Промышленный робот для автоматического расцепления движущихся грузовых вагонов

Полезная модель относится к промышленным роботам и манипуляторам, предназначенным для автоматизации технологических процессов в области железнодорожного транспорта, а именно к путевым устройствам для расцепления вагонов, и может быть использована для автоматического роспуска движущихся грузовых вагонов при расформировании поездов на сортировочной горке.
Известно устройство для расцепки вагонов, содержащее на кронштейне рамы вагона поворотный двуплечий рычаг, верхнее плечо которого посредством закрепленной на нем цепи соединено с валиком автосцепки, а нижнее плечо установлено с возможностью взаимодействия с направляющей шарнирного механизма, который размещен в межрельсовом пространстве под вагоном с возможностью подъема и опускания приводом, на кронштейне установлены двухсторонние упоры и две направляющие, первая из которых выполнена в виде двух блоков с возможностью обеспечения натяжения цепи при ее прилегании к одному из них и смонтирована на верхнем плече указанного рычага, а вторая направляющая в виде закрепленного на кронштейне отдельного блока с возможностью удержания цепи сверху над первой направляющей, причем на нижнем плече рычага закреплен ролик (Патент RU №92638 U1, кл. В61G 7/02, опубл. 27.03.2010).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности приложения дополнительного усилия на автосцепку с целью обеспечения надежности расцепки, отсутствие возможности контроля завершения процесса расцепления.
Известно устройство для автоматического расцепления автосцепок движущихся вагонов, содержащее исполнительный механизм и механизм поиска, исполнительный механизм установлен на корпусе автосцепки и выполнен в виде большого и малого держателей, которые вертикально расположены навстречу друг к другу и образуют полость, в которую установлены силовой элемент в форме полого цилиндра из сплава с памятью формы, электрический нагреватель, который охватывает его и две возвратные пружины, которые расположены по бокам силового элемента и закреплены между держателями. Большой держатель шарнирно закреплен на кронштейне, который установлен на корпусе автосцепки, и взаимодействует с малым держателем, который, в свою очередь, шарнирно соединен с двуплечим рычагом, который одним концом закреплен на хвосте автосцепки, другим - шарнирно соединен с тягой, конец которой выполнен в форме захвата и прижат пружиной-скобой к тяговой оси, которая установлена на валике подъемника автосцепки. Механизм поиска выполнен в виде упругого токопроводящего стержня с ограничителем отклонения, который размещен на оси железнодорожного пути, токоприемной площадки, которая установлена в нижней части хвоста автосцепки под углом к ее продольной оси и соединена с электрическим нагревателем силового элемента исполнительного механизма, и источника питания, причем упругий токопроводяший стержень с одной стороны взаимодействует с токоприемной площадкой, а с другой - подключен к источнику питания через электрический ключ (Патент RU №2410262 С1,кл. B61G 7/04, опубл. 27.01.2011).
Недостатком данного устройства является также отсутствие возможности приложения дополнительного усилия на автосцепку с целью облегчения расцепки и отсутствие возможности контроля завершения процесса расцепления.
Известно устройство автоматического расцепления автосцепок движущихся вагонов, содержащее смонтированные на подвижной вдоль железнодорожного пути платформевыдвижной в поперечном направлении исполнительный механизм и механизм поиска для взаимодействия с опорной вертикальной поверхностью базовой детали, установленной на вагоне, имеющей горизонтальную поверхность. Механизм поиска выполнен в виде поворотного в поперечной вертикальной плоскости П-образного рычага с взаимно перпендикулярными опорными поверхностями для взаимодействия с ними базовой детали, при этом исполнительный механизм смонтирован с возможностью вертикального перемещения приводом (авт. свид. SU №1232546 А1 кл. B61G 7/04, опубл. 23. 05.1986).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности приложения дополнительного усилия на автосцепку с целью облегчения расцепки.
Наиболее близким техническим решением является устройство автоматического расцепления автосцепок движущихся вагонов, включающее в себя платформу с выдвижным в поперечном направлении исполнительным механизмом, выполненной с возможностью перемещения посредством обрезиненных колес с электроприводом по бетонному основанию, вдоль оси которого закреплен направляющий рельс для взаимодействия с дисками кронштейнов, установленных снизу платформы для удерживания ее от опрокидывания. Сверху на платформе установлены стойки, в которых при помощи шарниров установлен исполнительный механизм, выполненный в виде двух опорноповоротных балок различной длины, жестко соединенных между собой перемычкой, балка большей длины выполнена с глухим отверстием внутри, в котором установлены домкрат упорный для перемещения втулки, втулка с размещенными в ней домкратом поворотным и винтом, причем домкрат поворотный установлен с возможностью взаимодействия с винтом через подшипник, винт выполнен с вырезом для захвата и поворота валика подъемника автосцепки, в наружном торце втулки выполнено конусообразное отверстие для центрирования втулки по наружной поверхности валика подъемника автосцепки, также на каретке со стороны наклона балок установлен гидроцилиндр с возможностью его взаимодействия с исполнительным механизмом для осуществления контакта балки меньшей длины с торцевой поверхностью вагона, а балки большей длины - с автосцепкой вагона, на боковой поверхности каретки, ближе к ее торцу со стороны балки меньшей длины и гидроцилиндра установлен датчик определения габаритов для подачи сигнала на гидроцилиндр с целью начала работы исполнительного механизма, а на незакрепленном конце балки большей длины установлены датчик усилия для контроля упора втулки в корпус автосцепки и изменения соосности взаимодействующих автосцепок и подачи сигнала на домкрат поворотный с целью поворота валика подъемника автосцепки и датчик контроля расстояния до соседнего вагона для подачи сигнала на гидроцилиндр, домкрат упорный и домкрат поворотный с целью окончания работы исполнительного механизма и возврата его в исходное положение (Патент RU №2700208 C1,кл. B61G 7/04, опубл. 13. 09.2019).
