本实用新型属于无砟轨道施工技术领域,尤其是涉及一种双块式无砟轨道精调机。
背景技术:
高速铁路建设工序当中,无砟轨道铺设是最重要的环节之一。无砟轨道(ballastlesstrack)是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础(即整体道床)取代散粒碎石道床的轨道结构,又称作无碴轨道。无砟轨道的整体道床也称为道床板,通常为现浇钢筋混凝土结构。道床板为钢轨(即轨道)的安装基础,铺装正式运行轨道之前需先对道床板进行浇筑,而道床板的浇筑精度对未来轨道铺装轨道的精度至关重要。
目前,对双块式无砟轨道的道床板进行施工时,采用轨排法进行施工,轨排是指两根钢轨与轨下部件用扣件组装成的轨道框架,轨下部件主要为轨枕,轨排法是采用吊装铺设工具将轨排吊装到位并精调合格后,再往成型模板内浇筑道床板混凝土的无砟轨道施工方法。采用轨排法对双块式无砟轨道的道床板进行施工时,通过对轨排进行吊装并精调将预制好的轨枕准确定位到轨道下方的对应位置,然后浇筑水泥混凝土,因此在浇筑之前轨排的精调定位就成为关键的控制性工序。实际施工时,轨排的精调精度要求很高,浇筑前要求轨枕空间位置的误差(包括高程误差与中线误差)均小于±0.5mm。
以往对轨排进行精调时,均是由测量员和工人配合完成的。测量员使用全站仪和轨检小车测量轨排上的各个轨枕处的位置误差,再口头将误差值传给工人,工人使用扳手拧动轨排上的高程螺杆与中线螺杆,消除误差。实际施工过程中,上述轨排精调施工方法的缺陷是显而易见的,主要体现在以下三个方面:第一、使用人力多:精调施工需要2个测量员操作全站仪和精调小车,同时需要4至6个工人拧扳手调节,费工费时;第二、调整速度慢:1名测量员用全站仪测量,另一名测量员手推轨检小车,并且得到测量结果后,需口头将4个断面(总共12个测量点)的测量数据传给工人,工人根据听到的数据动手拧扳手,如此循环4次~5次才能将轨排位置调准,调整一个轨排需要15分钟~25分钟;第三、调整精度低:由于存在人工口头喊话、手工拧扳手等施工环节,不可避免经常出现听错、工人拧反方向、扳手转动角度或圈数有误等情况,因此操作精度低,并且精度完全依赖于工人的熟练程度,导致轨排调整精度差。由于以上三方面的缺陷和问题,造成无砟轨道施工的施工周期长、施工成本高、施工质量低等问题,多年来一直困扰着相关铁路施工单位。因而,现如今急需一种自动化程度高、施工效率高且施工质量不依赖操作人员的设备,能对无砟轨道轨排进行简便、快速且精确调整。
技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种双块式无砟轨道精调机,其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好,采用沿所施工无砟轨道纵向延伸方向由后向前移动的精调机对待调整轨排上的各待调整位置进行逐一精调,并且调整后轨排精度较高,省工省时。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种双块式无砟轨道精调机,其特征在于:包括能沿所施工无砟轨道的纵向延伸方向由后向前移动的底架、安装在底架底部的行走机构和安装在底架上且对所施工无砟轨道的轨排位置进行调整的轨排位置调整机构,所述底架为呈水平布设的架体,所述轨排位置调整机构安装在底架上;所述轨排为待调整轨排,所述待调整轨排为由左右两根钢轨与轨下部件用扣件组装成的轨道框架,每根钢轨与其下方所连接的轨下部件组成一个轨排架;
所述轨排位置调整机构包括两个分别对待调整轨排的左右两个所述轨排架的高程分别进行调整的轨排高程调整结构和一个对待调整轨排的中线进行调整的轨排中线调整机构,两个所述轨排高程调整结构分别安装于底架的左右两侧,所述轨排中线调整机构安装于底架左侧或右侧;
所述轨排中线调整机构和两个所述轨排高程调整结构的结构均相同且三者均为电动调整机构,所述电动调整机构包括一个旋拧机构、一个能在竖直面上进行上下摆动且摆动过程中带动所述旋拧机构进行上下移动的升降摆臂和一个能在水平面上进行前后摆动且摆动过程中带动升降摆臂与所述旋拧机构同步进行水平移动的水平摆臂,所述水平摆臂的一端以铰接方式安装在底架上且其另一端以铰接方式与升降摆臂的一端连接,所述旋拧机构安装在升降摆臂的另一端上;
