一种轨道车辆检修机器人

技术领域

本发明涉及车辆检修技术领域，特别地，涉及一种轨道车辆检修机器人。

背景技术

轨道车辆在运行一段时间后，通常需要对车辆进行巡检。主要检查列车螺丝连接部分松动、部件老化、断裂等问题，降低列车运行过程中的安全隐患，保证列车的正常运行。

现有的列车巡检通常通过人工进行检修，浪费较多的人力。同时为了对列车的底部进行检查，需要人工钻到列车底部，由于轨道列车的车底与地面之间的距离较小，工人长期在狭小空间内作业容易疲劳，导致工作效率较低。

为此，市场上研发一种检修机器人，如专利号为CN111761347A所示，该检修机器人利用自动送钉装置为拧紧机器人输送紧固件，然后将紧固件进行拧紧，紧固件安装完毕后，利用紧固螺栓打标机器人对紧固后的紧固件进行打标处理。

上述检修机器人是在紧固件进行拧紧后进行打标处理。由于列车在出厂后，每个螺栓的位置均已经做了松动标记线，当螺栓松动后，螺栓与列车上的松动标记线会相互错开，显示螺栓松动。当对松动的螺栓进行检修紧固后，此时的松动标记线不一定能够再次对齐，再此基础上，利用上述的打标机器人进行打标处理，螺栓上出现多根标记线。当一个螺栓位置经过多次的检修后，标记线会进行重叠，影响下次的列车的检修，上述的检修机器人不具备将原有的松动标记线进行清除的功能。

因此，如何设计一种将原有松动标记线进行清除的检修机器人，成为本领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种轨道车辆检修机器人，解决松动螺栓拧紧以及清除原有松动标记线的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轨道车辆检修机器人，包括行走车，所述行走车上安装有两个机械臂，其中一个机械臂上安装有用于检查防松标记线的检修镜头，另一个机械臂上安装有机械爪，所述行走车上安装有用于控制机械臂运转以及接收所述检修镜头检修图像的控制单元；所述行走车上安装有工具箱和清理箱，所述工具箱内设有紧固扳手以及喷涂枪，所述清理箱内部设有用于盛放清理液的清理室，所述清理室内设有毛刷，所述紧固扳手、喷涂枪以及毛刷上均设有供所述机械爪夹持的凹槽；所述清理室内设有对毛刷进行清理的清理装置，毛刷未使用状态下，所述毛刷的刷头延伸至清理液的液面下侧；所述机械爪上设有用于喷涂枪喷液的按压机构，所述按压机构与所述控制单元电性连接。

进一步的，所述喷涂枪包括枪体，安装在枪体上的喷涂壶以及用于喷出喷涂液的喷涂部，所述喷涂部与所述喷涂壶之间安装有电控阀门，所述枪体上安装有控制所述电控阀门开启或关闭的电控按钮，喷涂时，所述电控按钮处于闭合状态，未喷涂时，所述电控按钮处于开启状态。

进一步的，所述按压机构包括固定在所述机械爪上的触压电磁阀，所述触压电磁阀与控制单元电性连接；所述触压电磁阀包括前后移动的触压板，喷涂时，所述触压板与所述电控按钮相抵。

进一步的，所述枪体的顶部安装有可拆卸设置的连接座，所述连接座的周壁开设有供所述机械爪夹持的第二凹槽，对喷涂枪夹持时，所述机械爪延伸至所述第二凹槽内。

进一步的，所述行走车采用履带式行走机构。

进一步的，所述清理箱内部还设有用于存放清水的清水室，所述清理箱的外侧安装有混液槽，所述清理室与所述混液槽之间安装有第一排液阀，所述清水室与所述混液槽之间安装有第二排液阀，排液时，所述第一排液阀与所述第二排液阀同时开启。

进一步的，所述清理室的顶壁与所述清理箱的外壁设有安装孔，所述安装孔的内壁固定设有限位块，所述毛刷的底部周壁开设有限位槽，所述毛刷放置在所述安装孔内且所述限位槽的顶壁与所述限位块的上壁相抵。

进一步的，所述工具箱的顶部设有箱盖，所述箱盖上设有插入孔以及安装槽，所述插入孔贯穿所述箱盖，所述紧固扳手以及喷涂枪分别穿过在所述插入孔和安装槽放置在所述工具箱内。

