轉向架機械手清洗機的製作方法

2023-09-14 20:42:35 1

專利名稱：轉向架機械手清洗機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於對鐵路車輛轉向架進行整體清洗作業設備，特別是對結構複雜的轉向 架，如各型動車組轉向架的整體清洗機。
背景技術：
我國鐵路車輛檢修部門的轉向架清洗主要採用煮洗、拋丸、噴射清洗等幾種方式。 煮洗是把轉向架整體放到有具有清洗液的清洗池中進行清洗，清洗液進行加熱，這種方 式清洗效果較好，但是對環境汙染比較嚴重，並且具有一定腐蝕作用，因此該方法已經較少 使用。拋丸清洗是把轉向架放到拋丸室中，利用拋丸機構發射小鋼珠，鋼珠直接或來回反射 撞擊轉向架的原理來進行轉向架清洗，這種方式清洗效果也比較好，但是同樣存在對環境汙 染比較嚴重，並且對轉向架表面具有一定損傷，因而目前已經較少使用。噴射清洗則是釆用 中壓水對轉向架表面進行噴射，利用水壓作用進行清洗，目前的該類型轉向架清洗機的主機
均採用龍門架(或兩個u型架)結構，在主機上按一定間距安裝噴嘴，清洗時噴嘴噴射中壓
水，利用主機移動或轉向架移動的方式對轉向架進行整體清洗。這種方法是目前大量採用的
一種轉向架清洗方式，對環境基本無汙染，而且對轉向架也無損傷，但由於轉向架結構複雜，
這種方法清洗後會留下許多清洗死角，清洗效果較差。
動車組的引入開發及投入運營，使我國鐵路在跨越式發展的進程中邁出了重要的一步，
標誌著中國的鐵路運輸事業已邁入了世界先進行列。如何確保和提高動車的檢修質量，是擺
在我國鐵路動車檢修部門面前的一個重要課題。動車轉向架結構更為複雜，對清洗效果要求
高，而且清洗時表面油漆不允許破壞，因此傳統的轉向架清洗機已不能適應動車轉向架清洗
需要。 發明內容
本實用新型需解決的技術問題是提供一種轉向架機械手清洗機，清洗機的清洗效率高、 通用性強，機械手結構簡單，運行平穩可靠。
本實用新型的技術解決方案是轉向架機械手清洗機，包括牽引裝置、清洗機主機和控 制系統，其特徵是所述的牽引裝置對轉向架進行牽引，所述的清洗機主機包括清洗機械手， 所述的清洗機械手由升降裝置、走行裝置、旋轉裝置、擺動裝置組成，所述的升降裝置和擺 動裝置位於清洗機械手的上部，所述的走行裝置和旋轉裝置位於清洗機械手的下部，所述的控制系統控制轉向架清洗流程。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點
(1) 採用機械手清洗機對轉向架進行清洗，機械手可以對轉向架進行仿形運動，機械 手不僅能到達轉向架各個位置，有效消除轉向架絕大部分死角，並且運行過程中機械手可始 終和轉向架表面保持最佳距離，大大提高了清洗效果和清洗效率。具有環保、清洗效率高、 效果好等優點，並且通用性好，不僅適用於對各型動車轉向架進行清洗，也可對我國傳統的 客貨車轉向架進行清洗。
(2) 設計合理的機械手自由度，提高了機械手操作靈活性；設計合理的機械手驅動及 執行機構，使機械手結構簡單，運行平穩可靠。
(3)提高清洗機自動化程度。

圖l清洗機正視圖2清洗機側視圖3清洗機俯視圖4清洗機械手結構側視圖5清洗機械手結構正視圖6為本實用新型控制系統結構示意圖。
圖中標號如下
l牽引裝置 3清洗機械手 5鏈輪
7車輪牽引機構 9上清洗架 11下清洗架噴嘴 13升降伺服電機 15升降齒輪 17升降杆 19走行伺服電機 21走行齒輪 23走行輔助輪
2清洗機主機 4牽引伺服電機 6鏈條
8轉向架走行軌道 10下清洗架 12框架
14升降減速器 16升降杆齒條 18機械手噴嘴 20走行減速器 22走行齒條 24走行滾輪
525旋轉伺服電機
26旋轉減速器
27旋轉齒輪組
28擺動伺服電機
29擺動減速器
30驅動鏈輪
31鏈條
32噴嘴鏈輪
33工業控制計算機