所述轨排高程调整结构的所述旋拧机构为对待调整轨排的高程调整螺杆进行旋拧的电动旋拧机构,所述轨排中线调整机构对待调整轨排的横向调整螺杆进行旋拧的电动旋拧机构。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:所述轨排位置调整机构中一个所述轨排高程调整结构安装于底架的一侧后部,另一个所述轨排高程调整结构安装于底架的另一侧前部,所述轨排中线调整机构安装于底架的另一侧后部。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:所述水平摆臂和升降摆臂均为平直杆;
所述水平摆臂通过竖向立柱安装在底架上,所述底架上安装有供竖向立柱安装的铰接座,所述铰接座位于竖向立柱的正下方。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:所述行走机构包括两组轮式行走机构,两组所述轮式行走机构的结构均相同且二者呈水平布设,两组所述轮式行走机构分别为位于底架前侧下方的前侧行走机构和位于底架后侧下方的后侧行走机构;每组所述轮式行走机构均包括左右两个导向轮,两个所述导向轮包括一个固定导向轮和一个活动导向轮,两组所述轮式行走机构的固定导向轮均位于底架的下方一侧,两组所述轮式行走机构的活动导向轮均位于底架的下方另一侧。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:两组所述轮式行走机构均位于所述待调整轨排的两根所述钢轨之间,所述待调整轨排的一根钢轨为与两组所述轮式行走机构的固定导向轮均紧靠的固定侧钢轨,所述待调整轨排的另一根钢轨为活动侧钢轨,两组所述轮式行走机构的活动导向轮均通过一个顶紧机构顶紧后与所述活动侧钢轨紧靠;
所述底架的底部前后两侧分别设置有一个将活动导向轮向所述活动侧钢轨顶紧的所述顶紧机构。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:所述底架包括底部支撑框架和一道摆动梁,所述摆动梁以铰接方式安装在底部支撑框架后侧;
所述后侧行走机构中固定导向轮和活动导向轮均安装在摆动梁上。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:所述底架上设置有对待调整轨排的中心轴线位置、两根钢轨之间的轨距和左右两个所述轨排架的高程分别进行检测的测量工具;
所述测量工具包括左右两个对称布设的棱镜,所述棱镜与底架呈垂直布设;两个所述棱镜分别布设于底架的左右两侧;所述测量工具中的一个所述棱镜为基准棱镜,所述基准棱镜与所述行走机构的固定导向轮位于底架的同一侧,所述基准棱镜与所述固定侧导轨紧靠;所述测量工具中的另一个所述棱镜为可移动棱镜,所述可移动棱镜通过一个所述顶紧机构顶紧后与所述活动侧钢轨紧靠。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:还包括主控器,所述电动调整机构还包括一个对所述旋拧机构进行驱动的电动驱动机构,所述电动驱动机构为伺服驱动机构;
所述轨排中线调整机构和两个所述轨排高程调整结构的伺服驱动机构均由主控器进行控制,所述轨排中线调整机构和两个所述轨排高程调整结构的伺服驱动机构均与主控器连接。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:还包括架设于所施工无砟轨道上且与棱镜配合使用的全站仪,所述全站仪和两个所述棱镜组成对位于待调整轨排同一个横断面上的中心轴线位置和左右两侧高程同步进行检测的检测装置。
上述双块式无砟轨道精调机,其特征是:还包括与全站仪连接的上位监测终端,所述上位监测终端与全站仪进行双向通信;
