一种自动化提轨换枕机械的制作方法

本发明涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种自动化提轨换枕机械。

背景技术：

铁路轨枕在长时间的使用过程中，由于自然沉降和振动的原因，铁路道床局部沉降，需要进行养护，个别轨枕损坏，需要及时更换，在进行道床维护或轨枕更换的过程中，采用人工作业，费时费力，工作效率低。不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作，只有采用小型高效自动化机械，才能利用列车通行间隙进行不封路作业。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动化提轨换枕机械。

本发明是由轨枕四螺母同步装拆装置、提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车设有四个脚轮和二个纵梁，轨枕四螺母同步装拆装置、提轨装置、转枕及推拉轨枕装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

所述的轨枕四螺母同步装拆装置是由上横梁、第一升降装置和二个螺母装拆装置组成；

所述的第一升降装置是由二个第一串联平行四杆机构、第一升降驱动装置、第一随动平衡支撑装置和第一激光位移传感器组成；

所述的第一串联平行四杆机构是由第一下横梁、第一摆杆、第二摆杆、二个第三摆杆、第一连杆和上横梁组成，第一下横梁设有五个双耳环和对称的二个长槽孔，第一摆杆设有阶梯槽孔，第一连杆设有单耳环和双耳环；

所述的第一升降驱动装置是由双多级伸缩套式双伸出油缸和二个第一连杆组成，双多级伸缩套式双伸出油缸的末级伸缩套筒自由端设有单耳环；

所述的第一随动平衡支撑装置是由板形上横梁、第二串联平行四杆机构、第一撑杆、第二撑杆、滑杆、二个滑块、二个塔形刚度非线性弹簧、二个第一六角螺母、二个第一螺栓和二个第二螺栓组成，滑杆上设有固定圆盘、对称设有二个光杆段和二个螺纹段；滑块设有圆孔和一对同轴螺纹盲孔；

所述的第二串联平行四杆机构是由板形上横梁、下横梁、第四摆杆、第五摆杆、第六摆杆、第七摆杆、二个第二连杆和二个销轴组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸对称固连于板形上横梁上，第一摆杆与第一下横梁铰链连接，第二摆杆、第四摆杆和第一下横梁三个构件间铰链连接，第一摆杆双耳环、第三摆杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环、另一个第三摆杆双耳环、第一连杆双耳环和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆与上横梁铰链连接，组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于下横梁和上横梁铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构；

将二个塔形刚度非线性弹簧分别套设于滑杆的二个光杆段，再将二个滑块分别套设于滑杆的二个光杆段，二个第一六角螺母分别预紧，使二个滑块分别使塔形刚度非线性弹簧适当压缩，将第五摆杆与下横梁铰链连接，使两个第三连杆的左边单耳环分别与第四摆杆的双耳环、第六摆杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第一螺栓分别预紧，使第四摆杆、第六摆杆和滑块三个构件间铰链连接，将二个第三连杆的右边单耳环分别与第五摆杆的双耳环、第七摆杆双耳环同轴，二个销轴分别穿入，使第三连杆、第五摆杆和第七摆杆三个构件间铰链连接，第六摆杆和第七摆杆分别与板形上横梁铰链连接，组成第二串联平行四杆机构；

将第一撑杆双耳环、第二撑杆双耳环和滑块的一对螺纹盲孔同轴，二个第二螺栓分别预紧，使第一撑杆、第二撑杆和滑块三个构件间铰链连接，第二撑杆与上横梁铰链连接，组成第一随动平衡支撑装置；

将第一激光位移传感器对称固连于上横梁下面，组成第一升降装置；

所述的螺母装拆装置是由二个吊杆、第一螺旋摆动液压马达、上盖、圆形连接板、第二六角螺母、内齿轮、二个传动轴、二个齿轮、壳体、二个第一推力轴承、二个第二推力轴承、第三六角螺母、二个弹性联轴器和二个内广口磁性梅花套筒组成，第一螺旋摆动液压马达设有法兰盘、其输出轴设有圆轴段和六棱柱轴段，上盖设有轴孔，圆形连接板设有六棱柱孔，传动轴设有第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈、第四轴颈和螺纹段，壳体设有法兰盘和二个轴孔，内广口磁性梅花套筒设有轴颈；

将上盖套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴圆轴段，使上盖与第一螺旋摆动液压马达法兰盘接触固连，再将圆形连接板套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴六棱柱轴段，第二六角螺母预紧，内齿轮与圆形连接板同轴固连一体，齿轮套设于传动轴第一轴颈固连，第一推力轴承套设于传动轴第二轴颈上，传动轴穿过壳体轴孔使第一推力轴承与壳体接触，第二推力轴承套设于传动轴第三轴颈上，第三六角螺母旋上传动轴螺纹段预紧，弹性联轴器使传动轴第四轴颈与内广口磁性梅花套筒轴颈同轴固连一体，内齿轮置入壳体内，二个齿轮的轮齿齿面分别与内齿轮的轮齿齿面接触，上盖与壳体法兰盘固连一体，二个吊杆的一端对称固连于壳体两侧，组成螺母装拆装置，二个吊杆的另一端对称固连于方筒形固定臂二个侧面，下横梁固连于轨道车二个纵梁内侧面上，组成轨枕四螺母同步装拆装置；