进一步的，所述工具箱的内腔中设有若干个分别对紧固扳手和喷涂枪进行定位的定位电磁阀，所述插入孔以及安装槽的周壁固定设有红外传感器，所述红外传感器与所述定位电磁阀电性连接，所述红外传感器与所述定位电磁阀之间设有延时模块，红外传感器将工具插入信号传递至定位电磁阀后，延时一时间段，定位电磁阀的阀杆伸出并与所述紧固扳手以及喷涂枪的外壁相抵。

进一步的，所述定位电磁阀与所述控制单元电性连接，所述控制单元包括机械爪位置标定模块，当机械爪抓取紧固扳手或喷涂枪有向上移动趋势时，所述控制单元向所述定位电磁阀输出控制定位电磁阀阀杆缩回的信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用行走车以及机械臂替代工人在列车下行走，降低检修工人的劳动强度；

利用检修镜头对列车底部的防松标记线的图像进行记录并传递至控制单元，由控制单元判断螺栓是否松动，进而判断是否需要对螺栓进行紧固处理；

当螺栓松动时，利用机械爪与紧固扳手的凹槽进行配合，实现紧固扳手的夹持，利用紧固扳手对松动的螺栓进行拧紧处理，然后利用机械爪夹持蘸取清理液的毛刷对防松标记线进行清除，最后利用机械爪夹持喷涂枪在螺栓与车底上喷涂防松标记线，方便对列车的下次检修，防止多根防松标记线重叠，影响检修结果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明工具箱第一视角结构示意图；

图3为本发明工具箱第二视角结构示意图；

图4为本发明工具箱的剖视图；

图5为本喷涂枪的剖视图；

图6为本发明机械爪的结构示意图；

图7为本发明紧固扳手的结构示意图；

图8为喷涂枪作业状态下结构示意图；

图9为本发明清理箱的结构示意图；

图10为清理箱第一视角的剖视图；

图11为清理箱第二视角的剖视图。

1、图中：1、行走车；11、第一机械臂；12、第二机械臂；111、机械爪；121、检修镜头；13、工具箱；131、箱盖；1311、插入孔；1312、监控槽；1313、安装槽；132、封堵塞；133、充电座；14、清理箱；141、清水室；142、清理室；143、盖板；144、安装孔；145、限位块；2、紧固扳手；21、第一凹槽；22、定位槽；3、喷涂枪；31、电控按钮；32、喷涂壶；33、喷涂部；331、喷涂口；34、电控阀门；35、充电触头；4、连接座；41、第二凹槽；5、触压电磁阀；6、毛刷；61、第三凹槽；62、限位槽；71、第一排液阀；72、第二排液阀；8、定位电磁阀；9、混液槽；10、红外传感器。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种轨道车辆检修机器人，主要用于轨道列车车底的巡检，对松动的螺栓进行紧固，并将原有的防松标记线清除，然后重新喷涂防松标记线，防止紧固螺栓多次检修后，防松标记线重叠，影响下侧的列车检修。

如图1所示，该检修机器人包括行走车1，所述行走车1上安装有两个机械臂，其中一个机械臂上安装有对防松标记线进行检查的检修镜头121，另一个机械臂上安装有机械爪111，其中机械爪111用于工具的夹持，完成螺栓的紧固以及防松标记线的重新喷涂。

在本实施例中，所示机械臂分别为第一机械臂11和第二机械臂12，所述第一机械臂11和第二机械臂12均采用六轴机械臂，便于机械爪111和检修镜头121任意角度的转动。

在本实施例中，所述机械爪111安装在所述第一机械臂11上，所述检修镜头121安装在第二机械臂12上。

在本实施例中，所述行走车1上安装有控制单元，所述控制单元与所述检修镜头121电性连接，其中所述控制单元用于控制两个机械臂的转动以及机械爪111的运转，在本实施例中，所述控制单元采用型号为TVIS1000的列车车底检测机器人的控制系统，本控制单元能够接收检修镜头121的检修图像并对图像信息进行处理。

