CN213114135U - 一种挖掘装置的测量控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种挖掘装置的测量控制装置，包括挖掘装置，该挖掘装置为连接梁、右挖掘导槽、左挖掘导槽、连接底梁组成的环形机构。环形机构上设连接梁,连接梁上设有滑柱机构，环形机构可沿其上下移动；连接梁两端设有铰点，导槽可由铰点左右摆动。环形机构内部设有检测小车，用于保证环形机构能够从长度恒定、相对位置差异巨大的线路轨枕两端顺利通过。测量控制装置可选取线路上任一点作为作业起始点，增加挖掘装置的适用范围，拓宽作业起始点线路条件要求的限制；避免使用线路参数作为控制基准、采用线路设计参数来控制线路养护而失真的问题；避免施工前对线路参数二次测量，直接利用既有钢轨作为基准，控制挖掘导槽的偏移量。

Description

一种挖掘装置的测量控制装置

技术领域

本实用新型涉及机械装备技术领域，具体而言，涉及一种挖掘装置的测量控制装置。

背景技术

基于铁路隧道内可视性差、封闭性强和内部空间狭小等特点，铁路隧道内机械化维修作业受到了很大的限制，根据困难程度划分，铁路隧道内道砟的处理是最大的难题，铁路隧道内道砟处理是目前我国线路机械化大中修作业的空白点和盲区，铁路隧道内道砟处理已经成为制约机械化维修的最大瓶颈。

例如公开号为CN105442398A的中国发明专利，其公开了一种适合狭窄作业面的道砟处理机，其包括车架，该车架下方两端设有转向架，该车架上方前端装有前司机室，车架中部设置环形链条挖掘机构，该环形链条挖掘机构前方的车架下部装有主起拨道装置，环形链条挖掘机构包括滑柱机构，该滑柱机构连接支撑梁，该支撑梁一端连接上升导槽，该支撑梁另一端连接下降导槽，所述上升导槽与所述下降导槽的底端由伸缩底梁连接在一起，所述上升导槽与所述下降导槽及所述伸缩底梁内部装有挖掘链，该挖掘链呈环形，所述下降导槽上部还装有链条张紧机构，用于张紧所述挖掘链，使其与驱动机构啮合良好、避免脱齿，所述支撑梁上还装有链条驱动装置，所述上升导槽与所述下降导槽关于所述支撑梁的纵向中心线对称，所述上升导槽与所述下降导槽、所述伸缩底梁及所述支撑梁在横向平面内呈六边形，从而使嵌装于其中的环形挖掘链呈六边形，所述挖掘装置通过所述滑柱机构横向安装在作业车的车架上，且所述滑柱机构使所述挖掘装置在竖直方向上下移动。为了实现狭窄作业面的道砟处理，所述挖掘导槽与轨枕端头的间距通常会设置得非常小，作业环境差通常不便于操作者直接观察，需要一套自动控制机构来避免挖掘导槽与轨枕端头相撞。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种挖掘装置的测量控制装置，可实现挖掘导槽跟随线路变化而进行自动的横向移动，实现挖掘导槽横向摆动的自动控制；其中轨行机构可实现狭小空间内、确定轨距的横向移动。

本实用新型中规定：平行于铁路钢轨的方向为纵向，垂直于铁路钢轨的方向为横向，垂直于地面的方向为竖向；远离两钢轨之间中心线的方向为外侧，靠近两钢轨之间中心线的方向为内侧；沿图纸向外的方向为挖掘装置工作方向。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：

本实用新型第一方面提供一种测量控制装置，包括挖掘装置，所述挖掘装置为环形机构，所述环形机构内部设有检测小车。当该测量装置通过直线时，机架的纵向中心点与线路中心重合，环形机构两侧与线路轨枕间距相同；当该测量装置通过曲线时，机架与轨行装置之间产生相对转动，机架的纵向中心点与线路中心点发生偏移，即环形机构两侧与线路轨枕间距，一端变小另一端变大，导致挖掘装置与线路轨枕干涉。

本实用新型的测量控制装置在于解决挖掘装置与线路轨枕干涉问题，可选取线路上任一点作为作业起始点，克服挖掘装置作业起始点的条件限制，可任意选择在直线上、曲线上开始作业；避免使用线路参数作为控制基准，避免采用线路设计参数来控制线路养护而失真的问题；避免施工前对线路参数二次测量，直接利用钢轨作为基准，控制挖掘导槽的偏移量。

