一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机及施工方法。


背景技术：

2.普通的轨排安装过程包括：散枕，现场铺设弹性垫板和铁垫板，进行铁垫板螺栓安装，安放轨下垫板，安放钢轨，安装轨距块，放置t型螺栓，弹条，平垫圈，使用螺丝机紧固螺栓。整个流程需要耗费大量的人工与时间成本，并且安装的准确度和质量不能得到保证。


技术实现要素：

3.本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，包括：行车轨道，由支撑柱和钢轨组成，固定于铺轨基地，行车轨道内铺设有轨枕；车体，移动的设置在钢轨上，车体内设置有下料系统，车体的下方设置有机械手臂；整体式垫板，设置在车体内，通过车体的下料系统安装在轨枕上，整体式垫板的位置和固定通过机械手臂完成；控制系统，包括置于车体上用于控制车体位置的位置传感器、置于机械手臂上用于轨排安装动作精准控制的位置传感器和置于下料系统内用于控制下料操作的精准控制的位置传感器。
4.优选地，所述整体式垫板包括弹性垫板，铁垫板，轨下垫板，绝缘轨距块，弹条，螺栓，螺栓固定板，其中弹性垫板由弹性平板和预留螺栓孔组成，铁垫板设置在弹性垫板的上方，通过螺栓和弹性垫板连接，轨下垫板设置在铁垫板上方，用于直接承轨，绝缘轨距块设置在轨下垫板的两端，所述弹条呈w型，末端固定于铁垫板上，能够做上下摆动，所述螺栓固定板连同螺栓固定于弹条上，能够随弹条上下摆动。
5.优选地，所述铁垫板由铁平板，第一螺栓孔，第二螺栓孔，圆形卡箍及立面挡块组成，第一螺栓孔和弹性垫板的螺栓孔对齐，通过螺栓紧固连接并预留一段距离以备整体式垫板安装时连接固定于轨枕上，第二螺栓孔为弹条安装时用于固定弹条的预留孔位，圆形卡箍用于固定弹条末端，保证弹条能够以末端为固定点上下摆动，两侧的立面挡块将中间区域隔开形成承轨槽，同时立面挡块的前端设有两个圆柱形轨道卡槽，并被外侧矩形卡槽包围住，圆柱形卡槽的最外侧设有能够拆卸的半圆形薄板，将绝缘轨距块限制于圆柱形轨道卡槽内，所述轨下垫板从铁垫板的外侧矩形卡槽下面插入并放置于承轨槽处。
6.优选地，所述绝缘轨距块由上平板、立面平板及两个平板相交处的挡块组成，立面平板中间挖有空隙，留有矩形插板，用于和铁垫板的外侧矩形卡槽装配，矩形插板的下方留有球形的卡体安装于铁垫板的圆柱形轨道卡槽中，并能够在轨道卡槽中上下移动。
7.优选地，所述机械手臂的数量为八个，机械手臂由底座，第一旋转轴，第一摆动臂，
第二摆动臂，伸缩臂，第二旋转轴，电动扳手组成，第一旋转轴控制机械手臂的转向，第一摆动臂和第二摆动臂控制机械手臂的位置，伸缩臂做推拉运动控制机械手臂前端的伸缩，第二旋转轴控制电动扳手的旋转，位置传感器安装在电动扳手上。
8.优选地，所述下料系统包括下料筐，第一滑轨，第二滑轨和末端滑块，下料筐装配于第一滑轨上，能够沿着第一滑轨做上下运动，末端滑块装配于第二滑轨上，能够沿着第二滑轨做前后运动，其中，位置传感器安装在下料框的底部。
9.优选地，所述车体内设有电源系统，能够持续为拼装机提供运作需要的电源。
10.一种施工方法，包括如下步骤：s1、工厂预制整体式垫板；s2、在轨排拼装基地拼装轨排。
