一种轨枕快速吊运之自动化装置技术领域
本发明涉及一种铁路养护机械，特别涉及一种轨枕快速吊运之自动化装置。
背景技术
铁路轨枕在长时间的使用过程中，由于自然沉降和振动的原因，个别轨枕损坏，需
要及时更换，在轨枕更换的过程中，采用人工将已拉出的坏轨枕搬离、好轨枕准确摆到更换
位置上，费时费力，工作效率低，不能在有效的列车通行间隙(俗称：天窗)内完成工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨枕快速吊运之自动化装置。
本发明是由轨枕吊运装置、发电机、液压系统及控制系统箱和轨道车组成，轨道车
设有四个脚轮和二个纵梁，轨枕吊运装置、发电机和液压系统及控制系统箱设置在轨道车
的二个纵梁上，轨道车由工程车牵引，发电机为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制
系统箱内设有油箱、油泵、液压控制系统和自动控制系统；
所述的轨枕吊运装置是由提轨装置、往复运动贮存轨枕装置、刚性吊架起重装置
和CMOS图像传感器组成；
所述的提轨装置是由伸缩组件、伸缩驱动装置、四个连接板、二个转动装置、二个
箱型连接件和二个提轨油缸组成，箱型连接件设有半圆柱孔，提轨油缸缸体设有加力板、活
塞杆自由端设有撑板；
所述的伸缩组件是由方筒形固定臂、二个方筒形伸缩臂、第一激光位移传感器和
第一测距参照板组成，方筒形伸缩臂设有隔板、二个对称凹槽，凹槽设有螺栓孔；
所述的伸缩驱动装置由方筒形伸缩臂、双输出轴液压马达、二个弹性联轴器、二个
单耳环支座、左旋螺杆、左旋方形螺母、右旋螺杆、右旋方形螺母、二个方形滑块、四个螺栓
和二个第一六角螺母组成，右旋螺杆设有第一轴颈、第二轴颈和第三轴颈，左旋螺杆和右旋
螺杆结构形式一样，右旋方形螺母设有二个同轴螺纹盲孔，左旋方形螺母和右旋方形螺母
结构形式一样，方形滑块设有轴孔，
将单耳环支座套设于右旋螺杆的第二轴颈上，弹性联轴器将右旋螺杆的第一轴颈
和双输出轴液压马达的右端输出轴固连成一体，右旋方形螺母旋上右旋螺杆适当位置，方
形滑块套设于右旋螺杆第三轴颈上，第一六角螺母预紧，方筒形伸缩臂从右旋螺杆右端套
设于其上，使方筒形伸缩臂凹槽螺栓孔与右旋方形螺母螺纹盲孔同轴，二个螺栓分别旋入
预紧，重复前述组装操作，将单耳环支作、左旋螺杆、左旋方形螺母、方形滑块、第一六角螺
母、弹性联轴器、双输出轴液压马达和方筒形伸缩臂组装一体，将方筒形固定臂套设于二个
方筒形伸缩臂上，使双输出轴液压马达对称固连于方筒形固定臂内孔上表面，二个单耳环
支座固连于方筒形固定臂内孔上表面，组成伸缩驱动装置，方形滑块与方筒形伸缩臂形成
移动副，第一激光位移传感器对称固连于方筒形固定臂侧面，第一测距参照板固连于方筒
形伸缩臂侧面；
所述的转动装置是由方筒形伸缩臂、第一螺旋摆动液压马达、悬臂空心阶梯轴、第
一推力轴承、第一箱体、第二推力轴承、第二六角螺母、圆形连接板、第三六角螺母、端盖和
等强度悬臂梁组成，第一螺旋摆动液压马达输出轴设有螺纹段和六棱柱轴段，悬臂空心阶
梯轴设有螺纹段、第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈和连接板，连接板设有限位圆弧槽，第一箱
体设有限位销和悬臂阶梯轴套，悬臂阶梯轴套设有第一轴套、第二轴套和第三轴套，端盖设
有销轴，圆形连接板设有六棱柱轴孔，等强度悬臂梁设有销轴孔和法兰盘；
将第一螺旋摆动液压马达固连于方筒形伸缩臂隔板前端底板上，空心悬臂阶梯轴
套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴上，使悬臂空心阶梯轴连接板固连于方筒形伸缩臂端
