一种钢轨扣件安装紧固机械手爪

1.本发明属于铁路钢轨扣件安装技术领域，尤其涉及一种钢轨扣件安装紧固机械手爪。
技术背景
2.目前我国铺换轨一般采用人工或大型机器放置钢轨，但是安装与紧固用于固定钢轨的扣件几乎均为人工点对点完成，铁路工人需要弯腰将钢轨扣件按照顺序手动放置在道钉上，然后再利用电动扳手对螺母进行紧固，工作效率低、劳动强度较大。为了简化铁道工人换轨流程，提高铺轨或换轨效率，需要设计一款集推出叠放、抓取、装配锁紧、视觉识别检测扣件为一体的一种全自动扣件组装紧固作业车。作业车由控制系统控制自行开展作业，除随车监控上料人员外，其他操作无需人工参与，可以将原来多人操作减至一人操作。现有的扣件紧固装置大多是单纯的具有拧紧功能，不具备夹持和安装扣件的功能，一种钢轨扣件安装紧固机械手爪是保证全自动扣件组装紧固作业车正常作业的关键部件。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的只能拧紧扣件不能夹持放置扣件问题，本发明提供一种可夹持扣件、并具备安装紧固功能的一种钢轨扣件安装紧固机械手爪。
4.本发明采用的技术方案是：一种钢轨扣件安装紧固机械手爪，包括电动扳手、壳体、伸缩紧固装置、压紧夹持装置，其特征在于电动扳手的拧紧头穿过壳体的扳手安装孔，电动扳手固定安装于壳体上方，伸缩紧固装置的传动杆的方形传动头插入电动扳手的拧紧头，并采用销钉将伸缩紧固装置固定在电动扳手上，压紧夹持装置固定安装于壳体下方，伸缩紧固装置的螺母拧紧套筒穿入压紧夹持装置的压板的压板通孔之中；所述壳体为矩形壳式结构，壳体上表面开有扳手安装孔，该孔为通孔结构，壳体下方为无底开口结构，壳体四周设置有通孔式壳体孔；所述伸缩紧固装置由螺母拧紧套筒、键、伸缩弹簧、传动杆组成，键的一端固定安装于螺母拧紧套筒的键槽之中，键的另一端插入传动杆的导向键槽之中，伸缩弹簧套在传动杆的导向柱上，传动杆的导向柱插入螺母拧紧套筒的导向孔之中，所述螺母拧紧套筒主体为中空筒形结构，中心为导向通孔，螺母拧紧套筒的一端为内六角孔，内六角孔端面设置有导向导向锥面，螺母拧紧套筒的另一端设置有径向键槽，所述传动杆的一端为方形传动头，此端设置有传动杆防坠销孔，传动杆另一端为导向柱，导向柱上设置有导向键槽；所述压紧夹持装置由夹爪移动导轨、夹爪横梁、双出轴丝杆电机、夹爪移动滑块、电机安装座、丝杠螺母、夹爪、固定板、压紧弹簧、压板组成，夹爪固定于夹爪横梁下方，夹爪横梁两端固定安装有夹爪移动滑块，夹爪横梁两端的两个夹爪移动滑块分别沿两根夹爪移动导轨滑动形成移动副，丝杠螺母固定安装于夹爪横梁的丝杠螺母安装安装孔之中，双出轴丝杆电机两端丝杆旋向相反，两端丝杆分别穿入两侧的丝杠螺母之中形成丝杠螺母副，双出轴丝杆电机固定安装于电机安装座上，电机安装座固定安装于一根夹爪移动导轨上，
固定板四角安装有压紧弹簧，压紧弹簧另一端与压板固定连接，固定板固定安装于两根导轨下方，所述夹爪横梁设置有丝杠螺母安装孔和丝杠螺母紧固孔，丝杠螺母安装孔为通孔结构，所述夹爪下端为“l”形手指，上端为手指固定杆，手指末端的厚度自底端拐角处至指尖逐渐变薄，所述固定板为四边形板式结构，设置有固定板通孔，所述压板为四边形板式结构，设置有压板通孔。
5.本发明的有益效果：本发明与现有技术相比，自动化程度高、作业效率高，工人劳动强度小，一种钢轨扣件安装紧固机械手爪是全自动扣件组装紧固作业车的重要执行机构，本发明的压紧夹持装置能够稳定地抓取扣件，并将扣件放置于枕木道钉上，电动扳手通过伸缩紧固装置拧紧螺母将扣件固定在道钉上。
附图说明
6.图1为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪工作原理图。
7.图2为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪工作原理剖视图。
8.图3为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪完成作业任务图。
9.图4为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪完成作业任务剖视图。
10.图5为待安装扣件的枕木与钢轨示意图。
11.图6为钢轨扣件示意图。
12.图7为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪不夹持扣件的结构图。
13.图8为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪夹持扣件的结构图。