11.优选地，所述步骤s1还包括如下步骤：s11、安装铁垫板：将弹性垫板放置在水平地面上，在弹性垫板的上层铺设铁垫板，铁垫板孔位与弹性垫板预留螺栓孔对齐；s12、螺栓连接：安放铁垫板后，进行铁垫板的第一螺栓孔的螺栓安装，并保证螺栓带丝部分全部涂油，螺栓安装时，需将一半的螺栓拧入第一螺栓孔中；s13、安装弹条：用圆形卡箍将弹条固定于铁垫板合适位置；s14、安装螺栓固定板：将螺栓固定板装配在弹条中间位置，再将螺栓放入螺栓固定板中间；s15、安装绝缘轨距块：将绝缘轨距块的球形卡体嵌入铁垫板的圆柱形轨道卡槽中，再安装能够拆卸半圆形薄板，并将绝缘轨距块的位置放置于最上方，再打开弹条压住绝缘轨距块；s16、安装轨下垫板：从铁垫板的外侧矩形卡槽下面插入轨下垫板，完成前置厂区整体式垫板安装工作。
12.优选地，所述步骤s2还包括如下步骤：s21、散枕：使用叉车将轨枕运送至轨排拼装基地，然后按照标准间隔进行散枕操作；s22、下料：将组装好的整体式垫板放置于下料框中，通过走行系统和车体的位置传感器控制整体式垫板移动到轨枕的正上方，驱动下料框沿着第一滑轨向下移动，直至下料框的位置传感器监测下降到轨枕上，此时两侧的末端滑块沿着第二滑轨依次向外移动，将整体式垫板放置于轨枕上，放置完成后，下料筐向上移动一个整体式垫板的高度，并将末端滑块归位托住剩余整体式垫板，再向上滑动收起下料筐；s23、安装垫板：通过机械手臂的第一旋转轴，第一摆动臂，第二摆动臂及伸缩臂的配合，将电动扳手抵住整体式垫板的前后方向，电动扳手上的位置传感器测量整体式垫板的偏移，如若超过误差范围，则通过驱动机械手臂进行整体式垫板前后方向的粗调工作，同理进行整体式垫板的左右方向的粗调工作，整体式垫板位置粗调工作完成后，控制机械手臂到达螺栓的正上方位置，驱动电动扳手旋转拧紧螺栓，将整体式垫板与轨枕紧固连接；s24、安放钢轨：车体安装完一条钢轨长度的全部垫板之后，移动到轨枕之外待机，人工操作吊车安放钢轨，使钢轨落入承轨槽中；s25、拼装轨排：钢轨安放完毕后，车体移动到轨枕位置，控制机械手臂的电动扳手
到弹条下面，向上移动抬起弹条，再移动电动扳手抵住绝缘轨距块，向前移动，至绝缘轨距块处于竖直方向，随后将电动扳手重新移动到绝缘轨距块的正上方并向下推动，使绝缘轨距块的矩形插板插入铁垫板的外侧矩形卡槽中，并卡在钢轨和铁垫板的立面挡块之间，完成绝缘轨距块的安装，接着移动电动扳手至弹条的上方，再向下推动弹条，直至压在绝缘轨距块上，最后将电动扳手移动到螺栓固定板的上方，将螺栓压入螺栓孔处，再驱动电动扳手旋转拧紧螺栓，将轨排安装完毕。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用本发明能够以实现轨排智能拼装的操作，整体式垫板能够以在工厂中预制装配，装配化程度高，能够以大大节省人力物力。现场的施工工艺流程短，操作简单，机械化程度高，增加了施工质量和效率。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明所述基于整体式垫板的智能轨排拼装机施工示意图；图2为本发明整体式垫板结构示意图；图3为本发明铁垫板结构示意图；图4为图3中a部分结构放大图；图5为绝缘轨距块结构示意图；图6为智能轨排拼装车结构示意图；图7为智能轨排拼装车机械手臂结构示意图；图8为智能轨排拼装车下料系统结构示意图；图9为智能轨排拼装车下料系统另一角度的结构示意图。
具体实施方式
15.下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