面，第一推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第三轴颈上，第一箱体悬臂阶梯轴套套设于第一
螺旋摆动液压马达输出轴上，使第一推力轴承置入箱体悬臂阶梯轴套第三轴套段，悬臂阶
梯轴套第二轴套段套设于空心阶梯轴第二轴颈上，第二推力轴承套设于悬臂空心阶梯轴第
一轴颈上，置入悬臂阶梯轴套第一轴套，第二六角螺母旋上悬臂空心阶梯轴螺纹段预紧，使
第一箱体与悬臂空心阶梯轴铰链连接，圆形连接板套设于第一螺旋摆动液压马达输出轴六
棱柱轴段，使圆形连接板与第一箱体悬臂阶梯轴套自由端固连，第三六角螺母旋入第一螺
旋摆动液压马达输出轴螺纹段预紧，使第一螺旋摆动液压马达输出轴与第一箱体固连，端
盖固连于第一箱体上，等强度悬臂梁销孔套设于端盖销轴上，等强度悬臂梁法兰盘固连于
方筒形伸缩臂上面，组成转动装置，二个第一连接板将第一箱体与箱型连接件固连一体，将
二个提轨油缸缸体分别固连于二个箱型连接件半圆柱孔内，组成提轨装置，将方筒形固定
臂对称固连于轨道车的二个纵梁上；
所述的往复运动贮存轨枕装置是由往复运动装置和贮存轨枕箱组成，贮存轨枕箱
设有二个滚轮和数个轨枕仓，其中左侧一半轨枕仓用于贮存好轨枕，右侧一半轨枕仓用于
贮存坏轨枕。
所述的往复运动装置是由底板、第一串联平行四杆机构、第二串联平行四杆机构、
往复运动驱动装置和第二激光位移传感器组成；
所述的第一串联平行四杆机构是由固定横梁、二个第一摆杆、第一连杆、二个第二
摆杆、移动横梁和四个螺栓组成，第一连杆设有左旋螺纹孔和二对同轴螺纹盲孔，移动横梁
设有二个滚轮；
所述的第二串联平行四杆机构和第一串联平行四杆机构组成一样，第二连杆设有
右旋螺纹孔和二对同轴螺纹盲孔，除前述的第二连杆和第一连杆结构形式不一样，其余所
有零部件结构形式一样；
所述的往复运动驱动装置是由双输出轴液压马达、二个弹性联轴器、二个单耳环
支座、单耳环支座、左旋螺杆、第一连杆、右旋螺杆、第二连杆和托车组成，右旋螺杆设有第
一轴颈和第二轴颈，左旋螺杆和右旋螺杆结构形式一样，托车设有四个滚轮；
将二个第一摆杆分别与固定横梁铰链连接，第一摆杆双耳环和第二摆杆双耳环与
第一连杆左边一对同轴螺纹盲孔同轴，二个螺栓分别预紧，另一个第一摆杆双耳环和另一
个第二摆杆双耳环与第一连杆右边一对同轴螺纹盲孔同轴，二个螺栓分别预紧，使第一摆
杆、第二摆杆和第一连杆三个构件间铰链连接，将二个第二摆杆分别与移动横梁铰链连接，
组成第一串联平行四杆机构，重复前述组装操作，对称于固定横梁和移动横梁铅垂对称面
组装第二串联平行四杆机构；
将单耳环支座套设于右旋螺杆的第二轴颈上，双输出轴液压马达对称固连于托车
上，弹性联轴器将右旋螺杆的第一轴颈和双输出轴液压马达的右端输出轴固连，再将单耳
环支座套设于左旋螺杆的第二轴颈上，另一个弹性联轴器将左旋螺杆的第一轴颈和双输出
轴液压马达的左端输出轴固连，将二个弹性联轴器固连于托车上，使左旋螺杆与第一连杆
左旋螺纹孔同轴接触，使右旋螺杆与第二连杆右旋螺纹孔同轴接触，转动双输出轴液压马
达的输出轴，使左旋螺杆旋入第一连杆左旋螺纹孔中，同时右旋螺杆旋入第二连杆右旋螺
纹孔中，组成第二驱动装置；
将底板固连于固定横梁下表面，使移动横梁的二个滚轮和托车的四个滚轮分别与
底板上表面接触，第二激光位移传感器对称固连于固定横梁侧面，组成往复运动装置；
将底板固连于轨道车横梁和第五方筒形固定臂上，贮存轨枕箱固连于移动横梁
上，使贮存轨枕箱的二个滚轮与底板上表面接触，组成往复运动贮存轨枕装置；
所述的刚性吊架起重装置是由二个伸缩悬臂梁装置、伸缩横梁装置、刚性吊架和
二个抓放轨枕装置组成；
