無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置制造方法
【專利摘要】一種無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置，具有主車架、支架、螺旋輸送裝置、螺旋布料裝置、駕駛室、控制器和顯示器，其特點是螺旋布料裝置通過四個第一電液伺服液壓油缸懸掛于支架上，支架上、螺旋布料裝置上分別安裝傾角傳感器，駕駛室上安裝兩維傾角傳感器，支撐輪上安裝壓力傳感器。傾角傳感器和兩維傾角傳感器以及壓力傳感器皆分別與控制器相連接。駕駛室的兩側各設置兩個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)，在駕駛室的頂部安裝有滑臺伺服系統(tǒng)。當無砟軌道澆筑機在施工過程中遇到或存在脫軌或傾覆等安全隱患的工況時，該安全裝置能確保駕駛室所行走的工具軌所受的壓力方向豎直、大小恒定，從而達到防止?jié)仓C脫軌、傾覆的目的，消除了安全隱患。
【專利說明】無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無砟軌道混凝土澆筑機，特別與無砟軌道混凝土澆筑機的防脫軌防傾覆安全裝置有關，具體說是一種無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置。

【背景技術】
[0002]在無砟軌道施工過程中，直線段的混凝土道床板的澆筑基礎高度不相同，即路基和橋梁、路基和隧道、隧道和橋梁在線路的交界處有高度差；曲線段的混凝土道床板存在超高結構，橋梁和隧道屬于上部超高，路基屬于下部超高。在這些工況下，澆筑機在施工過程中存在脫軌或傾覆的安全隱患，針對這種情況，相關文獻還沒有給出解決此問題的技術方案。CN101586322A —種能上下臺階的無砟軌道道床澆注設備，它的兩根前橫向調整梁皆具有導向體、滑動體、液壓油缸、定位體；每根前橫向調整梁的導向體、液壓油缸固定于與其相對應的一個伸縮套上，每根前橫向調整梁的滑動體的底端與該前橫向調整梁所連接的一個前行走裝置的車輪架固定連接，每根前橫向調整梁的液壓油缸的活塞桿頂端與該前橫向調整梁所連接的一個前行走裝置的車輪架鉸接，每根前橫向調整梁的導向體和滑動體由將二者分別在若干個相對位置固定連接為一體的定位體鎖定。CN102628244A公開了一種單元板式無砟軌道定位智能監(jiān)控器，包括外殼，該外殼內(nèi)設置電池盒、無線發(fā)射器、拉繩式角度測量儀和帶拉繩式位移計的應力環(huán)，所述應力環(huán)一端固定在固定支柱上，另一端固定在外殼一側的推力板上，拉繩式角度測量儀和拉繩式位移計分別與無線發(fā)射器連接且由電池盒供電，所述外殼底部設置定位銷。以上這些技術對于如何防止?jié)仓C脫軌、傾覆并未給出具體的指導方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置，當無砟軌道澆筑機在施工過程中遇到或(或字是否該去掉)存在脫軌或傾覆等安全隱患的工況時，它能確保澆筑機的駕駛室所行走的工具軌所受的壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，從而達到防止?jié)仓C脫軌、傾覆的目的，消除安全隱患。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置，具有主車架、安裝于主車架上的支架、支撐在支架上的螺旋輸送裝置、螺旋布料裝置、行走在工具軌上的駕駛室、安裝于駕駛室內(nèi)的控制器和顯示器(顯示器可為液晶顯示器)，其技術方案在于:所述支架的端部前后各設有兩個共四個呈懸掛的第一電液伺服液壓油缸，螺旋布料裝置通過這四個第一電液伺服液壓油缸懸掛于支架上而使支架、四個第一電液伺服液壓油缸、螺旋布料裝置構成并聯(lián)機構，每個第一電液伺服液壓油缸中的第一伺服電動機皆連