16.请参考图1至图9，本发明一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，包括：整体式垫板1和智能轨排拼装机2，整体式垫板1包括弹性垫板11，铁垫板12，轨下垫板13，绝缘轨距块14，弹条15，螺栓16，螺栓固定板17；其中弹性垫板11由弹性平板和预留螺栓孔组成。弹性垫位于整体式垫板的最下层，预留螺栓孔孔位应与轨枕的螺栓孔对齐，铁垫板12由铁平板121，第一螺栓孔122，第二螺栓孔123，圆形卡箍124及立面挡块125。外侧的第一螺栓孔122和弹性垫板12的螺栓孔对齐，通过螺栓16紧固连接并预留一段距离以备垫板安装时连接固定于轨枕上。第二螺栓孔123为弹条15安装时用于固定弹条15的预留孔位。圆形卡箍124用于固定弹条15末端，保证弹条15能够以末端为固定点上下摆动。弹条15呈w型，末端固定于铁垫板12的圆形卡箍124内，能够做上下摆动，螺栓固定板17连同螺栓16固定于弹条15上，能够随弹条上下摆动两侧的立面挡块125将中间区域隔开形成承轨槽126，同时立面挡块125的前端设有两个圆柱形轨道卡槽1251，并被外侧矩形卡槽1252包围住。圆柱形卡槽的最外侧设有能够拆卸的半圆形薄板1253，能够将绝缘轨距块14限制于圆柱形轨道卡槽1251内；轨下垫板13从铁垫板12的外侧矩形卡槽1252下面插入并放置于承轨槽处
126，用于直接承轨，绝缘轨距块14由上平板141，立面平板142及两个平板相交处的挡块143组成。立面平板142中间挖有空隙，留有矩形插板144，用于和铁垫板12的外侧矩形卡槽1252装配。矩形插板144的下方留有球形的卡体145安装于铁垫板的圆柱形轨道卡槽1251中，并能够在轨道卡槽1251中上下移动。
17.智能轨排拼装机2包括走行系统，电源系统，控制系统，走行系统包括行车轨道21和车体22。行车轨道21由支撑柱211和钢轨212组成，固定于铺轨基地。钢轨212的高度比轨排略高，宽度比轨排略宽，方便智能轨排拼装机对下方的轨排进行安装操作，车体下方设置有八个机械手臂23，车体内部设置有下料系统24。
18.机械手臂23由底座231，第一旋转轴232，第一摆动臂233，第二摆动臂234，伸缩臂235，第二旋转轴236，电动扳手237组成。第一旋转轴232控制机械手臂的转向。第一摆动臂233和第二摆动臂234控制机械手臂的位置。伸缩臂235控制机械手臂前端的伸缩，能够做推拉运动。第二旋转轴236能够以控制电动扳手237的旋转，下料系统24包括下料筐241，第一滑轨242，第二滑轨243，末端滑块244。下料筐241装配于第一滑轨242上，能够沿着第一滑轨242做上下运动。末端滑块244装配于第二滑轨243上，能够沿着第二滑轨243做前后运动。
19.智能轨排拼装机2控制系统包括置于车体22的位置传感器，置于机械手臂23前端电动扳手237的位置传感器和置于下料框241底部的位置传感器。车体22的位置传感器用于控制车体位置，为每一个轨枕的安装控制车体在合适的位置。电动扳手237的位置传感器用于每次轨排安装动作的精准控制。下料框241底部的位置传感器用于控制下料操作的精准控制。
20.电源系统设在车体22内，能够持续为拼装机提供运作需要的电源。
21.本发明的施工方法如下：s1、工厂预制整体式垫板；其中s1还包括如下步骤：s11、安装铁垫板：将弹性垫板11放置在水平地面上，在弹性垫板11的上层铺设铁垫板12，铁垫板12孔位应与弹性垫板11预留螺栓孔对齐。
22.s12、螺栓连接：安放铁垫板12后，进行铁垫板的第一螺栓孔122的螺栓安装，并保证螺栓16带丝部分全部涂油。螺栓16安装时，只需将一半的螺栓16拧入第一螺栓孔122中，保证弹性垫板11和铁垫板12连接牢固即能够。