所述的伸缩悬臂梁装置是由第一阶梯方筒形固定臂、第一阶梯方筒形伸缩臂、方
筒形伸缩臂、第一多级伸缩套式油缸、悬臂梁、端板、悬臂和第三激光位移传感器组成，第一
阶梯方筒形固定臂设有法兰盘和筒肩，第一阶梯方筒形伸缩臂设有法兰盘和筒肩，方筒形
伸缩臂设有法兰盘和封闭端，第一多级伸缩套式油缸设有第一法兰盘、第一伸缩套筒、第二
伸缩套筒和第二法兰盘，悬臂梁设有法兰盘；
将端板对称固连于第一伸缩套式油缸第一法兰盘，方筒形伸缩臂套设于第一多级
伸缩套式油缸，使第一伸缩套式油缸第二法兰盘对称固连于方筒形伸缩臂封闭端，第一阶
梯方筒形伸缩臂套设于方筒形伸缩臂上，第一阶梯方筒形固定臂套设于第一阶梯方筒形伸
缩臂上，使第一阶梯方筒固定臂法兰盘与端板固连，悬臂梁法兰盘固连于方筒形伸缩臂封
闭端上，悬臂固连于悬臂梁法兰盘上，第三激光位移传感器固连于悬臂上，组成伸缩悬臂梁
装置；
所述的伸缩横梁装置是由第二阶梯方筒形固定臂、第二阶梯方筒形伸缩臂、第三
阶梯方筒形伸缩臂、第二多级伸缩套式油缸、端盖、推板和第四激光位移传感器组成，第二
阶梯方筒形固定臂设有法兰盘、筒肩和长方孔，第二阶梯方筒形伸缩臂设有第一筒肩、第二
筒肩和长方孔，第三阶梯方筒形伸缩臂设有筒肩和二个单耳环，第二多级伸缩套式油缸设
有第一法兰盘、第一级伸缩套筒、第二级伸缩套筒和第二法兰盘；
将端盖对称固连于第二伸缩套式油缸第一法兰盘，第三阶梯方筒形伸缩臂套设于
第二多级伸缩套式油缸上，使第二伸缩套式油缸第二法兰盘与第三阶梯方筒形伸缩臂封闭
端固连，第二阶梯方筒形伸缩臂套设于第三阶梯方筒形伸缩臂上，再将第二阶梯方筒形固
定臂套设于第二阶梯方筒形伸缩臂上，使端盖与阶梯方筒形固定臂法兰盘固连，推板固连
于第三阶梯方筒形伸缩臂封闭端，将第四激光位移传感器对称固连于第二阶梯方筒形固定
臂侧面，组成伸缩横梁装置，
所述的刚性吊架是由上横梁、二个拉杆和下横梁组成，上横梁设有二个双耳环，下
横梁设有二个圆孔；
将二个拉杆的一端对称固连于上横梁下面，二个拉杆的另一端对称固连于下横梁
上面，组成刚性吊架；
所述的抓放轨枕装置是由第二螺旋摆动液压马达、弹性联轴器和内广口螺母组
成,第二螺旋摆动液压马达设有法兰盘和输出轴，内广口螺母设有轴颈；
将第二螺旋摆动液压马达穿入下横梁圆孔内，第二螺旋摆动液压马达法兰盘固连
于下横梁上面，弹性联轴器使第二螺旋摆动液压马达输出轴与内广口螺母轴颈固连，组成
抓放轨枕装置；
将二个伸缩悬臂梁装置对称固连于轨道车二个纵梁上，第二阶梯方筒形固定臂固
连于二个悬臂梁悬臂下面，上横梁的二个双耳环分别与第三阶梯方筒形伸缩臂的二个单耳
环同轴螺栓连接，CMOS图像传感器固连于轨道车纵梁外侧，组成轨枕吊运装置。
本发明的有益效果是：
1.能够快速将工作装置自动对准工作位置；
2.能够适应直线和曲线铁轨路段吊运和摆放轨枕工作；
3.能够自动控制，操作方便，吊运和摆放轨枕工作效率高。
附图说明
图1是本发明的非工作状态立体示意图。
图2是本发明之提轨装置工作状态立体示意图。
图3是本发明之提轨装置侧壁剖开非工作状态立体示意图。
图4是本发明之伸缩驱动装置分解立体示意图。
图5是本发明之转动装置分解立体示意图。
图6是本发明二个连接板、箱型连接件和提轨液压油缸立体示意图。
图7是本发明之往复运动装置立体示意图。
图8是本发明之贮存轨枕箱立体示意图。
图9是本发明之工作状态立体示意图。
图10是本发明之伸缩悬臂梁装置分解立体示意图。
图11是本发明之伸缩横梁装置分解立体示意图。
图12是图1的左视图。
图13是图12中的D处局部放大示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明是由轨枕吊运装置15、发电机18、液压系统及控制系统箱
