一种钢轨自动双向锁紧机构

本发明涉及钢轨夹持机构，具体涉及一种钢轨自动双向锁紧机构，属于铁路铺轨工装技术领域。

背景技术：

随着轨道交通的迅猛发展，智能化、自动化、高标准、高速度铺轨成为铁路建设发展的必然趋势。在这样的铺轨系统中，如何快速抓取、锁紧钢轨，配合其它装置对钢轨即时传导向前或向后的推力以及快速解除锁紧约束（松开）是系统必须拥有的至关重要的技术配置。

通过国内检索发现与本发明有相似之处的专利：

申请号：201420327443.7；

名称：一种抓轨装置；

主要技术特征：该专利涉及一种抓轨装置，包括抓钩、链环、调解机构，抓钩、链环、调解机通过销轴铰接，所述的抓钩用于抓紧钢轨。抓钩括钩爪、定位销轴、滑动锁铁、连接板，连接板通位销轴与两个钩爪铰接，滑动锁铁在连接板上的滑槽内滑动，钩爪通过滑动锁铁限位。调解机构包括吊杆、调螺母手柄、固定座、调解螺母，吊杆与固定座滑动连接，吊杆端部设有与调解螺母相匹配的螺纹，调解螺母旋转带动吊杆上下移动。

该专利方案只用于将钢轨抓握并向上吊起，整个结构为柔性结构，无法即时向钢轨传导横向力、纵向力和向下的垂向力，无法利用电、油、气等装置快速抓握锁紧钢轨，难以即时对钢轨传导纵向力实现对钢轨的纵向推送，且在钢轨被抓握锁紧后又无法快速松开钢轨。

通过国内检索，还发现了其它抓取钢轨的专利，由于这些专利的发明目的及解决的问题不同，没有一件抓取钢轨的专利能够满足智能化、自动化、高标准、高速度铺轨系统的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有技术不能同时实现快速抓握钢轨，即时向钢轨传导向前或向后的纵向推力和快速解除对钢轨的抓握约束的问题。

针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种钢轨自动双向锁紧机构，包括固定座、夹持组件和倾斜推进缸；所述夹持组件包括主架和设置在主架下端的抓握装置；所述主架通过转动部件安装在固定座上；所述倾斜推进缸安装在固定座上用于推动主架转动，当抓握装置握住钢轨时，利用倾斜推进缸转动主架使主架沿钢轨的长度方向倾斜，能够将握住的钢轨进一步锁紧，使主架回位又能够将锁紧的钢轨放松。

进一步地，所述主架包括主架端板和对称固定在主架端板下端面的安装板一和安装板二，安装板一和安装板二之间有间距，形成主架的安装空间。

进一步地，所述抓握装置包括挂销一和挂销二，所述挂销一和挂销二分别位于安装板一和安装板二下端对称设置的挂销孔一和挂销孔二中，挂销一和挂销二分别能从挂销孔一和挂销孔二中插入和抽出。

进一步地，所述抓握装置还包括由安装板一的下端面分设成的前踏面一和后踏面一，以及由安装板二的下端面分设成的前踏面二和后踏面二；抓握钢轨时，挂销一和挂销二分别从挂销孔一和挂销孔二中插入至钢轨轨头两侧的底面一和底面二下方，安装板一的前踏面一、后踏面一和安装板二的前踏面二、后踏面二分别位于钢轨两侧轨底的顶面一和顶面二的上方；当抓握钢轨后主架下端向前倾斜时，能够在挂销一和挂销二分别与轨头两侧底面接触受力的同时，后踏面一和后踏面二分别与轨底两侧顶面一和顶面二接触受力；当抓握钢轨后主架下端向后倾斜时，能够在挂销一和挂销二分别与轨头两侧底面一和底面二接触受力的同时，前踏面一和前踏面二分别与轨底两侧顶面一和顶面二接触受力。

进一步地，所述夹持组件还包括推销部件，所述推销部件包括推销掌一和推销掌二；推销掌一和推销掌二分别位于主架安装空间外的安装板一和安装板二的外侧面上并能够贴着安装板一和安装板二的外侧面上下滑移；所述推销掌一和推销掌二分别具有由下向上向外倾斜的导向板一和导向板二，导向板一和导向板二分别开有缺口向下的导销缺一和导销缺二，所述挂销一和挂销二分别位于导销缺一和导销缺二内；所述挂销一的两侧和挂销二的两侧均具有导向槽，导销缺一两侧导向板一的侧边部位分别位于挂销一两侧的导向槽内，导销缺二两侧导向板二的侧边部位分别位于挂销二两侧的导向槽内。