34可編程邏輯控制器(PLC)
35液晶觸控螢幕具體實施方式
下面結構附圖詳細描述本實用新型的實施例。
由轉向架牽引裝置1、清洗機主機2、清洗機械手3、水泵與供水系統和控制系統等組成。
在轉向架的兩條平行走行軌道8之間安裝牽引裝置1，牽引裝置採用採用鏈傳動方式進 行轉向架牽引，由牽引伺服電機4、減速器、安裝座、鏈輪5、鏈條6等組成，牽引伺服電 機與減速器安裝在牽引裝置一側，減速器採用雙出軸結構，用於驅動雙側主動鏈輪，牽引裝 置另一側安裝兩個從動鏈輪，兩條鏈條安裝在主、從鏈輪之間，鏈條方向與轉向架走行軌道 平行，在鏈條上安裝有車輪牽引機構7，用於對轉向架車輪進行定位，從而進行轉向架牽引。
清洗機主機2垂直於轉向架走行軌道8,主要包括上清洗架9和下清洗架10。上清洗架 採用龍門式結構，在上面安裝有三臺清洗機械手3，用於對轉向架上部及各側面進行仿形清 洗，由於轉向架下部結構較為規則，下清洗架上按一定間距布置有噴嘴ll，用於對轉向架下 部進行清洗，在清洗時下清洗架噴嘴可由電機驅動進行擺動。
本實用新型的每個清洗機械手為一個獨立的清洗執行單元，清洗中壓水通過機械手導 管，進入機械手噴嘴，通過噴嘴噴射中壓水，對轉向架進行清洗。機械手本身具有四個可實 現聯動的運行自由度走行、升降、旋轉、噴嘴擺動。每個自由度均由伺服電機進行驅動， 確保運行位置準確，運行平穩。
清洗機械手3由框架12、升降裝置、走行裝置、旋轉裝置、擺動裝置、噴嘴18組成。 框架12為機械手其他各部分裝置的支承結構，採用不鏽鋼板焊接而成。升降裝置由升降杆 17、升降伺服電機13、升降減速器14、升降齒輪15組成，升降杆安裝在框架的導向孔中， 杆上鑲有升降杆齒條16，伺服電機、減速器及齒輪等固定在框架上，伺服電機運轉時，齒輪 驅動齒條運動，使升降杆實現上下升降運行。走行裝置包括滾輪24、輔助輪23、走行伺服 電機19、走行減速器20、走行齒輪21、走行齒條22組成，走行滾輪24安裝在框架的四角， 用於走行時進行滾動與支撐，走行齒條22安裝在上清洗架內側面，伺服電機、減速器及齒輪等固定在框架上，伺服電機運轉時，齒輪在齒條上轉動，實現機械手走行運動。旋轉裝置 包括旋轉伺服電機25、旋轉減速器26、旋轉齒輪組27組成，伺服電機運轉時，通過驅動齒 輪組，使升降杆旋轉，進而帶動升降杆端頭的噴嘴作旋轉運動。擺動裝置包括擺動伺服電機 28、擺動減速器29、驅動鏈輪30、鏈條31組成，鏈條為封閉結構，安裝在升降杆17的鏈 槽內，端頭與噴嘴鏈輪32連接，伺服電機、減速器與驅動鏈輪固定在框架上，伺服電機運 轉時，驅動鏈輪轉動，帶動鏈條運轉，進而帶動噴嘴鏈輪轉動，使噴嘴實現擺動動作。
控制系統包括工業控制計算機33、可編程邏輯控制器(PLC) 34、液晶觸控螢幕35等組 成。每臺可編程邏輯控制器具有獨立四軸運動控制功能，系統採用四臺可編程邏輯控制器進 行組網控制。清洗機控制方式採用工業控制計算機與可編程邏輯控制器(PLC)進行上、下位 機控制。工業控制計算機作為上位機，主要負責數據管理、機械手運行動畫監控、提供清洗 軌跡編程等；PLC作為下位機則主要負責伺服系統運動控制、邏輯控制及其他輔助控制等。 控制系統針對各型轉向架具有獨立的控制流程，因此可完成對各型轉向架的自動清洗。
轉向架利用鏈傳動方式進行牽引，也採用伺服系統進行驅動。清洗過程中，三臺清洗 機械手與轉向架伺服牽引系統在程序控制下，共同進行仿形動作，對轉向架進行清洗。
權利要求1、轉向架機械手清洗機，包括牽引裝置(1)、清洗機主機(2)和控制系統，其特徵是所述的牽引裝置(1)對轉向架進行牽引，所述的清洗機主機(2)包括清洗機械手(3)，所述的清洗機械手(3)由升降裝置、走行裝置、旋轉裝置、擺動裝置組成，所述的升降裝置和擺動裝置位於清洗機械手(3)的上部，所述的走行裝置和旋轉裝置位於清洗機械手(3)的下部，所述的控制系統控制轉向架清洗流程。
