[发明专利]一种用于轨道扣件除锈养护的机器人及工作方法

说明书

本发明提出了一种用于轨道扣件除锈养护的机器人，包括检测装置、机械臂装置、除锈装置、供给装置和行进装置。检测装置包括机械臂限位检测模块和扣件检测模块，根据检测结果，决定机械臂的工作方式。机械臂装置带动套筒竖直移动，同时带动脉冲光纤激光器旋转配合除锈装置工作；除锈装置将激光发射端发射出的除锈激光反射到螺旋表面上。螺栓的末端伸出螺母时，脉冲光纤激光器对螺栓进行激光除锈，再清理和喷涂防锈剂。螺栓末端未伸出螺母时，将连接部分的铁锈去除。本发明通过检测装置实时检测机械臂位置、螺栓位置和螺栓姿态，根据螺栓的状态喷涂防锈剂或除锈剂，可快速对螺栓以及螺栓与螺母的连接部分进行除锈和防锈。

技术领域

本发明涉及轨道养护技术领域，具体提供了一种用于轨道扣件除锈养护的机器人及工作方法。

背景技术

随着当今高铁、铁路和城际轻轨的发展速度加快，发展规模不断扩大，轨道的数量不断增多，对于轨道的维护特别是扣件的维护变得非常重要。在更换扣件时，由于露天环境的影响，长期的风吹雨淋使扣件很容易生锈。扣件生锈后很难将螺母从表面生锈的螺栓上拆卸下来。因此对扣件生锈部分的除锈就显得非常重要在钢轨施工和维护过程中，对轨道扣件除锈是一个关键工序，且工作量相当大。

目前，依靠砂轮片或角磨机人工进行除锈作业时，不但工人劳动强度大，效率低，质量难以保证，而且使用砂轮片人工打磨极易对扣件造成的损伤，目前国内轨道交通领域轨道扣件的除锈作业仍然主要依靠除锈打磨机等传统工艺手段来实现。

发明内容

针对以上缺点，本发明实施例提出了一种用于轨道扣件除锈养护的机器人及工作方法，通过对扣件中的螺栓和螺母进行除锈和防锈处理，便于在轨道维护时对螺母进行更换操作，同时不会对钢轨造成损伤，提高了除锈的效率。

一种用于轨道扣件除锈养护的机器人，包括：检测装置、机械臂装置、除锈装置、供给装置和行进装置；

所述检测装置包括机械臂限位检测模块和扣件检测模块；所述机械臂限位检测模块采用位移传感器实时检测机械臂的位置；所述扣件检测模块采用视觉检测算法实现对螺栓位置和螺栓姿态的检测；

所述机械臂装置根据所述机械臂位置检测模块检测出的机械臂的位置，进而通过机械臂连接机构固定在水平方向的滑动机构上带动套筒2竖直方向移动，同时通过转动机构驱动电机带动脉冲光纤激光器1旋转以配合除锈装置的除锈工作；

所述除锈装置安装在套筒2内部；所述除锈装置包括脉冲光纤激光器1以及激光反射镜3；所述脉冲光纤激光器1发射出激光束照射到激光反射镜3的镜面上；所述激光反射镜3的镜面将所述激光束反射到扣件的表面上；

所述供给装置，包括用于存放除锈剂和防锈剂的存料罐；所述供给装置位于所述行进装置底座上；

所述行进装置的底座下方设有与轨道匹配的车轮；所述底座上方承载检测装置、机械臂装置、除锈装置和供给装置。

进一步的，还包括移动板，所述移动板位于激光反射镜3的下方，与所述套筒2的底部的下表面滑动连接，在所述套筒2的底部的下表面水平滑动；所述移动板在除锈工作开始前移出套筒2，在除锈工作完成过后移进套筒2。

进一步的，所述机械臂限位检测模块采用位移传感器实时检测机械臂的位置的方法为位移传感器接触到待测螺栓时，触发高电平信号发送给CPU，所述CPU根据接收到的高电平信号控制电机停止。

进一步的，所述螺栓位置检测的方法包括以下步骤：

S1：当接近开关检测到螺栓时，触发视觉传感器对检测到的螺栓从上到下垂直拍照，在光线不充足时，增加辅助光源；所述视觉传感器位于接近开关并排；

S2：CPU对拍摄的照片依次进行均衡化处理、二值化、去除噪声、边缘轮廓提取、候选区域确定、或边缘形状匹配的方法实现对螺栓位置的精确定位。