一种智慧梁厂生产用台车旋转式快速换轨牵引装置及牵引方法

本发明涉及桥梁工程预制梁生产，具体是一种智慧梁厂生产用台车旋转式快速换轨牵引装置及牵引方法。

背景技术：

1、在公路、铁路及市政桥梁工程中，预制梁的工厂化生产已是大规模施工的主流模式。目前，预制梁生产普遍采用台车的流水线作业方式。台车作为预制梁从模板安装、混凝土浇筑、蒸汽养护、标准养护到预应力张拉、移梁存放等全工序流转的核心承载与运输设备，其技术配置与运行效率直接影响生产节拍和梁体质量。

2、在实际生产中，台车的行走定位、模板对位等操作基本依赖现场操作人员通过手持遥控器或控制面板手动操控。每次移梁前，操作工凭经验判断台车启动时机和行走速度；台车就位时依靠人工目测观察地面标线或参照物。预制梁台车的使用采用分段供电输送的方式对预制梁制造过程中的工序转运进行输送，工作效率较低，整个预制梁生产过程无法实现自动化管理。移梁过程中的关键数据，如行走距离等，多由操作工手写在纸质台账或临时记录本上，部分梁厂虽配备了对讲机联络，但整体调度仍依赖人工协调。部分项目虽尝试引入部分自动化设备，但多局限于某个单一环节，未能实现无线通讯，也无法无线遥控进行生产调度。

3、当前预制梁生产用台车仍处于“机动化行走、人工化决策”的半自动阶段。工作过程中需要用人工进行拖线与插线进行通电作业，工人劳动强度较大，工作环境也较为恶劣，移动台架操作时对人工的依赖程度较大，操作标准化程度低。特别是台车自带动力装置时，在蒸汽养护室的恶劣环境下电气元器件寿命过短，造成设备维护成本高、可靠性低。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种智慧梁厂生产用台车旋转式快速换轨牵引装置及牵引方法，以解决现有技术中不便于实现自动化移动台架的技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种智慧梁厂生产用台车旋转式快速换轨牵引装置，其特征在于，包括车体、纵向移动导轨、横向移动导轨、升降机构、旋转驱动机构以及斜面对称快速夹紧机构；所述纵向移动导轨和横向移动导轨交叉设置，所述车体的底部设置有行驶主动轮和行驶从动轮，所述行驶主动轮和行驶从动轮与纵向移动导轨和横向移动导轨配合；所述升降机构设置于所述旋转驱动机构上，所述升降机构通过旋转驱动机构与所述车体传动连接，并驱动所述车体整体沿竖直方向升降；所述旋转驱动机构设置于所述车体的中部，驱动所述车体相对于所述旋转驱动机构进行旋转；所述斜面对称快速夹紧机构设置于所述车体沿纵向方向的两端，所述斜面对称快速夹紧机构设有斜面夹紧端，所述斜面夹紧端与台车端部的斜面结构贴合。

4、优选的技术方案，所述升降机构包括丝杆升降机构、减速驱动电机和减速器，所述丝杆升降机构与旋转驱动机构底部框架连接，所述减速驱动电机配备的输出端与减速器连接，减速器的输出端与所述丝杆升降机构的输入端传动连接，减速驱动电机本身自带减速器。

5、优选的技术方案，所述旋转驱动机构包括回转支承电机、回转装置箱盖和回转支承，所述回转支承转动连接所述车体的下部，所述回转支承电机通过齿轮传动驱动所述回转支承带动所述车体在回转支承上旋转，所述升降机构设置在旋转驱动机构的底部框架上，所述回转装置箱盖通过第一铰链转动设置在车体的一侧，所述回转装置箱盖的内侧面与车体通过第一活动安装座连接有第一电动推杆，所述回转装置箱盖可覆盖在回转支承的上方。

6、优选的技术方案，所述斜面对称快速夹紧机构包括丝杆、斜面夹紧块、减速器以及电机；所述丝杆的一端与所述斜面夹紧块螺旋传动连接，所述电机的输出轴与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与所述丝杆的另一端传动连接。

