一种铁路作业车

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种铁路作业车。

背景技术

铁路工务部门每年都要进行大量的线路保养维护工作，这些线路保养维护工作包括枕木更换、道岔换砟、线路捣固、翻浆冒泥整治、修理侵限树枝、钢轨/岔心更换等。

上述线路保养维护工作多由人工实现，劳动强度大，效率低、安全隐患高。为此，目前存在一种安装有起重机或者高空作业平台的铁路维修车，能够辅助铁路工务人员完成部分作业，但其功能单一且简单，对施工效果和施工效率的改善并不显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路作业车，可用于铁路的线路保养维护工作，其功能多样，大大提升了线路保养维护工作的机械化水平，能够有效提高作业效率，降低铁路工务人员的劳动强度和劳动风险。

为实现上述目的，本发明提供一种铁路作业车，包括车体和两个分别设于所述车体长度方向的两端的作业转台；任一所述作业转台的转轴垂向分布；其中一个所述作业转台设有多关节机械臂，另一所述作业转台设有起重作业臂；所述多关节机械臂的臂体前端和所述起重作业臂的臂体前端均设有与作业属具连接的属具换接口。

优选地，两个所述作业转台均设于所述车体的顶面；所述车体的顶面还设有敞口向上、用于存放所述作业属具的工具仓；所述工具仓位于两个所述作业转台之间；所述多关节机械臂和所述起重作业臂二者分别朝向所述工具仓一侧的臂体作业长度不小于所述作业转台与所述工具仓的间距。

优选地，任一所述作业转台与所述工具仓之间设有预留通道。

优选地，所述起重作业臂为伸缩式作业臂；所述起重作业臂的臂体后端连接于所述作业转台。

优选地，所述作业属具包括挖斗、换枕器、捣固器、扒砟链、剪枝机、高空斗和吊具。

优选地，还包括紧邻所述作业转台的操作室；所述操作室包括座椅和操作控制台；所述座椅的转轴垂向分布；

与所述多关节机械臂位于同端的所述操作控制台包括用于控制所述多关节机械臂动作的第一作业臂驱动模块；

与所述起重作业臂位于同端的所述操作控制台包括用于控制所述起重作业臂动作的第二作业臂驱动模块。

优选地，所述车体的底部设有用以向枕木扣件涂油的涂油装置。

优选地，所述涂油器具体包括储油器、喷油口和扣件检测器；所述扣件检测器与所述喷油口的控制阀均连接于同一控制器。

优选地，所述车体的底部设有用以向相邻枕木之间补砟的补砟装置。

优选地，所述补砟装置具体包括料斗、砟口驱动器、和枕木检测器；所述砟口驱动器设于所述料斗的卸砟口；所述卸砟口在轨道铺设面内的投影尺寸不大于相邻枕木的间隙；所述砟口驱动装置和所述枕木检测器均连接于同一控制器。

相对于上述背景技术，本发明所提供的铁路作业车包括车体、两个分别设于车体长度方向的两端的作业转台、分别设于两个作业状态的多关节机械臂和起重作业臂。

该铁路作业车中，多关节机械臂和起重作业臂此二者的臂体前端均设有与作业属具连接的属具换接口。多关节机械臂的运动自由度高，可以与动作复杂性较高的作业属具连接；起重作业臂具有起重特性，因此可以与具备吊装功能的作业属具连接。多关节机械臂和起重作业臂分别连接于两个作业转台，这两个作业转台的转轴均垂向分布，因此，作业转台可带动多关节机械臂和起重作业臂相对于车体转动，方便操作人员操纵该铁路工作车。

该铁路作业车利用多关节机械臂和起重作业臂这两种动作特性各异的动力臂带动不同作业属具动作，从而完成不同维护检修作业，大幅提高了铁路公务中线路保养维护工作的机械化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的铁路作业车的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例所提供的铁路作业车在涂油装置处的局部结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、挖斗处的局部结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、换枕器处的局部结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的铁路作业车在换枕器处的局部放大图；

图7为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、剪枝机处的局部结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、扒砟链处的局部结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的铁路作业车采用扒砟链进行道路清筛时的动作示意图；