所述的提轨装置是由CMOS图像传感器、上横梁、第二升降装置、提轨组件组成；

所述的第二升降装置和第一升降装置组成一样，第二升降装置中的下横梁和第一升降装置中的下横梁结构形式不一样、第二升降装置中的第一摆杆和第一升降装置中的第一摆杆结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

进行与第一升降装置相同的组装操作，组成第二升降装置；

所述的提轨组件是由二个吊杆、吊架、第二螺旋摆动液压马达、对置凸轮、二个滑动组件、二个圆柱螺旋拉簧、工字筒形固定臂和二个提轨油缸组成，吊杆设有第一法兰盘和第二法兰盘，第二螺旋摆动液压马达输出轴自由端设有法兰盘；

所述的滑动组件是由工字筒形滑动臂和滚轮组成，工字筒形滑动臂设有半圆柱孔、对称二个单耳环和挺杆，工字筒形滑动臂挺杆设有双耳环，工字筒形固定臂设有对称的二个半圆柱孔，提轨油缸缸体上设有加力板、活塞杆自由端设有撑板；

将滚轮与工字筒形滑动臂挺杆双耳环铰链连接，组成滑动组件，提轨油缸固连于工字筒形滑动臂半圆柱孔内，对置凸轮与螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘同轴固连，第二螺旋摆动液压马达对称固连于吊架下面，吊架对称固连于工字筒形固定臂上面，将二个滑动组件从工字筒形固定臂两端套设于其上，使滚轮与对置凸轮接触，圆柱螺旋拉簧的两端分别与二个工字筒形滑动臂同侧单耳环固连，使二个提轨油缸对称设置，二个吊杆第二法兰盘对称固连于吊架上面，组成提轨组件，二个吊杆第一法兰盘对称固连于上横梁侧面，CMOS图像传感器固连于下横梁下面，组成提轨装置；

所述的转枕及推拉轨枕装置是由伸缩组件、伸缩驱动装置、摆动装置、四个第一摆杆、抓取及转枕装置、四个第一六角螺母和四个螺栓组成，第一摆杆设有六棱柱孔单耳环和单耳环；

所述的第二伸缩组件是由方筒形固定臂、方筒形伸缩臂、第二激光位移传感器和第二测距参照板组成，方筒形固定臂设有封闭端，方筒形伸缩臂设有封闭端；

所述的伸缩驱动装置是由方筒形固定臂、双作用活塞油缸和方筒形伸缩臂组成，双作用活塞油缸缸体设有方形滑块和法兰盘、活塞杆设有法兰盘；

将方筒形伸缩臂套设于双作用活塞油缸上，双作用活塞油缸活塞杆法兰盘与方筒形伸缩臂封闭端固连，再将方筒形固定臂套设于方筒形伸缩臂上，使双作用活塞油缸法兰盘与方筒形固定臂封闭端固连，组成伸缩驱动装置，双作用活塞油缸与方筒形伸缩臂形成移动副，第二激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂上面，第二测距参照板固连于方筒形伸缩臂上面；

所述的摆动装置是由第一箱体、第三螺旋摆动液压马达、不完全齿轮、二个扇形齿轮、二个阶梯轴和嵌入式盖板组成，第一箱体设有二个轴孔、第一限位凸台和第二限位凸台，阶梯轴设有第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈、第一六棱柱轴段和第二六棱柱轴段，嵌入式盖板设有二个轴孔、第一限位凸台和第二限位凸台；

将二个扇形齿轮分别套设固连于二个阶梯轴的第一轴径上，二个阶梯轴分别穿过第一箱体二个轴孔，使阶梯轴第二轴颈与第一箱体轴孔形成转动副，将不完全齿轮套设固连于第三螺旋摆动液压马达输出轴上，并置入第一箱体内，使不完全齿轮的轮齿分别与二个扇形齿轮的轮齿沿齿宽接触，第三螺旋摆动液压马达固连于第一箱体底板上，嵌入式盖板的二个轴孔分别套设于二个阶梯轴第三轴颈上，使嵌入式盖板与第一箱体固连，组成摆动装置；

所述的抓取及转枕装置是由第二箱体、第四螺旋摆动液压马达、液压油缸、第一推力轴承、第二推力轴承、第二六角螺母、活塞、活塞杆、阶梯U形支架、第一连杆、第二连杆、二个第二摆杆、二个滚轮、端盖和二个机械爪装置组成，第二箱体设有对称的四个螺纹孔、第一圆孔段、扇形孔段、第二圆孔段、轴套段和第三圆孔段，第四螺旋摆动液压马达输出轴固连法兰盘，法兰盘设有限位扇形凸台，扇形孔段设有第一限位面和第二限位面，液压油缸设有法兰盘、第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，法兰盘设有限位扇形凸台，活塞设有轴孔，活塞杆设有轴颈和双耳环，阶梯U形支架设有凸缘、轴孔、二个槽孔、二个销孔、四个第一单耳环和八个第二单耳环，第一连杆设有双耳环和单耳环，第二连杆设有二个双耳环，第二摆杆设有单耳环、销孔和双耳环；