7、优选的技术方案，还包括锂电池箱，所述锂电池箱分设于所述车体的两侧；所述锂电池箱包括锂电池箱盖、铰链、活动安装座、锂电池箱体、锂电池组以及电动推杆；所述锂电池组设置于所述锂电池箱体内，所述铰链连接所述锂电池箱盖与所述锂电池箱体，所述电动推杆通过所述活动安装座分别与所述锂电池箱体和所述锂电池箱盖铰接。

8、优选的技术方案，所述锂电池组为48v400ah锂电池，所述锂电池箱内设有与所述锂电池组电性连接的锂电池管理系统。

9、优选的技术方案，还包括超声测距装置，所述超声测距装置设置于所述车体的两侧，所述超声测距装置的探测方向朝向待牵引的所述台车。

10、优选的技术方案，还包括激光对轨装置，所述激光对轨装置装设于所述车体上，所述激光对轨装置的检测端朝向所述纵向移动导轨和所述横向移动导轨的交汇处。

11、优选的技术方案，设置于地面的所述横向移动导轨的轨顶面高于所述纵向移动导轨的轨顶面，两者之间的高度差为50mm。

12、优选的技术方案，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述升降机构、所述旋转驱动机构以及所述斜面对称快速夹紧机构电性连接，且所述控制系统与梁厂erp系统通信连接。

13、一种采用所述牵引装置的智慧梁厂生产用台车旋转式快速换轨牵引方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：梁厂管理系统向所述控制系统发出牵引对接信号，所述牵引装置启动，同时所述超声测距装置启动，实时检测所述牵引装置与所述台车之间的距离；步骤二：所述牵引装置通过换轨等作业后，所述牵引装置沿纵向移动导轨行走至所述台车附近，所述超声测距装置捕捉到预设距离信号后，所述控制系统确认对接准备就绪；步骤三：所述控制系统控制所述斜面对称快速夹紧机构的电机转动，带动所述丝杆旋转，使所述斜面夹紧块与所述台车端部的斜面结构紧密贴合，完成所述牵引装置与所述台车的自动对接；步骤四：所述牵引装置牵引所述台车沿所述纵向移动导轨移动至指定工位后，所述控制系统控制所述斜面对称快速夹紧机构动作，使所述斜面夹紧块与所述台车分离；步骤五：所述牵引装置行驶至纵向移动导轨与横向移动导轨交叉的轨道十字路口；步骤六：所述控制系统控制所述升降机构将整个所述牵引装置向上顶升，而后控制所述旋转驱动机构驱动所述车体旋转90°，使所述行驶主动轮和所述行驶从动轮对准所述横向移动导轨；步骤七：所述控制系统控制所述升降机构缩回原位置，所述牵引装置落在所述横向移动导轨上，所述行驶主动轮和所述行驶从动轮与所述横向移动导轨配合，带动所述牵引装置沿所述横向移动导轨行驶至另一条纵向移动导轨的轨道十字路口；步骤八：所述控制系统再次控制所述升降机构将整个所述牵引装置向上顶升，而后控制所述旋转驱动机构驱动所述车体旋转90°回原位；步骤九：所述控制系统控制所述升降机构再次缩回原位置，所述牵引装置落在所述纵向移动导轨上，所述行驶主动轮和所述行驶从动轮与所述纵向移动导轨配合，带动所述牵引装置沿所述纵向移动导轨行驶至待命位置；步骤十：所述牵引装置于所述待命位置等待所述梁厂管理系统的下一次牵引指令，至此完成一次自动牵引台车的过程。

14、优选的技术方案，在所述步骤六和所述步骤八中，通过所述激光对轨装置对所述纵向移动导轨和所述横向移动导轨进行对轨确认。

15、本发明的有益效果在于：

16、本发明牵引装置实现了台车运梁过程的智慧化管理，该装置可以与公司erp系统相连，实现台车的高效率调度管理。牵引装置采用可充电式锂电池驱动，通过行程开关和激光对轨装置控制位置。牵引装置与台车之间的连接采用斜面对称快速夹紧机构，可以快速实现两车的连接和分离，连接牢固、可靠。通过旋转式快速换轨机构实现纵向移动轨道和横向移动轨道之间的自由切换，改变了现有台车自带动力的方式，台车不带驱动装置，一台牵引装置可以满足至少两条预制梁生产线的需求，彻底解决了台车在蒸汽养护室恶劣环境下电气元器件寿命短的问题。