14.图9为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪压紧夹持扣件原理剖视图。
15.图10为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的电动扳手示意图。
16.图11为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的壳体示意图。
17.图12为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的伸缩紧固装置示意图。
18.图13为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的螺母拧紧套筒示意图。
19.图14为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的传动杆示意图。
20.图15为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的压紧夹持装置示意图。
21.图16为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的夹爪横梁示意图。
22.图17为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的夹爪示意图。
23.图18为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的固定板示意图。
24.图19为一种钢轨扣件安装紧固机械手爪的压板示意图。
25.图中，1枕木、2钢轨、3道钉、4扣件、5机械手爪、4-1轨距挡板、4-2橡胶垫、4-3弹条、4-4垫圈、4-5六角螺母、5-1电动扳手、5-2壳体、5-3伸缩紧固装置、5-4压紧夹持装置、5-1-1拧紧头、5-1-2扳手防坠销孔、5-2-1扳手安装孔、5-2-2壳体孔、5-3-1螺母拧紧套筒、5-3-2键、5-3-3伸缩弹簧、5-3-4传动杆、5-3-1-1导向锥面、5-3-1-2内六角孔、5-3-1-3导向通孔、5-3-1-4键槽、5-3-4-1方形传动头、5-3-4-2传动杆防坠销孔、5-3-4-3导向键槽、5-3-4-4导向柱、5-4-1夹爪移动导轨、5-4-2夹爪横梁、5-4-3双出轴丝杆电机、5-4-4夹爪移动滑块、5-4-5电机安装座、5-4-6丝杠螺母、5-4-7夹爪、5-4-8固定板、5-4-9压紧弹簧、5-4-10压板、5-4-2-1丝杠螺母安装孔、5-4-2-2丝杠螺母紧固孔、5-4-7-1“l”形手指、5-4-7-2手指固定杆、
5-4-8-1固定板通孔、5-4-10-1压板通孔。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明进一步详细说明，对本发明实的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“1”、“2”、“3”、“1-1”、“2-1”、“2-2-1”、“3-1”、“3-2-1”等只用于区分各个部件结构，并不代表前后顺序。术语“上端”、“下端”、“侧壁”、“侧面”“底面”、“一端”、“另一端”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发明和简化描述，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发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.一种钢轨扣件安装紧固机械手爪，包括电动扳手5-1、壳体5-2、伸缩紧固装置5-3、压紧夹持装置5-4，其特征在于电动扳手5-1的拧紧头5-1-1穿过壳体5-2的扳手安装孔5-2-1，电动扳手5-1固定安装于壳体5-2上方，伸缩紧固装置5-3的传动杆5-3-4的方形传动头5-3-4-1插入电动扳手5-1的拧紧头5-1-1，并采用销钉将伸缩紧固装置5-3固定在电动扳手5-1上，压紧夹持装置5-4固定安装于壳体5-2下方，伸缩紧固装置5-3的螺母拧紧套筒5-3-1穿入压紧夹持装置5-4的压板5-4-10的压板通孔5-4-10-1之中；所述壳体5-2为矩形壳式结构，壳体5-2上表面开有扳手安装孔5-2-1，该孔为通孔结