所述底架上安装有架体位置检测装置,所述架体位置检测装置为激光检测装置且其与主控器连接,所述架体位置检测装置与主控器组成精调机导向及定位装置。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、结构简单、设计合理且加工制作简便,投入成本较低。
2、所采用的电动调整机构结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便,调整效率高,经济实用。
3、使用操作简便且使用效果好,具有以下优点:第一、减少人力:通过数据链将全站仪、检测装置和精调设备(即轨排高程调整结构和轨排中线调整机构)连成一个系统,从测量开始到调节结束,由设备自动完成,减少人员的干预,节省人力;第二、能有效提高精调效率:通过使用电动执行部件驱动轨排螺杆高速转动,一次将所有的误差值消除,提高直接动作速度;通过无线数据传输,缩短信息传送时间,使自动精调的效率提高的人工方法的2倍至4倍;第三、提高轨排精调的定位精度,与人工调整法相比,轨排高程调整结构和轨排中线调整机构中在主控器与伺服驱动机构联合作用下进行调整,采用高精度转动部件与操作方便的连接机构准确转动螺杆,使调节精度控制在±0.3mm之内,为后续工艺打好基础。采用机电一体化方案,通过电气控制、机械机构的良好配合,最终完成轨排精调。
实际施工时,双块式无砟轨道精调机具有以下有益效果:第一、降低劳动强度,节约人力,降低了对操作人员的要求;采用精调机施工时,对人力的依赖大幅度减轻:首先一个精调班组人员从原来的6人降为3人;其次调整精度受人员素质的影响问题减轻,原来精度由操作人员用扳手转动螺杆保证,本实用新型由高精度伺服电机保证;最后,设备对由于天气、夜间工作的时间、长时间工作等因素造成精度和效率的影响大幅度降低;第二、一次精调动作范围大,对粗铺的要求降低:伺服调整器的输出扭矩大大超过人力,连续转动的速度也远远超过人工,因此如果轨排在粗铺时误差较大,并不会造成太多的时间浪费,从而减轻了对粗铺的精度要求,减少了上道工序的成本;第三、所有调整点同时高速转动,精调效率可达人工的2倍以上:精调机2台成组使用时,能对待调整轨排两个断面上的4个高程位置和2个中线位置进行同时调整,一般在10秒内能完成一次调整工作;人工调整智能先调高程,结束后再调中线,效率很低;而人工调整只能先调高程,结束后再调中线,效率很低;第四、调整器扭矩大,调整精度高:伺服驱动的调整器输出扭矩很大,在轨排由于润滑不好、水泥污染等原因转动困难时,依然可以顺利调整;并且,伺服驱动系统的转动精度可以达到每转的1/5000,可以可靠地产生小于0,01mm的位移,与人工调整方法相比,调整精度大幅度提升;第五、测量数据通过无线传输,设备移动用遥控器控制:全站仪和精调机之间通过无线信号传输数据,不用人工干预、也不用人工操作,可以按照内置的误差极限值,控制全站仪多次测量且精调机多次动作,最终达到消除误差的目的;第六、测量棱镜与精调机一体化安装,使用非常方便:测量棱镜与精调机安装在一套底架上,减少了中间误差、降低了故障率,并且能有效保证行驶的灵活性与快捷性;第七、机构紧凑,重量轻,施工方便:全套设备结构紧凑,而且在轨上行驶,对工作的的影响非常小,施工使用非常方便。
4、使用方法简便、精调结果准确且使用效果好,采用沿所施工无砟轨道纵向延伸方向由后向前移动的精调机对待调整轨排上的各待调整位置进行逐一精调,能大幅度提高轨排精调效率,有效缩短施工周期,并且调整后轨排精度较高,省工省时,能大幅度提高轨排精调效率,有效缩短施工周期,并且精调后轨排精度能得到有效保证,能有效提高轨排精度。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图。
图2为本实用新型的前部结构示意图。
图3为本实用新型的右侧结构示意图。
图4为本实用新型的平面结构示意图。
图5为本实用新型的电路原理框图。
图6为本实用新型全站仪的架设位置示意图。
图7为采用本实用新型对无砟轨道轨排进行精调时的方法流程框图。
附图标记说明:
1—底架;1-1—底部支撑框架;1-2—电控柜;
1-3—摆动梁;1-4—铰接轴;
2—轨排高程调整结构;3—轨排中线调整机构;
4-1—升降摆臂;4-2—水平摆臂;4-3—竖向立柱;