进一步地，所述导向槽为倾斜槽，其倾斜方向和倾斜角度与导向槽内的导向板一或导向板二的倾斜方向和倾斜角度一致。

进一步地，所述导向板一的两侧和导向板二的两侧分别具有加强板，导向板一两侧的加强板贴近安装板一的外侧面以及导向板二两侧的加强板贴近安装板二的外侧面均设有导向条；对应的，所述安装板一和安装板二上设有控制导向条导向块，导向块外侧面具有向导向条凸出的凸缘，凸缘与所在的安装板一或安装板二之间形成控位槽，导向块的外边位于控位槽内。

进一步地，所述推销部件还包括推销推进缸和连接臂；推销推进缸安装在主架的安装空间的上方，其下端与连接臂的中间固定，在所述安装板一和安装板二上分别设有过臂孔一和过臂孔二，所述连接臂两端分别穿过过臂孔一和过臂孔二与推销掌一和推销掌二的上端固定连接；过臂孔一和过臂孔二具有供连接臂上下移动的行程空间。

进一步地，所述固定座为一个具有矩形空间的矩形套，所述转动部件为销轴，所述夹持组件主架的上部就通过销轴安装在矩形空间内，所述矩形空间沿钢轨长度方向的宽度大于主架沿钢轨长度方向的宽度，主架能够绕销轴在矩形空间内转动到设定的角度。

进一步地，还包括能够使夹持组件上下升降的升降组件，升降组件包括支持架；所述支持架包括支持架端板和对称安装在支持架端板底面的侧板一和侧板二，侧板一和侧板二上有对称设置的销孔一和销孔二，所述主架的安装板一和安装板二上设有腰形孔一和腰形孔二，所述主架的上部通过销轴安装在矩形空间内是指主架中部以上安装在支持架的侧板一和侧板二之间，支持架又安装在固定座的矩形空间内，所述销轴套在销孔一、腰形孔一、销孔二、腰形孔二内，两端安装在矩形空间两侧的固定座上，支持架能够和主架一起绕销轴转动，主架能够利用销轴在腰形孔一和腰形孔二的导向和限制下在支持架内上下升降。

进一步地，所述升降组件还包括升降推进缸，升降推进缸固定在支持架端板的上顶面，升降推进缸的推进杆向下穿过支持架端板上设置的孔与支持架端板连接。

本发明的优点是：利用推进缸提供的动力，能够快速抓取钢轨并通过推动主架向前或向后倾斜能够迅速将握住的钢轨进一步锁紧，整个机构能够临时形成一个刚性整体，能够随施加到固定座1上牵引力的方向即时向钢轨传导纵向力，实现对钢轨的推送，同时，又能在必要时快速解除锁紧约束直至完全将钢轨放开。

附图说明

图1为所述一种钢轨自动双向锁紧机构立体示意图；

图2为所述主架立体示意图；

图3为所述钢轨自动双向锁紧机构中固定座内外结构关系立体示意图，为便于观察，图中去掉了固定座矩形套的后板；

图4为以主架为主的夹持组件立体示意图；

图5为主架下端向前倾斜时，安装板二一侧的挂销二与后踏面二锁紧钢轨的示意简图；

图6为主架下端向后倾斜时，安装板二一侧的挂销二与前踏面二锁紧钢轨的示意简图；

图7为推销掌一与推销掌二的立体示意图；

图8为挂销一的形面结构示意图。

图中：1、固定座；2、主架；21、主架端板；22、安装板一；221、前踏面一；222、后踏面一；223、挂销孔一；224、过臂孔一；225、腰形孔一；23、安装板二；231、前踏面二；232、后踏面二；233、挂销孔二；234、过臂孔二；235、腰形孔二；3、钢轨；31、底面一；32、底面二；33、顶面一；34、顶面二；4、推销掌一；41、导向板一；42、导销缺一；5、推销掌二；51、导向板二；52、导销缺二；6、支持架；61、支持架端板；62、侧板一；63、侧板二；7、倾斜推进缸；8、推销推进缸；9、升降推进缸；10、连接臂；11、矩形空间；12、销轴；13、挂销一；14、挂销二；15、导向槽；16、加强板；17、导向条；18、导向块；19、控位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种钢轨自动双向锁紧机构，用于将待铺钢轨迅速抓握提起，并将其进一步锁紧，然后进行铺轨作业，在完成一根钢轨推送后，需要快速松开再抓取下一根钢轨。该装置包括安装在铺轨车上的固定座1、夹持组件和倾斜推进缸7，夹持组件包括主架2和设置在主架2下端的抓握装置；主架2通过转动部件安装在固定座1上；倾斜推进缸7安装在固定座1上用于推动主架2转动，当抓握装置握住钢轨3时，将握住的钢轨提起，然后利用倾斜推进缸7转动主架2，使主架沿钢轨的长度方向倾斜，能够将握住的钢轨3进一步锁紧，使主架2回位又能够将锁紧的钢轨3放松。

