[发明专利]用于铁路轨道垫板定向的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及铁路轨道建造、维护和服务设备，更特别地涉及用于在将垫板放置于铁轨和铁轨枕木间之前将从铁轨底座取回的垫板分类和定向的设备。

背景技术

过去曾提出用于机械地将垫板放置在铁轨和铁轨枕木之间的设备。在美国专利文献5,655,455(“’455专利”)中可以找到所提出的垫板放置机器的一个例子。在’455专利中公开的垫板放置机包括在铁路轨道上行进的移动框架，其从铁轨底座上收集散落的垫板并将它们放置在储料器中，以保持并稍后定位在选择的铁轨枕木上且在铁轨下方。起道机将铁轨从枕木上抬起以允许插入垫板，并且插入臂和插入板促使垫板从储料器进入枕木和铁轨之间的位置。

在’455专利所公开的装置中，垫板从铁轨底座上取回并储存在收集底座上。操纵磁性框架的操作员将收集的垫板分类和定向到储料器中，该储料器与将垫板放置在铁轨和铁轨枕木之间的机构相关联。这种对垫板的操纵易受操作员错误的影响，并且，部分因为在操作期间对于轨道的每一侧均需要一个专一的操作员，所以操作成本增加。

已知的自动化垫板方向传感装置和已知的垫板分类和定向装置的另一例子分别在美国专利4,727,989(’989专利)和4,907,686(’686专利)中示出。在’989专利中公开的装置利用一系列间隔开的、可相对于棒条枢转且横穿运载垫板的输送器布置的指状物来确定垫板当前的方向。在垫板和指状物之间的接触引起指状物的枢转位移，所述指状物像触须一样起作用，以确定由输送器运载的板的轮廓以及方向。当重新将板定向时，在’686专利中公开的装置包括倾斜的输送器，该输送器具有阻止各个垫板沿着输送器降落的装置。然后致动器将每一垫板轻弹到正确的方向。

这种和其他提出的用于感测垫板方向的装置，无论是手动操作还是自动操作，是耗费时间的和/或牵涉到可能不可靠、不准确、昂贵的复杂机构，和/或当在延长的时间段内或在恶劣的气候条件下以高速率分类和定向垫板时操作效率很低。

发明内容

在一方面，本发明描述了一种用于自动为铁路垫板定向的机器，该机器包括传感区域，该传感区域具有至少一个能够感测垫板物理特征的光学传感器。电子控制器被连接到光学传感器并且被布置成在垫板处于传感区域时接收指示垫板物理特征的传感器信号。电子控制器还基于所述传感器信号确定垫板的方向，将其与一个或多个预定或可能的方向进行比较，并基于垫板的方向与预定的方向的比较向至少一个致动器提供命令，所述至少一个致动器能够执行至少一个垫板定向操作，以改变垫板的方向。

在另一方面，本发明描述了一种铁路中用于将垫板放置在铁轨和铁轨枕木之间的机器。所述机器包括垫板存放器和垫板收集器，该垫板收集器被设置用于收集沿着铁轨底座散布的各个垫板。机器框架包括在铁路上行驶的轮、设置用于给所述轮提供动力的发动机、和操作员室。机器的分类和定向部分包括至少一个垫板定向致动器、传感区域、和在收集器、传感区域、分类和定向部分以及垫板存放器之间延伸的输送系统。至少一个光学传感器与传感区域相关联并且被连接至所述机器。所述至少一个光学传感器适于在通过输送系统输送至少一个垫板时感测经过所述传感区域的至少一个垫板的物理特征。电子控制器接收传感器信号，该传感器信号在垫板经过传感区域时指示该垫板的物理特征。电子控制器被设置用于基于传感器信号来确定垫板的方向，将四个预定方向中的一个预定方向指定给经过传感区域的每一垫板，并给所述至少一个垫板定向致动器提供命令信号，以在垫板被输送系统提供给垫板存放器之前基于所指定的预定方向改变垫板的方向。

在又一方面，本发明描述了一种用于在垫板放置机器中将垫板自动分类和定向的方法。所述方法包括通过利用光学传感器扫描每一垫板的一部分感测每一垫板的至少一个物理特征。指示物理特征的信号被提供给电子控制器，该电子控制器基于所述信号确定每一垫板的方向。每一垫板的方向与一个或多个可能的、预定的方向进行比较，并且给每一垫板分配一个方向指定。每一垫板在此之后基于方向指定重新定向。

附图说明

图1是依照本发明的枕木放置机器的俯视概览图；

图2是与具有垫板的枕木连接的铁轨的横截面图；

图3是依照本发明的传感器装置视角的局部概览图；

图4是依照本发明的替代转感器装置视角的局部概览图；

图5是依照本发明的垫板分类系统的框图；

图6是依照本发明的将垫板分类的方法的流程图。

具体实施方式