CN114772464B - 一种轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，输入操作指令传输至处理器，处理器通过无线组网中心节点模块接收来自各无线组网子节点模块的数据，根据接收到的数据进行故障判断。处理器根据操作指令和接收到的数据进行运算判断，判断是否满足相应的控制逻辑要求，对于满足控制逻辑要求的操作指令，通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，处理器将满足控制逻辑要求的计算结果及故障判断信息输出至显示器。控制器接收来自无线组网子节点模块的操作指令，并通过驱动器控制伺服电机带动门吊装置或升降平台的相应机构。本发明能解决现有吊运装置作业效率、安全性及控制精度低、费用高昂、不便于操作的技术问题。

Description

一种轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统

技术领域

本发明涉及铁路工程机械技术领域，尤其涉及一种用于进行轨道线路部件铺换吊装的龙门吊运无线控制系统及龙门吊运系统。

背景技术

目前，我国高速铁路开通里程已达到3.5万公里，承担运量已达到客运总量70%，其正常营运对国民出行、商务活动的影响越来越大。因此，对于高铁线路部件的现场起重更换维护成为轨道工程机械线路养护领域技术的重中之重。现阶段线路线路部件主要还是通过轨道吊车，悬臂吊车等进行起重更换。对于较长较重的线路部件更换，如钢轨、尖轨、岔心等组件，采用多个轨道吊车作业时，人为控制往往难以做到同步，重物摆动、变形大，严重影响施工效率；而采用悬臂吊车作业时，悬臂极易碰触铁路线路上部的接触网，作业存在严重的安全隐患；其他采用单点或两点起吊的方式对于长度、体积大的更换部件不适用，吊起后大型线路部件的重量全部通过转向架换递至线路，对线路有较大的损伤。而目前广泛应用于起重行业的龙门吊，存在以下几个方面的技术缺陷：

1）由于结构庞大，作业不灵活，不易搬运至铁路线路现场作业；

2）门吊支腿无法调节高度及宽度间距，横向跨度间距固定、距离地面高度固定，难以适应现场地面不同高度、线路不同宽度的复杂工况；

3）单个门吊无法适应不同长度部件更换的需要，占用空间大、质量大，运输及放置不便；

4）存在安全风险，作业效率低，运输、布置及作业流程的一体化程度不高，同时作业过程存在占用邻线施工，超限界作业的可能。

在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明相关：

现有技术1为陕西江丰建筑工程有限公司于2014年04月29日申请，并于2014年11月19日公告，公告号为CN203950150U的中国实用新型专利。该实用新型公开了一种群吊同步控制系统，包括控制终端、主控制器、分控制器、远程监控计算机，主控制器用于执行控制终端的命令，接收分控制器反馈的信息；分控制器用于执行主控制器的命令，接收拉力传感器采集的信息；控制终端与主控制器、远程监控计算机之间采用无线通信控制方式；主控制器接收远程监控计算机送来的控制指令，实现对全部电动葫芦电机的正转/反转/停止的控制；设有A/D转换器采集拉力传感器的输出信号，通过SPI接口送给单片机，转换成拉力信号后再送给远程监控计算机展现给用户。系统操作方便，提升了群吊系统的安全性能，超载停机告警，响应速度毫秒级，尤其适合起吊操作视野受阻，易受碰撞刮擦作业环境。

然而，现有技术1的群吊同步控制系统，应用于建筑行业，其控制对象为塔吊，同步控制精度要求不高，系统集成化程度低，不便于操作和维护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，以解决现有轨道线路部件更换设备效率低下、安全性低、费用高昂、不便于操作的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种铁路轨道线路龙门吊运无线控制系统的技术实现方案，铁路轨道线路龙门吊运无线控制系统，包括：无线控制装置、门吊装置控制系统及升降平台控制系统，所述无线控制装置包括显示器、操作面板、处理器及无线组网中心节点模块。所述门吊装置控制系统及升降平台控制系统均包括无线组网子节点模块及本地控制系统，所述本地控制系统包括控制器、驱动器、传感器及伺服电机。操作人员通过操作面板输入操作指令，操作指令传输至处理器，处理器通过所述无线组网中心节点模块接收来自各无线组网子节点模块的数据，根据接收到的数据进行故障判断。所述处理器根据操作指令和接收到的数据进行运算判断，判断是否满足相应的控制逻辑要求，对于满足控制逻辑要求的操作指令，能通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，处理器将满足控制逻辑要求的计算结果及故障判断信息输出至显示器。所述控制器接收来自无线组网子节点模块的操作指令，并通过驱动器控制伺服电机带动门吊装置或升降平台的相应机构。所述传感器采集门吊装置或升降平台相应机构的检测数据，依次通过驱动器、控制器传输至无线组网子节点模块，由无线组网子节点模块将数据发送至无线组网中心节点模块。

进一步地，操作指令通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，再由控制器根据通信协议和自身的通信地址解析属于本地的控制指令后执行相应动作。由各无线组网子节点模块向无线组网中心节点模块传输的数据，所述无线组网中心节点模块采用排队轮询方式进行数据接收。

进一步地，所述门吊装置的操作指令包括起吊装置升降及横移，支腿升降及横移，调平支腿升降；所述升降平台的操作指令包括平台旋转、升降及纵移。

本发明还另外具体提供了一种轨道线路龙门吊运系统的技术实现方案，包括：如上所述的无线控制系统、门吊装置、升降平台、第一平车及第二平车。所述第一平车用于运输门吊装置及升降平台，所述第二平车用于运输线路部件。

进一步地，当进行线路部件更换时，根据吊装需要将若干个门吊装置、升降平台通过第一平车运输至作业现场。到达作业现场后，通过无线控制装置控制升降平台将门吊装置按位置和顺序部署到位，第一平车驶离。通过无线控制装置对部署好的门吊装置进行无线同步协同控制以完成线路部件吊装作业。完成吊装作业后，第一平车进入，将门吊装置回收并固定于其上，第一平车驶离。

进一步地，在第一平车运输门吊装置过程中，无线控制装置能通过选择进入运输模式，并通过显示器对门吊装置、升降平台的固定锁紧情况进行实时监测。

进一步地，当门吊装置及作业所需的线路部件运输至作业现场后，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过操作操作面板上升降平台控制区及门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置及升降平台状态进行控制逻辑运算，实现升降平台对门吊装置的夹持、支腿横移及升降、升降平台旋转、升降及纵移操作，最终实现若干个门吊装置由第一平车至轨道路面的安全部署。

进一步地，当门吊装置部署完成后，无线控制装置能通过选择进入作业模式，通过操作门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置状态进行控制逻辑运算，实现对选择投入使用的若干个门吊装置进行支腿升降、调平支腿升降、起吊横移及升降、起吊解锁动作协同作业，同时对各门吊装置的实时位置和载荷进行负反馈调节，最终实现线路部件的平稳更换作业。

进一步地，在所述门吊装置部署放置前，打开各个门吊装置控制箱上的激光开关及照明开关。手动解除门吊装置在第一平车上的锁定绳及定位销。手动解锁门吊装置的支腿及调平支腿。手动解锁升降平台的升降、旋转及纵移机构。