Недостатком данного устройства является невысокая степень надежности позиционирования исполнительного механизма в процессе расцепления автосцепок из-за отсутствия технических средств визуального контроля.
Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков.
Технический результат заключается в автоматизации и повышении скорости, надежности и точности процесса расцепления вагонов на сортировочных горках, автоматический контроль процесса расцепления, переход к полностью безлюдным технологиям работы сортировочной станции.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что промышленный робот для автоматического расцепления движущихся грузовых вагонов, содержащий мобильную платформу, перемещаемую приводом параллельно железнодорожному пути, на которой установлен исполнительный механизм с выдвижной в поперечном направлении опорно-поворотной балкой, имеющей на конце устройство расцепления, снабжен установленным на платформе модулем технического зрения, снабженным возможностью управления приводами и позиционирования при этом мобильной платформы и исполнительного механизма и обеспечивающего выдачу сигналов на определение габаритов вагонов, установление скорости движения мобильной платформы синхронно с движением вагонов и дальнейшую подачу сигналов на приводы исполнительного механизма для введения в межвагонное пространство опорно-поворотной балки с устройством расцепления, причем модуль снабжен функцией контроля выполнения расцепки и возможностью подачи сигнала на возврат исполнительного механизма и платформы в исходное положение.
На фиг. 1. представлен промышленный робот для автоматического расцепления грузовых вагонов движущихся поездов (вид сверху).
Ни фиг. 2 изображен общий вид промышленного робота.
Промышленный робот для автоматического расцепления движущихся грузовых вагонов включает в себямобильную платформу 1, перемещаемую приводом параллельно железнодорожному пути, и установленные на ней исполнительный механизм 2, модуль технического зрения 3 и радиоантенну 4, Исполнительный механизм 2 представляет собой манипуляционный робот, оборудованный выдвижной в поперечном направлении опорно-поворотной балкой 5, имеющей на конце устройство расцепки 6 и состоящей из нескольких подвижных частей, соединенных шарнирами, приводимыми в движение электроприводами под управлением модуля технического зрения 3, в программе которого заложены возможности управления приводами и позиционирования при этом мобильной платформы 1 и исполнительного механизма 2, а также подачи сигналов на определение габаритов вагонов, установление скорости движения мобильной платформы 1 синхронно с движением вагонов 9 и 10 и дальнейшая подача сигналов на приводы исполнительного механизма для введения в межвагонное пространство устройство расцепления. Кроме того, модуль 3 снабжен функцией контроля выполнения расцепки и возможностью подачи сигнала на возврат исполнительного механизма 2 и платформы 1 в исходное положение.
Промышленный робот для автоматического расцепления вагонов движущихся вагонов работает следующим образом.
При приближении сцепленных вагонов 9 и 10 к месту расцепки, в котором расположено предлагаемое устройство, включается модуль технического зрения 3, который приводит в движение мобильную платформу 1 и синхронизирует ее скорость со скоростью движения сцепленных вагонов 9 и 10. Вместе с тем, модуль технического зрения 3 определяет габариты и положение автосцепки вагонов 9 и 10 и фиксирует ее соосное положение с исполнительным механизмом 2 и тем самым обеспечивает их синхронное движение для возможности выполнения дальнейшей операции расцепки. Далее модуль технического зрения 3 подает сигнал о начале процесса расцепки вагонов и позиционирует исполнительный механизм в межвагонном пространстве, обеспечивая выдвижение и центрирование опорно-поворотной балки 5. Устройство расцепки 6 представляет собой вилку, которая в процессе расцепки захватывает цепь 7 расцепного привода автосцепки 8. Движение опорно-поворотной балки осуществляется до момента захвата цепи 7 вилкой, после чего модуль технического зрения 3, подтвердив факт успешного захвата, подает сигнал на начало вращательного силового воздействия балки 5 на цепь 7. Таким образом, вилка проворачивает цепь валика расцепного привода автосцепки 8, что приводит к повороту валика подъемника автосцепки и непосредственной расцепке вагонов 9 и 10. После этого модуль технического зрения 3 фиксирует факт успешной расцепки вагонов и подает сигнал на исполнительный механизм 2 с целью окончания работы и возврата в исходное положение. При этом исполнительный механизм 2 возвращается в начальное положение, а мобильная платформа 1 перемещается в место начала расцепки вагонов.
Предлагаемый промышленный робот для автоматического расцепления движущихся грузовых вагонов позволяет без каких-либо изменений конструкции вагонов повысить скорость, надежность и точность процесса расцепления автосцепок вагонов за счет использования предлагаемого робота, снабженного интеллектуальной системой технического зрения, а также перейти к полностью безлюдным технологиям работы сортировочной станции, что позволит исключить риск производственного травматизма.