接與之對應的一個第一伺服控制器，每個第一伺服控制器皆分別與上述控制器相連接(每個第一電液伺服液壓油缸中的液壓油缸皆與澆筑機上的液壓系統(tǒng)相連接)；所述支架上、螺旋布料裝置上分別安裝傾角傳感器，駕駛室上安裝兩維傾角傳感器；所述駕駛室的兩側各設置兩個共四個行走在模板槽鋼上的可伸縮支腿伺服系統(tǒng)，每個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)具有行走在模板槽鋼上的滾輪、起可伸縮支腿作用的第二電液伺服液壓油缸，滾輪安裝于與之對應的第二電液伺服液壓油缸的缸筒的底端，每個第二電液伺服液壓油缸中的第二伺服電動機皆連接與之對應的一個第二伺服控制器，每個第二伺服控制器皆分別與上述控制器相連接；在駕駛室的中間位置安裝有行走在工具軌上的兩個支撐輪，兩個支撐輪上分別安裝壓力傳感器，上述傾角傳感器和兩維傾角傳感器以及壓力傳感器皆通過導線分別與控制器相連接，控制器與顯示器相連接；在駕駛室的頂部安裝有滑臺伺服系統(tǒng)，滑臺伺服系統(tǒng)具有縱向滑塊、由駕駛室限位支撐的呈縱向設置的第一絲杠(第一滾動絲杠)、連接縱向滑塊與第一絲杠的第一絲母、橫向滑塊、由駕駛室限位支撐的呈橫向設置的第二絲杠(第二滾動絲杠)、連接橫向滑塊與第二絲杠的第二絲母、與第一絲杠傳動連接的第三伺服電動機、與第二絲杠傳動連接的第四伺服電動機、與第三伺服電動機相連接的第三伺服控制器、與第四伺服電動機相連接的第四伺服控制器，第三伺服控制器、第四伺服控制器分別與上述控制器相連接，縱向滑塊的下面固定有第一絲母，第一絲母與第一絲杠螺紋連接，橫向滑塊的下面固定有第二絲母，第二絲母與第二絲杠螺紋連接。
[0005]上述技術方案中，所述的螺旋布料裝置通過四個第一電液伺服液壓油缸懸掛于支架上的具體結構是，每個第一電液伺服液壓油缸中的缸筒與支架鉸接，活塞桿與螺旋布料裝置鉸接。
[0006]本發(fā)明所述的螺旋布料裝置通過四個第一電液伺服液壓油缸懸掛于支架上，所述支架上、螺旋布料裝置上分別安裝傾角傳感器，駕駛室上安裝兩維傾角傳感器；支撐輪上安裝壓力傳感器，上述傾角傳感器和兩維傾角傳感器以及壓力傳感器皆分別與控制器相連接。所述駕駛室的兩側各設置兩個行走在模板槽鋼上的可伸縮支腿伺服系統(tǒng)，在駕駛室的頂部安裝有滑臺伺服系統(tǒng)。這樣本發(fā)明能夠達到的積極效果如下:①在澆筑機遇到曲線段超高結構施工時，利用支撐輪上的壓力傳感器實時監(jiān)測工具軌所承受的壓力，利用螺旋布料裝置和支架上的傾角傳感器監(jiān)測二者的傾斜角度，將監(jiān)測信號傳遞給控制器，通過調整并聯(lián)機構的第一電液伺服液壓油缸，將螺旋布料裝置(螺旋布料機)向相反方向傾斜，改變主車架重心以消除對工具軌施加的側壓力，保證工具軌所受壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，達到防脫軌、防傾覆的目的。②當駕駛室行走在曲線段超高結構路段時(駕駛室會發(fā)生側向偏轉)，利用支撐輪上的壓力傳感器實時監(jiān)測工具軌所承受的壓力，利用駕駛室上的兩維傾角傳感器監(jiān)測駕駛室傾斜角度，壓力傳感器、兩維傾角傳感器將監(jiān)測信號傳遞給控制器，利用滑臺伺服系統(tǒng)控制橫向滑塊的移動；當上下坡時，駕駛室會發(fā)生俯仰，利用滑臺伺服系統(tǒng)控制縱向滑塊的滑動，在操作的同時，利用支撐輪上的壓力傳感器來監(jiān)測工具軌所受壓力，保證工具軌所受壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，以此來達到防脫軌、防傾覆的目的。③當駕駛室行走在直線段上下坡或曲線段超高結構路段時，利用可伸縮支腿伺服系統(tǒng)調整可伸縮支腿的伸縮，同時利用支撐輪上的壓力傳感器監(jiān)測工具軌所受壓力，保證該壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，以此來達到防脫軌、防傾覆的目的。