进一步地，当对门吊装置进行部署时，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过无线控制装置控制升降平台上升，观察到升降平台与门吊装置相接触时，停止上升动作，并提示操作人员进行门吊装置夹持锁定操作。通过无线控制装置控制升降平台的夹持锁定机构将门吊装置锁定，监测到夹持锁闭信号后，操作升降平台继续上升，上升高度由操作人员控制；当门吊装置上升至最高位时，通过无线控制装置控制升降平台旋转，当检测到升降平台旋转至90°信号时，升降平台停止旋转。根据激光线与地面标识位置对准，通过操作面板上的平台纵移开关控制升降平台进行纵移，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移，直至激光线与地面标识对齐，完成门吊装置放置对位。通过无线控制装置控制升降平台下降至最低位后，再将夹持锁定机构解锁。通过支腿伸缩开关分别控制支腿伸出，在邻近地面时停止，将操作面板上的支腿选择开关切换至同步位，继续伸出支腿直至与升降平台分离，达到指定高度。通过控制支腿的调平支腿，调整门吊装置的纵向水平度。根据横向倾角传感器的反馈数值，控制支腿的高度，直至门吊装置横向水平，此时完成第一个门吊装置的部署。通过无线控制装置控制升降平台将第二个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转180°，通过第一平车将升降平台运输至第二个门吊装置的部署位置，完成第二个门吊装置的部署，再完成其他门吊装置的部署。

进一步地，当对门吊装置进行回收时，手动将吊钩锁定，通过无线控制装置将横移走行机构锁定。第一平车运输升降平台进入作业区域并进行对位，通过无线控制装置控制升降平台上升至最高位。通过操作面板上的平台纵移开关操作升降平台纵移，微调至升降平台与门吊装置对齐，通过操作面板上的支腿伸缩开关操作支腿收回，门吊装置下降，当观察到升降平台与门吊装置相接触时，提示操作人员进行门吊装置夹持锁定操作。通过无线控制装置控制升降平台的夹持锁定机构将门吊装置锁定，当完成夹持锁闭后，继续收回支腿，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移至锁定位置，完成第一个门吊装置回收。通过无线控制装置控制升降平台将第一个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转180°，通过第一平车将升降平台运输至第二个门吊装置下方，完成第二个门吊装置的回收。通过第一平车控制升降平台将两个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转90°至初始位，控制升降平台下降，当目测支腿将要接触第一平车的车体时，将夹持锁定机构解锁，解锁后控制升降平台继续下降至初始位，人工将门吊装置的各个部位进行锁定。依次将所有门吊装置回收锁闭后将操作面板上的模式选择开关切换至运输模式，以便于在运输前和运输过程中监测门吊装置及升降平台的锁定状态。

进一步地，当支腿伸缩开关打开，若检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则升降驱动电机动作，同时判断门吊装置的横向倾角是否小于或等于设定值；若是则判断支腿高度是否等于设定值，若否则升降驱动电机继续动作直到横向倾角是否小于或等于设定值；若支腿高度等于设定值，则停止升降驱动电机动作，若支腿高度不等于设定值，则升降驱动电机继续动作。

进一步地，当支腿横移开关打开，如果检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；如果未检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则横移驱动电机动作直到运行到位。

进一步地，所述门吊装置包括起吊装置，所述起吊装置包括横移走行机构，及与所述横移走行机构相连并用于吊装线路部件的吊钩。当对线路部件进行起吊放置时，手动对吊钩进行解锁，通过无线控制装置解锁横移走行机构。第二平车驶入指定作业区域，根据激光线完成对位。通过门吊装置上的控制箱控制横移走行机构移动至设定位置，并控制吊钩下降，微调横移走行机构的位置，使横移走行机构位于起吊点的正上方。人工将吊钩勾至线路部件的指定部位，通过控制箱控制吊钩上升，当吊钩的起吊绳拉直时停止，通过吊钩拉力判断吊钩准备状态。当所有吊钩完成准备，打开操作面板上的同步作业开关，将当前横移走行机构的横移位置及吊钩的垂直位置设定为初始位。通过操作面板上的起吊横移开关控制所有的吊钩同步横移，或通过操作面板上的吊钩升降开关控制所有的吊钩同步提升，期间通过监测各个起吊装置的上升位移量、横移位移量和吊钩拉力来判断各个起吊装置是否同步，若作业期间检测到某一吊钩的拉力或上升位移量或横移位移量与其他起吊装置相差较大，立即停止所有起吊装置动作，并通过显示器提示的异常部位及参数，提醒操作人员进行单独控制，调整起吊装置至合理位置后继续进行同步动作。线路部件起吊后，第二平车驶离作业区域，通过同步控制将线路部件放置于指定位置，完成线路部件的放置。

进一步地，当起吊横移开关打开，若检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，起吊驱动电机未动作；若所有条件均满足，则横向驱动电机动作；若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。

进一步地，当吊钩升降开关打开，若检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，横向驱动电机未动作；若所有条件均满足，则起吊驱动电机动作；若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。

通过实施上述本发明提供的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统的技术方案，具有如下有益效果：

（1）本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，能够利用无线控制装置实现多个门吊装置的全流程整体控制，解决门吊装置运输、部署、吊装、回收等作业过程的实时控制，以及安全联锁、多机同步、应急措施等控制问题，作业效率、安全性高，费用低，且便于操作控制；

（2）本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，既适用于整组道岔更换也适应于单根尖轨、岔心等的更换，且通过多个门吊装置组合在吊装过程中的同步横移、升降等动作无线重联一致性控制能够实现对各种不同长度线路部件的搬运、放置、位置调整及更换；

（3）本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，通过多个门吊装置及升降平台在运输过程中的实时安全联锁监测，在门吊装置回收过程中与升降平台的协同作业与安全联锁，门吊装置及升降平台锁定实时监测，以及在各种故障情况下的应急控制措施及故障智能维护最大限度地确保了作业过程的安全性；

（4）本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，门吊装置的支腿跨设于铁路线路的两侧，线路部件更换不会占用邻线空间，不存在作业超限界的安全风险，操作灵活，能够很好地适应复杂线路工况下的作业需求；同时门吊装置结构简单、占用空间小、质量轻、可靠性高、便于维护检修、制造成本低、作业效率高；

（5）本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，门吊装置具备支腿横移、升降、调平功能，支腿横向跨度间距、距离地面高度均可调，能够满足不同线路地面工况需求的功能，门吊装置的放置及回收可以通过升降平台实现且高度可调，起吊过程中无碰触接触网的风险。

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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的实施例。

图1是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例的系统结构框图；

图2是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例的作业机构控制原理框图；

图3是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例门吊装置控制系统的系统结构框图；

图4是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例升降平台控制系统的系统结构框图；

图5是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例无线控制装置的立体结构示意图；

图6是本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统一种具体实施例无线控制装置控制面板的平面示意图；