之所以要推动主架倾斜来使抓握装置锁紧钢轨，是因为抓握装置抓取钢轨时只是挂住了钢轨的轨头，只能够将钢轨提起而已，还不是已经完全将钢轨握紧，远不能满足推送钢轨的受力要求。关于推动主架倾斜来使抓握装置锁紧钢轨的原理，是通过改变抓握装置中的受力部件与钢轨的受力角度，将推送钢轨3的纵向力转化为抓握装置对钢轨的紧固力，以满足推送钢轨的受力需求。

所述倾斜推进缸7可以是气缸、电磁缸，作为优选，本发明选择使用油缸。

通过上述设置，能够实现快速抓取钢轨并通过推动主架向前或向后倾斜迅速将抓取的钢轨进一步锁紧，整个机构能够临时形成一个刚性整体，能够随施加到固定座1上牵引力的方向即时向钢轨传导纵向力，实现对钢轨的推送，同时，又能在必要时快速解除锁紧约束直至完全将钢轨放开。

下面对本发明进一步的改进措施产生的作用及效果进行描述。

如图2所示，所述主架2包括主架端板21和对称固定在主架端板21下端面的安装板一22和安装板二23，安装板一22和安装板二23之间有间距，形成主架的安装空间。主架2是所有夹持组件的安装架，上述设置主要是为夹持组件中其它部件的进一步设置提供安装位。

如图2、3、4所示，所述抓握装置包括挂销一13和挂销二14，所述挂销一13和挂销二14分别位于安装板一22和安装板二23下端对称设置的挂销孔一223和挂销孔二233中，挂销一13和挂销二14分别能从挂销孔一223和挂销孔二233中插入和抽出。作为本发明优选的方案，抓握装置抓握钢轨时，采用挂销一13和挂销二14从钢轨的两边伸到钢轨轨头两侧的下底面将钢轨轨头挂住，首先做到能够将钢轨提起来，在为抓紧钢轨作进一步的设置。

如图1—6所示，所述抓握装置还包括由安装板一22的下端面分设成的前踏面一221和后踏面一222，以及由安装板二23的下端面分设成的前踏面二231和后踏面二232；抓握钢轨时，挂销一13和挂销二14分别从挂销孔一223和挂销孔二233中插入至钢轨3轨头两侧的底面一31和底面二32下方，安装板一22的前踏面一221、后踏面一222和安装板二23的前踏面二231、后踏面二232分别位于钢轨3两侧轨底的顶面一33和顶面二34的上方；当抓握钢轨后主架2下端向前倾斜时，能够在挂销一13和挂销二14分别与轨头两侧底面接触受力的同时，后踏面一222和后踏面二232分别与轨底两侧顶面一33和顶面二34接触受力，钢轨被前向倾斜方式锁紧（参见图5）。施加到主架2上纵向力越大，挂销一13和挂销二14以及后踏面一222和后踏面二232受力就越大。所述钢轨被锁紧，实际是主架2倾斜后，受到的纵向力转变成施加到钢轨轨底两侧面和轨头两侧底面的正压力并加以放大，将挂销一13与后踏面一222、挂销二14与后踏面二232夹紧在轨头底面与轨底顶面之间。当抓握钢轨后主架2下端向后倾斜时，能够在挂销一13和挂销二14分别与轨头两侧底面一31和底面二32接触受力的同时，前踏面一221和前踏面二231分别与轨底两侧顶面一33和顶面二34接触受力，钢轨被后向倾斜方式锁紧（参见图6）。

上述使主架2下端倾斜是在主架2下部受到倾斜推进缸7施加的推力作用下实现的。当倾斜推进缸7施加的推力维持现状时，整个钢轨自动双向锁紧机构临时形成一个刚性整体，也就是能够临时保持一个特定的固定姿态，使作用到主架2上的牵引力被即时传导给锁紧的钢轨，能够实现对钢轨的推送。