2、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的升降裝置由 升降杆(17)、升降伺服電機(13)、升降減速器(14)、升降齒輪(15)組成，升降 杆安裝在框架的導向孔中，所述的升降杆(17)上鑲有升降杆齒條(16)，所述的伺服 電機(13)、升降減速器(14)及升降齒輪(15)固定在框架上，升降伺服電機(13)運轉時， 升降齒輪(15)驅動升降杆齒條(16)運動，使升降杆(17)實現上下升降運行。
3、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的走行裝置包 括走行滾輪(24)、走行輔助輪(23)、走行伺服電機(19)、走行減速器(20)、走行 齒輪(21)、走行齒條(22)組成；所述的走行滾輪(24)安裝在框架(12)的四角， 用於走行時進行滾動與支撐，走行齒條(22)安裝在上清洗架上，走行伺服電機(19)、 走行減速器(20)及走行齒輪(21)固定在框架上，走行伺服電機(19)運轉時，走 行齒輪(21)在走行齒條(22)上轉動，實現機械手走行運動。
4、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的旋轉裝置包 括旋轉伺服電機(25)、旋轉減速器(26)、旋轉齒輪組(27)組成，所述的旋轉伺服 電機(25)運轉時，通過驅動齒輪組，使升降杆(17)旋轉，進而帶動升降杆端頭的 噴嘴(18)作旋轉運動。
5、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的擺動裝置包 括擺動伺服電機(28)、擺動減速器(29)、驅動鏈輪(30)、鏈條(31)組成；所述 的鏈條(31)為封閉結構，安裝在升降杆(17)的鏈槽內，端頭與噴嘴鏈輪(32)連 接；所述的擺動伺服電機(28)、擺動減速器(29)與驅動鏈輪(30)固定在框架上， 擺動伺服電機(28)運轉時，驅動鏈輪(30)轉動，帶動鏈條(31)運轉，進而帶動 噴嘴鏈輪轉動，使噴嘴(18)實現擺動動作。
6、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的控制系統包 括工業控制計算機(33)、可編程邏輯控制器(34)、液晶觸控螢幕(35)。
7、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的牽引裝置(1) 採用鏈傳動方式進行轉向架(8)牽引，由牽引伺服電機(4)、減速器、安裝座、鏈輪(5)、鏈條(6)組成，所述的鏈條(6)上安裝有車輪牽引機構(7)，對轉向架進行牽引。
8、 根據權利要求1所述的轉向架機械手清洗機，其特徵是所述的清洗機主機 (2)包括上清洗架(9)和下清洗架(10)，所述的上清洗架(9)上安裝有三臺清洗機械手(3)，所述的下清洗架(10)上按一定間距布置有噴嘴(11)。
專利摘要轉向架機械手清洗機，包括牽引裝置(1)、清洗機主機(2)和控制系統，其特徵是所述的牽引裝置(1)對轉向架進行牽引，所述的清洗機主機(2)包括清洗機械手(3)，所述的清洗機械手(3)由升降裝置、走行裝置、旋轉裝置、擺動裝置組成，所述的升降裝置和擺動裝置位於清洗機械手(3)的上部，所述的走行裝置和旋轉裝置位於清洗機械手(3)的下部，所述的控制系統控制轉向架清洗流程。本實用新型具有清洗效率高、通用性強，機械手結構簡單，運行平穩可靠的特點。
文檔編號B08B3/00GK201375963SQ200920009470
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者平 何 申請人:北京鐵科合力科技有限責任公司