4-4—铰接座;4-5—伺服驱动机构;5—固定导向轮;
6—活动导向轮;7—棱镜;8—全站仪;
9—上位监测终端;10—架体位置检测装置;11—卷筒;
12—摆线臂。
具体实施方式
如图1、图2、图3及图4所示,本实用新型包括能沿所施工无砟轨道的纵向延伸方向由后向前移动的底架1、安装在底架1底部的行走机构和安装在底架1上且对所施工无砟轨道的轨排位置进行调整的轨排位置调整机构,所述底架1为呈水平布设的架体,所述轨排位置调整机构安装在底架1上;所述轨排为待调整轨排,所述待调整轨排为由左右两根钢轨与轨下部件用扣件组装成的轨道框架,每根钢轨与其下方所连接的轨下部件组成一个轨排架;
所述轨排位置调整机构包括两个分别对待调整轨排的左右两个所述轨排架的高程分别进行调整的轨排高程调整结构2和一个对待调整轨排的中线进行调整的轨排中线调整机构3,两个所述轨排高程调整结构2分别安装于底架1左右两侧壁上且二者均位于底架1右侧;所述轨排中线调整机构3位于底架1前侧且其安装在底架1的左侧壁或右侧壁上;
所述轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2的结构均相同且三者均为电动调整机构,所述电动调整机构包括一个旋拧机构、一个能在竖直面上进行上下摆动且摆动过程中带动所述旋拧机构进行上下移动的升降摆臂4-1和一个能在水平面上进行前后摆动且摆动过程中带动升降摆臂4-1与所述旋拧机构同步进行水平移动的水平摆臂4-2,所述水平摆臂4-2的一端以铰接方式安装在底架1上且其另一端以铰接方式与升降摆臂4-1的一端连接,所述旋拧机构安装在升降摆臂4-1的另一端上;
所述轨排高程调整结构2的所述旋拧机构为对待调整轨排的高程调整螺杆进行旋拧的电动旋拧机构,所述轨排中线调整机构3对待调整轨排的横向调整螺杆进行旋拧的电动旋拧机构。
实际安装时,所述轨排位置调整机构中一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的一侧后部,另一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的另一侧前部,所述轨排中线调整机构3安装于底架1的另一侧后部。
本实施例中,所述轨排位置调整机构中一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的左侧后部,另一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的右侧前部;所述轨排中线调整机构3安装于底架1的右侧后部。实际安装时,所述轨排中线调整机构3也可以安装于底架1的左侧后部,此时所述轨排位置调整机构中一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的左侧前部,另一个所述轨排高程调整结构2安装于底架1的右侧后部。因而,可根据实际需要,具体是待调整轨排上所述横向调整螺杆的位置对轨排中线调整机构3在底架1上的安装位置进行相应调整,并相应对所述轨排位置调整机构中两个所述轨排高程调整结构2在底架1上的安装位置进行相应调整。
本实施例中,所述水平摆臂4-2和升降摆臂4-1均为平直杆。
实际使用时,所述水平摆臂4-2和升降摆臂4-1也可以采用其它状态的支撑臂,只需能满足水平摆动和上下摆动需求即可。
本实施例中,所述水平摆臂4-2和升降摆臂4-1均为型钢杆件,因而水平摆臂4-2和升降摆臂4-1的强度和使用寿命均能得到有效保证。
实际加工时,所述水平摆臂4-2和升降摆臂4-1也可以采用其它类型的杆件,如不锈钢杆等。
为安装简便、牢靠且拆装方便,所述水平摆臂4-2通过竖向立柱4-3安装在底架1上,所述底架1上安装有供竖向立柱4-3安装的铰接座4-4,所述铰接座4-4位于竖向立柱4-3的正下方。
本实施例中,所述底架1包括底部支撑框架1-1;所述底部支撑框架1-1的左右两侧分别为供铰接座4-4安装的侧部安装平台。
如图1和图5所示,所述底部支撑框架1-1为呈水平布设的矩形框架。