图7是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例的运输-部署-作业-回收流程框图；

图8是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置的运输结构示意图；

图9是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置在另一视角下的运输结构示意图；

图10是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置（去除桁架正面遮挡）的立体结构示意图；

图11是本发明图10的局部放大结构示意图；

图12是本发明图10另一部分的局部放大结构示意图；

图13是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置的提升机构结构示意图；

图14是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置的横移走行机构结构示意图；

图15是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置的支腿横移机构结构示意图；

图16是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置的下支腿结构示意图；

图17是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例的单个门吊装置吊装结构示意图；

图18是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例的多个门吊装置吊装结构示意图；

图19是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例的门吊装置运输结构示意图；

图20是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例的作业方法流程图；

图21是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置运输（第一平车运输）步骤的示意图；

图22是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置部署（第一平车撤出）步骤的示意图；

图23是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中新线路部件卸载（第二平车撤出）步骤的示意图；

图24是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置吊运步骤的示意图；

图25是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中第二平车驶入步骤的示意图；

图26是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中旧线路部件回收（第一平车驶入）步骤的示意图；

图27是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置回收步骤的示意图；

图28是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置支腿横移控制逻辑的程序流程图；

图29是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置支腿横移控制逻辑的程序流程图；

图30是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置起吊横移控制逻辑的程序流程图；

图31是本发明轨道线路龙门吊运系统一种具体实施例中门吊装置吊钩升降控制逻辑的程序流程图；

图中：1-调平支腿，2-左下支腿，3-左上支腿，4-桁架，5-环形链条，6-吊钩，7-提升机构，8-横移走行机构，9-右上支腿，10-右下支腿，11-承载梁，12-起吊驱动电机，13-减速器，14-第一传动齿轮，15-第二传动齿轮，16-环链，17-安装盒，18-横向驱动电机，19-第一减速器，20-走行轮，21-主动链轮，22-从动链轮，23-走行轨，24-长槽孔，25-滑块，26-导轨，27-安装板，28-横移驱动电机，29-第二减速器，30-主动齿轮，31-从动齿轮，32-第一齿条，33-第二齿条，34-丝杆，35-丝杆螺母，36-丝杆轴承，37-伸缩方管，38-固定方管，39-支撑方管，40-横梁，41-升降驱动电机，42-第三减速器，43-动力装置，44-夹持锁定机构，45-定位销，46-纵移机构，47-锁定绳，48-起吊装置，49-蓄电池，100-门吊装置，200-升降平台，300-第一平车，400-第二平车，500-新线路部件，600-旧线路部件，700-吊具，800-基本轨，900-轨道路面（路基），1000-轨道车。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图31所示，给出了本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

目前我国轨道线路上的大部件（如道岔部件、轨道板及钢轨等）更换的起吊设备大多都存在效率低下、安全性低、费用高昂、不便于使用等技术缺陷。为解决现有轨道线路用起吊设备普遍存在的技术问题，本发明实施例具体采用一种跨距、高度可调的智能型门吊装置100（龙门吊），同时利用一体化智能化无线遥控装置对多个门吊装置100的各个作业环节（包括运输、部署、吊运、回收）进行智能控制。本发明具体实施例给出了一种多个门吊装置100的无线控制系统，采用智能无线无线控制装置控制多个门吊装置100及升降平台200进行协同作业，最终实现铁路轨道线路铺设和现场维护的安全、稳定作业。本发明具体实施例还给出了一种基于轨道平车运输的铁路轨道线路用轨道线路龙门吊运系统。以下具体实施例以铁路道岔铺换作业为例，对本发明轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统进行详细介绍。

实施例1

一种本发明轨道线路龙门吊运无线控制系统的实施例，其中，门吊装置100和升降平台200为轨道线路龙门吊运无线控制系统的控制对象。如附图1、3及4所示，轨道线路龙门吊运无线控制系统具体包括：无线控制装置、门吊装置控制系统及升降平台控制系统，无线控制装置包括显示器、操作面板、处理器及无线组网中心节点模块。门吊装置控制系统及升降平台控制系统均包括无线组网子节点模块及本地控制系统，本地控制系统包括控制器、驱动器、传感器及伺服电机（包括起吊驱动电机12、横向驱动电机18、横移驱动电机28及升降驱动电机41等）。操作人员通过操作面板输入操作指令，操作指令传输至处理器，处理器通过无线组网中心节点模块接收来自各无线组网子节点模块的数据，根据接收到的数据进行故障判断。处理器根据操作指令和接收到的数据进行运算判断，判断是否满足相应的控制逻辑要求，对于满足控制逻辑要求的操作指令，能通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，处理器将满足控制逻辑要求的计算结果及故障判断信息输出至显示器。控制器接收来自无线组网子节点模块的操作指令，并通过驱动器控制伺服电机带动门吊装置100或升降平台200的相应机构（包括门吊装置100的起吊驱动电机12、横向驱动电机18、横移驱动电机28、升降驱动电机41，以及升降平台200的夹持锁定机构、升降机构、旋转机构、纵移机构46等）。传感器采集门吊装置或升降平台相应机构的检测数据，依次通过驱动器、控制器传输至无线组网子节点模块，由无线组网子节点模块将数据发送至无线组网中心节点模块。

在进行轨道线路大部件更换时，根据吊装对象需要，将若干个门吊装置100、升降平台200，以及吊运工装（也可以省略）等其它物料通过轨道平车运输至作业现场。使用无线智能遥控系统（即无线控制系统）控制升降平台200将多个门吊装置100按位置和顺序部署到位，轨道平车驶离，然后可以进行吊运作业。通过对布置好的多个门吊装置100进行无线同步协同控制进行吊装作业，完成吊装作业后，轨道平车进入，再将门吊装置100回收至轨道平车上，然后将门吊装置100固定在轨道平车上驶离作业现场。

基于铁路轨道线路用龙门群吊的无线智能遥控系统整体拓扑如附图1所示。该系统主要包括一体化的无线控制装置、门吊装置控制系统及升降平台控制系统三个部分。其中，无线控制装置采取一体化控制箱结构设计，将显示器、操作面板、处理器（主控CPU）及无线组网中心节点模块M1在硬件层集成在一起。门吊装置控制系统是若干个门吊装置100（以8个为例）本地控制系统的总称，每个门吊本地控制系统包含一个无线组网子节点模块（M1-1...n1）、控制器、传感器、伺服电机及其驱动器等元器件，无线组网子节点模块分别与无线组网中心节点模块进行双工通信，实现门吊装置100与无线控制装置之间的数据收发，进而实现门吊装置100的传感器检测、伺服电机状态、动力装置监测等信号的上传以及遥控控制指令的下发。类似的，升降平台控制系统是若干个升降平台200（以2个为例）本地控制系统的总称，每个升降平台本地控制系统包含一个无线组网子节点模块（M2-1...n2）、控制器、传感器、伺服电机及其驱动器等元器件，无线组网子节点模块分别与与无线组网中心节点模块进行双工通信，进而实现升降平台200与无线控制装置之间的数据收发。

门吊装置控制系统及升降平台控制系统的无线组网子节点模块与无线组网中心节点模块的中心节点进行双工通信的机制为：操作指令通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，所有的无线组网子节点模块同时接收到操作指令信号，然后再由控制器根据通信协议和自身的通信地址解析属于本地的控制指令后执行相应动作。由各无线组网子节点模块向无线组网中心节点模块上传的数据，无线组网中心节点模块则是采用排队轮询方式依次进行数据接收，因此一个轮询周期的时间延迟为所有参与组网的无线组网子节点模块（n1+n2个）发送信号的时间总和。门吊装置的操作指令包括起吊装置升降及横移，支腿升降及横移，调平支腿升降。升降平台的操作指令包括平台旋转、升降及纵移。