所述的机械爪是由阶梯U形支架、四个第三摆杆、二个圆柱形弹簧和压板组成，第三摆杆设有二个双耳环，压板设有二个第一单耳环和四个第二单耳环；

将第四螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘限位扇形凸台与液压油缸法兰盘限位扇形凸台对正固连，第一推力轴承套设于液压油缸第一轴颈上，将液压油缸穿入第二箱体阶梯孔内，使第四螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘和液压油缸法兰盘置入第二箱体第一圆孔段，限位扇形凸台左侧面与扇形孔段第一限位面接触，第一推力轴承置入第二箱体第二圆孔段，使第四螺旋摆动液压马达固连于第二箱体底板上，使端盖与第二箱体固连；

将第二推力轴承套设于油缸第三轴颈上，使其置入第二箱体第三圆孔段段，活塞杆穿过阶梯U形支架轴孔，活塞轴孔套设于活塞杆轴颈，第二六角螺母预紧，将活塞置入液压油缸缸筒内，将阶梯U形支架凸缘穿入液压油缸缸筒固连，使油缸第二轴颈与第二箱体轴套段铰链连接，将活塞杆双耳环、第二连杆双耳环和第一连杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环与滚轮同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆销孔与阶梯U形支架销孔同轴穿入销轴铰链连接，第一连杆双耳环和第二连杆双耳环分别与第一摆杆单耳环同轴穿入销轴铰链连接；

将四个第三摆杆的双耳环分别与阶梯U形支架四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，四个第三摆杆的另一个双耳环分别与压板四个第二单耳环同轴穿入销轴铰链连接，二个圆柱形弹簧一端分别与阶梯U形支架二个第一单耳环固连，二个圆柱形弹簧另一端分别与压板二个第一单耳环固连，组成机械爪，二个圆柱形弹簧的拉力，使铰接于第二摆杆的滚轮始终与压板接触，重复前述组装操作，组装另一个机械爪，组成抓取及转枕装置；

将二个第一摆杆六棱柱孔单耳环分别套设于二个阶梯轴第一六棱柱轴段，二个第一六角螺母分别预紧，再将另外二个第一摆杆六棱柱孔单耳环分别套设于二个阶梯轴第二六棱柱轴段，另外二个第一六角螺母分别预紧，使四个第一摆杆的一端分别与二个阶梯轴的两端固连，四个第一摆杆单耳环分别与第二箱体四个螺纹孔同轴，四个螺栓分别预紧，使四个第一摆杆分别与第二箱体铰链连接，形成并联平行四杆机构；

将第一箱体固连于方筒形伸缩臂封闭端，组成转枕及推拉轨枕装置。

本发明的有益效果是：

1.能够将工作装置自动快速对准工作位置；

2.能够实现四个螺母同步装拆，使四个螺母预紧力一致，提高螺栓的疲劳寿命，确保轨枕与钢轨连接的可靠性；

3.能适应直线和曲线铁轨路段换枕的相关工作；

4.转枕及推拉轨枕为集成装置，结构简单紧凑、自动控制、操作方便，换枕工作效率高。

附图说明

图1是本发明之非工作状态立体示意图。

图2是图1中C处局部放大示意图。

图3是本发明之轨枕四螺母同步装拆装置工作状态立体示意图。

图4是本发明之第一升降驱动装置分解立体示意图。

图5是本发明之第一随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图6是本发明之螺母装拆装置分解立体示意图。

图7是本发明之提轨装置和转枕及推拉轨枕装置工作状态立体示意图。

图8是本发明之第二升降驱动装置分解立体示意图。

图9是本发明之第二随动平衡支撑装置分解立体示意图。

图10是本发明之提轨组件立体示意图。

图11是本发明之伸缩驱动装置分解立体示意图。

图12是本发明之摆动装置分解立体示意图。

图13是本发明之抓取及转枕装置分解立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明是由轨枕四螺母同步装拆装置7、提轨装置8、转枕及推拉轨枕装置9、发电机18、液压系统及控制系统箱19和轨道车20组成，轨道车20设有四个脚轮201和二个纵梁202，轨枕四螺母同步装拆装置7、提轨装置8、转枕及推拉轨枕装置9、发电机18和液压系统及控制系统箱19设置在轨道车的二个纵梁202上，轨道车20由工程车牵引，发电机18为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱19内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；

请参阅图3至5所示，所述的轨枕四螺母同步装拆装置7是由上横梁71、第一升降装置72和二个螺母装拆装置73组成；

所述的第一升降装置72是由二个第一串联平行四杆机构721、第一升降驱动装置723、第一随动平衡支撑装置724和第一激光位移传感器725组成；

所述的第一串联平行四杆机构721是由第一下横梁7211、第一摆杆7212、第二摆杆7213、二个第三摆杆7214、第一连杆7215和上横梁71组成，第一下横梁7211设有五个双耳环72111和对称的二个长槽孔72112，第一摆杆7212设有阶梯槽孔72121，第一连杆7215设有单耳环72151和双耳环72152；

所述的第一升降驱动装置723是由双多级伸缩套式双伸出油缸7231和二个第一连杆7215组成，双多级伸缩套式双伸出油缸7231的末级伸缩套筒自由端设有单耳环72311；