当倾斜推进缸7施加的推力解除时，在钢轨重力作用下使主架回位，对钢轨的锁紧状态被迅即解除。

如图2、3、4、7所示，所述夹持组件还包括推销部件，所述推销部件包括推销掌一4和推销掌二5；推销掌一4和推销掌二5分别位于主架安装空间外的安装板一22和安装板二23的外侧面上并能够贴着安装板一22和安装板二23的外侧面上下滑移；所述推销掌一4和推销掌二5分别具有由下向上向外倾斜的导向板一41和导向板二51，导向板一41和导向板二51分别开有缺口向下的导销缺一42和导销缺二52，所述挂销一13和挂销二14分别位于导销缺一42和导销缺二52内；所述挂销一13的两侧和挂销二14的两侧均具有导向槽15，导销缺一42两侧导向板一41的侧边部位分别位于挂销一13两侧的导向槽15内，导销缺二52两侧导向板二51的侧边部位分别位于挂销二14两侧的导向槽15内。通过这样的设置，当推销掌一4和推销掌二5向上滑动时，在导向板一41和导向板二51作用下，挂销一13和挂销二14分别从挂销孔一223和挂销孔二233中向里推进，实现对钢轨的快速抓握；当推销掌一4和推销掌二5向下滑动时，在导向板一41和导向板二51作用下挂销一13和挂销二14分别从挂销孔一223和挂销孔二233中向外退出，实现对钢轨的快速放开。

如图7、8所示，所述导向槽15为倾斜槽，其倾斜方向和倾斜角度与导向槽15内的导向板一41或导向板二51的倾斜方向和倾斜角度一致。这样设置的作用是有效减少导向槽15与导向板一41或导向板二51之间的阻力。

如图2、3、4、7所示，所述导向板一41的两侧和导向板二51的两侧分别具有加强板16，导向板一41两侧的加强板16贴近安装板一22的外侧面以及导向板二51两侧的加强板16贴近安装板二23的外侧面均设有导向条17；对应的，所述安装板一22和安装板二23上设有控制导向条17导向块18，导向块18外侧面具有向导向条17凸出的凸缘，凸缘与所在的安装板一22或安装板二23之间形成控位槽19，导向块18的外边位于控位槽19内。这样设置能够保证推销掌一4和推销掌二5直上直下的贴着安装板一22和安装板二23的表面滑行。

所述推销部件还包括推销推进缸8和连接臂10；推销推进缸8安装在主架的安装空间的上方，其下端与连接臂10的中间固定，在所述安装板一22和安装板二23上分别设有过臂孔一224和过臂孔二234，所述连接臂10两端分别穿过过臂孔一224和过臂孔二234与推销掌一4和推销掌二5的上端固定连接；过臂孔一224和过臂孔二234具有供连接臂10上下移动的行程空间。显然，推销掌一4和推销掌二5上下滑动是依靠推销推进缸8的推进杆的伸缩来完成。

作为优选，所述推销推进缸8为油缸。

如图1所示，所述固定座1为一个具有矩形空间11的矩形套，所述转动部件为销轴12，所述夹持组件主架2的上部就通过销轴12安装在矩形空间11内，所述矩形空间11沿钢轨3长度方向的宽度大于主架2沿钢轨3长度方向的宽度，主架2能够绕销轴12在矩形空间11内转动到设定的角度，这个设定的角度就是要保证主架倾斜时有足够锁紧钢轨3的力。

如图1、2、3所示，所述的钢轨自动双向锁紧机构，还包括能够使夹持组件上下升降的升降组件，升降组件包括支持架6；所述支持架6包括支持架端板61和对称安装在支持架端板61底面的侧板一62和侧板二63，侧板一62和侧板二63上有对称设置的销孔一和销孔二，所述主架2的安装板一22和安装板二23上设有腰形孔一225和腰形孔二235，所述主架2的上部通过销轴12安装在矩形空间11内是指主架2中部以上安装在支持架6的侧板一62和侧板二63之间，支持架6又安装在固定座1的矩形空间11内，所述销轴12套在销孔一，腰形孔一225、销孔二、腰形孔二235内，销轴两端安装在矩形空间11两侧的固定座1上，支持架6能够和主架2一起绕销轴转动，主架2能够利用销轴12在腰形孔一225和腰形孔二235的导向和限制下在支持架6内上下升降。

注：上述销孔一、销孔二均未在附图中示出，本领域技术人员对其存在和作用依据描述就能理解。

上述的腰形孔一225和腰形孔二235上下方向的长度足以满足主架上下升降的形成。

上述设置的目的就是要在需要取轨的时候，主架能够下降抓握钢轨，还能将抓握的钢轨向上提升到所需要的高度。

所述升降组件还包括升降推进缸9，升降推进缸9固定在支持架端板61的上顶面，升降推进缸9的推进杆向下穿过支持架端板61上设置的孔与支持架端板61连接。显然，主架的升降由升降推进缸9的伸缩来执行。

作为优选，所述升降推进缸9为油缸。

上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。