图10为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、捣固器处的局部结构示意图；

图11为本发明实施例所提供的铁路作业车在起重作业臂、吊具处的局部结构示意图；

图12为本发明实施例所提供的铁路作业车在起重作业臂、高空斗处的局部结构示意图。

其中，01-枕木扣件、02-轨道、03-道砟、04-枕木、05-钢轨/岔心、1-车体、2-多关节机械臂、3-起重作业臂、31-起重机、4-工具仓、41-围板、51-挖斗、52-换枕器、53-捣固器、54-扒砟链、55-剪枝机、56-高空斗、57-吊具、6-操作室、61-座椅、7-涂油装置、71-储油器、72-涂油驱动器、8-补砟装置、81-料斗、811-卸砟口、82-砟口驱动器、9-主控室、91-主控室电器柜、92-司控台、93-主控室座椅、10-辅助发电机、11-液压系统、12-空气制动系统、13-动力系统、14-作业转台、15-转向架、16-车钩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图12，图1为本发明实施例所提供的铁路作业车的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本发明实施例所提供的铁路作业车在涂油装置处的局部结构示意图；图4为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、挖斗处的局部结构示意图；图5为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、换枕器处的局部结构示意图；图6为本发明实施例所提供的铁路作业车在换枕器处的局部放大图；图7为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、剪枝机处的局部结构示意图；图8为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、扒砟链处的局部结构示意图；图9为本发明实施例所提供的铁路作业车采用扒砟链进行道路清筛时的动作示意图；图10为本发明实施例所提供的铁路作业车在多关节机械臂、捣固器处的局部结构示意图；图11为本发明实施例所提供的铁路作业车在起重作业臂、吊具处的局部结构示意图；图12为本发明实施例所提供的铁路作业车在起重作业臂、高空斗处的局部结构示意图。

本发明提供一种铁路作业车，包括可沿轨行走的车体1和分别设于车体1两端的作业转台14；其中一个作业转台14安装有多关节机械臂2，另外一个作业转台14安装有起重作业臂3，两个作业转台14围绕各自垂向分布的转轴旋转，例如定轴旋转，从而带动多关节机械臂2和起重作业臂3相对于车体1旋转。

在该铁路作业车中，两个作业转台14分别设于车体1的长度方向的两端，由于车体1沿轨行走，因此，车体1的长度方向也就是轨道02的长度方向。多关节机械臂2和起重作业臂3分别安装于两个作业转台14；多关节机械臂2的臂体前端和起重作业臂3的臂体前端均设有与作业属具连接的属具换接口，由多关节机械臂2所连接的作业属具可以在车体1的一端执行特定作业，由起重作业臂3所连接的作业属具可以在车体1的另一端执行特定作业。

其中，多关节机械臂2的运动自由度高，因此多关节机械臂2可与挖斗51等动作复杂性较高的作业属具连接，从而驱动此类作业属具对铁路及其周边环境进行施工作业。起重作业臂3在起重机31的作用下具有起重功能，可承载和移动质量较大的物体，因此起重作业臂3通常与高空斗等具有装载作业的作业属具连接，从而驱动此类作业属具及其装载的物体相对于轨道02移动。

至于该铁路作业车的车体1，可设置为具备自走功能的车体1，例如车体1的转向架15安装有滚轮和驱动滚轮沿轨移动的驱动设备。前述车体1也可以设置为连挂车厢，采用铁路作业车对铁路及其周边施工时需要将连挂车厢通过车钩16连接至可行走的轨道车。

此外，上述车体1安装有用于为车体1行走提供动力的动力系统13、辅助发电机10和用于实现车体1快速制动的空气制动系统12。多关节机械臂2和起重作业臂3二者可自带各自的动力驱动系统，也可以由前述动力系统13提供作业动力。

综上，本发明所提供的铁路作业车利用多关节机械臂2和起重作业臂3这两种动作特性各异的动力臂在车体1的两端分别执行作业，包括前述两种动力臂在同一时间内分别在车体1的两端执行各自作业和前述两种动力臂在不同时间内单独执行作业。多关节机械臂2和起重作业臂3此二者的属具换接口可满足多种作业属具的快速安装，结合不同作业属具的用途，前述多关节机械臂2和起重作业臂3可以满足铁路的多种作业需求。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的铁路作业车做更进一步的说明。

