一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统及方法，该系统包括设于待打磨钢轨上方的打磨车，设于打磨车内的计算控制单元、射流发生单元和机械臂驱动单元，设于打磨车下表面的激光测距传感器组件和喷嘴控制单元；喷嘴控制单元包括设于机械臂驱动单元下面的机械臂、设于机械臂上的射流喷嘴和陀螺仪；通过激光测距传感器组件对打磨车行驶过程中不同截面钢轨轨顶高度数据进行快速采集，并通过计算控制中心对不同截面钢轨的打磨理想轮廓尺寸进行计算，通过陀螺仪和机械臂对射流喷嘴的空间状态进行精确定位，并结合射流喷嘴的目标空间位置进行路径规划，通过机械臂驱动单元驱动机械臂并带动射流喷嘴快速到达目标空间位置执行打磨工作。间位置执行打磨工作。间位置执行打磨工作。

【技术实现步骤摘要】
一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统及方法


[0001]本专利技术属于磨粒水射流钢轨修复
，更具体地，涉及一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统及方法。

技术介绍

[0002]钢轨是轨道交通的主要部件。由于列车的动力作用、自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨经常会出现各种各样的损伤，降低列车运行平稳性，造成钢轨使用寿命减少，甚至严重影响行车安全。因此及时对钢轨伤损进行修复至关重要。
[0003]高压磨料水射流技术由于其具有加工效率高，结构简单，方便控制，环境友好等优点，在切割，钻孔等方面应用广泛，故将高压磨料射流技术运用到钢轨打磨修复中具有较好的应用前景。由于钢轨每处损伤不尽相同，随着修复次数的增加，不同钢轨截面尺寸会出现明显的不同，在行驶过程中不同，列车各部分相对钢轨轨枕距离不完全相同，射流喷嘴难以实现精准定位。
[0004]因此，急需一种能够快速实现射流喷嘴精准定位的磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统来解决现有技术的不足。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统，其特征在于：包括设于待打磨钢轨(1)上方的打磨车(2)，设于所述打磨车(2)内的计算控制单元(3)、射流发生单元(4)和机械臂驱动单元(5)，设于所述打磨车(2)下表面的激光测距传感器组件(6)和喷嘴控制单元(7)；其中，所述射流发生单元(4)、所述机械臂驱动单元(5)、所述激光测距传感器组件(6)以及所述喷嘴控制单元(7)分别与所述计算控制单元(3)通信连接；所述喷嘴控制单元(7)包括设于所述机械臂驱动单元(5)下面的机械臂(71)、设于所述机械臂(71)上的射流喷嘴(72)和陀螺仪(73)；所述射流喷嘴(72)通过射流管(42)和所述射流发生单元(4)连接；通过所述激光测距传感器组件(6)对所述打磨车(2)行驶过程中不同截面所述钢轨(1)的轨顶高度数据进行快速采集，并通过所述计算控制中心(3)对采集数据进行处理，对不同截面所述钢轨(1)的打磨理想轮廓尺寸进行计算，从而实现不同钢轨截面所述射流喷嘴(72)目标空间位置的即时计算；通过所述陀螺仪(73)和所述机械臂(71)对所述射流喷嘴(72)的空间状态进行精确定位，并结合所述射流喷嘴(72)的目标空间位置进行路径规划，通过所述机械臂驱动单元(5)驱动所述机械臂(71)并带动所述射流喷嘴(72)快速到达目标空间位置执行打磨工作。2.根据权利要求1所述的一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统，其特征在于：所述射流发生单元(4)与所述计算控制单元(3)之间设有射流发生系统电源控制线(41)，通过所述射流发生系统电源控制线(41)实现所述射流发生单元(4)与所述计算控制单元(3)的通信连接；所述机械臂驱动单元(5)与所述计算控制单元(3)之间设有机械臂电源信号线(51)，通过所述机械臂电源信号线(51)实现所述机械臂驱动单元(5)与所述计算控制单元(3)的通信连接；所述陀螺仪(73)和所述计算控制单元(3)之间设有陀螺仪电源信号线(731)，通过所述陀螺仪电源信号线(731)实现所述陀螺仪(73)和所述计算控制单元(3)的通信连接。3.根据权利要求2所述的一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统，其特征在于：所述激光测距传感器组件(6)包括间隔设于所述打磨车(2)下表面的第一激光测距传感器(61)和第二激光测距传感器(62)；所述第一激光测距传感器(61)和所述计算控制单元(3)之间设有第一激光测距传感器电源信号线(611)，通过所述第一激光测距传感器电源信号线(611)实现所述第一激光测距传感器(61)和所述计算控制单元(3)的通信连接；所述第二激光测距传感器(62)和所述计算控制单元(3)之间设有第二激光测距传感器电源信号线(621)，通过所述第二激光测距传感器电源信号线(621)实现所述第二激光测距传感器(62)与所述计算控制单元(3)的通信连接。4.根据权利要求3所述的一种磨粒水射流钢轨打磨喷嘴姿态控制系统，其特征在于：所述钢轨(1)设于钢轨轨枕(11)上；所述第一激光测距传感器(61)设于所述钢轨轨枕(11)的中心正上方，用于实时测量所述打磨车(2)与所述钢轨轨枕(11)的距离H1，并通过所述第一激光测距传感器电源信号线(611)将所述距离H1数据传送至所述计算控制中心(3)；
所述第二激光测距传感器(62)设于所述钢轨(1)的轨顶中心正上方，用于实时测量所述打磨车(2)与所述钢轨(1)的轨顶之间的距离H2，并通过所述第二激光测距传感器电源信号线(621)将所述距离H2数据传送至所述计算控制中心(3)。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的一种磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫世晶，郭平伟，张琨，龙新平，李登，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司沈阳奥拓福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：