优选的是，所述挖掘装置为连接梁、右挖掘导槽、左挖掘导槽、连接底梁和挖掘链条组成的环形机构；挖掘链条可在所述环形机构内作环形运动。

在上述任一方案中优选的是，所述环形机构上设有滑柱机构，该环形机构可沿滑柱机构上下移动；连接底梁的两端设有铰点，右挖掘导槽和左挖掘导槽可由铰点左右摆动。

在上述任一方案中优选的是，所述挖掘装置通过支撑框架布置在机架上，机架的前后两端分别支承在两个轨行装置上，机架与轨行装置间设有竖向转动的自由度。

在上述任一方案中优选的是，所述环形机构沿滑柱机构的上下移动、挖掘导槽沿连接梁的两端铰点摆动均不会影响挖掘链条的环形运动。

在上述任一方案中优选的是，所述右挖掘导槽、左挖掘导槽分别通过右铰点、左铰点与连接梁相连，通过右驱动缸、左驱动缸驱动其左右摆动。工作状态下通过右驱动缸、左驱动缸驱动，右挖掘导槽、左挖掘导槽可绕铰点向右摆动，从而带动挖掘底梁、环形挖掘链条的移动。

在上述任一方案中优选的是，所述检测小车包括轨行机构、保持框架、举升机构、左右横移装置和检测装置。举升机构可采用气缸，也可以采用液压缸，电动缸等。

在上述任一方案中优选的是，所述右挖掘导槽、左挖掘导槽中一个与轨行机构设为被测体，另一个作为测量体，被测体上装有第一传感器、第二传感器，用于检测被测体的横向移动。检测小车可通过举升机构实现运行位置、作业位置的切换。

在上述任一方案中优选的是，所述检测小车由轨行机构、安装支座、调节杆、铰接头、固定支座组成的四连杆机构支承。

在上述任一方案中优选的是，所述检测小车包括保持框架、贯通在保持框架内部的轨行机构，轨行机构可在保持框架内横向移动，横向移动可有主动横移和被动横移两种方式。

在上述任一方案中优选的是，所述轨行机构的端头装有端盖、轴承和走行轮。

在上述任一方案中优选的是，所述轨行机构的外部两端均设有导向耳座，限制检测装置随轨行机构转动。

在上述任一方案中优选的是，所述检测装置安装在轨行机构上，可随轨行机构一起，相对保持框架作横向移动。

在上述任一方案中优选的是，运行状态下所述连接梁、右挖掘导槽、左挖掘导槽、右驱动缸、左驱动缸、连接底梁、环形挖掘链条与机架固锁在一起。无论车辆在直线运行还是在曲线上运行，挖掘装置都随机架一起偏移。

在上述任一方案中优选的是，所述走行轮的内侧设有传感器安装架和导向杆，该传感器安装架与活塞杆之间采用间隙配合，为防止传感器安装架偏转；导向杆抵靠在导向耳座中，并在导向耳座中左右移动；导向杆通过安装座与传感器安装架相连。

在上述任一方案中优选的是，所述传感器安装架、走行轮与活塞杆在横向上位置固定，活塞杆的横移带动传感器安装架、走行轮相对驱动缸本体移动，通过走行轮与钢轨间的轮轨关系，将线路基准传递到右挖掘导槽，从而控制右挖掘导槽、左挖掘导槽的左右摆动。

本实用新型第二方面提供一种挖掘装置的测量控制方式，其包括：

第一步，根据几何关系，假定线路曲线半径为R，曲线方向为左曲线，机架上两轨行装置的旋转中心距为L，则相当于在半径为R的曲线上设有长度为L的弦，故机架的纵向中心点与线路中心偏移值 LS最大为其正矢S；当曲线为右曲线时，机架的纵向中心点与线路中心向相反方向偏移，偏移值LS最大为亦其正矢S；

第二步，假定挖掘装置的中心刚好与机架的中心重合，则为了让挖掘装置中的右挖掘导槽、左挖掘导槽顺利通过轨枕的两端，右挖掘导槽、左挖掘导槽的摆动值应与线路中心的偏移值LS一致。从线路的纵向来看，线路通常为“直线—直缓—圆曲线—直缓—直线--……”，即LS在-S～+S间呈无规律的、连续的变化。

在实际操作过程中，第一步，作业开始前，在起始龙口处挖出一定长度范围内的道砟，便于挖掘装置下降至作业高度；

第二步：挖掘装置沿滑柱机构下放至作业高度，挖掘底梁分别与右挖掘导槽、左挖掘导槽连接，并连接环形挖掘链条，再将检测小车下放至轨道上并贴靠一侧钢轨，通常为贴靠线路的下股；