同时,为便于控制所述底架1还包括布设于底部支撑框架1-1中部上方的电控柜1-2。
本实施例中,所述电控柜1-2为立方体柜体且其位于左右两个所述侧部安装平台之间。
如图4所示,所述底架1还包括一道摆动梁1-3,所述摆动梁1-3以铰接方式安装在底部支撑框架1-1后侧。实际使用时,所述摆动梁1-3可以在水平面上进行前后摆动,也可以上下摆动。
本实施例中,所述摆动梁1-3均为平直梁且其均通过一根铰接轴1-4安装在底部支撑框架1-1上,所述铰接轴1-4呈水平布设且其沿底部支撑框架1-1的纵向长度方向进行布设。所述铰接轴1-4位于摆动梁1-3的中部,所述摆动梁1-3位于底部支撑框架1-1的正后方。
如图1、图3和图4所示,所述行走机构包括两组轮式行走机构,两组所述轮式行走机构的结构均相同且二者呈水平布设,两组所述轮式行走机构分别为位于底架1前侧下方的前侧行走机构和位于底架1后侧下方的后侧行走机构;每组所述轮式行走机构均包括左右两个导向轮,两个所述导向轮包括一个固定导向轮5和一个活动导向轮6,两组所述轮式行走机构的固定导向轮5均位于底架1的下方一侧,两组所述轮式行走机构的活动导向轮6均位于底架1的下方另一侧。
本实施例中,两组所述轮式行走机构均位于所述待调整轨排的两根所述钢轨之间,所述待调整轨排的一根钢轨为与两组所述轮式行走机构的固定导向轮5均紧靠的固定侧钢轨,所述待调整轨排的另一根钢轨为活动侧钢轨,两组所述轮式行走机构的活动导向轮6均通过一个顶紧机构顶紧后与所述活动侧钢轨紧靠;
所述底架1的底部前后两侧分别设置有一个将活动导向轮6向所述活动侧钢轨顶紧的所述顶紧机构。因而,每个所述活动导向轮6均通过一个所述顶紧机构进行顶紧。
实际使用时,所述摆动梁1-3的一端为靠近所述固定侧钢轨的固定侧安装端,所述摆动梁1-3的另一端为靠近所述活动侧钢轨的活动侧安装端,所述后侧行走机构的固定导向轮5安装在摆动梁1-3的所述固定侧安装端上,所述后侧行走机构的活动导向轮6安装在摆动梁1-3的所述活动侧安装端上;
所述摆动梁1-3的所述活动侧安装端底部设置有一个所述顶紧机构。
实际安装时,所述顶紧机构呈水平布设且沿底部支撑框架1-1的横向宽度方向布设。
本实施例中,所述顶紧机构为弹簧机构。并且,所述弹簧机构为呈水平布设的压缩弹簧,所述压缩弹簧沿底部支撑框架1-1的横向宽度方向布设。
每组所述行走机构中的固定导向轮5固定不动且其与所述固定侧钢轨贴紧,每组所述行走机构中的活动导向轮5均由弹簧机构进行顶紧并贴紧另一根钢轨(即所述活动侧钢轨),以适应不同轨距的变化,因而所述轮式行走机构的结构设计合理且具有自适应能力。
本实施例中,所述前侧行走机构的固定导向轮5和活动导向轮6均安装在底部支撑框架1-1的前侧底部,所述底部支撑框架1-1的前侧底部设置有一个所述顶紧机构。
实际使用时,所述底架1上安装有前后两套轮系(即前后两组所述行走机构),所述后侧行走机构安装在摆动梁1-3上,安装在摆动梁1-3上的固定导向轮5和活动导向轮6能有效适应轨排水平变形,进一步提高精调机的行走适应性,使待调整轨排发生水平变形时,精调机仍能平稳行走,同时能正常完成精调作业。
本实施例中,所述底架1由牵引设备驱动向前移动,所述牵引设备为卷扬机或轨道车。
实际使用时,所述牵引设备也可以采用其它类型的牵引装置,只需能牵引底架1向前移动即可。
本实施例中,所述牵引设备与底架1之间通过钢丝绳进行连接,为连接简便,所述底架1前侧设置有供所述钢丝绳缠绕的卷筒11。所述底架1的前侧还设置有对所述钢丝绳进行缠绕的摆线臂12,所述摆线臂12位于卷筒11一侧。
实际使用时,也可以将安装在底架1上的前侧行走机构作为主驱动机构,所述前侧行走机构中的固定导向轮5和活动导向轮6均由行走伺服电机进行同步驱动,实现前进后退动作。
本实施例中,所述电动调整机构还包括一个对所述旋拧机构进行驱动的电动驱动机构。
实际按时,所述电动驱动机构安装在电控柜1-2内。本实施例中,所述电动驱动机构为伺服驱动机构4-5。实际使用时,所述电动驱动机构也可以采用其它类型的驱动结构,为液压驱动机构等,只需能满足驱动需求即可。