23.s13、安装弹条：用圆形卡箍124将弹条15固定于铁垫板合适位置。
24.s14、安装螺栓固定板：将螺栓固定板17装配在弹条中间位置，再将螺栓16放入螺栓固定板中间。
25.s15、安装绝缘轨距块：将绝缘轨距块14的球形卡体145嵌入铁垫板12的圆柱形轨道卡槽1251中，再安装能够拆卸半圆形薄板1253，并将绝缘轨距块14的位置放置于最上方，再打开弹条15压住绝缘轨距块14。
26.s16、安装轨下垫板：最后从铁垫板12的外侧矩形卡槽1252下面插入轨下垫板13，完成前置厂区整体式垫板1安装工作s2、在轨排拼装基地拼装轨排，其中，步驟s2还包括如下步骤：s21、散枕：使用叉车将轨枕运送至轨排拼装基地，然后按照标准间隔进行散枕操作。
27.s22、下料：人工提前将组装好的整体式垫板1放置于智能轨排拼装机2的下料框
241中。智能轨排拼装机2通过走行系统和车体22的位置传感器控制移动到轨枕的正上方，驱动下料框241沿着第一滑轨242向下移动，直至下料框241的位置传感器监测下降到轨枕上。此时两侧的末端滑块244沿着第二滑轨243依次向外移动，将整体式垫板1放置于轨枕上。放置完成后，下料筐241向上移动一个整体式垫板1的高度，并将末端滑块244归位托住剩余整体式垫板1，再向上滑动收起下料筐241。
28.s23、安装垫板：通过智能轨排拼装机2机械手臂23的第一旋转轴232，第一摆动臂233，第二摆动臂234及伸缩臂235的配合，将机械手臂23电动扳手237抵住整体式垫板1的前后方向。电动扳手237的位置传感器测量整体式垫板的偏移，如若超过误差范围，则通过驱动机械手臂23进行整体式垫板1前后方向的粗调工作。同理进行整体式垫板1的左右方向的粗调工作。整体式垫板1位置粗调工作完成后，控制机械手臂23到达螺栓16的正上方位置，驱动电动扳手237旋转拧紧螺栓16，将整体式垫板1与轨枕紧固连接。
29.s24、安放钢轨：智能轨排拼装机2安装完一条钢轨长度的全部垫板之后，移动到轨枕之外待机。人工操作吊车安放钢轨，使钢轨落入承轨槽126中。
30.s25、拼装轨排：钢轨安放完毕后，智能轨排拼装机2移动到轨枕位置，控制机械手臂23的电动扳手237到弹条15下面，向上移动抬起弹条15。再移动电动扳手237抵住绝缘轨距块14，向前移动，至绝缘轨距块14处于竖直方向。随后将电动扳手237重新移动到绝缘轨距块14的正上方并向下推动，使绝缘轨距块14的矩形插板144插入铁垫板12的外侧矩形卡槽1252中，并卡在钢轨和铁垫板12的立面挡块125之间，完成绝缘轨距块的安装。接着，移动电动扳手237至弹条15的上方，再向下推动弹条，直至压在绝缘轨距块上。最后将电动扳手237移动到固定于螺栓固定板17的螺栓16上方，将螺栓压入螺栓孔处，再驱动电动扳手237旋转拧紧螺栓16，将轨排安装完毕。
31.如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，能够对其在形式上和细节上作出各种变化。

技术特征：
