[实用新型]一种自动捣固作业控制系统

说明书

本实用新型公开了一种自动捣固作业控制系统，包括：自动捣固控制主机，及与自动捣固控制主机分别相连的轨枕识别单元和图像采集与异物识别单元。自动捣固控制主机通过轨枕识别单元获取轨枕识别信息，结合测量轮里程信号识别轨枕位置，并通过图像采集与异物识别单元获取待捣固区域内的异物识别信息。自动捣固控制主机根据轨枕位置及异物识别信息，向捣固头发出捣固下插指令。本实用新型能解决现有捣固作业方式自动化程度低，操作人员劳动强度大的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及轨道工程机械技术领域，尤其是应用于铁路大型捣固车辆，主要包括D08-32、DCL-32、D08-32C、D09-32、CD08-475、DWL-48等各型号捣固车型的自动捣固作业控制系统。

背景技术

捣固车是一种典型的大型养路机械(简称大机)，适用于铁路线路的新线施工、既有线大中修清筛作业后和运营线路维修作业。捣固车主要用于对轨道进行自动抄平、起拨道、道碴捣固作业，提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车的安全运行。捣固车按同时捣固轨枕数可分为单枕、双枕和四枕捣固车；按作业对象可分为线路和道岔捣固车；按作业行走方式可分为步进式和连续式行走捣固车；按作业功能可分为多功能捣固车和单功能捣固车；另外还有防尘、防噪声等具有特殊功能的捣固车。

铁路有碴道床常用的填筑材料是粒径为20～70mm的石碴，道床断面呈梯形，正常厚度为30～50cm，道碴捣固是向指定方向迁移道碴和增加道碴密实度的过程。利用捣固车进行机械化捣固时，通常先将轨道抬升至测量系统确定的水平位置，并对其进行横向定位，然后采用成对高频振动的捣镐在轨枕两侧同时插入道碴，在规定深度位置作相对夹持动作将道碴捣密压实，并使道碴产生流动、聚集并重组，起到稳定起拨道后轨道的位置、提高道床缓冲能力、消除某些线路病害(如空吊板等)等作用。

现有捣固车的作业方式包括手动作业方式和自动循环作业方式(包括自动循环1X、自动循环2X等)，两种作业方式均需要作业位(一号位)操作手人工观察确定捣固位置，不停操作捣固装置下降和作业走行脚踏开关，并且要求操作人员对设备操作熟练，同时注意力要保持高度集中，劳动强度较大。目前，针对捣固车的自动捣固控制技术未见相关完整的研究，且仅限于轨枕识别技术。如：广州港集团有限公司于2017 年08月31日申请，并于2018年05月04日公告，公告号为CN207311477U的中国实用新型专利公开了一种用于轨枕识别定位及扣件缺陷检测的探测系统。该系统通过激光位移传感器实现轨枕定位和扣件缺陷检测，该系统包括激光测距系统、编码里程轮、控制器和上位机，可安装在轨道检测装置上。该技术方案测量传感器仅采用激光测距传感器，且未明确传感器数量和相对位置，具有一定的轨枕误定位和漏定位可能性，且没有涉及图像识别轨道异物，同时未说明将该探测系统可以应用于捣固车上。又如： 2012年05月20日由刘广路发表于《南昌大学学报》的硕士论文《铁路轨道轨枕定位技术的研究》一文是在现有轨道检查仪的基础上增加了一套轨枕定位系统，将轨道检查仪测量结果精确定位到轨枕。这种方式是采用电涡流式接近开关结合软件补偿的技术方案，对轨枕定位的准确率较高。但是，该论文同样未提到道砟区域异物检测，也未说明在捣固车上如何应用轨枕定位技术。再如：2014年04月01日由张建发表于《西南交通大学学报》的硕士论文《捣固车自动作业控制系统设计与实现》一文提出了一种捣固车自动作业方案，用于代替线路精捣作业时手动输入起道量和拨道量，仅增加了一种控制信号的输入方式，对捣固车自身的作业控制和轨道测量没做任何变动和改进，因此无法实现捣固车的自动捣固作业。

因此，上述现有技术或是单独利用接近开关、金属感应传感器实现轨枕位置检测，或是利用激光测距传感器检测轨枕，但未明确传感器布置数量和相对位置关系，均存在误定位和漏定位的可能性，影响了捣固作业的安全性、可靠性和自动化操作过程。而且，这些现有技术均未涉及异物检测，以及自动捣固动作的控制和自动捣固控制逻辑设计。

实用新型内容