采用一体化无线遥控箱结构的无线控制装置结构示意图如附图5所示，一体化的无线控制装置采用翻盖式结构设计，（触摸）显示屏安装于箱盖上，用于控制过程中的人机交互，同时箱盖上设置有照明灯，便于夜间操作作业。箱体内主要安装布局了操作面板、主控CPU（即处理器）、锂电池及无线组网中心节点模块等器件。其中，操作面板示意图如附图6所示，主要分为无线控制装置、门吊装置及升降平台三个功能区，操作面板功能区划分明显，便于操作者使用，能够有效提高操作效率和减少误操作。需要特别说明的是，操作面板的功能操作可以采用实体开关、按钮等形式实现，也可以采用虚拟触控按键的形式实现，如附图5和附图6所示的无线控制装置采用实体开关的形式完成各种功能操作。

无线控制装置除了具有以上优势外，还包括（但不限于）如下主要功能：

1）操作者能通过操作面板输入各种操作指令至处理器。

2）能将无线组网中心节点模块接收到数据通过CAN总线发送至处理器。

3）处理器能根据各种操作指令及接收到的数据进行逻辑运算，判断是否满足轨道线路龙门吊运无线控制系统的控制逻辑要求；对于满足控制逻辑运算结果和指令，能通过无线组网中心节点模块进行信号无线下发；对于满足控制逻辑的运算结果和故障信息，能通过（触摸）显示屏进行故障信息的显示。

4）当无线控制装置失电时，无线控制装置软件设置参数可以自动保存记忆，重新开机后无需重新设置相关参数。

5）门吊装置起吊升降和平移控制功能：根据用户指令，结合系统各状态量，通过处理器及无线模块（即无线组网中心节点模块和无线组网子节点模块的统称）结合控制各门吊装置100，实现各门吊装置100的同步升降和横向的同步平移控制功能。

6）门吊装置支腿横移和伸缩控制功能：根据用户指令，结合系统各状态量，通过处理器及无线模块结合控制各门吊装置支腿的横移和伸缩功能，同时可实现调平支腿的升降控制功能。

7）升降平台旋转和升降控制功能：根据用户指令，结合系统各状态量，通过处理器及无线模块结合控制各升降平台200的旋转和升降功能。

8）升降平台调节门吊装置位置控制功能：根据用户指令，结合系统各状态量，通过处理器及无线模块结合控制各升降平台200的夹持动作，实现门吊装置100的位置调节功能。

9）锁定行车和应急安全功能：通过无线模块收集各锁定状态量，并通过（触摸）显示屏通知用户。在应急状态下，通过无线模块通知各子系统进入应急状态。

10）数据传输功能：无线控制装置可实现数据的双向传输，并满足低时间延迟要求（整个电气系统响应延迟低于100ms）。

无线控制系统控制多个门吊装置100的主要作业环节有“运输、部署、吊装、回收”过程，以及“检修”、“安全导向”、“人工操作”等模式，如附图7所示。

下面针对关键作业过程的控制方法介绍如下：

1）轨道平车运输门吊装置过程中，无线控制装置可选择进入“运输模式”，对门吊装置100、升降平台200的固定锁紧情况进行实时监测，并可以通过显示屏将监测状况展示给行车司机，确保门吊装置100的运输安全。

2）门吊装置100及作业所需对象（如线路部件等）运输至作业现场后，无线控制装置可选择进入“布置模式”，通过操作控制面板上的“升降平台控制区”及“门吊装置控制区”开关，然后无线控制装置根据操作命令、门吊装置状态、升降平台状态进行安全逻辑运算，实现升降平台200对门吊装置100的夹持、门吊装置支腿的横移及升降、升降平台90°旋转及升降等动作，最终实现多个门吊装置100由运输平车到铁路线路轨道路面（即路基）900的安全部署。

3）门吊装置100部署完成后，无线控制装置可选择进入“作业模式”，通过操作控制面板上的“门吊装置控制区”开关，然后无线控制装置根据操作命令、门吊装置状态进行安全逻辑运算，实现对选择投入使用的多个门吊装置100进行支腿升降、调平支腿升降、起吊装置横移及升降、起吊装置解锁等动作协同作业，同时对各门吊装置100的实时位置及载荷进行负反馈调节，最终实现轨道线路上大部件（如道岔部件、轨道板及钢轨等）的平稳更换作业。

4）完成现场大部件现场更换作业后，无线控制装置可选择进入“回收模式”，进行与“部署模式”基本相反的操作流程后，即可完成门吊装置100回收至运输平车上。

无线控制装置具备4种控制模式，分别是：1.安全导向作业模式：按照“部署、吊装、回收”顺序作业流程进行连锁控制；2.人工操作模式：不区分前后动作流程，但需要检测单个动作的安全连锁逻辑（无设备损坏风险）。3.应急模式：输入动作指令后直接输出响应动作（防止传感器故障，有损害设备风险，进入需要密码）。无线控制装置可在“安全导向”模式下进行智能人机交互完成以上4个主要作业环节的相关操作。当现场因特殊原因不能满足“安全导向”模式所需智能操作条件时，还可以切换进入“人工手动”模式进行应急操作。进行人机交互时，对于不能满足动作条件的故障信息进行实时提示。除此之外，该无线控制装置还设置有检修模式，可在门吊装置100及升降平台200发生故障时或调试阶段启用，该模式下将会对与检修无关的相关动作进行安全联锁。在无线网络发生故障时，还可以切入门吊装置本地控制模式，以到达应急作业和门吊装置应急回收的目的。本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制系统，能够对多个门吊装置100进行群吊作业控制，最终达到安全、平稳、高效作业的目的。

本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制系统，主要包括门吊装置100和升降平台200两个控制对象，能够实现轨道线路上大部件更换时门吊装置群吊的全过程（包括运输、部署、吊装、回收等过程）安全、平稳、高效控制作业。轨道线路龙门吊运无线控制系统采用无线遥控模式，能够有效避免操作人员近距离与门吊装置接触，可防止吊装作业过程中设备及物料对操作人员造成伤害，有效地保障了作业人员的人身安全。无线控制系统能够实现对门吊装置100运输过程的安全监测，以及施工过程的安全联锁控制逻辑，有效地保障了铁路运输及设备安全，同时也确保作业过程的安全施工。无线控制装置采用一体化控制箱结构设计，一方面减少了门吊装置100和升降平台200各自所需无线控制装置的数量，提升了操作便捷性，同时也避免了作业现场存在多个无线信号的相互干扰技术风险，提升了无线通信的稳定性和可靠性。无线模块采用双工通信机制及低时间延迟，保障了多门吊装置协同作业过程中的负反馈实时自动调节功能实现，进而提升吊装作业物料的平稳性。无线控制装置的“安全导向”模式设计将整个龙门吊运系统使用流程在软件层面实现“制度化”，大大简化了系统操作难度，同时减少了人为误操作可能性，提升了现场作业效率。无线控制装置的“人工操作”模式及检修模式设计，提升了整个系统的应急处理能力。

实施例2

一种本发明轨道线路龙门吊运系统的实施例，具体包括：如实施例1所述的无线控制系统、门吊装置100、升降平台200、第一平车300及第二平车400（第一平车300及第二平车400统称为轨道平车）。第一平车300用于运输门吊装置100及升降平台200，第二平车400用于运输线路部件。无线控制系统的控制对象如下附图8和9所示，包含若干个门吊装置100、若干个升降平台200及动力装置43。