1.一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于；包括：行车轨道，由支撑柱和钢轨组成，固定于铺轨基地，行车轨道内铺设有轨枕；车体，移动的设置在钢轨上，车体内设置有下料系统，车体的下方设置有机械手臂；整体式垫板，设置在车体内，通过车体的下料系统安装在轨枕上，整体式垫板的位置和固定通过机械手臂完成；控制系统，包括置于车体上用于控制车体位置的位置传感器、置于机械手臂上用于轨排安装动作精准控制的位置传感器和置于下料系统内用于控制下料操作的精准控制的位置传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述整体式垫板包括弹性垫板，铁垫板，轨下垫板，绝缘轨距块，弹条，螺栓，螺栓固定板，其中弹性垫板由弹性平板和预留螺栓孔组成，铁垫板设置在弹性垫板的上方，通过螺栓和弹性垫板连接，轨下垫板设置在铁垫板上方，用于直接承轨，绝缘轨距块设置在轨下垫板的两端，所述弹条呈w型，末端固定于铁垫板上，能够做上下摆动，所述螺栓固定板连同螺栓固定于弹条上，能够随弹条上下摆动。3.根据权利要求1所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述铁垫板由铁平板，第一螺栓孔，第二螺栓孔，圆形卡箍及立面挡块组成，第一螺栓孔和弹性垫板的螺栓孔对齐，通过螺栓紧固连接并预留一段距离以备整体式垫板安装时连接固定于轨枕上，第二螺栓孔为弹条安装时用于固定弹条的预留孔位，圆形卡箍用于固定弹条末端，保证弹条能够以末端为固定点上下摆动，两侧的立面挡块将中间区域隔开形成承轨槽，同时立面挡块的前端设有两个圆柱形轨道卡槽，并被外侧矩形卡槽包围住，圆柱形卡槽的最外侧设有能够拆卸的半圆形薄板，将绝缘轨距块限制于圆柱形轨道卡槽内，所述轨下垫板从铁垫板的外侧矩形卡槽下面插入并放置于承轨槽处。4.根据权利要求3所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述绝缘轨距块由上平板、立面平板及两个平板相交处的挡块组成，立面平板中间挖有空隙，留有矩形插板，用于和铁垫板的外侧矩形卡槽装配，矩形插板的下方留有球形的卡体安装于铁垫板的圆柱形轨道卡槽中，并能够在轨道卡槽中上下移动。5.根据权利要求4所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述机械手臂的数量为八个，机械手臂由底座，第一旋转轴，第一摆动臂，第二摆动臂，伸缩臂，第二旋转轴，电动扳手组成，第一旋转轴控制机械手臂的转向，第一摆动臂和第二摆动臂控制机械手臂的位置，伸缩臂做推拉运动控制机械手臂前端的伸缩，第二旋转轴控制电动扳手的旋转，位置传感器安装在电动扳手上。6.根据权利要求5所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述下料系统包括下料筐，第一滑轨，第二滑轨和末端滑块，下料筐装配于第一滑轨上，能够沿着第一滑轨做上下运动，末端滑块装配于第二滑轨上，能够沿着第二滑轨做前后运动，其中，位置传感器安装在下料框的底部。7.根据权利要求6所述的一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机，其特征在于，所述车体内设有电源系统，能够持续为拼装机提供运作需要的电源。8.一种施工方法，包括上述权利要求1至7任一权利要求所述的拼装机，其特征在于，包括如下步骤：