本实施例中,所述底架1上设置有对待调整轨排的中心轴线位置、两根钢轨之间的轨距和左右两个所述轨排架的高程分别进行检测的测量工具;
所述测量工具包括左右两个对称布设的棱镜7,所述棱镜7与底架1呈垂直布设;两个所述棱镜7分别布设于底架1的左右两侧;所述测量工具中的一个所述棱镜7为基准棱镜,所述基准棱镜与所述行走机构的固定导向轮5位于底架1的同一侧,所述基准棱镜与所述固定侧导轨紧靠;所述测量工具中的另一个所述棱镜7为可移动棱镜,所述可移动棱镜通过一个所述顶紧机构顶紧后与所述活动侧钢轨紧靠。
实际使用时,采用所述测量工具仅对待调整轨排的中心轴线位置和左右两个所述轨排架的高程分别进行检测,也可以采用所述测量工具对待调整轨排的两根钢轨之间的轨距进行检测,实际检测方便,使用方式灵活。
本实施例中,所述基准棱镜固定安装在底架1上,所述可移动棱镜安装在底架1上,所述底架1上设置有一个将所述可移动棱镜向所述活动侧钢轨顶紧的水平顶紧机构;
所述可移动棱镜位于两组所述行走机构的活动导向轮6之间。
两个所述棱镜7用来检测轨排的位置误差,所述基准棱镜与底架1直接连接,作为基准;所述可移动棱镜安装在一套顶紧机构上,随轨距变化产生伸缩动作,反映轨距变化值与活动端的高程。
同时,如图5所示,本实用新型还包括主控器13,所述轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2的伺服驱动机构4-5均由主控器13进行控制,所述轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2的伺服驱动机构4-5均与主控器13连接。实际安装时,所述主控器13布设于电控柜1-2内。
由上述内容可知,所述双块式无砟轨道精调机包括3个电动调整机构,3个电动调整机构均由伺服电机(即伺服驱动机构4-5)进行驱动,并且伺服驱动机构4-5根据指令信号进行驱动,准确转动,3个电动调整机构为转动轨排螺杆的执行部件。3个电动调整机构中,两个所述轨排高程调整结构2用来调整轨排两侧高程,轨排中线调整机构3用来调整轨排中线,由于3个电动调整机构均具有水平摆动和上下摆动功能,因而3个电动调整机构的所述旋拧机构能达到任意调整螺杆所处位置,能满足不同位置处的调整螺杆(其中调整螺杆为调整螺栓的螺杆)进行调整的需求。
本实施例中,本实用新型还包括架设于所施工无砟轨道上且与棱镜7配合使用的全站仪8,所述全站仪8和两个所述棱镜7组成对位于待调整轨排同一个横断面上的中心轴线位置和左右两侧高程同步进行检测的检测装置。
实际使用时,所述检测装置还可以对待调整轨排同一个横断面上的轨距进行同步检测。
本实施例中,本实用新型还包括与全站仪8连接的上位监测终端9,所述上位监测终端9与全站仪8进行双向通信。
为方便使用,所述底架1上安装有架体位置检测装置10,所述架体位置检测装置10为激光检测装置且其与主控器13连接,所述架体位置检测装置10与主控器13组成精调机导向及定位装置。
为实现远程控制,所述上位监测终端9为人机交互终端且其与主控器13之间以无线通信方式进行双向通信。
本实施例中,所述主控器13为plc控制器。
实际使用时,所述主控器13也可以采用其它类型的控制器,如arm微处理器等。
本实施例中,所述固定导向轮5和所述基准棱镜均位于底架1左侧,所述活动导向轮6、所述可移动棱镜和轨排中线调整机构3均位于底架1右侧。
实际使用过程中,也可以根据具体需要,对固定导向轮5、所述基准棱镜、活动导向轮6、所述可移动棱镜和轨排中线调整机构3在底架1上的安装位置进行相应调整。
综上,位于底架1上方的电控柜1-2内的主控器13和伺服驱动机构4-5以及上位监测终端9(即机载电脑)组成所述双块式无砟轨道精调机的电气控制系统,所述电气控制系统包括plc控制器(即主控器13)、机载电脑、伺服驱动器、通讯模块、遥控模块、电源系统等。整套设备在plc控制器和机载电脑的控制下进行动作。同时,在所述双块式无砟轨道精调机与全站仪8之间建立联系,由机载电脑发出指令,控制全站仪8测量,并且计算误差;plc控制器根据误差值控制伺服调整器(即伺服驱动机构4-5)转动,最终消除对应的误差。