所述的第一随动平衡支撑装置724是由板形上横梁7240、第二串联平行四杆机构7241、第一撑杆7242、第二撑杆7243、滑杆7244、二个滑块7245、二个塔形刚度非线性弹簧7246、二个第一六角螺母7247、二个第一螺栓7248和二个第二螺栓7249组成，滑杆7244上设有固定圆盘72441、对称设有二个光杆段72442和二个螺纹段72443；滑块7245设有圆孔72451和一对同轴螺纹盲孔72452；

所述的第二串联平行四杆机构7241是由板形上横梁7240、下横梁7211、第四摆杆72412、第五摆杆72413、第六摆杆72414、第七摆杆72415、二个第二连杆72416和二个销轴72417组成；

将双多级伸缩套式双伸出油缸7231对称固连于板形上横梁7240上，第一摆杆7212与第一下横梁7211铰链连接，第二摆杆7213、第四摆杆72312和第一下横梁7211三个构件间铰链连接，第一摆杆7212双耳环、第三摆杆7214双耳环和第一连杆单耳环72151同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆7213双耳环、另一个第三摆杆7214双耳环、第一连杆双耳环72152和双多级伸缩套式双伸出油缸单耳环72721同轴穿入销轴铰链连接，二个第三摆杆7214与上横梁71铰链连接，组成第一串联平行四杆机构721，重复前述组装操作，对称于下横梁7211和上横梁71铅垂对称面组装另一个第一串联平行四杆机构721；

将二个塔形刚度非线性弹簧7246分别套设于滑杆的二个光杆段72442，再将二个滑块7245分别套设于滑杆的二个光杆段72442，二个第一六角螺母7247分别预紧，使二个滑块7245分别使塔形刚度非线性弹簧7246适当压缩，将第五摆杆72413与下横梁7211铰链连接，使两个第三连杆72416的左边单耳环分别与第四摆杆72412的双耳环、第六摆杆7214双耳环和滑块的一对螺纹盲孔72452同轴，二个第一螺栓7248分别预紧，使第四摆杆72412、第六摆杆72414和滑块7245三个构件间铰链连接，将二个第三连杆72416的右边单耳环分别与第五摆杆72413的双耳环、第七摆杆72415双耳环同轴，二个销轴72417分别穿入，使第三连杆72416、第五摆杆72413和第七摆杆72415三个构件间铰链连接，第六摆杆72414和第七摆杆72415分别与板形上横梁7240铰链连接，组成第二串联平行四杆机构7241；

将第一撑杆7242双耳环、第二撑杆7243双耳环和滑块7245的一对螺纹盲孔72452同轴，二个第二螺栓7249分别预紧，使第一撑杆7242、第二撑杆7243和滑块7245三个构件间铰链连接，第二撑杆7243与上横梁7230铰链连接，组成第一随动平衡支撑装置724；

将第一激光位移传感器725对称固连于上横梁71下面，组成第一升降装置72；

请参阅图6所示，所述的螺母装拆装置73是由二个吊杆731、第一螺旋摆动液压马达732、上盖733、圆形连接板734、第二六角螺母735、内齿轮736、二个传动轴737、二个齿轮738、壳体739、二个第一推力轴承740、二个第二推力轴承741、第三六角螺母742、二个弹性联轴器743和二个内广口磁性梅花套筒744组成，第一螺旋摆动液压马达732设有法兰盘7321、其输出轴设有圆轴段7322和六棱柱轴段7323，上盖733设有轴孔7331，圆形连接板734设有六棱柱孔7341，传动轴737设有第一轴颈7371、第二轴颈7372、第三轴颈7373、第四轴颈7374和螺纹段7375，壳体739设有法兰盘7391和二个轴孔7392，内广口磁性梅花套筒744设有轴颈7441；

将上盖733套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴圆轴段7322，使上盖733与第一螺旋摆动液压马达法兰盘7321接触固连，再将圆形连接板734套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴六棱柱轴段7323，第二六角螺母735预紧，内齿轮736与圆形连接板734同轴固连一体，齿轮738套设于传动轴第一轴颈7371固连，第一推力轴承740套设于传动轴第二轴颈7372上，传动轴737穿过壳体轴孔7392使第一推力轴承740与壳体739接触，第二推力轴承741套设于传动轴第三轴颈7373上，第三六角螺母742旋上传动轴螺纹段7375预紧，弹性联轴器743使传动轴第四轴颈7374与内广口磁性梅花套筒轴颈7441同轴固连一体，内齿轮736置入壳体739内，二个齿轮738的轮齿齿面分别与内齿轮736的轮齿齿面接触，上盖733与壳体法兰盘7391固连一体，二个吊杆731的一端对称固连于壳体739两侧，组成螺母装拆装置73，二个吊杆731的另一端对称固连于方筒形固定臂711二个侧面，下横梁7221固连于轨道车二个纵梁202内侧面上，组成轨枕四螺母同步装拆装置7；

请参阅图7至9所示，所述的提轨装置8是由CMOS图像传感器80、上横梁81、第二升降装置82、提轨组件83组成；

所述的第二升降装置82和第一升降装置72组成一样，第二升降装置82中的下横梁8211和第一升降装置72中的下横梁7211结构形式不一样、第二升降装置82中的第一摆杆8212和第一升降装置72中的第一摆杆7212结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；