19和轨道车20组成，轨道车20设有四个脚轮201和二个纵梁202，轨枕吊运装置15、发电机18
和液压系统及控制系统箱19设置在轨道车的二个纵梁202上，轨道车20由工程车牵引，发电
机18为油泵和控制系统提供动力，液压系统及控制系统箱19内设有油箱、油泵、液压控制系
统和自动控制系统；
所述的轨枕吊运装置15是由提轨装置150、往复运动贮存轨枕装置160、刚性吊架
起重装置168和CMOS图像传感器175组成；
请参阅图2至图6所示，所述的提轨装置150是由伸缩组件151、伸缩驱动装置152、
二个摆动装置153、八个摆杆154、八个第一六角螺母155、二个箱型连杆156、八个第一螺栓
157和二个伸缩套式提轨油缸158组成，摆杆154设有六棱柱孔单耳环1541和单耳环1542，箱
型连杆156对称设有四个螺栓孔1561和半圆柱孔1562，伸缩套式提轨油缸158缸体上设有加
力板1581、活塞杆自由端设有撑板1582；
所述的伸缩组件151是由方筒形固定臂1511、二个方筒形伸缩臂1512、第一激光位
移传感器1513和第一测距参照板1514组成，方筒形伸缩臂1512设有封闭端15121、二个对称
凹槽15122，凹槽15122设有螺栓孔15123；
所述的伸缩驱动装置152由方筒形固定臂1511、双输出轴液压马达1521、二个弹性
联轴器1522、二个单耳环支座1523、左旋螺杆1524、左旋方形螺母1525、右旋螺杆1526、右旋
方形螺母1527、二个方形滑块1528、四个第二螺栓1529、二个第二六角螺母1530和二个方筒
形伸缩臂1512组成，右旋螺杆1526设有第一轴颈15261、第二轴颈15262和第三轴颈15263，
左旋螺杆1524和右旋螺杆1526结构形式一样，右旋方形螺母1527设有二个同轴的螺纹盲孔
15271，左旋方形螺母1525和右旋方形螺母1527结构形式一样，方形滑块1528设有轴孔
15281；
将单耳环支座1523套设于右旋螺杆的第二轴颈15262上，弹性联轴器1522将右旋
螺杆的第一轴颈15261和双输出轴液压马达1521的右端输出轴固连，右旋方形螺母1527旋
上右旋螺杆1526适当位置，方形滑块1528套设于右旋螺杆第三轴颈15263上，第二六角螺母
1530预紧，方筒形伸缩臂1512从右旋螺杆1526右端套设于其上，使方筒形伸缩臂凹槽螺栓
孔15123与右旋方形螺母螺纹盲孔15271同轴，二个第二螺栓1529分别旋入预紧，重复前述
组装操作，将单耳环支座1523、左旋螺杆1524、左旋方形螺母1525、方形滑块1528、第二六角
螺母1530、弹性联轴器1522、双输出轴液压马达1521和方筒形伸缩臂1512组装一体，将方筒
形固定臂1511套设于二个方筒形伸缩臂1512上，使双输出轴液压马达1521对称固连于方筒
形固定臂1511内孔上表面，二个单耳环支座1523分别固连于方筒形固定臂1511内孔上表
面，组成伸缩驱动装置152，方形滑块1528与方筒形伸缩臂1512形成移动副，第一激光位移
传感器1513对称固连于方筒形固定臂1511侧面，第一测距参照板1514固连于方筒形伸缩臂
1512侧面；
所述的摆动装置153是由箱体1531、第一螺旋摆动液压马达1532、不完全齿轮
1533、二个扇形齿轮1534、二个阶梯轴1535和嵌入式盖板1536组成，箱体1531设有二个轴孔
15311、第一限位凸台15312和第二限位凸台15313，阶梯轴1535设有第一轴颈15351、第二轴
颈15352、第三轴颈15353、第一六棱柱轴段15354和第二六棱柱轴段15355，嵌入式盖板1536