如附图19所示，为轨道线路龙门吊运系统的运输结构示意图，门吊装置100和升降平台200均设置于第一平车300上，门吊装置100进一步固定在升降平台200上，升降平台200具有升降、旋转功能。用于更换的新线路部件500则放置于第二平车400上。

当进行线路部件更换时，根据吊装需要将若干个门吊装置100、升降平台200通过第一平车300运输至作业现场。到达作业现场后，通过无线控制装置控制升降平台200将门吊装置100按位置和顺序部署到位，第一平车300驶离。通过无线控制装置对部署好的门吊装置100进行无线同步协同控制以完成线路部件吊装作业。完成吊装作业后，第一平车300进入，将门吊装置100回收并固定于其上，第一平车300驶离。

由轨道车1000提供动力将放置于第一平车300上的门吊装置100，以及放置于第二平车400上的新线路部件500运输至施工区域。其中，在第一平车300运输门吊装置100过程中，无线控制装置能通过选择进入运输模式，并通过显示器对门吊装置100、升降平台200的固定锁紧情况进行实时监测。到达指定施工区域后，门吊装置100通过第一平车300上的升降平台200的升降及旋转动作，将门吊装置100横向两侧的支腿放置于本线基本轨800两侧路基900的指定区域。

在门吊装置100部署放置前，打开各个门吊装置控制箱上的激光开关及照明开关。手动解除门吊装置100在第一平车300上的锁定绳47及定位销45。手动解锁门吊装置100的支腿及调平支腿1。手动解锁升降平台200的升降、旋转及纵移机构。

当门吊装置100及作业所需的线路部件运输至作业现场后，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过操作操作面板上升降平台控制区及门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置及升降平台状态进行控制逻辑运算，实现升降平台200对门吊装置100的夹持、支腿横移及升降、升降平台旋转、升降及纵移操作，最终实现若干个门吊装置100由第一平车300至轨道路面（即路基）900的安全部署。

当门吊装置100部署完成后，无线控制装置能通过选择进入作业模式，通过操作门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置状态进行控制逻辑运算，实现对选择投入使用的若干个门吊装置100进行支腿升降、调平支腿升降、起吊横移及升降、起吊解锁动作协同作业，同时对各门吊装置100的实时位置和载荷进行负反馈调节，最终实现线路部件的平稳更换作业。

当对门吊装置100进行部署（部署模式）时，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过无线控制装置控制升降平台200上升，观察到升降平台200与门吊装置100相接触时，停止上升动作，并提示操作人员进行门吊装置夹持锁定操作。通过无线控制装置控制升降平台200的夹持锁定机构将门吊装置100锁定，当监测到夹持锁闭信号后，操作升降平台200继续上升，上升高度由操作人员控制。当门吊装置100上升至最高位时，通过无线控制装置控制升降平台200旋转，当检测到升降平台200旋转至90°信号时，升降平台200停止旋转。根据激光线与地面标识位置对准，通过操作面板上的平台纵移开关控制升降平台200进行纵移，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移，直至激光线与地面标识对齐，完成门吊装置100的放置对位。通过无线控制装置控制升降平台200下降至最低位后，再将夹持锁定机构44解锁。通过支腿伸缩开关分别控制支腿伸出，在邻近地面时停止，将操作面板上的支腿选择开关切换至同步位（此时左右支腿同步动作），继续伸出支腿直至与升降平台200分离，达到指定高度。通过控制支腿的调平支腿1，调整门吊装置100的纵向水平度，直至水平仪显示水平。根据横向倾角传感器的反馈数值，控制支腿的高度，直至门吊装置100横向水平，此时完成第一个门吊装置100的部署。通过无线控制装置控制升降平台200将第二个门吊装置100举升至最高位，再控制升降平台200旋转180°，通过第一平车300将升降平台200运输至第二个门吊装置100的部署位置，完成第二个门吊装置100的部署，再完成其他门吊装置100的部署。

门吊装置100包括起吊装置48，起吊装置48包括横移走行机构8，及与横移走行机构8相连并用于吊装线路部件的吊钩6。吊钩6与吊具700相连，吊具700用于对线路部件进行夹持。当对线路部件进行起吊放置（作业模式）时，手动对吊钩6进行解锁，通过无线控制装置解锁横移走行机构8。第二平车400驶入指定作业区域，根据激光线完成对位。通过门吊装置100上的控制箱控制横移走行机构8移动至设定位置，并控制吊钩6下降，微调横移走行机构8的位置，使横移走行机构8位于起吊点的正上方。人工将吊钩6勾至线路部件的指定部位，通过控制箱控制吊钩6上升，当吊钩6的起吊绳（即环链16）拉直时停止，通过吊钩6的拉力判断吊钩6的准备状态。当所有吊钩6完成准备，打开操作面板上的同步作业开关，将当前横移走行机构8的横移位置及吊钩6的垂直位置设定为初始位。通过操作面板上的起吊横移开关控制所有的吊钩6同步横移，或通过操作面板上的吊钩升降开关控制所有的吊钩6同步提升，期间通过监测各个起吊装置48的上升位移量、横移位移量和吊钩拉力来判断各个起吊装置48是否同步，若作业期间检测到某一吊钩6的拉力或上升位移量或横移位移量与其他起吊装置48相差较大，立即停止所有起吊装置48动作，并通过显示器提示的异常部位及参数，提醒操作人员进行单独控制，调整起吊装置48至合理位置后继续进行同步动作。新线路部件500（新道岔）起吊后，第二平车400驶离作业区域，通过同步控制将新线路部件500放置于指定位置，完成新线路部件500的放置。按照如上所述的新线路部件500起吊放置步骤完成旧线路部件600（旧道岔）吊出、新线路部件500吊入、旧线路部件600起吊放置于轨道平车。在作业过程中，在无线控制装置的显示器显示各个起吊装置48的横移、垂直位移量、吊钩拉力、门吊装置100的横向倾角等信息。

当对门吊装置100进行回收（回收模式）时，手动将吊钩6锁定，通过无线控制装置将横移走行机构8锁定。第一平车300运输升降平台200进入作业区域并进行对位，通过无线控制装置控制升降平台200上升至最高位。通过操作面板上的平台纵移开关操作升降平台200纵移，微调至升降平台200与门吊装置100对齐，通过操作面板上的支腿伸缩开关操作支腿收回，门吊装置100下降，当观察到升降平台200与门吊装置100相接触时，提示操作人员进行门吊装置100的夹持锁定操作。通过无线控制装置控制升降平台200的夹持锁定机构44将门吊装置100锁定，当完成夹持锁闭后，继续收回支腿，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移至锁定位置，完成第一个门吊装置100回收。通过无线控制装置控制升降平台200将第一个门吊装置100举升至最高位，再控制升降平台200旋转180°，通过第一平车300将升降平台200运输至第二个门吊装置100的下方，完成第二个门吊装置100的回收。通过第一平车300控制升降平台200将两个门吊装置100举升至最高位，再控制升降平台200旋转90°至初始位，控制升降平台200下降，当目测支腿将要接触第一平车300的车体时，将夹持锁定机构44解锁，解锁后控制升降平台200继续下降至初始位，人工将门吊装置100的各个部位进行锁定。依次将所有门吊装置100回收锁闭后将操作面板上的模式选择开关切换至运输模式，以便于在运输前和运输过程中监测门吊装置100及升降平台200的锁定状态。