进行与第一升降装置72相同的组装操作，组成第二升降装置82；

请参阅图10所示，所述的提轨组件83是由二个吊杆831、吊架832、第二螺旋摆动液压马达833、对置凸轮834、二个滑动组件835、二个圆柱螺旋拉簧836、工字筒形固定臂837和二个提轨油缸838组成，吊杆831设有第一法兰盘8311和第二法兰盘8312，第二螺旋摆动液压马达833输出轴自由端设有法兰盘8331；

所述的滑动组件835是由工字筒形滑动臂8351和滚轮8352组成，工字筒形滑动臂8351设有半圆柱孔83511、对称二个单耳环83512和挺杆83513，工字筒形滑动臂挺杆83513设有双耳环83514，工字筒形固定臂837设有对称的二个半圆柱孔8371，提轨油缸838缸体上设有加力板8381、活塞杆自由端设有撑板8382；

将滚轮8352与工字筒形滑动臂挺杆双耳环83514铰链连接，组成滑动组件835，提轨油缸838固连于工字筒形滑动臂半圆柱孔83511内，对置凸轮834与螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘8331同轴固连，第二螺旋摆动液压马达833对称固连于吊架832下面，吊架832对称固连于工字筒形固定臂837上面，将二个滑动组件835从工字筒形固定臂837两端套设于其上，使滚轮8352与对置凸轮834接触，圆柱螺旋拉簧836的两端分别与二个工字筒形滑动臂同侧单耳环83512固连，使二个提轨油缸838对称设置，二个吊杆831第二法兰盘8312对称固连于吊架832上面，组成提轨组件83，二个吊杆831第一法兰盘8311对称固连于上横梁81侧面，CMOS图像传感器80固连于下横梁8211下面，组成提轨装置8；

请参阅图2、图11至13所示，所述的转枕及推拉轨枕装置9是由伸缩组件90、伸缩驱动装置91、摆动装置92、四个第一摆杆93、抓取及转枕装置94、四个第一六角螺母96和四个螺栓97组成，第一摆杆93设有六棱柱孔单耳环931和单耳环932；

所述的第二伸缩组件90是由方筒形固定臂901、方筒形伸缩臂902、第二激光位移传感器903和第二测距参照板904组成，方筒形固定臂901设有封闭端9011，方筒形伸缩臂902设有封闭端9021；

所述的伸缩驱动装置91是由方筒形固定臂901、双作用活塞油缸911和方筒形伸缩臂902组成，双作用活塞油缸911缸体设有方形滑块9111和法兰盘9112、活塞杆设有法兰盘9113；

将方筒形伸缩臂902套设于双作用活塞油缸911上，双作用活塞油缸活塞杆法兰盘9113与方筒形伸缩臂封闭端9021固连，再将方筒形固定臂901套设于方筒形伸缩臂902上，使双作用活塞油缸法兰盘9112与方筒形固定臂封闭端9011固连，组成伸缩驱动装置91，双作用活塞油缸911与方筒形伸缩臂902形成移动副，第二激光位移传感器903对称固连于方筒形固定臂901上面，第二测距参照板904固连于方筒形伸缩臂902上面；

所述的摆动装置92是由第一箱体921、第三螺旋摆动液压马达922、不完全齿轮923、二个扇形齿轮924、二个阶梯轴925和嵌入式盖板926组成，第一箱体921设有二个轴孔9211、第一限位凸台9212和第二限位凸台9213，阶梯轴925设有第一轴颈9251、第二轴颈9252、第三轴颈9253、第一六棱柱轴段9254和第二六棱柱轴段9255，嵌入式盖板926设有二个轴孔9261、第一限位凸台9262和第二限位凸台9263；

将二个扇形齿轮924分别套设固连于二个阶梯轴的第一轴径9251上，二个阶梯轴925分别穿过第一箱体二个轴孔9211，使阶梯轴925第二轴颈9252与第一箱体轴孔9211形成转动副，将不完全齿轮923套设固连于第三螺旋摆动液压马达922输出轴上，并置入第一箱体921内，使不完全齿轮923的轮齿分别与二个扇形齿轮924的轮齿沿齿宽接触，第三螺旋摆动液压马达922固连于第一箱体921底板上，嵌入式盖板926的二个轴孔9261分别套设于二个阶梯轴第三轴颈9253上，使嵌入式盖板926与第一箱体921固连，组成摆动装置92；

所述的抓取及转枕装置94是由第二箱体941、第四螺旋摆动液压马达942、液压油缸943、第一推力轴承944、第二推力轴承945、第二六角螺母946、活塞947、活塞杆948、阶梯U形支架949、第一连杆950、第二连杆951、二个第二摆杆952、二个滚轮953、端盖954和二个机械爪955装置组成，第二箱体941设有对称的四个螺纹孔9411、第一圆孔段9412、扇形孔段9413、第二圆孔段9414、轴套段9415和第三圆孔段9416，第四螺旋摆动液压马达942输出轴固连法兰盘9421，法兰盘9421设有限位扇形凸台94211，扇形孔段9413设有第一限位面94131和第二限位面94132，液压油缸943设有法兰盘9431、第一轴颈9432、第二轴颈9433和第三轴颈9434，法兰盘9431设有限位扇形凸台94311，活塞947设有轴孔9471，活塞杆948设有轴颈9481和双耳环9482，阶梯U形支架949设有凸缘9491、轴孔9492、二个槽孔9493、二个销孔9494、四个第一单耳环9495和八个第二单耳环9496，第一连杆950设有双耳环9501和单耳环9502，第二连杆951设有二个双耳环9511，第二摆杆952设有单耳环9521、销孔9522和双耳环9523；