[0007]本發(fā)明當無砟軌道澆筑機在施工過程中遇到或存在脫軌或傾覆等安全隱患的工況時，能夠根據(jù)傾角傳感器、兩維傾角傳感器、壓力傳感器的反饋信息，通過控制螺旋布料裝置的偏擺、滑塊(指橫向滑塊或縱向滑塊)的滑動、可伸縮支腿的伸縮，保證澆筑機的駕駛室所行走的工具軌所受的壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，實現(xiàn)了防止?jié)仓C脫軌、傾覆的目的，消除了安全隱患，確保了施工穩(wěn)定性、澆筑質量可靠性和施工安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的電路控制框圖。
[0010]圖3為澆筑機在上部超高工況時的結構示意圖。
[0011]圖4為澆筑機在下部超高工況時的結構示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明中駕駛室、可伸縮支腿伺服系統(tǒng)、支撐輪相連接的結構示意圖。
[0013]圖6為本發(fā)明中一個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)的結構示意圖。
[0014]圖7為本發(fā)明中滑臺伺服系統(tǒng)的結構示意圖(俯視圖)。
[0015]圖8為本發(fā)明的滑臺伺服系統(tǒng)中縱向滑塊、第一絲母、第三伺服電動機、第三伺服控制器相連接的結構示意圖(或者說是橫向滑塊、第二絲母、第四伺服電動機、第四伺服控制器相連接的結構示意圖)。

【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，本發(fā)明的無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置具有主車架14、安裝于主車架14上的支架12、支撐在支架12上的螺旋輸送裝置13、(懸掛在支架12上的)螺旋布料裝置9、行走在工具軌上的駕駛室(司機室)5、安裝于駕駛室5內(nèi)的控制器15和(液晶)顯示器16。其特點是所述支架12的端部前后各設有兩個共四個呈懸掛的第一電液伺服液壓油缸8，螺旋布料裝置9通過這四個第一電液伺服液壓油缸8懸掛于支架12上而使支架、四個第一電液伺服液壓油缸、螺旋布料裝置構成并聯(lián)機構。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，上述螺旋布料裝置9通過四個第一電液伺服液壓油缸8懸掛于支架12上的具體結構是,每個第一電液伺服液壓油缸8中的缸筒與支架12鉸接，活塞桿與螺旋布料裝置9鉸接(缸筒位于活塞桿的上面)。每個第一電液伺服液壓油缸8中的第一伺服電動機81皆連接與之對應的一個第一伺服控制器82，每個第一伺服控制器82皆與分別上述控制器15相連接，每個第一電液伺服液壓油缸8中的液壓油缸皆與澆筑機上的液壓系統(tǒng)相連接。所述支架12上、螺旋布料裝置9上分別安裝傾角傳感器11、10，駕駛室5上安裝兩維傾角傳感器4。如圖1、圖2、圖5、圖6、圖7所示，所述駕駛室5的兩側各設置兩個行走在模板槽鋼上的可伸縮支腿伺服系統(tǒng)3，每個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)3具有行走在模板槽鋼上的滾輪32、起可伸縮支腿作用的第二電液伺服液壓油缸31，滾輪32安裝于與之對應的第二電液伺服液壓油缸31的缸筒的底端，第二電液伺服液壓油缸31的活塞桿(頂端)與一個方形框架鉸接，該方形框架與駕駛室5的(主框架)的兩側固定連接，可參見圖7。上述模板槽鋼本身為已有技術，為模板與槽鋼的組合，從軌道結構分析，(四個)所述滾輪32分別行走(走行)在駕駛室的兩側的槽鋼上，(縱向)模板分左右兩側設置并與基礎固定連接，槽鋼位于(縱向)模板的外側，槽鋼焊接在與其對應的模板外側(作為主車的走行軌道)，可參見JZJ-2000型雙塊式無砟軌道混凝土澆筑機的研究與設計，工程機械，第41卷2010年4月，第41頁，走行系統(tǒng)。