二個方筒形伸縮臂同步縮回，二個方筒形伸縮臂分別托帶二個連接組件沿方筒形固定臂相內運動，當懸臂梁托帶二排抓斗裝置向內運動至圖1所示位置，雙活塞式雙出桿液壓油缸活塞桿停止縮回，油泵停止工作，清石工作結束。

對稱設置二個第一串聯平行四桿機構，使上橫梁始終與下橫梁平行，第二串聯平行四桿機構確保板形橫梁始終與下橫梁平行，以適應適應直線和曲線鐵軌路段清石工作；在圖1所示位置，二個塔形剛度非線性彈簧適量壓縮，此時對稱設置的第六擺桿和第二撐桿與第二上橫梁夾角最大，二個塔形剛度非線性彈簧通過二個滑塊分別作用于第六擺桿和第二撐桿上的力大于其較小彈性力，塔形剛度非線性彈簧作用于第六擺桿和第二撐桿上力的鉛垂分力大，使隨動平衡支撐裝置承受雙多級伸縮套式雙伸出油缸自重而平衡，隨動平衡支撐裝置隨升降裝置升降而升降，在圖2所示位置，二個塔形剛度非線性彈簧壓縮量最大，此時對稱設置的第六擺桿和第二撐桿與第二上橫梁夾角最小，二個塔形剛度非線性彈簧通過二個滑塊分別作用于第六擺桿和第二擺桿上的力小于最大彈性力，塔形剛度非線性彈簧作用于第六擺桿和第二撐桿上力的鉛垂分力小，使隨動平衡支撐裝置承受雙多級伸縮套式雙伸出油缸自重而平衡，避免雙多級伸縮套式雙伸出油缸的多級伸縮套筒承受彎矩。