本发明所提供的铁路作业车还设有工具仓4；工具仓4设于车体1的顶面，周侧设有围板41，其敞口向上，用于存放若干种类不同的作业属具，方便多关节机械臂2和起重作业臂3随时随地更换作业属具。

上述工具仓4和该铁路作业车的两个作业转台14均设于车体1的顶面。工具仓4位于两个作业转台14之间，且多关节机械臂2和起重作业臂3此二者分别朝向工具仓4一侧的臂体作业长度均不小于作业转台14与工具仓4的间距。

举例来说，多关节机械臂2位于工具仓4的左侧；与多关节机械臂2连接的作业转台14为第一作业转台14。当第一作业转台14带动多关节机械臂2转动至多关节机械臂2向右延伸时，由于多关节机械臂2的臂体作业长度大于或等于第一作业转台14与工具仓4的间距，因此，此时多关节机械臂2的臂体前端处于工具仓4的正上方，多关节机械臂2可以利用其属具换接口更换作业属具。

其中，臂体作业长度指的是多关节机械臂2向不同方向延伸时，多关节机械臂2的臂体与特定对象之间的最大操作距离。例如，第一作业转台14和工具仓4均设于车体1的顶面，因此，朝向工具仓4延伸的多关节机械臂2的臂体作业长度可以看作是多关节机械臂2在水平面内的投影尺寸。

进一步地，该铁路作业车可在任意一个作业转台14和工具仓4之间设置预留通道，方便操作人员在作业转台14和工具仓4之间通行。示例性的，该铁路作业车的任意一个作业转台14位于车体1沿宽度方向的一侧，令车体1沿宽度方向的另一侧空置，以便在作业转台14和工具仓4之间留出一条可供操作人员自由通行的空间，同时方便存放长度较大的物料。

可见，该铁路作业车不仅可用于铁路的线路保养维护工作，还具备货物装载和运输功能，实现随车附带线路保养维护工作所需的物料和工具。

为了改善该铁路作业车的施工作业，本发明优先采用伸缩式作业臂作为上文提及的起重作业臂3。

除了具备起重特性以外，伸缩式作业臂的臂体还具有伸缩特性。前述臂体可包括同轴套设的固定臂和活动臂，固定臂的根部连接于作业转台14，固定臂的头部与活动臂的根部套设，伸缩式作业臂可采用液压驱动活动臂相对于固定臂伸出和缩回，从而令伸缩式作业臂的臂体实现伸缩。

该伸缩式作业臂可采用液压系统11驱动。

该实施例中，起重作业臂3以作业转台14为支撑臂，由于起重作业臂3的根部连接于作业转台14，即起重作业臂3的臂体后端连接于转台，因此，若以起重作业臂3和作业转台14的连接位置为界，起重作业臂3的臂体可分为长臂和短臂，且前述短臂的臂长趋近于零。相比于常规的起重设备而言，该起重作业臂3利用车体1和设于车体1另一端的多关节机械臂2平衡起重作业臂3对车体1重心的影响，因此可以充分限缩短臂的臂长，避免因长臂向轨道02侧面偏转而导致短臂侵入相邻轨道02，影响相邻轨道02的正常运行。

上述起重作业臂3和多关节机械臂2分别通过各自的属具换接口可拆卸地更换安装不同的作业属具，从而满足轨道02施工和维护的不同作业需求。前述作业属具包括且不限于挖斗51、换枕器52、捣固器53、扒砟链54、剪枝机55、高空斗56和吊具57；挖斗51、换枕器52、捣固器53、扒砟链54、剪枝机55此五者连接于多关节机械臂2的属具换接口；高空斗56和吊具57此二者连接于起重作业臂3的属具换接口。

以下针对上述列举的作业属具的具体作业内容做简单说明。

多关节机械臂2的属具换接口连接换枕器52时，该铁路作业车可用于对待维护的轨道02实现换枕。换枕时，首先利用多关节机械臂2带动换枕器52旋转和平移，令换枕器52夹持并自轨道02的一侧抽出若干旧枕木04，以便在轨道02的特定区域留出一定空间，方便换枕器52的后续操作；其次驱动换枕器52夹持并取出待更换的某一旧枕木04，并将新枕木04安装于前述待更换的旧枕木04的安装位置处。前述步骤中，多关节机械臂2可带动换枕器52移动至该铁路作业车的工具仓4内投放旧枕木04并拿取新枕木04。在多关节机械臂2及其所在的作业转台14的驱动下，换枕器52根据换枕作业的具体运动需求或旋转，或平移，从而调整自身相对于轨道02的位置和角度。