实际使用时,所述行走驱动电机14(或所述牵引设备)在上位监测终端9或与上位监测终端9进行双向通信的遥控器13的控制指令下动作,驱动所述双块式无砟轨道精调机在轨排上前进后退,并使所述双块式无砟轨道精调机停在需要调整的位置。
本实施例中,所述plc控制器为德国西门子(siemens)公司生产的plc控制器,该plc控制器的型号为s7-1500,所述plc控制器也可以采用其它类型的控制器。
如图7所示,采用本实用新型对轨排进行精调的方法,包括以下步骤:
步骤一、调整前准备工作:将本实用新型(即所述双块式无砟轨道精调机)平放于所施工无砟轨道上,使所述双块式无砟轨道精调机位于待调整轨排的两根所述钢轨之间,并使所述双块式无砟轨道精调机中各固定导向轮5和所述基础棱镜均与待调整轨排的所述固定侧钢轨紧靠,同时使所述双块式无砟轨道精调机中各活动导向轮6和所述可移动棱镜均与待调整轨排的所述活动侧钢轨紧靠;与此同时,在所施工无砟轨道上架设与棱镜7配合使用的全站仪8,所述全站仪8与所述双块式无砟轨道精调机的两个所述棱镜7组成所述检测装置;
步骤二、精调机向前平移及轨排同步精调:将所述双块式无砟轨道精调机沿所施工无砟轨道的纵向延伸方向由后向前移动,由后向前移动过程中采用所述双块式无砟轨道精调机由后向前对待调整轨排上的多个待调整位置分别进行精调;待调整轨排上多个待调整位置的精调方法均相同;
对待调整轨排上任一个所述待调整位置进行精调时,过程如下:
步骤201、精调机前移到位:将所述双块式无砟轨道精调机沿所施工无砟轨道的纵向延伸方向向前移动至当前所调整的待调整位置,当前所调整的待调整位置为当前精调位置;
步骤202、空间位置测量:通过所述检测装置对待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程分别进行同步检测;
步骤203、轨排精调:根据步骤202中的检测结果,采用所述双块式无砟轨道精调机的所述轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2对待调整轨排的当前精调位置进行调整,并将当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程均调整到位,完成待调整轨排上当前精调位置的精调过程;
步骤204、下一个待调整位置精调:按照步骤201至步骤203中所述的方法,对待调整轨排的下一个待调整位置进行精调;
步骤205、多次重复步骤204,直至完成待调整轨排上所有待调整位置的精调过程,完成。待调整轨排的精调过程。
本实施例中,步骤202中进行空间位置测量时,通过所述检测装置对待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程分别进行同步检测,并获得当前精调位置的检测结果;再通过全站仪8将当前精调位置的检测结果同步传送至上位监测终端9和主控器13;
步骤203中进行轨排精调时,所述主控器13根据全站仪8发送的当前精调位置的检测结果且通过对轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2的伺服驱动机构4-5进行控制,使所述双块式无砟轨道精调机的所述轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2对待调整轨排的当前精调位置进行调整;或者采用上位监测终端9对主控器13进行控制并通过主控器13控制轨排中线调整机构3和两个所述轨排高程调整结构2的伺服驱动机构4-5对待调整轨排的当前精调位置进行调整。
实际使用时,步骤202中空间位置测量时,通过所述检测装置进行自动测量(也称为检测)并获取绝对坐标,并且测量方法为本领域技术人员公知的全站仪测量方法,测量得出待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置和左右两侧高程,即步骤202中所述的检测结果。实际使用时,也可以采用所述检测装置同步测量出待调整轨排上当前精调位置的轨距(即待调整轨排上当前精调位置处两根钢轨的轨距)。