第三步：作业开始后，轨行装置带动机架连同挖掘装置向线路纵向移动，安装在检测小车上的传感器可控制右挖掘导槽、左挖掘导槽进行左右摆动而顺利通过轨枕两端。

当该测量控制装置进入右曲线作业或在右曲线上开始作业时，第一步，将挖掘装置中的连接梁相对机架横向固定，竖向可沿滑柱机构上下移动至作业高度；

第二步，右挖掘导槽、左挖掘导槽分别通过右铰点、左铰点与连接梁相连，通过第一驱动缸、第二驱动缸驱动，右挖掘导槽、左挖掘导槽可绕右铰点、左铰点向右摆动，从而带动挖掘底梁、环形挖掘链条的移动；

第三步，将检测小车下放至轨道上，走行轮的轮缘贴靠左股钢轨内侧，驱动本体保持与机架位置固定，活塞杆向右段伸出；

第四步，感应支架位于第一传感器、第二传感器之间，当第一传感器感应到感应支架时，驱动缸驱动导槽向左移动，直至感应失效；当第二传感器感应到感应支架时，驱动缸驱动导槽向右移动，直至感应失效；

第五步，循环往复，保证右挖掘导槽、左挖掘导槽与轨枕间保持合适距离。

当该测量控制装置进入左曲线作业或在左曲线上开始作业时，第一步，将挖掘装置中的连接梁相对机架横向固定，竖向可沿滑柱机构上下移动至作业高度；

第二步，右挖掘导槽、左挖掘导槽分别通过右铰点、左铰点与连接梁相连，通过第一驱动缸、第二驱动缸驱动，右挖掘导槽、左挖掘导槽可绕右铰点、左铰点向左摆动；

第三步，将检测小车下放至轨道上，走行轮的轮缘贴靠右股钢轨内侧，驱动本体保持与机架位置固定，活塞杆向左段伸出；

第四步，感应支架位于第一传感器、第二传感器之间，当第一传感器感应到感应支架时，驱动缸驱动导槽向左移动，直至感应失效；当第二传感器感应到感应支架时，驱动缸驱动导槽向右移动，直至感应失效；

第五步，循环往复，保证右挖掘导槽、左挖掘导槽与轨枕间保持合适距离。

本实用新型所述的挖掘装置的测量控制装置与现有技术相比具有下列优点和效果：

1.实现狭窄作业面内的道砟处理。

2.可选取线路上任一点作为作业起始点，克服了作业起始点的条件限制，可任意选择在直线上、曲线上开始作业。

3.避免了使用线路参数作为控制基准，避免了采用线路设计参数来控制线路养护而失真的问题。

4.避免了施工前对线路参数二次测量，直接利用钢轨作为基准，控制挖掘导槽的偏移量。

附图说明

图1为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示优选实施例的正矢示意图。

图3为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示优选实施例的运行状态图。

图4为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示实施例的直线线路上作业施工图。

图5为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示实施例进入右曲线线路上作业施工图。

图6为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示实施例进入左曲线线路上作业施工图。

图7为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示实施例中检测小车的结构示意图。

图8为按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图7所示实施例中轨行机构的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型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介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

如图1所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的一优选实施例的结构示意图。本实用新型的挖掘装置的测量控制装置，包括挖掘装置3，该挖掘装置布置在机架1中部的支撑框架4上，挖掘装置3可沿滑柱机构5上下移动，所述支撑框架4上设有滑柱机构5，挖掘装置3位于滑柱机构5的上部，挖掘装置3沿滑柱机构5上下移动；机架 1的前后两端分别支承在两个轨行装置2上，机架1与轨行装置2间设有竖向转动的自由度；机架1的中间部位下方设有检测小车6。当该测量控制装置通过直线时，机架1的纵向中心点与线路中心重合；当该测量控制装置通过曲线时，机架1与轨行装置2之间产生相对转动，机架 1的纵向中心点与线路中心点发生偏移。

本实用新型的测量控制装置克服了作业起始点的条件限制，可任意选择在直线上、曲线上开始作业；避免了使用线路参数作为控制基准，避免了采用线路设计参数来控制线路养护而失真的问题；避免了施工前对线路参数二次测量，直接利用钢轨作为基准，控制挖掘导槽的偏移量。

如图2所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1 所示优选实施例的正矢示意图。

第一步，根据几何关系，假定线路曲线半径为R，曲线方向为左曲线，机架1上两轨行装置2的旋转中心距为L，则相当于在半径为 R的曲线上设有长度为L的弦，故机架1的纵向中心点与线路中心偏移值LS最大为其正矢S；当曲线为右曲线时，机架1的纵向中心点与线路中心向相反方向偏移，偏移值LS最大为亦其正矢S；