其中，门吊装置100的动作功能包括起吊装置动作及支腿动作。起吊装置48具备横移及升降功能，通过两个电机分别进行控制，同时设置了限位开关对极限位置进行检测，以避免超限。支腿动作包括左支腿及右支腿的伸缩和横移，各支腿通过两个电机分别实现横移和伸缩动作，其系统结构功能实现方式如附图2所示。

支腿伸缩横移控制逻辑：支腿的伸缩与横移控制为单个门吊装置100的控制，不需要进行多个门吊装置100的同步控制，只需要进行自身逻辑判断，其控制逻辑如附图28及附图29所示。

当支腿伸缩开关打开，若检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示。若未检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则升降驱动电机41动作，同时判断门吊装置100的横向倾角是否小于或等于设定值。若是则判断支腿高度是否等于设定值，若否则升降驱动电机41继续动作直到横向倾角是否小于或等于设定值。若支腿高度等于设定值，则停止升降驱动电机41动作，若支腿高度不等于设定值，则升降驱动电机41继续动作。

当支腿横移开关打开，如果检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示。如果未检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则横移驱动电机动作28直到运行到位。

起吊装置同步升降横移控制逻辑：起吊装置48的横移控制需要多个门吊装置100同步动作，检测的信号为8个门吊装置100的信号，只要其中一个门吊装置100不满足动作条件，处理器停止发送操作指令，并提示故障信息，其控制逻辑如附图30及附图31所示。

当起吊横移开关打开，若检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示。若未检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置100通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，起吊驱动电机12未动作。若所有条件均满足，则横向驱动电机18动作。若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。

当吊钩升降开关打开，若检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示。若未检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置100通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，横向驱动电机18未动作。若所有条件均满足，则起吊驱动电机12动作。若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。

实施例3

如附图20所示，一种如实施例2所述的本发明轨道线路龙门吊运系统作业方法的实施例，具体包括以下步骤：

S101）门吊装置100收起左支腿及右支腿，并固定在第一平车300上运输至作业场地，如附图21所示；

S102）到达施工现场后，通过升降平台200部署门吊装置100，门吊装置100的左支腿及右支腿伸长并支撑至轨道路面，调整桁架4的水平度，第一平车300撤出，如附图22所示；

S103）门吊装置100将放置于第二平车400上并运输至其下方的新线路部件500吊起，第二平车400撤出，如附图23所示；

S104）门吊装置100将新线路部件500横移至线路的一侧放置，并将旧线路部件600吊起后横移至线路的另一侧，如附图24所示；

S105）门吊装置100将新线路部件500吊起横移至线路上，并将旧线路部件600吊起，第二平车400驶入，如附图25所示；

S106）门吊装置100将旧线路部件600放置于第二平车400上后，第二平车400驶离，如附图26所示；

S107）第一平车300驶入，通过升降平台200回收门吊装置100至第一平车300上，第一平车300驶离，完成铁路线路部件的铺换，如附图27所示。

根据线路部件长度确定门吊装置100的数量，通过第一平车300及升降平台200进行多个门吊装置100的部署及回收，并通过多个门吊装置100多点同步作业实现长大铁路线路部件的铺换。同时，门吊装置100的左支腿及右支腿的间距及高度能够调整以满足不同轨道路面工况的需求。在进行铁路线路部件吊运作业时，门吊装置100的整体载荷通过调平支腿1作用于铁路线路的路基900上，通过调平可以有效分散载荷作用于路基900的压力，以减小门吊装置100作业对铁路线路的损伤。

整个作业车辆出发前先将控制柜安装于门吊装置100上，打开各个门吊装置控制柜上的总电源开关，并将无线控制装置上的模式选择开关打至运输模式位置。作业车辆运行至作业现场的指定位置，进行门吊装置100放置前的准备工作，包括：打开各个门吊装置控制柜上的激光开关、照明开关；手动解除门吊装置100在轨道平车上的锁定绳、定位销；手动将门吊装置100的左右支腿、左右调平支腿解锁；手动将升降平台200的升降、旋转及纵移机构46解。

实施例4

如附图10所示，一种应用于实施例2所述本发明轨道线路龙门吊运系统的门吊装置100的实施例，具体包括：

桁架4；

设置于桁架4上，并能沿桁架4进行横向（如附图10中W所示方向）移动的横移走行机构8，以调整吊装位置；横移走行机构8包括提升机构7，提升机构7能带动环链16沿垂向进行升降移动，环链16的末端设置有吊具700，通过吊具700夹持以实现铁路线路部件的搬运；

分别可活动地设置于桁架4左右两端下部的左支腿及右支腿，左支腿及右支腿能沿桁架4进行横向移动，以调整门吊装置的横向跨距。左支腿及右支腿跨设于铁路线路的两侧，无需占用邻线作业，不存在作业超限界的风险。

左支腿及右支腿能沿垂向（如附图10中H所示方向）进行升降移动，以调整桁架4距离吊运轨道路面（即路基）900的高度。

左支腿及右支腿的下部均设置有调平支腿1，通过调平支腿1能实现对左支腿、右支腿及门吊装置100的微调平功能。调平支腿1可实现根据轨道路面900的平整度情况进行高度微调。

实施例4描述的铁路线路部件铺换门吊装置100具备多功能自适应特点，该装置横向两侧的支腿支撑在线路两侧的轨道路面900上，两侧的支腿可横移、升降、调平，以满足不同线路地面工况的作业需求。门吊装置100横向的两个支腿支撑在线路的左右两侧，新旧线路部件的更换在门吊装置100的内空部分进行，本线作业时无需占用邻线空间，无碰触接触网的风险，且对线路不会产生压载损伤。门吊装置100的支腿具备横移功能，可以适应线路两侧不同地面宽度的工况需求。门吊装置100的支腿具备垂向可伸缩调节功能，可以适用于不同地面高度的作业工况，同时可以将所需更换的线路部件起吊至不同的作业高度。

如附图11所示，左支腿包括连接至桁架4的左上支腿3，及与左上支腿3可活动地相连的左下支腿2，左上支腿3能相对于左下支腿2沿垂向进行升降移动。如附图12所示，右支腿包括连接至桁架4的右上支腿9，及与右上支腿9可活动地相连的右下支腿10，右上支腿9能相对于右下支腿10沿垂向进行升降移动。

如附图13所示，提升机构7包括起吊驱动电机12、减速器13、第一传动齿轮14及第二传动齿轮15。起吊驱动电机12通过减速器13带动第一传动齿轮14转动，第一传动齿轮14带动第二传动齿轮15转动，第二传动齿轮15与环链16连接。通过起吊驱动电机12的正反转能实现环链16在垂向的升降功能。提升机构7的起吊升降结构采用环链16与齿轮配合的方式，能够有效防止起吊过程中的打滑现象。