构，壳体5-2下方为无底开口结构，壳体5-2四周设置有通孔式壳体孔5-2-2；所述伸缩紧固装置5-3由螺母拧紧套筒5-3-1、键5-3-2、伸缩弹簧5-3-3、传动杆5-3-4组成，键5-3-2的一端固定安装于螺母拧紧套筒5-3-1的键槽5-3-1-4之中，键5-3-2的另一端插入传动杆5-3-4的导向键槽5-3-4-3之中，伸缩弹簧5-3-3套在传动杆5-3-4的导向柱5-3-4-4上，传动杆5-3-4的导向柱5-3-4-4插入螺母拧紧套筒5-3-1的导向孔之中，所述螺母拧紧套筒5-3-1主体为中空筒形结构，中心为导向通孔5-3-1-3，螺母拧紧套筒5-3-1的一端为内六角孔5-3-1-2，内六角孔5-3-1-2端面设置有导向导向锥面5-3-1-1，螺母拧紧套筒5-3-1的另一端设置有径向键槽5-3-1-4，所述传动杆5-3-4的一端为方形传动头5-3-4-1，此端设置有传动杆防坠销孔5-3-4-2，传动杆5-3-4另一端为导向柱5-3-4-4，导向柱5-3-4-4上设置有导向键槽5-3-4-3；所述压紧夹持装置5-4由夹爪移动导轨5-4-1、夹爪横梁5-4-2、双出轴丝杆电机5-4-3、夹爪移动滑块5-4-4、电机安装座5-4-5、丝杠螺母5-4-6、夹爪5-4-7、固定板5-4-8、压紧弹簧5-4-9、压板5-4-10组成，夹爪5-4-7固定于夹爪横梁5-4-2下方，夹爪横梁5-4-2两端固定安装有夹爪移动滑块5-4-4，夹爪横梁5-4-2两端的两个夹爪移动滑块5-4-4分别沿两根夹爪移动导轨5-4-1滑动形成移动副，丝杠螺母5-4-6固定安装于夹爪横梁5-4-2的丝杠螺母安装孔5-4-2-1之中，双出轴丝杆电机5-4-3两端丝杆旋向相反，两端丝杆分别穿入两侧的丝杠螺母5-4-6之中形成丝杠螺母副，双出轴丝杆电机5-4-3固定安装于电机安装座5-4-5上，电机安装座5-4-5固定安装于一根夹爪移动导轨5-4-1上，固定板5-4-8四角安装有压紧弹簧5-4-9，压紧弹簧5-4-9另一端与压板5-4-10固定连接，固定板5-4-8固定安装于两
根导轨下方，所述夹爪横梁5-4-2设置有丝杠螺母安装孔5-4-2-1和丝杠螺母紧固孔5-4-2-2，丝杠螺母安装孔5-4-2-1为通孔结构，所述夹爪5-4-7下端为“l”形手指5-4-7-1，上端为手指固定杆5-4-7-2，手指末端的厚度自底端拐角处至指尖逐渐变薄，所述固定板5-4-8为四边形板式结构，设置有固定板通孔5-4-8-1，所述压板5-4-10为四边形板式结构，设置有压板通孔5-4-10-1。
28.下面结合附图说明本发明的工作原理：夹爪张开：参考图7和图15，双出轴丝杆电机5-4-3转动通过丝杠螺母副驱动两侧夹爪横梁5-4-2沿夹爪移动导轨5-4-1向外移动，夹爪横梁5-4-2带动夹爪5-4-7向两侧张开。
29.夹持扣件：参考图6、图7、图8、图9、图12、图13、图14和图15，夹爪5-4-7张开后，机械手爪5整体移动至已经组装好的扣件4上方，调整好姿态，机械手爪5整体向下移动，压板5-4-10接触扣件4后压紧弹簧5-4-9压缩，扣件4的六角螺母4-5穿过压板5-4-10的压板通孔5-4-10-1，进入螺母拧紧套筒5-3-1的内六角孔5-3-1-2之中，机械手爪5整体继续向下移动至夹爪5-4-7下端可以插入扣件4的轨距挡板4-1的底部，同时压紧弹簧5-4-9和伸缩弹簧5-3-3压缩，传动杆5-3-4向下沿螺母拧紧套筒5-3-1的导向通孔5-3-1-3移动，键5-3-2沿导向键槽5-3-4-3滑动，双出轴丝杆电机5-4-3反向转动通过丝杠螺母副驱动两侧夹爪横梁5-4-2沿夹爪移动导轨5-4-1向内移动，夹爪横梁5-4-2带动夹爪5-4-7向内插入扣件4底部，此时扣件4整体被机械手爪5夹持，机械手爪5夹持扣件4将其移动至道钉3上方。
30.安装紧固扣件：参考附图，夹持扣件4并移至道钉3上方的机械手爪5，下降至扣件4的六角螺母4-5与道钉3接触时，电动扳手5-1转动，使六角螺母4-5旋入道钉3，之后电动扳手5-1一边转动，机械手爪5一边下降，下降至扣件4接触钢轨2和枕木1时，电动扳手5-1停止转动，双出轴丝杆电机5-4-3转动通过丝杠螺母副驱动两侧夹爪横梁5-4-2沿夹爪移动导轨5-4-1向外移动，夹爪横梁5-4-2带动夹爪5-4-7向两侧移动松开扣件4，扣件4放置完成后，电动扳手5-1继续转动拧紧扣件4的六角螺母4-5。
31.扣件4安装紧固完成后，机械手爪5上升，压紧弹簧5-4-9和伸缩弹簧5-3-3复位，完成一个工作循环。