第二步，假定挖掘装置3的中心刚好与机架1的中心重合，则为了让挖掘装置3中的右挖掘导槽34、左挖掘导槽35顺利通过轨枕71 的两端，右挖掘导槽34、左挖掘导槽35的摆动值应与线路中心的偏移值LS一致。从线路的纵向来看，线路通常为“直线—直缓—圆曲线—直缓—直线--……”，即LS在-S～+S间呈无规律的、连续的变化。

接下来参阅图3所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示优选实施例的运行状态图。

在本实施例中，所述挖掘装置3包括右挖掘导槽34、左挖掘导槽35、挖掘导槽38和环形挖掘链条39。

在本实施例中，所述右挖掘导槽34、左挖掘导槽35、右驱动缸 36、左驱动缸37、挖掘导槽38、环形挖掘链条39与机架1固锁在一起。无论车辆在直线运行还是在曲线上运行，挖掘装置3都随机架1 一起偏移。

在本实施例中，所述右挖掘导槽34、左挖掘导槽35分别通过右铰点32、左铰点33与连接梁31相连，通过右驱动缸36、左驱动缸 37驱动，右挖掘导槽34、左挖掘导槽35可绕右铰点32、左铰点33 向右摆动，从而带动挖掘底梁38、环形挖掘链条39的移动。

在运行状态下，挖掘装置3处于滑柱机构5的上部，右挖掘导槽 34、左挖掘导槽35、挖掘导槽38、环形挖掘链条39与机架1固锁在一起。无论车辆在直线运行还是在曲线上运行，挖掘装置3都随机架 1一起偏移。

如图4所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1 所示实施例的直线线路上作业施工图。

作业开始前，应在起始龙口处挖出一定长度范围内的道砟，便于挖掘装置3下降至作业高度。挖掘装置3沿滑柱机构5下放至作业高度，挖掘底梁38分别与右挖掘导槽34、左挖掘导槽35连接，并连接环形挖掘链条39，再将检测小车6下放至轨道上并贴靠一侧钢轨，通常为贴靠线路的下股。作业开始后，轨行装置2带动机架1连同挖掘装置3向线路纵向移动，安装在检测小车6上的传感器可控制右挖掘导槽34、左挖掘导槽35进行左右摆动而顺利通过轨枕两端。

如图5所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1 所示实施例进入右曲线线路上作业施工图。

在本实施例中，该测量控制装置通过轨行装置2位于线路轨枕7 上。

在本实施例中，所述线路轨枕7包括轨枕71、右股钢轨72和左股钢轨73。

当该挖掘装置的测量控制装置进入右曲线作业或在右曲线上开始作业，挖掘装置3中的连接梁31相对机架1横向固定，竖向可沿滑柱机构5上下移动至作业高度。右挖掘导槽34、左挖掘导槽35分别通过右铰点32、左铰点33与连接梁31相连，通过驱动缸36、驱动缸37驱动，右挖掘导槽34、左挖掘导槽35可绕右铰点32、左铰点33向右摆动，从而带动挖掘底梁38、环形挖掘链条39的移动。检测小车6下放至轨道上，走行轮618轮缘贴靠左股钢轨73内侧，驱动本体611保持与机架1位置固定，活塞杆615向右段伸出。感应支架64位于第一传感器62、第二传感器63之间，当第一传感器62 感应到感应支架64时，驱动缸驱动导槽向左移动，直至感应失效；当第二传感器63感应到感应支架64时，驱动缸驱动导槽向右移动，直至感应失效；循环往复，保证右挖掘导槽34、左挖掘导槽35与轨枕71间保持合适距离。

如图6所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1 所示实施例进入左曲线线路上作业施工图。

当该挖掘装置的测量控制装置进入左曲线作业或在左曲线上开始作业，挖掘装置3中的连接梁31相对机架1横向固定，竖向可沿滑柱机构5上下移动至作业高度。右挖掘导槽34、左挖掘导槽35分别通过右铰点32、左铰点33与连接梁31相连，通过驱动缸36、驱动缸37驱动，右挖掘导槽34、左挖掘导槽35可绕右铰点32、左铰点33向左摆动。检测小车6下放至轨道上，走行轮618轮缘贴靠右股钢轨72内侧，驱动本体611保持与机架1位置固定，活塞杆614向左段伸出。感应支架64位于第一传感器62、第二传感器63之间，当第一传感器62感应到感应支架64时，驱动缸驱动导槽向左移动，直至感应失效；当第二传感器63感应到感应支架64时，驱动缸驱动导槽向右移动，直至感应失效；循环往复，保证右挖掘导槽34、左挖掘导槽35与轨枕71间保持合适距离。

