[实用新型]一种铁路驼峰作业摘钩机器人系统

说明书

本实用新型提供一种铁路驼峰作业摘钩机器人系统，包括：轨道运动系统、动力系统、共速系统、机械手运动系统和气动系统，共速系统、机械手运动系统和气动系统均置于轨道运动系统上；轨道运动系统由轨道、轨道轮机构和机架组成，轨道轮机构固定连接在机架的下方；动力系统包括电机座、变频电机、齿轮和齿条，齿条固定在轨道上；共速系统由包括前抱臂机构和后抱臂机构，前抱臂机构和后抱臂机构进行前后夹持抱住车厢转向架；机械手运动系统包括机械手运动结构和与机械手运动结构相连的机械手部结构。本实用新型可实现与火车共速，保证系统良好运行，传动定位精度高，安全，可实现自动摘钩工作，摘钩的成功率高。

技术领域

本实用新型涉及铁路摘钩机器人技术领域，尤其涉及一种铁路驼峰作业摘钩机器人系统。

背景技术

目前我国编组站货运编组提钩工作都是由人工完成的，其基本作业形式是：提钩人员手持调车作业计划单，沿着推峰路线，随着推峰列车小跑，边走边记车辆通过数，待压钩动作完成后手握提钩杆并迅速提起，然后护钩员凭经验估计车钩分开的位置(即分钩点处在峰顶平台或压钩坡的位置)，当所提钩车到达分钩点时，压紧的车钩便在钩车自身重力的驱动下自动开启，完成提钩工作。

人工提钩工况复杂、劳动强度大、安全事故发生率高，风、霜、雨、雪、雾等恶劣天气，会损毁提钩人员手中的调车作业单，致使解体车辆排序紊乱，溜放编码顺序与预订计划不符，造成错钩、漏钩的现象，即便一些大型编组站采用了大屏幕和广播辅助提钩人员作业的方式，但部分提钩错误依然无法完全避免。为了排除错钩、漏钩等错误，需要抽调各个岗位上的工作人员对本次解体涉及的所有股道逐次排查，直至找到错钩车辆，在推峰机车的辅助下，拉回推峰段，重新进行编组作业，从而降低了驼峰解体效率。

综合国内外各自动提钩技术研究结果，可以发现，国外研究的成果并不能直接拿来用于我国编组站使用，而我国研究的成果又不适用于现场需要，部分成果由于成本、技术等原因而没有研究出成果或没有广泛应用。综合来看，自动提钩技术实现上主要具有以下难点。

(1)车辆车钩结构形式不同：我国车辆的种类繁杂，车钩的形式也很多，尚未形成统一标准，车辆自身的钩把和钩舌形式各异，车辆提钩把手的位置也不是固定的。车钩形式问题使得机器人不能通过简单重复的机械动作完成摘钩，给摘钩机械手进行摘钩动作造成了一定的困难。

(2)车辆车钩状态不同：我国铁路有一部分使用次数较多的车辆存在车钩变形的问题，这种车辆在与其它车辆连接时，常需使用铁丝等加固材料辅助捆绑，一般提钩力和方向不易将其拉开，给机器人自动提钩增加了难度。

(3)车辆在运动过程中难以保持稳定：由于提钩作业中，车辆和提钩作业人员均需要保持相对地面运动，因此车钩摘取动作时机难以把控：如果过早摘钩，车辆行进过程中钩舌会自然下落，使得车辆再一次连接，如果过迟摘钩，摘钩动作受到外界干扰导致车钩把手目标丢失，易出现摘钩失败的情况。

(4)单次提钩动作时间较短：完成提钩作业的有效区域长度范围一般是5-8m，列车行进的速度一般为3-7km/h，在这种情况下，外勤提钩作业员进行一次摘钩动作的时间只有3-5秒，利用机器人代替人在如此短的时间内完成准确的提钩存在一定的技术难度。

(5)提钩动作完成空间狭小：列车车辆之间的间距比较小，一般在1.2m左右，同时在车辆的连接处还存在着闸制动杆、风管路接头、制动踏板等其他结构，自动提钩系统不能像一般工厂内机器人那样具有较大自由活动空间。这要求提钩机器人必须能够准确的判断到车辆间隙，并在小空间内通过伸缩手臂完成车钩识别和提钩动作，在技术上存在一定的难度。

(6)钩车编组较为复杂：由于钩车编组组合复杂，从单车辆构车以至整列车为一钩，因此，提钩点的位置变化范围很大。同时，列车的车辆数组合随机性很大，要求提钩点来回变化，提钩并不是在某一固定地点发生的，实际作业中提钩点的变化范围可能在10m以上。这种情况使得提钩自动化技术存在较大的难点。