所述的机械爪955是由阶梯U形支架949、四个第三摆杆9551、二个圆柱形弹簧9552和压板9553组成，第三摆杆9551设有二个双耳环95511，压板9553设有二个第一单耳环95531和四个第二单耳环95532；

将第四螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘限位扇形凸台94211与液压油缸法兰盘限位扇形凸台94311对正固连，第一推力轴承944套设于液压油缸第一轴颈9432上，将液压油缸穿入第二箱体941阶梯孔内，使第四螺旋摆动液压马达输出轴法兰盘9421和液压油缸法兰盘9431置入第二箱体第一圆孔段9413，限位扇形凸台94211左侧面与扇形孔段第一限位面94131接触，第一推力轴承944置入第二箱体第二圆孔段9414，使第四螺旋摆动液压马达942固连于第二箱体941底板上，使端盖954与第二箱体941固连；

将第二推力轴承945套设于油缸第三轴颈9434上，使其置入第二箱体第三圆孔段9416段，活塞杆948穿过阶梯U形支架轴孔9492，活塞轴孔9471套设于活塞杆轴颈9481，第二六角螺母946预紧，将活塞947置入液压油缸943缸筒内，将阶梯U形支架凸缘9491穿入液压油缸943缸筒固连，使油缸第二轴颈9433与第二箱体轴套段9415铰链连接，将活塞杆双耳环9482、第二连杆双耳环9511和第一连杆单耳环9502同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆双耳环9523与滚轮953同轴穿入销轴铰链连接，第二摆杆销孔9522与阶梯U形支架销孔9494同轴穿入销轴铰链连接，第一连杆双耳环9501和第二连杆双耳环9511分别与第一摆杆单耳环9521同轴穿入销轴铰链连接；

将四个第三摆杆9551的双耳环95511分别与阶梯U形支架四个第二单耳环9496同轴穿入销轴铰链连接，四个第三摆杆9551的另一个双耳环95511分别与压板四个第二单耳环95532同轴穿入销轴铰链连接，二个圆柱形弹簧9552一端分别与阶梯U形支架二个第一单耳环9495固连，二个圆柱形弹簧9552另一端分别与压板二个第一单耳环95531固连，组成机械爪955，二个圆柱形弹簧9552的拉力，使铰接于第二摆杆9523的滚轮953始终与压板9553接触，重复前述组装操作，组装另一个机械爪955，组成抓取及转枕装置94；

将二个第一摆杆六棱柱孔单耳环931分别套设于二个阶梯轴第一六棱柱轴段9254，二个第一六角螺母96分别预紧，再将另外二个第一摆杆六棱柱孔单耳环931分别套设于二个阶梯轴第二六棱柱轴段9254，另外二个第一六角螺母96分别预紧，使四个第一摆杆93的一端分别与二个阶梯轴925的两端固连，四个第一摆杆单耳环932分别与第二箱体四个螺纹孔9411同轴，四个螺栓97分别预紧，使四个第一摆杆93分别与第二箱体941铰链连接，形成并联平行四杆机构；

将第一箱体921固连于方筒形伸缩臂封闭端9021，组成转枕及推拉轨枕装置9。

本实施例的工作过程和原理如下：

1.拆卸螺母工作：采用人工或机械将坏轨枕两侧轨枕间石碴清理完，坏轨枕右侧第二轨枕外侧螺栓用机油标记，工程车牵引轨道车运行至坏轨枕附近时，CMOS图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标记螺栓同轴的位置，四个内广口磁性梅花套筒分别与固连于轨枕上的四个螺栓同轴，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始伸出，两侧依次同步伸出的多级套筒推动二个第一连杆平动，使二个对称设置的第一串联平行四杆机构的上下各二对摆杆背向同步摆动，第一升降装置托带二个螺母装拆装置下降，通过第一激光位移传感器测量其与第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸和第一螺旋摆动液压马达工作，当内广口磁性梅花套筒套设于螺母上，图3所示位置，第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的末级套筒停止伸出，高压油使二个第一螺旋摆动液压马达开始反向同步转动，驱动二个圆形连接板分别托带二个内齿轮转动，每个内齿轮同时与二个齿轮啮合，驱动二个传动轴转动，使四个内广口磁性梅花套筒反向同步转动，四个内广口磁性梅花套筒同步旋下四个螺母，内广口磁性梅花套筒的磁性使旋下的螺母留在内广口磁性梅花套筒内，二个第一螺旋摆动液压马达停止反向转动，高压油使第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始缩回，两侧依次同步缩回的多级套筒拉动二个第一连杆平动，使二个对称设置的第一串联平行四杆机构的上下二对摆杆同步相向摆动，第一升降装置托带二个螺母装拆装置上升至图1所示位置，第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的首级套筒停止缩回，完成拆卸螺母工作；