s1、工厂预制整体式垫板；s2、在轨排拼装基地拼装轨排。9.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤s1还包括如下步骤：s11、安装铁垫板：将弹性垫板放置在水平地面上，在弹性垫板的上层铺设铁垫板，铁垫板孔位与弹性垫板预留螺栓孔对齐；s12、螺栓连接：安放铁垫板后，进行铁垫板的第一螺栓孔的螺栓安装，并保证螺栓带丝部分全部涂油，螺栓安装时，需将一半的螺栓拧入第一螺栓孔中；s13、安装弹条：用圆形卡箍将弹条固定于铁垫板合适位置；s14、安装螺栓固定板：将螺栓固定板装配在弹条中间位置，再将螺栓放入螺栓固定板中间；s15、安装绝缘轨距块：将绝缘轨距块的球形卡体嵌入铁垫板的圆柱形轨道卡槽中，再安装能够拆卸半圆形薄板，并将绝缘轨距块的位置放置于最上方，再打开弹条压住绝缘轨距块；s16、安装轨下垫板：从铁垫板的外侧矩形卡槽下面插入轨下垫板，完成前置厂区整体式垫板安装工作。10.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤s2还包括如下步骤：s21、散枕：使用叉车将轨枕运送至轨排拼装基地，然后按照标准间隔进行散枕操作；s22、下料：将组装好的整体式垫板放置于下料框中，通过走行系统和车体的位置传感器控制整体式垫板移动到轨枕的正上方，驱动下料框沿着第一滑轨向下移动，直至下料框的位置传感器监测下降到轨枕上，此时两侧的末端滑块沿着第二滑轨依次向外移动，将整体式垫板放置于轨枕上，放置完成后，下料筐向上移动一个整体式垫板的高度，并将末端滑块归位托住剩余整体式垫板，再向上滑动收起下料筐；s23、安装垫板：通过机械手臂的第一旋转轴，第一摆动臂，第二摆动臂及伸缩臂的配合，将电动扳手抵住整体式垫板的前后方向，电动扳手上的位置传感器测量整体式垫板的偏移，如若超过误差范围，则通过驱动机械手臂进行整体式垫板前后方向的粗调工作，同理进行整体式垫板的左右方向的粗调工作，整体式垫板位置粗调工作完成后，控制机械手臂到达螺栓的正上方位置，驱动电动扳手旋转拧紧螺栓，将整体式垫板与轨枕紧固连接；s24、安放钢轨：车体安装完一条钢轨长度的全部垫板之后，移动到轨枕之外待机，人工操作吊车安放钢轨，使钢轨落入承轨槽中；s25、拼装轨排：钢轨安放完毕后，车体移动到轨枕位置，控制机械手臂的电动扳手到弹条下面，向上移动抬起弹条，再移动电动扳手抵住绝缘轨距块，向前移动，至绝缘轨距块处于竖直方向，随后将电动扳手重新移动到绝缘轨距块的正上方并向下推动，使绝缘轨距块的矩形插板插入铁垫板的外侧矩形卡槽中，并卡在钢轨和铁垫板的立面挡块之间，完成绝缘轨距块的安装，接着移动电动扳手至弹条的上方，再向下推动弹条，直至压在绝缘轨距块上，最后将电动扳手移动到螺栓固定板的上方，将螺栓压入螺栓孔处，再驱动电动扳手旋转拧紧螺栓，将轨排安装完毕。

技术总结
本发明公开一种基于整体式垫板的智能轨排拼装机及施工方法，包括行车轨道，由支撑柱和钢轨组成，固定于铺轨基地，行车轨道内铺设有轨枕；车体，移动的设置在钢轨上，车体内设置有下料系统，车体的下方设置有机械手臂；整体式垫板，设置在车体内，通过车体的下料系统安装在轨枕上，整体式垫板的位置和固定通过机械手臂完成；控制系统，包括置于车体上用于控制车体位置的位置传感器、置于机械手臂上用于轨排安装动作精准控制的位置传感器和置于下料系统内用于控制下料操作的精准控制的位置传感器，发明能够以实现轨排智能拼装的操作，整体式垫板能够以在工厂中预制装配，装配化程度高，能够以大大节省人力物力。能够以大大节省人力物力。能够以大大节省人力物力。


技术研发人员：高谦 王宏杰 刘景 贾玉周 王会乾 李伟 张睿航 詹亮 李雨亭 孙松峰 于永吉
受保护的技术使用者：中建轨道电气化工程有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/8/28