为了能对松弛的螺栓进行紧固，在本实施例中，如图2和图9所示，所述行走车1上安装有工具箱13和清理箱14，其中，所述工具箱13内部设有紧固扳手2以及喷涂枪3，所述清理箱14内部设有毛刷6，所述紧固扳手2、喷涂枪3以及毛刷6上均设有供所述机械爪111夹持的凹槽。

为了实现松弛螺栓的紧固，其中过程如下：第一步，通过控制单元控制行走车1在列车底部的轨道上行走，并控制第二机械臂12转动，利用检修镜头121拍摄列车底部的螺栓，带有防松标记线的图片传送至控制单元与事先录入的图片进行比对，当螺栓上的防松标记线相互错位时，判断螺栓属于松弛状态，控制单元控制第一机械臂11移动并夹持紧固扳手2，然后利用紧固扳手将螺栓拧紧，然后将紧固扳手2归位；

第二步，利用机械爪111夹持毛刷6并对松弛螺栓位置处的防松标记线进行清除，清理完毕后，将毛刷6归位；

第三步，利用机械爪111夹持喷涂枪3移动至紧固完毕后的螺栓位置，控制喷涂枪3中喷涂液的喷出并在螺栓上喷出防松标记线，然后将喷涂枪3归位；完成松弛螺栓的紧固。

在本实施例中，如图10所示，所述清理箱14内部设有用于存放清理液的的清理室142，其中，所述毛刷6的刷头延伸至清理液的液面下侧。

为了对清理后毛刷6的清理，在本实施例中，所述清理室142内部设有清理装置，其中，清理装置采用常规的超声波清理模组。

由于轨道列车的宽度是有一定的规格，常规的四轮式行走车的转弯半径较大，不方便行走车的转弯以及掉头，为此在本实施例中，如图1所示，所述行走车1包括行走机构，其中，所述行走机构采用履带式行走机构，能够减小行走车的转弯半径。

在本实施例中，所述行走车1采用远程控制，为了能够延长检修机器人的工作时间，在本实施例中，降低行走车的重量，故此，所述履带式行走机构的履带材料为橡胶材料。

为了能够提高防松标记线以及毛刷6的清理效果，需要将清理液的浓度进行提高，当检修机器人，检修完毕后，清理液的排出容易与橡胶履带碰触进而对履带造成腐蚀。因此，在本实施例中，如图10所示，所述清理箱14内部设有用于存放清水的清水室141，如图9和图11所示，所述清理箱14的外侧固定设有混液槽9，所述混液槽9与所述清理室142之间安装有第一排液阀71，混液槽9与所述清水室141之间安装有第二排液阀72，清理液排出时，所述第一排液阀71和第二排液阀72同时开启，并将清水和清理液排放至混液槽9内部，进而对清理液进行稀释，降低清理液的浓度，减小对橡胶履带的侵蚀。

为了向清水室141和清理室142内部注入液体，在本实施例中，如图9和图10所示，所述清理箱14的上端设有对清水室141和清理室142进行封堵的盖板143，机器人检修前，将盖板143开启，分别向清水室141和清理室142内部添加清水和清理液，进而实现检修前的准备。

为了对毛刷6进行放置，在本实施例中，如图10和图11所示，所述清理室142的顶壁与所述清理箱14的外壁之间连通设有安装孔144，所述安装孔144的内壁固定设有限位块145，所述毛刷6的周壁设有限位槽62，所述毛刷6放置在所述安装孔144内，且所述限位槽62的顶壁与所述限位块145的上壁相抵，进而限制毛刷6继续下移动，进而对毛刷6的位置进行限定。

为了实现机械爪111对毛刷6的夹持，在本实施例中，如图11所示，所述毛刷6的周壁设有两个沿着毛刷6轴向设置的第三凹槽61，当机械爪111对毛刷6进行夹持时，所述机械爪111延伸至所述第三凹槽61内。方便机械转111对毛刷6进行夹取。

在本实施例中，所述工具箱13包括箱盖131，其中，所述箱盖131上开设有插入孔1311以及安装槽1313，所述紧固扳手2与所述喷涂枪3分别穿过所述插入孔1311和安装槽1313延伸至所述工具箱13内，进而实现紧固扳手2和喷涂枪3的放置。