2.拉出坏轨枕工作：工程车牵引轨道车左移，通过图形识别系统自动识别轨枕钢轨外螺栓图像的个数，使轨道车左移一个轨枕间距，转枕及推拉轨枕装置位于坏轨枕正上方，油泵开始工作，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，推动方筒形伸缩臂伸出，方筒形伸缩臂托带摆动装置和抓取及转枕装置向外运动，通过第二激光位移传感器测量其与第二测距参照板的位移信号，来控制双作用活塞油缸、第三螺旋摆动液压马达和第四螺旋摆动液压马达工作，摆动装置和抓取及转枕装置向外运动至合适位置，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，其开始缩回，拉动方筒形伸缩臂缩回，方筒形伸缩臂托带摆动装置和抓取及转枕装置向内运动，同时第三螺旋摆动液压马达正向转动，不完全齿轮与二个扇形齿轮啮合传动，二个阶梯轴驱动四个第一摆杆正向摆动，第二箱体托带抓取及转枕装置做平动，当二个第一摆杆与第一限位凸台接触时，第三螺旋摆动液压马达停止转动，电磁换向阀的中位使第三螺旋摆动液压马达保压，当机械爪的二个压板向内运动至坏轨枕两侧适当位置时，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使液压油缸活塞杆伸出，推动第一连杆和第二连杆运动，使二个对称设置的第三摆杆相向摆动，铰接于第三摆杆双耳环的滚轮压住压板，滚轮滚动使压板克服二个圆柱螺旋弹簧的拉力作平动，二个并联平行四杆机构正向摆动，当二个压板夹紧轨枕时，电磁换向阀的中位使液压油缸保压；

高压油使第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始伸出，第二升降装置托带提轨装置下降，通过第一激光位移传感器测量其与第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的位移信号，来控制第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸和第二螺旋摆动液压马达工作，当提轨装置下降至提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下表面共面时，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的末级套筒停止伸出，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始正向转动，驱动对置凸轮正向转动，对置凸轮的外轮廓曲面通过二个滚轮，分别推动挺杆使二个工字筒形滑动臂向外平动，使二个工字筒形滑动臂分别托带二个提轨油缸向外运动，当提轨油缸缸体与钢轨下翼缘侧面接触时，提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下面接触，第二螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使提轨油缸活塞杆伸出，当固连于提轨油缸活塞杆的撑板接触道床石碴并将其压实后，随着提轨油缸活塞杆的不断伸出，提轨油缸的缸体托带加力板向上运动，使钢轨顶起，电磁换向阀的中位使提轨油缸保压；

高压油使第四螺旋摆动液压马达开始正向转动，使液压油缸托带机械爪正向转动，机械爪使轨枕正向转动，当第四螺旋摆动液压马达法兰盘和液压油缸法兰盘限位扇形凸台与第二箱体扇形孔第二限位面接触时，机械爪使轨枕正向转动90°，第四螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，机械爪拉动坏轨枕向外运动，当坏轨枕向外运动至其后端面与前面钢轨下翼缘后侧面共面时，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出，高压油使第四螺旋摆动液压马达开始反向转动，使液压油缸托带机械爪反向转动，机械爪使轨枕反向转动，当第四螺旋摆动液压马达法兰盘和液压油缸法兰盘限位扇形凸台与第二箱体扇形孔第一限位面接触时，机械爪使轨枕反向转动90°，图7所示位置，第四螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使液压油缸活塞杆开始缩回，拉动第一连杆和第二连杆运动，使二个对称设置的第三摆杆背向摆动，在二个圆柱螺旋弹簧的拉力作用下，使二个压板作平动，二个并联平行四杆机构反向摆动，当二个压板与轨枕侧面脱开接触时，液压油缸活塞杆停止缩回；

高压油使第三螺旋摆动液压马达反向转动，不完全齿轮与二个扇形齿轮啮合传动，二个阶梯轴驱动四个第一摆杆反向摆动，第二箱体托带抓取及转枕装置做平动，当二个第一摆杆与第二限位凸台接触时，第三螺旋摆动液压马达停止转动，电磁换向阀的中位使第三螺旋摆动液压马达保压；

高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，方筒形伸缩臂托带摆动装置和抓取及转枕装置向内运动至图1所示位置，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回；

高压油使提轨油缸活塞杆开始缩回，其活塞杆拉着撑板向上运动，钢轨下落至原位置，将坏轨枕压住，使其上表面与二个钢轨下表面平行，提轨油缸活塞杆缩回至止点，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始反向转动，驱动对置凸轮反向转动，二个圆柱螺旋拉簧的拉力使二个滚轮始终与对置凸轮的外轮廓曲面接触，二个圆柱螺旋拉簧的拉力拉动二个工字筒形滑动臂向内平动，使二个工字筒形滑动臂分别托带二个提轨油缸向内运动，当提轨油缸加力板与钢轨脱开接触时，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始缩回，第二升降装置托带提轨装置上升，当提轨装置上升至图1所示位置，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的首级套筒停止缩回，油泵停止工作，拉出坏轨枕工作结束，工程车牵引轨道车移开，采用人工或机械将坏轨枕移开；