设有二个轴孔15361、第一限位凸台15362和第二限位凸台15363；
将二个扇形齿轮1534分别套设固连于二个阶梯轴的第一轴径15351上，二个阶梯
轴1535分别穿过箱体二个轴孔15311，使阶梯轴1535第二轴颈15352与箱体轴孔15311形成
转动副，将不完全齿轮1533套设固连于第一螺旋摆动液压马达1532输出轴上，并置入箱体
1531内，使不完全齿轮1533的轮齿分别与二个扇形齿轮的轮齿沿齿宽接触，第一螺旋摆动
液压马达1532固连于箱体1531底板上，嵌入式盖板1537的二个轴孔15371分别套设于二个
阶梯轴第三轴颈15353上，使嵌入式盖板1537与箱体1531固连，组成摆动装置153；
将二个摆杆六棱柱孔单耳环1541分别套设于二个阶梯轴第一六棱柱轴段15354，
二个第一六角螺母155分别预紧，再将另外二个摆杆六棱柱孔单耳环1541分别套设于二个
阶梯轴第二六棱柱轴段15355，另外二个第一六角螺母155分别预紧，使四个摆杆154的一端
分别与二个阶梯轴1535的两端固连，四个摆杆单耳环1542与箱型连杆四个螺纹孔1561同
轴，四个第一螺栓157分别预紧，使四个摆杆154分别与箱型连杆156铰链连接，形成并联平
行四杆机构，将二个箱体1531分别固连于二个方筒形伸缩臂的封闭端15121，使二个摆动装
置153对称设置，将二个伸缩套式提轨油缸158缸体分别固连于二个箱型连杆半圆柱孔1562
内，组成提轨装置150，将方筒形固定臂1511对称固连于轨道车的二个纵梁202上；
请参阅图7和图8所示，所述的往复运动贮存轨枕装置160是由往复运动装置161和
贮存轨枕箱167组成，贮存轨枕箱167设有二个滚轮1671和数个轨枕仓1672，其中左侧一半
轨枕仓用于贮存好轨枕，右侧一半轨枕仓用于贮存坏轨枕。
所述的往复运动装置161是由底板162、第一串联平行四杆机构163、第二串联平行
四杆机构164、往复运动驱动装置165和第二激光位移传感器166组成；
所述的第一串联平行四杆机构163是由固定横梁1631、二个第一摆杆1632、第一连
杆1633、二个第二摆杆1634、移动横梁1635和四个螺栓1636组成，第一连杆设有左旋螺纹孔
16331和二对同轴螺纹盲孔16332，移动横梁1635设有二个滚轮16351；
所述的第二串联平行四杆机构164和第一串联平行四杆机构163组成一样，第二连
杆1643设有右旋螺纹孔16431和二对同轴螺纹盲孔16432，除前述的第二连杆1643和第一连
杆1633结构形式不一样，其余所有零部件结构形式一样；
所述的往复运动驱动装置165是由双输出轴液压马达1651、二个弹性联轴器1652、
二个单耳环支座1653、单耳环支座1653、左旋螺杆1654、第一连杆1633、右旋螺杆1655、第二
连杆1643和托车1656组成，右旋螺杆1655设有第一轴颈16551和第二轴颈16552，左旋螺杆
1654和右旋螺杆1655结构形式一样，托车1656设有四个滚轮16561；
将二个第一摆杆1632分别与固定横梁1631铰链连接，第一摆杆1632双耳环和第二
摆杆1634双耳环与第一连杆1633左边一对同轴螺纹盲孔16332同轴，二个螺栓1636分别预
紧，另一个第一摆杆1632双耳环和另一个第二摆杆1634双耳环与第一连杆1633右边一对同
轴螺纹盲孔16332同轴，二个螺栓1636分别预紧，使第一摆杆1632、第二摆杆1634和第一连
杆1633三个构件间铰链连接，将二个第二摆杆1634分别与移动横梁1635铰链连接，组成第
一串联平行四杆机构163，重复前述组装操作，对称于固定横梁和移动横梁铅垂对称面组装
第二串联平行四杆机构164；