如图7所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1 所示实施例中检测小车的结构示意图。

在本实施例中，所述检测小车6包括轨行机构61、安装支座65、调节杆66、铰接头67、固定支座68和提升缸69。

在本实施例中，所述轨行机构61两端装有第一传感器62和第二传感器63，用于检测感应支架64的位置移动。检测小车6可通过提升缸69实现运行位置、作业位置的切换。

在本实施例中，所述检测小车6由安装支座65、调节杆66、铰接头67、固定支座68组成的四连杆机构支承，并有一定调节量。

最后参阅图8所示，按照本实用新型的挖掘装置的测量控制装置的图1所示实施例中轨行机构的结构示意图。

在本实施例中，所述轨行机构61包括驱动缸本体611，驱动缸本体611中设有贯通其中的活塞杆614，活塞杆614可在驱动缸本体 611内左右移动。

在本实施例中，所述活塞杆614的端头装有端盖616、轴承617 和走行轮618。

在本实施例中，所述驱动缸本体611的外部两端均设有导向耳座 612。

在本实施例中，所述走行轮618的内侧设有传感器安装架615和导向杆613，该传感器安装架与活塞杆614之间采用间隙配合，为防止传感器安装架615偏转；导向杆613抵靠在导向耳座612中，并在导向耳座612中左右移动；导向杆613通过安装座619与传感器安装架615相连。

在本实施例中，所述传感器安装架615、走行轮618与活塞杆614 在横向上位置固定，活塞杆614的横移带动传感器安装架615、走行轮 618相对驱动缸本体611移动，通过走行轮618与钢轨间的轮轨关系，将线路基准传递到右挖掘导槽34，从而控制右挖掘导槽34、左挖掘导槽35的左右摆动。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的挖掘装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。

Claims (13)

1.一种挖掘装置的测量控制装置，其包括挖掘装置(3)，其特征在于：挖掘装置(3)为环形机构，所述环形机构内部设有检测小车(6)。

2.如权利要求1所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：挖掘装置(3)为连接梁(31)、右挖掘导槽(34)、左挖掘导槽(35)、连接底梁(38)和挖掘链条(39)组成的环形机构；挖掘链条(39)可在所述环形机构内作环形运动。

3.如权利要求1所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：所述环形机构上设有滑柱机构(5)，该环形机构可沿滑柱机构(5)上下移动；连接底梁(38)的两端设有铰点，右挖掘导槽(34)和左挖掘导槽(35)可由铰点左右摆动。

4.如权利要求1所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：挖掘装置(3)通过支撑框架(4)布置在机架(1)上，机架(1)的前后两端分别支承在两个轨行装置(2)上，机架(1)与轨行装置(2)间设有竖向转动的自由度。

5.如权利要求2所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：所述环形机构沿滑柱机构(5)的上下移动、挖掘导槽沿连接梁(31)的两端铰点摆动均不会影响挖掘链条(39)的环形运动。

6.如权利要求1所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：右挖掘导槽(34)、左挖掘导槽(35)分别通过右铰点(32)、左铰点(33)与连接梁(31)相连，通过右驱动缸(36)、左驱动缸(37)驱动其左右摆动。

7.如权利要求1所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：检测小车(6)包括轨行机构、保持框架、举升机构、左右横移装置和检测装置。

8.如权利要求1或6所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：右挖掘导槽(34)、左挖掘导槽(35)中一个与轨行机构设为被测体，另一个作为测量体，被测体上装有第一传感器(62)、第二传感器(63)，用于检测被测体的横向移动。

9.如权利要求1或7所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：检测小车(6)由轨行机构(61)、安装支座(65)、调节杆(66)、铰接头(67)、固定支座(68)组成的四连杆机构支承。

10.如权利要求1或7所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：检测小车(6)包括保持框架、贯通在保持框架内部的轨行机构，轨行机构可在保持框架内横向移动，横向移动可有主动横移和被动横移两种方式。

11.如权利要求9所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：轨行机构(61)的端头装有端盖(616)、轴承(617)和走行轮(618)。

12.如权利要求9所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：轨行机构(61)的外部两端均设有导向耳座(612)，限制检测装置随轨行机构转动。

13.如权利要求7所述的挖掘装置的测量控制装置，其特征在于：所述检测装置安装在轨行机构(61)上，可随轨行机构(61)一起，相对保持框架作横向移动。

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