每個第二電液伺服液壓油缸31中的第二伺服電動機311皆連接與之對應的一個第二伺服控制器312，每個第二伺服控制器312皆分別與上述控制器15相連接。在駕駛室5的中間位置安裝有行走在工具軌上的兩個支撐輪1，兩個支撐輪I上分別安裝壓力傳感器2、2'，上述傾角傳感器11、傾角傳感器10和兩維傾角傳感器4以及壓力傳感器2、2'皆通過導線分別與控制器15相連接，控制器15與顯示器16相連接。如圖1、圖2、圖7、圖8所示，在駕駛室5的頂部6安裝有滑臺伺服系統(tǒng)7，滑臺伺服系統(tǒng)7具有縱向滑塊71、由駕駛室5限位支撐的呈縱向設置的第一絲杠(第一滾動絲杠)77、連接縱向滑塊71與第一絲杠77的第一絲母711、橫向滑塊72、由駕駛室5限位支撐的呈橫向設置的第二絲杠(第二滾動絲杠)78、連接橫向滑塊72與第二絲杠78的第二絲母712、與第一絲杠77傳動連接的第三伺服電動機73、與第二絲杠78傳動連接的第四伺服電動機75、與第三伺服電動機73相連接的第三伺服控制器74、與第四伺服電動機75相連接的第四伺服控制器76，第三伺服控制器74、第四伺服控制器76分別與上述控制器15相連接?？v向滑塊71的下面固定有第一絲母711，第一絲母711與第一絲杠77螺紋連接，橫向滑塊72的下面固定有第二絲母712，第二絲母712與第二絲杠78螺紋連接。上述控制器15包括CPU、兩類接口電路。所述的兩類接口電路(通過導線)分別與顯示器、各傳感器、各伺服控制器相連接。控制器本身為已有技術。
[0017]如圖3所示，澆筑機運行在上部超高路段時，駕駛室是傾斜的，會對工具軌產(chǎn)生側向壓力，此時應根據(jù)壓力傳感器和傾角傳感器的反饋信息，調整第二電液伺服液壓油缸(即可伸縮支腿)的長度和橫向滑塊的移動來改變駕駛室的重心以保證工具軌所受壓力大小恒定，且無側向壓力。
[0018]如圖4所示，澆筑機運行在下部超高路段時，支架是傾斜的，意味著整個主車架也是傾斜的，這時存在脫軌和傾覆的安全隱患。利用壓力傳感器監(jiān)測工具軌的壓力值，利用傾角傳感器監(jiān)測螺旋布料裝置偏擺的角度，及時將壓力信號和角度信號傳遞給駕駛室內(nèi)的的控制器。根據(jù)傳感器的反饋信息，利用控制器調整并聯(lián)機構的第一電液伺服液壓油缸，將螺旋布料裝置(螺旋布料機)向相反方向適當傾斜，以此來達到防脫軌、防傾覆的目的，消除安全隱患。
[0019]如圖7所示，駕駛室行走在工具軌上，在駕駛室的頂部安裝有滑臺伺服系統(tǒng)，在遇到曲線段超高結構時，駕駛室會發(fā)生側向偏轉，這時應利用滑臺伺服系統(tǒng)將橫向滑塊向駕駛室偏轉的相反方向移動，通過超高結構之后將橫向滑塊調回到原位置。在操作的同時，利用支撐輪上的壓力傳感器來監(jiān)測工具軌所受壓力，保證工具軌所受壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定，以此來達到防脫軌、防傾覆的目的，消除安全隱患。
[0020]當上下坡時，駕駛室會發(fā)生俯仰，因此在駕駛室上坡時，利用滑臺伺服系統(tǒng)將縱向滑塊適當前移，上坡結束時將縱向滑塊調回到原位置；當駕駛室下坡時，利用滑臺伺服系統(tǒng)將縱向滑塊適當后移，下坡結束時將縱向滑塊調回到原位置。在操作的同時，利用支撐輪上的壓力傳感器來監(jiān)測工具軌所受壓力，保證工具軌所受壓力方向豎直(即垂直于軌道平面)、大小恒定。