待所述检测装置测量出当前精调位置的中心轴线位置和左右两侧高程后,技术人员根据预先设计的待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置信息和左右两侧高程信息,对步骤202中所述的检测结果进行判断,具体是将步骤202中检测出的待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置信息与预先设计的待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置信息进行对比,得出待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置偏差值;同时,将步骤202中检测出的待调整轨排上当前精调位置的左右两侧高程信息分别与预先设计的待调整轨排上当前精调位置的左右两侧高程信息进行对比,得出待调整轨排上当前精调位置的左右两侧高程偏差值。实际使用时,既可以通过上位监测终端9自动计算出待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置偏差值和左右两侧高程偏差值,也可以技术人员人为向上位监测终端9输入待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置偏差值和左右两侧高程偏差值。然后,上位监测终端9将待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置偏差值和左右两侧高程偏差值传送至主控器13;所述主控器13根据待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置偏差值对轨排中线调整机构3的伺服驱动机构4-5进行控制,并通过轨排中线调整机构3的所述旋拧机构对待调整轨排当前精调位置的中线调整到位;同时,所述主控器13根据待调整轨排上当前精调位置的左右两侧高程偏差值对两个所述轨排高程调整结构2分别进行控制,并通过两个所述轨排高程调整结构2的所述旋拧机构对待调整轨排当前精调位置的左右两侧高程均调整到位。
本实施例中,步骤203中进行轨排精调后,还需按照步骤202中所述的方法,通过所述检测装置对轨排精调后待调整轨排上当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程分别进行同步检测,并获得轨排精调后当前精调位置的检测结果,并根据轨排精调后当前精调位置的检测结果对此时当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程是否均调整到位进行判断:当判断得出此时当前精调位置的中心轴线位置、轨距和左右两侧高程均调整到位时,进入步骤204;否则,再返回步骤203。因而,形成一个可靠的闭环控制系统,以对待调整轨排当前精调位置的中线和左右两侧高程进行精确调整。
另外,为控制简便且进一步提高精调机的自动化程度,步骤201中将将所述双块式无砟轨道精调机沿所施工无砟轨道的纵向延伸方向向前移动过程中,所述架体位置检测装置10处于检测状态且其对底架1的位置进行实时检测,并将所检测信息同步传送至主控器13和/或上位监测终端9;所述主控器13或上位监测终端9根据架体位置检测装置10所检测信息对所述双块式无砟轨道精调机进行控制,直至将所述双块式无砟轨道精调机的底架1移动至当精调位置,完成所述双块式无砟轨道精调机的自动定位过程。
本实施例中,所施工无砟轨道包括两个并行的无砟轨道,采用两个所述双块式无砟轨道精调机对所施工无砟轨道中两个所述无砟轨道的轨排分别进行精调,两个所述双块式无砟轨道精调机同步向前移动且二者均按照步骤一至步骤二中所述的方法进行精确。因而,两个所述双块式无砟轨道精调机同步动作,能同步完成两个并行无砟轨道(包括上行线路的无砟轨道和下行线路的无砟轨道)的轨排自动精调过程,使用操作非常简便,并且精调效果好,精调过程易于控制。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。