为了方便机械爪111对紧固扳手2进行夹持，在本实施例中，如图7所示，所述紧固扳手2的周壁开设有两个沿着紧固扳手2轴向设置的第一凹槽21，对紧固扳手2进行夹持时，所述机械爪111延伸至所述第一凹槽21内。

为了方便对喷涂枪3进行夹持，在本实施例中，如图4和图5所示，所述喷涂枪3上安装有通过螺栓进行固定的连接座4，所述连接座4的周壁设有两个沿着连接座4轴向设置的第二凹槽41，对喷涂枪3进行夹持时，所述机械爪111延伸至所述第二凹槽41内，此时如图8所示。

为了实现工具箱13内部紧固扳手2和喷涂枪3的固定，在本实施例中，如图2、图3和图4所示，所述工具箱13的内腔中安装有若干个定位电磁阀8，所述定位电磁阀8与所述控制单元电性连接，紧固扳手2和喷涂枪3放置在工具箱13内部时，此时定位电磁阀8的阀杆延伸与所述固定扳手2或喷涂枪3的外壁相抵，进而对工具进行固定。

为了加强对工具固定的稳定性，所述紧固扳手2和所述喷涂枪3的外壁开设有供所述定位电磁阀8阀杆插入的定位槽22，工具定位状态下，所述定位电磁阀8的阀杆与所述定位槽22的内壁相抵。

为了能够实现定位电磁阀8阀杆的伸出控制，在本实施例中，如图4所示，所述箱盖131上设有与所述插入孔1311连通的监控槽1312，所述监控槽1312内部固定安装有红外感应器10，其中所述红外感应器10与所述电磁阀8电性连接，所述红外感应器10与所述电磁阀8之间安装有延时模块，当红外感应器10检测到工具插入工具箱13内部时，此时红外感应器10将信号传递至延时模块并控制定位电磁阀8延时3-5秒的时间，然后将定位电磁阀8的阀杆伸出。

在本实施例中，为了实现定位电磁阀8阀杆的缩回，所述控制单元内设有机械爪位置标定模块，其中，检修机器人上设有一个初始原点并记录在控制单元内，当机械爪运动到任意位置时，此时，中控单元接收机械爪的位置信息并与初始原点进行比对，能够清楚的知道机械爪的空间坐标，当机械爪夹持紧固扳手2或喷涂枪3有向上一定的趋势时，此时机械爪的位置被中控单元读取，然后中控单元对该位置下方的定位电磁阀8输出一信号，进而控制定位电磁阀8的阀杆缩回。

在本实施例中，为了能够将喷涂枪3中的喷涂液向外喷出，在本实施例中，如图5所示，所述喷涂枪3包括枪体、存放喷涂液的喷液壶32以及喷涂部33，所述连接座4安装在所述枪体上，所述喷液壶32与所述喷涂部33之间安装有电控阀门34，所述枪体上安装有控制所述电控阀门34开启或关闭的电控按钮31喷涂时，所述电控按钮31闭合，未喷涂时，所述电控按钮31开启。

在本实施例中，如图5和图6所示，所述机械爪111上安装有按压电控按钮31的按压机构，在本实施例中，所述按压机构为触压电磁阀5，所述触压电磁阀5与所述控制单元电性连接，所述触压电磁阀5包括能够前后移动的触压板，喷涂时，所述触压板与所述电控按钮31相抵进而控制所述电控阀门34开启，此时喷液壶32内部的喷涂液从喷涂部33向外喷出。

在本实施例中，为了控制防松标记线的喷涂线型，所述喷涂部33上设有喷涂口331，其中，所述喷涂口331呈一字型，进行使喷出的喷涂液呈一条直线。

所述工具箱13的底部固定设有向上延伸的封堵塞132，当喷涂枪3放置在工具箱13内部时，如图4所示，所述封堵塞132延伸至所述喷涂口331内，对喷涂口331进行封堵。

在本实施例中，如图4所示，所述工具箱13的内壁设有充电座133，所述充电座133与电源电性连接如图8所示，所述喷涂枪3上设有充电触头35，当喷涂枪3放置在工具箱13内部时，所述充电座133与所述充电触头35相抵并形成通路以便对喷涂枪3进行充电。

在本实施例中，行走车采用电驱动方式，其中，行走车上安装有可拆卸的锂电池。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。