其中，上述换枕作业的部分动作示意可参考图5和图6。

多关节机械臂2的属具换接口连接扒砟链54时，该铁路作业车可用于对待维护的轨道02实现清筛。对轨道清筛时，首先利用多关节机械臂2带动扒砟链54移动至轨道02沿宽度方向的一侧，同时令扒砟链54的高度低于轨道02中枕木04的安装高度；然后以扒砟链54的其中一个链轮的轴为转轴带动扒砟链54定轴旋转，令扒砟链54自枕木04下方进入轨道02；待扒砟链54处于某一枕木04的正下方时，启动扒砟链54的驱动设备，令扒砟链54的链条围绕两个链轮回转，从而利用前述链条的齿将扒砟链54所在位置的道砟03带离轨道02。

其中，上述清筛作业的部分动作示意可参考图8和图9。

至于挖斗51、捣固器53和剪枝机55，则分别结合多关节机械臂2实现补砟作业、捣固作业和修剪侵限树枝作业。其中，挖斗51用于挖取轨道02两侧预留的新道砟03并装填至补砟装置8内。前述作业的具体操作可参考现有技术，本文不做详细说明。

起重作业臂3的属具换接口连接高空斗56时，该铁路作业车用于辅助高空作业人员对铁路的接触网、隧道的检修作业。起重作业臂3的属具换接口连接吊具57时，该铁路作业车用于实现钢轨/岔心05更换作业。

针对以伸缩式作业臂作为起重作业臂3的铁路作业车而言，其可以通过调整伸缩式作业臂的臂长来优化具体作业的施工效果。

在另外一种具体实施例中，本发明所提供的铁路作业车还包括紧邻作业转台14的操作室6；操作室6内设有座椅61和操作控制台。

座椅61定轴旋转，座椅61的转轴平行于作业转台14的转轴，也就是说，座椅61和作业转台14均以垂线为轴旋转。通常，操作室6设于作业转台14，操作人员未单独驱动座椅61时，座椅61与作业转台14维持相对静止，此时座椅61的运动状态与作业转台14的运动状态保持一致；操作人员单独驱动座椅61旋转时，座椅61相对于作业转台14定轴旋转。

该铁路作业车的两个操作控制台分别连接多关节机械臂2和起重作业臂3，例如，前述两个操作控制台具体为与多关节机械臂2连接的第一操作控制台和与起重作业臂3连接的第二操作控制台。其中，第一操作控制台可控制多关节机械臂2动作，令多关节机械臂2带动多关节机械臂2连接的作业属具对铁路施工；第二操作控制台可控制起重作业臂3动作，令起重作业臂3带动起重作业臂3连接的作业属具对铁路施工。

上述第一操作控制台和第二操作控制台除了分别对多关节机械臂2和起重作业臂3进行驱动控制以外，还可以控制车体1的行走。简而言之，处于第一操作控制台内的操作人员既可以操纵多关节机械臂2及其连接的作业属具执行具体施工作业，还可以操纵车体1沿轨行走，从而更好地辅助于前述具体施工作业，方便双向行车和作业，满足单人操作需求。同理，第一操作控制台内的操作人员同样可以对起重作业臂3和车体1进行驱动控制。

上述第一操作控制台和第二操作控制台可以通过整车驱动模块控制车体1行走；第一操作控制台可以通过第一作业臂驱动模块控制多关节机械臂2动作，第二操作控制台可以通过第二作业臂驱动模块控制起重作业臂3动作。

此外，车体1内通常还设有主控制室，主控制室对车体1的行走和制动的控制优先级高于上述第一操作控制台和第二操作控制台对车体1的控制优先级。

除了座椅61和操作控制台以外，操作室6还可包括设于车体1的长度方向中部的主控室9。主控室9内设有司控台92、主控室电气柜91、主控室座椅93等，可以实现对整车的行车、制动和监控，并对车下作业装置例如下文提及的涂油装置7、补砟装置8加以控制。