如附图14所示，横移走行机构8还包括环形链条5、安装盒17、横移驱动电机18、第一减速器19、走行轮20、主动链轮21、从动链轮22及走行轨23。提升机构7设置于安装盒17内，走行轮20设置于安装盒17的底部。走行轨23沿横向设置于桁架4的底部内侧，走行轮20与走行轨23相配合。横向驱动电机18通过第一减速器19带动主动链轮21转动，主动链轮21转动带动环形链条5转动，从动链轮22对环形链条5的转动提供辅助定位。环形链条5的两端与安装盒17相连，通过横向驱动电机18的正反转带动提升机构7实现水平方向的横移功能。

如附图15所示，桁架4的底部沿横向开设有长槽孔24，左上支腿3及右上支腿9上部沿纵向（如附图6中L所示方向）的两侧均设置有滑块25。桁架4的底部沿横向设置有导轨26，左上支腿3及右上支腿9的上部均设置有安装板27，安装板27向上穿过长槽孔24。安装板27上设置有横移驱动电机28、第二减速器29、主动齿轮30及从动齿轮31，桁架4的底部沿横向彼此平行地设置有第一齿条32及第二齿条33。横移驱动电机28通过第二减速器29带动主动齿轮30转动，主动齿轮30与第一齿条32相啮合，从动齿轮31与第二齿条33相啮合为支腿横移提供辅助定位。导轨26与滑块25相配合，为左上支腿3及右上支腿9的横移走行提供导向。通过横移驱动电机28的正反转实现左上支腿3及右上支腿9的横向移动。

如附图16所示，左上支腿3及右上支腿9均包括丝杆34、丝杆螺母35、丝杆轴承36及伸缩方管37。丝杆34设置于伸缩方管37内，丝杆螺母35固定于伸缩方管37的内部底侧，丝杆34与丝杆螺母35相配合。丝杆34的上部通过丝杆轴承36固定于伸缩方管37的内部。左下支腿2及右下支腿10均包括固定方管38、支撑方管39、横梁40及承载梁11。固定方管38套设于伸缩方管37的外部，支撑方管39设置于固定方管38的左右两侧，固定方管38的上部与支撑方管39的一端固定，固定方管38的下部通过横梁40与支撑方管39固定。支撑方管39的另一端与承载梁11固定，承载梁11上设置有升降驱动电机41及第三减速器42，丝杆34的下部伸出伸缩方管37、固定方管38的底部后与第二减速器42连接。通过升降驱动电机41的正反转带动第三减速器42，进而带动丝杆34旋转，再通过丝杆34的旋转带动丝杆螺母35及伸缩方管37上下移动，从而实现左支腿及右支腿的伸缩。横梁40上设置有蓄电池49。

如附图17所示，为单个门吊装置100的放置及作业示意图，门吊装置100横向两侧的支腿支撑在线路两侧的路基900上，门吊装置100的支腿间距在W方向上的尺寸可调、距离地面高度H方向的尺寸可调。实施例4进一步通过将多个具有多功能自适应特点的门吊装置100沿铁路线路作业方向（如附图18中L所示方向）组成一个群吊组，群吊组协同作业完成对铁路线路长大部件的智能铺换。如附图18所示，为多个门吊装置100沿线路作业方向L的放置及作业示意图，通过多个门吊装置100多点进行起吊作业，可以实现各种尺寸长大铁路线路部件的更换作业。门吊装置100通过一套驱动机构即可实现铁路线路部件的起吊和平移，实现铁路线路部件的起重和搬运功能。门吊装置100有效降低了起吊空间的总高度，简化了结构，减小了体积，支腿高度可调节，能够自动适应线路两侧轨道路面900的不同高度。

在本申请的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容能够涵盖的范围内。

通过实施本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统的技术方案，能够产生如下技术效果：

（1）本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，能够利用无线控制装置实现多个门吊装置的全流程整体控制，解决门吊装置运输、部署、吊装、回收等作业过程的实时控制，以及安全联锁、多机同步、应急措施等控制问题，作业效率、安全性高，费用低，且便于操作控制；

（2）本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，既适用于整组道岔更换也适应于单根尖轨、岔心等的更换，且通过多个门吊装置组合在吊装过程中的同步横移、升降等动作无线重联一致性控制能够实现对各种不同长度线路部件的搬运、放置、位置调整及更换；

（3）本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，通过多个门吊装置及升降平台在运输过程中的实时安全联锁监测，在门吊装置回收过程中与升降平台的协同作业与安全联锁，门吊装置及升降平台锁定实时监测，以及在各种故障情况下的应急控制措施及故障智能维护最大限度地确保了作业过程的安全性；

（4）本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，门吊装置的支腿跨设于铁路线路的两侧，线路部件更换不会占用邻线空间，不存在作业超限界的安全风险，操作灵活，能够很好地适应复杂线路工况下的作业需求；同时门吊装置结构简单、占用空间小、质量轻、可靠性高、便于维护检修、制造成本低、作业效率高；

（5）本发明具体实施例描述的轨道线路龙门吊运无线控制及龙门吊运系统，门吊装置具备支腿横移、升降、调平功能，支腿横向跨度间距、距离地面高度均可调，能够满足不同线路地面工况需求的功能，门吊装置的放置及回收可以通过升降平台实现且高度可调，起吊过程中无碰触接触网的风险。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (11)