[0021]如圖5所示，駕駛室的重量由兩側行走在模板槽鋼的四個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)和中間行走在工具軌上的兩個支撐輪支承，在駕駛室行走過程中，利用支撐輪上的壓力傳感器來監(jiān)測工具軌所受壓力，當工具軌受到右側側向壓力時，通過伸長右側的(起支腿作用的)第二電液伺服液壓油缸和縮短左側的(起支腿作用的)第二電液伺服液壓油缸來消除工具軌所受側向壓力，并保證壓力大小恒定；當工具軌受到左側側向壓力時，通過伸長左側的(起支腿作用的)第二電液伺服液壓油缸和縮短右側的(起支腿作用的)第二電液伺服液壓油缸來消除工具軌所受側向壓力，并保證壓力大小恒定。
【權利要求】
1.一種無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置，具有主車架(14)、安裝于主車架上的支架(12)、支撐在支架上的螺旋輸送裝置(13)、螺旋布料裝置(9)、行走在工具軌上的駕駛室(5)、安裝于駕駛室內(nèi)的控制器(15)和顯示器(16)，其特征在于: 所述支架(12)的端部前后各設有兩個共四個呈懸掛的第一電液伺服液壓油缸(8)，螺旋布料裝置(9)通過這四個第一電液伺服液壓油缸(8)懸掛于支架(12)上而使支架、四個第一電液伺服液壓油缸、螺旋布料裝置構成并聯(lián)機構，每個第一電液伺服液壓油缸(8 )中的第一伺服電動機(81)皆連接與之對應的一個第一伺服控制器(82)，每個第一伺服控制器(82)皆分別與上述控制器(15)相連接； 所述支架(12)上、螺旋布料裝置(9)上分別安裝傾角傳感器(11、10)，駕駛室(5)上安裝兩維傾角傳感器(4); 所述駕駛室(5)的兩側各設置兩個共四個行走在模板槽鋼上的可伸縮支腿伺服系統(tǒng)(3)，每個可伸縮支腿伺服系統(tǒng)(3)具有行走在模板槽鋼上的滾輪(32)、起可伸縮支腿作用的第二電液伺服液壓油缸(31)，滾輪(32)安裝于與之對應的第二電液伺服液壓油缸(31)的缸筒的底端，每個第二電液伺服液壓油缸(31)中的第二伺服電動機(311)皆連接與之對應的一個第二伺服控制器(312)，每個第二伺服控制器(312)皆分別與上述控制器(15)相連接； 在駕駛室(5 )的中間位置安裝有行走在工具軌上的兩個支撐輪(I)，兩個支撐輪(I)上分別安裝壓力傳感器(2、2')，上述傾角傳感器(11、10)和兩維傾角傳感器(4)以及壓力傳感器(2、2')皆通過導線分別與控制器(15)相連接； 在駕駛室(5)的頂部安裝有滑臺伺服系統(tǒng)(7)，滑臺伺服系統(tǒng)(7)具有縱向滑塊(71)、由駕駛室限位支撐的呈縱向設置的第一絲杠(77)、連接縱向滑塊與第一絲杠的第一絲母(711)、橫向滑塊(72)、由駕駛室限位支撐的呈橫向設置的第二絲杠(78)、連接橫向滑塊與第二絲杠的第二絲母(712)、與第一絲杠傳動連接的第三伺服電動機(73)、與第二絲杠傳動連接的第四伺服電動機(75)、與第三伺服電動機相連接的第三伺服控制器(74)、與第四伺服電動機相連接的第四伺服控制器(76)，第三伺服控制器(74)、第四伺服控制器(76)分別與上述控制器(15)相連接，縱向滑塊(71)的下面固定有第一絲母(711)，第一絲母(711)與第一絲杠(77)螺紋連接，橫向滑塊(72)的下面固定有第二絲母(712)，第二絲母(712)與第二絲杠(78)螺紋連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的無砟軌道混凝土澆筑機用的防脫軌防傾覆安全裝置，其特征在于上述螺旋布料裝置(9)通過四個第一電液伺服液壓油缸(8)懸掛于支架(12)上的具體結構是，每個第一電液伺服液壓油缸(8)中的缸筒與支架(12)鉸接，活塞桿與螺旋布料裝置(9)鉸接。
【文檔編號】E01B29/00GK104047211SQ201410322302
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權日:2014年7月8日
【發(fā)明者】郭文武, 楊紹普, 葛學民, 紀尊眾, 唐智斌, 韓彥軍, 潘存治, 汪西應, 邢海軍 申請人:石家莊鐵道大學, 河北新大地機電制造有限公司, 北京必創(chuàng)科技有限公司