进一步地，本发明所提供的铁路作业车还设有涂油装置7，涂油装置7设于车体1的底部，用于向枕木扣件01涂油，满足枕木扣件01的养护需求。

上述涂油装置7向枕木扣件01提供润滑油的具体方式多种多样，包括且不限于喷油、滴油。以涂油装置7向枕木扣件01喷油为例，本发明所采用的涂油器具体可包括储油器71、喷油口和扣件检测器；喷油口设有控制阀，该控制阀和扣件检测器均连接于同一控制器，控制器根据扣件检测器的检测结果调整控制阀的开度，从而控制喷油口的喷油状态。

示例性的，车体1沿轨行走时，扣件检测器常开，用于检测枕木扣件01相对于车体1的位置。在扣件检测器检测到车体1底部的喷油口对准枕木扣件01时，扣件检测器向控制器发送第一信号，控制器根据此第一信号操纵喷油口的控制阀开启，令储油器71内的润滑油自喷油口向前述枕木扣件01喷射。在扣件检测器检测到车体1底部的喷油口未对准枕木扣件01时，扣件检测器向控制器发送第二信号，控制器根据此第二信号操纵喷油口的控制阀关闭，喷油口停止喷射。

其中，为了精确控制喷油范围，在扣件检测器检测到车体1底部的喷油口对准枕木扣件01时，通过涂油驱动器72首先控制喷油口下降，令喷油口近距离对准枕木扣件01，与此同时，还可以令车体1低速行驶，从而实现向枕木扣件01定点定量涂油。

可见，在车体1行走过程中，控制器令涂油器间歇性喷射润滑油，实现对沿轨道02长度方向设置的若干枕木扣件01喷油养护。

此外，车体1的底部还可设置补砟装置8，用于向相邻枕木04之间自动投放道砟03，从而在车体1沿轨运行时实现快速补砟。

补砟装置8具体可包括盛装有道砟03的料斗81、设于料斗81的卸砟口811的砟口驱动器82和用于检测铁路的枕木位置的枕木检测器；砟口驱动器82用于控制卸砟口811的启闭，还可以用于控制卸砟口811的开度，其结构可类比阀门。其中，砟口驱动装置和枕木检测器均连接于同一控制器，从而实现控制器根据枕木检测器的检测结果控制砟口驱动装置的动作。

为了简化铁路作业车的补砟作业，上述卸砟口811的形状和尺寸可与铁路中相邻枕木04的间隙的形状和尺寸相互匹配。例如，当车体1沿轨行走至卸砟口811对准任意一对相邻枕04木的间隙时，卸砟口811在轨道铺设面内的投影可与相邻枕木04的间隙恰好重合，即卸砟口811在轨道铺设面内的投影形状与相邻枕木04的间隙形状相同，且卸砟口811在轨道铺设面内的投影尺寸与相邻枕木04的间隙尺寸相同。又例如，当车体1沿轨行走至卸砟口811对准任意一对相邻枕木04的间隙时，卸砟口811在轨道铺设面内的投影可重合于相邻枕木04的间隙中部，此时，卸砟口811在轨道铺设面内的投影范围处于相邻枕木04的间隙中部，相邻枕木04的间隙大于于前述投影范围。

通常，本发明所提供的实施例中，卸砟口811在轨道铺设面内的投影比相邻枕木04的间隙略小，以便卸砟口811一次性向相邻枕木04之间投放适量的道砟03，同时避免道砟03掉落于枕木04。

综上可见，本发明所提供的铁路作业车可沿轨自走或者连挂运行，设于车体1长度方向的两端的多关节机械臂2和起重作业臂3为不同作业属具提供了属具换接口。在多关节机械臂2和起重作业臂3这两个动作特性不同的作业臂的驱动下，该铁路作业车可以结合挖斗51、换枕器52、扒砟链54、剪枝机55、高空斗56、吊具57等多种作业属具完成铁路公务维修中的多种作业的机械化运作，大幅降低了人工劳动强度，提高了作业效率和作业质量。

以上对本发明所提供的铁路作业车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。