3.推进好轨枕工作：采用人工或机械将好轨枕摆好后，工程车牵引轨道车运行好轨枕附近时，CMOS图像传感器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标记螺栓同轴的位置，转枕及推拉轨枕装置位于好轨枕上方，提轨装置位于好轨枕右侧轨枕间正上方，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始伸出，摆动装置和抓取及转枕装置向外运动，当方筒形伸缩臂伸出至止点时，双作用活塞油缸活塞杆停止伸出；

高压油使第三螺旋摆动液压马达开始正向转动，使第二箱体托带抓取及转枕装置做平动，当二个第一摆杆与第一限位凸台接触时，第三螺旋摆动液压马达停止正向转动，电磁换向阀的中位使第三螺旋摆动液压马达保压；

高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，使摆动装置和抓取及转枕装置向内运动，当机械爪的二个压板运动至好轨枕两侧适当位置时，图7所示位置，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使液压油缸活塞杆伸出，当二个压板夹紧轨枕时，电磁换向阀的中位使液压油缸保压；

高压油使第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始伸出，第二升降装置托带提轨装置下降，当提轨装置下降至提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下表面共面时，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的末级套筒停止伸出，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始正向转动，当提轨油缸缸体与钢轨下翼缘侧面接触时，提轨油缸缸体加力板上表面与钢轨下面接触，双第二螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使提轨油缸活塞杆伸出，使钢轨顶起，电磁换向阀的中位使提轨油缸保压；

高压油使第四螺旋摆动液压马达开始正向转动，机械爪使轨枕正向转动90°时，第四螺旋摆动液压马达停止正向转动，高压油使双作用活塞油缸活塞杆开始缩回，使机械爪推动好轨枕向内运动，使好轨枕向内运动至图1所示位置时，双作用活塞油缸活塞杆停止缩回，高压油使第四螺旋摆动液压马达开始反向转动，机械爪使轨枕反向转动90°时，第四螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使液压油缸活塞杆开始缩回，当二个压板与轨枕脱开接触时，液压油缸活塞杆停止缩回；

高压油使第三螺旋摆动液压马达开始反向转动，当二个第一摆杆与第二限位凸台接触时，第三螺旋摆动液压马达停止转动，电磁换向阀的中位使第二螺旋摆动液压马达保压；

高压油使提轨油缸活塞杆开始缩回，钢轨下落至原位置，提轨油缸活塞杆缩回至止点，高压油使第二螺旋摆动液压马达开始反向转动，当提轨油缸向内运动至其加力板与钢轨脱开接触时，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动；

高压油使第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始缩回，当第二升降装置托带提轨装置上升至图1所示位置，第二升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的首级套筒停止缩回，推进好轨枕工作结束；

4.安装螺母工作：工程车牵引轨道车右移，通过图形识别系统自动识别轨枕钢轨外螺栓图像的个数，使轨道车右移一个轨枕间距，四个留有螺母内广口磁性梅花套筒分别与固连于轨枕上的四个螺栓同轴，图1所示位置，油泵开始工作，高压油使第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始伸出，第一升降装置托带二个螺母装拆装置下降，当其下降至内广口磁性梅花套筒中的螺母与已换轨枕螺栓接触，图3所示位置，第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的末级套筒停止伸出，高压油使二个第一螺旋摆动液压马达正向同步转动，驱动二个圆形连接板分别托带二个内齿轮正向转动，每个内齿轮同时与二个齿轮啮合，驱动二个传动轴转动，使四个内广口磁性梅花套筒正向同步转动，四个内广口磁性梅花套筒内的螺母同步旋入轨枕四个螺栓并预紧，高压油使第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的套筒开始缩回，第一升降装置托带二个螺母装拆装置上升至图1所示位置，第一升降驱动双多级伸缩套式双伸出油缸的首级套筒停止是，油泵停止工作，安装螺母工作完成，工程车牵引轨道车运行离开。

第一升降装置和第二升降装置中的对称设置的二个第一串联平行四杆机构，使上横梁与下横梁始终平行，第二串联平行四杆机构使板形上横梁始终与下横梁平行，以适应直线和曲线铁轨路段换枕的对应工作；弹性联轴器和内广口螺母能有效适应轨枕螺栓位置偏差，使内广口螺母容易旋上轨枕螺栓；

在图1所示位置，二个刚度非线性塔簧适量压缩，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最大，二个塔簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二撑杆上的力大于其较小弹性力，塔簧作用于第六摆杆和第二撑杆上的力铅垂分力大，使第一随动平衡支撑装置承受双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，第一随动平衡支撑装置随第一升降装置升降而升降，在图3所示位置，二个刚度非线性塔簧压缩量最大，此时对称设置的第六摆杆和第二撑杆与第二上横梁夹角最小，二个塔簧通过二个滑块分别作用于第六摆杆和第二摆杆上的力小于最大弹性力，塔簧作用于第六摆杆和第二撑杆上的力铅垂分力小，使第一随动平衡支撑装置承受双多级伸缩套式双伸出油缸自重而平衡，避免双多级伸缩套式双伸出油缸的多级伸缩套筒承受弯矩。