1.一种轨道线路龙门吊运系统，其特征在于，包括：轨道线路龙门吊运无线控制系统、门吊装置、升降平台、第一平车及第二平车；所述第一平车用于运输门吊装置及升降平台，所述第二平车用于运输线路部件；所述无线控制系统包括：无线控制装置、门吊装置控制系统及升降平台控制系统，所述无线控制装置包括显示器、操作面板、处理器及无线组网中心节点模块；所述门吊装置控制系统及升降平台控制系统均包括无线组网子节点模块及本地控制系统，所述本地控制系统包括控制器、驱动器、传感器及伺服电机；操作人员通过操作面板输入操作指令，操作指令传输至处理器，处理器通过所述无线组网中心节点模块接收来自各无线组网子节点模块的数据，根据接收到的数据进行故障判断；所述处理器根据操作指令和接收到的数据进行运算判断，判断是否满足相应的控制逻辑要求，对于满足控制逻辑要求的操作指令，能通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块；当进行线路部件更换时，根据吊装需要将若干个门吊装置、升降平台通过第一平车运输至作业现场；到达作业现场后，通过无线控制装置控制升降平台将门吊装置按位置和顺序部署到位，第一平车驶离；通过无线控制装置对部署好的门吊装置进行无线同步协同控制以完成线路部件吊装作业；完成吊装作业后，第一平车进入，将门吊装置回收并固定于其上，第一平车驶离；门吊装置及作业所需的线路部件运输至作业现场后，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过操作操作面板上升降平台控制区及门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置及升降平台状态进行控制逻辑运算，实现升降平台对门吊装置的夹持、支腿横移及升降、升降平台旋转、升降及纵移操作，最终实现若干个门吊装置由第一平车至轨道路面的安全部署；当门吊装置部署完成后，无线控制装置能通过选择进入作业模式，通过操作门吊装置控制区的开关，然后由处理器根据操作指令、门吊装置状态进行控制逻辑运算，实现对选择投入使用的若干个门吊装置进行支腿升降、调平支腿升降、起吊横移及升降、起吊解锁动作协同作业，同时对各门吊装置的实时位置和载荷进行负反馈调节，最终实现线路部件的平稳更换作业；当对门吊装置进行部署时，无线控制装置能通过选择进入部署模式，通过无线控制装置控制升降平台上升，观察到升降平台与门吊装置相接触时，停止上升动作，并提示操作人员进行门吊装置夹持锁定操作；通过无线控制装置控制升降平台的夹持锁定机构将门吊装置锁定，监测到夹持锁闭信号后，操作升降平台继续上升，上升高度由操作人员控制；当门吊装置上升至最高位时，通过无线控制装置控制升降平台旋转，当检测到升降平台旋转至90°信号时，升降平台停止旋转；根据激光线与地面标识位置对准，通过操作面板上的平台纵移开关控制升降平台进行纵移，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移，直至激光线与地面标识对齐，完成门吊装置放置对位；通过无线控制装置控制升降平台下降至最低位后，再将夹持锁定机构解锁；通过支腿伸缩开关分别控制支腿伸出，在邻近地面时停止，将操作面板上的支腿选择开关切换至同步位，继续伸出支腿直至与升降平台分离，达到指定高度；通过控制支腿的调平支腿，调整门吊装置的纵向水平度；根据横向倾角传感器的反馈数值，控制支腿的高度，直至门吊装置横向水平，此时完成第一个门吊装置的部署；通过无线控制装置控制升降平台将第二个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转180°，通过第一平车将升降平台运输至第二个门吊装置的部署位置，完成第二个门吊装置的部署，再完成其他门吊装置的部署；当对门吊装置进行回收时，手动将吊钩锁定，通过无线控制装置将横移走行机构锁定；第一平车运输升降平台进入作业区域并进行对位，通过无线控制装置控制升降平台上升至最高位；通过操作面板上的平台纵移开关操作升降平台纵移，微调至升降平台与门吊装置对齐，通过操作面板上的支腿伸缩开关操作支腿收回，门吊装置下降，当观察到升降平台与门吊装置相接触时，提示操作人员进行门吊装置夹持锁定操作；通过无线控制装置控制升降平台的夹持锁定机构将门吊装置锁定，当完成夹持锁闭后，继续收回支腿，同时通过操作面板上的支腿横移开关控制支腿横移至锁定位置，完成第一个门吊装置回收；通过无线控制装置控制升降平台将第一个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转180°，通过第一平车将升降平台运至第二个门吊装置下方，完成第二个门吊装置的回收；通过第一平车控制升降平台将两个门吊装置举升至最高位，再控制升降平台旋转90°至初始位，控制升降平台下降，当目测支腿将要接触第一平车的车体时，将夹持锁定机构解锁，解锁后控制升降平台继续下降至初始位，人工将门吊装置的各个部位进行锁定；依次将所有门吊装置回收锁闭后将操作面板上的模式选择开关切换至运输模式，以便于在运输前和运输过程中监测门吊装置及升降平台的锁定状态。

2.根据权利要求1所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：所述处理器将满足控制逻辑要求的计算结果及故障判断信息输出至显示器；所述控制器接收来自无线组网子节点模块的操作指令，并通过驱动器控制伺服电机带动门吊装置或升降平台的相应机构；所述传感器采集门吊装置或升降平台相应机构的检测数据，依次通过驱动器、控制器传输至无线组网子节点模块，由无线组网子节点模块将数据发送至无线组网中心节点模块。

3.根据权利要求2所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：操作指令通过无线组网中心节点模块下发至各无线组网子节点模块，再由控制器根据通信协议和自身的通信地址解析属于本地的控制指令后执行相应动作；由各无线组网子节点模块向无线组网中心节点模块传输的数据，所述无线组网中心节点模块采用排队轮询方式进行数据接收。

4.根据权利要求2或3所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：所述门吊装置的操作指令包括起吊装置升降及横移，支腿升降及横移，调平支腿升降；所述升降平台的操作指令包括平台旋转、升降及纵移。

5.根据权利要求4所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：在第一平车运输门吊装置过程中，无线控制装置能通过选择进入运输模式，并通过显示器对门吊装置、升降平台的固定锁紧情况进行实时监测。

6.根据权利要求2、3或5所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：在所述门吊装置部署放置前，打开各个门吊装置控制箱上的激光开关及照明开关；手动解除门吊装置在第一平车上的锁定绳及定位销；手动解锁门吊装置的支腿及调平支腿；手动解锁升降平台的升降、旋转及纵移机构。

7.根据权利要求6所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：当支腿伸缩开关打开，若检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到支腿锁定信号、支腿限位信号、电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则升降驱动电机动作，同时判断门吊装置的横向倾角是否小于或等于设定值；若是则判断支腿高度是否等于设定值，若否则升降驱动电机继续动作直到横向倾角是否小于或等于设定值；若支腿高度等于设定值，则停止升降驱动电机动作，若支腿高度不等于设定值，则升降驱动电机继续动作。

8.根据权利要求7所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：当支腿横移开关打开，如果检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；如果未检测到支腿横移锁定信号、横移限位信号、横移驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则横移驱动电机动作直到运行到位。

9.根据权利要求2、3、5、7或8所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：所述门吊装置包括起吊装置，所述起吊装置包括横移走行机构，及与所述横移走行机构相连并用于吊装线路部件的吊钩；当对线路部件进行起吊放置时，手动对吊钩进行解锁，通过无线控制装置解锁横移走行机构；第二平车驶入指定作业区域，根据激光线完成对位；通过门吊装置上的控制箱控制横移走行机构移动至设定位置，并控制吊钩下降，微调横移走行机构的位置，使横移走行机构位于起吊点的正上方；人工将吊钩勾至线路部件的指定部位，通过控制箱控制吊钩上升，当吊钩的起吊绳拉直时停止，通过吊钩拉力判断吊钩准备状态；当所有吊钩完成准备，打开操作面板上的同步作业开关，将当前横移走行机构的横移位置及吊钩的垂直位置设定为初始位；通过操作面板上的起吊横移开关控制所有的吊钩同步横移，或通过操作面板上的吊钩升降开关控制所有的吊钩同步提升，期间通过监测各个起吊装置的上升位移量、横移位移量和吊钩拉力来判断各个起吊装置是否同步，若作业期间检测到某一吊钩的拉力或上升位移量或横移位移量与其他起吊装置相差较大，立即停止所有起吊装置动作，并通过显示器提示的异常部位及参数，提醒操作人员进行单独控制，调整起吊装置至合理位置后继续进行同步动作；线路部件起吊后，第二平车驶离作业区域，通过同步控制将线路部件放置于指定位置，完成线路部件的放置。

10.根据权利要求9所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：当起吊横移开关打开，若检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到起吊装置横移锁定信号、横移限位信号、横向驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，起吊驱动电机未动作；若所有条件均满足，则横向驱动电机动作；若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。

11.根据权利要求10所述的轨道线路龙门吊运系统，其特征在于：当吊钩升降开关打开，若检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则无线控制装置进行报警显示；若未检测到吊钩上升到位信号、起吊驱动电机故障信号、蓄电池故障信号及急停信号中的任一信号，则判断是否满足所有门吊装置通讯正常，横向倾角小于或等于设定值，吊钩拉力小于或等于设定值，横向驱动电机未动作；若所有条件均满足，则起吊驱动电机动作；若任一条件不满足，则无线控制装置进行报警显示。