将单耳环支座1653套设于右旋螺杆的第二轴颈16552上，双输出轴液压马达1651
对称固连于托车1656上，弹性联轴器1652将右旋螺杆的第一轴颈16551和双输出轴液压马
达1651的右端输出轴固连，再将单耳环支座1653套设于左旋螺杆1654的第二轴颈上，另一
个弹性联轴器1652将左旋螺杆1654的第一轴颈和双输出轴液压马达1651的左端输出轴固
连，将二个弹性联轴器1652固连于托车1656上，使左旋螺杆1654与第一连杆左旋螺纹孔
16331同轴接触，使右旋螺杆1655与第二连杆右旋螺纹孔10231同轴接触，转动双输出轴液
压马达1651的输出轴，使左旋螺杆1654旋入第一连杆左旋螺纹孔16331中，同时右旋螺杆
1655旋入第二连杆右旋螺纹孔10231中，组成第二驱动装置165；
将底板162固连于固定横梁1631下表面，使移动横梁的二个滚轮16351和托车的四
个滚轮分别与底板162上表面接触，第二激光位移传感器166对称固连于固定横梁1631侧
面，组成往复运动装置161；
将底板162固连于轨道车20横梁和第五方筒形固定臂1511上，贮存轨枕箱167固连
于移动横梁1635上，使贮存轨枕箱的二个滚轮1671与底板162上表面接触，组成往复运动贮
存轨枕装置160；
请参阅图9至图13所示，所述的刚性吊架起重装置168是由二个伸缩悬臂梁装置
169、伸缩横梁装置170、刚性吊架171和二个抓放轨枕装置172组成；
所述的伸缩悬臂梁装置169是由第一阶梯方筒形固定臂1691、第一阶梯方筒形伸
缩臂1692、方筒形伸缩臂1693、第一多级伸缩套式油缸1694、悬臂梁1695、端板1696、悬臂
1697和第三激光位移传感器1698组成，第一阶梯方筒形固定臂1691设有法兰盘16911和筒
肩16912，第一阶梯方筒形伸缩臂1692设有法兰盘16921和筒肩16922，方筒形伸缩臂1693设
有法兰盘16931和封闭端16932，第一多级伸缩套式油缸1694设有第一法兰盘16941、第一伸
缩套筒16942、第二伸缩套筒16943和第二法兰盘16944，悬臂梁1695设有法兰盘16951；
将端板1696对称固连于第一伸缩套式油缸第一法兰盘16941，方筒形伸缩臂1693
套设于第一多级伸缩套式油缸1694，使第一伸缩套式油缸第二法兰盘16944对称固连于方
筒形伸缩臂封闭端16932，第一阶梯方筒形伸缩臂1692套设于方筒形伸缩臂1693上，第一阶
梯方筒形固定臂1691套设于第一阶梯方筒形伸缩臂1692上，使第一阶梯方筒固定臂法兰盘
16911与端板1696固连，悬臂梁法兰盘16951固连于方筒形伸缩臂封闭端16932上，悬臂1697
固连于悬臂梁法兰盘16951上，第三激光位移传感器1698固连于悬臂1697上，组成伸缩悬臂
梁装置169；
所述的伸缩横梁装置170是由第二阶梯方筒形固定臂1701、第二阶梯方筒形伸缩
臂1702、第三阶梯方筒形伸缩臂1703、第二多级伸缩套式油缸1704、端盖1705、推板1706和
第四激光位移传感器1707组成，第二阶梯方筒形固定臂1701设有法兰盘17011、筒肩17012
和长方孔17013，第二阶梯方筒形伸缩臂1702设有第一筒肩17021、第二筒肩17022和长方孔
17023，第三阶梯方筒形伸缩臂1703设有筒肩17031和二个单耳环17032，第二多级伸缩套式
油缸1704设有第一法兰盘17041、第一级伸缩套筒17042、第二级伸缩套筒17043和第二法兰
盘17044；
将端盖1705对称固连于第二伸缩套式油缸第一法兰盘17041，第三阶梯方筒形伸
缩臂1703套设于第二多级伸缩套式油缸1704上，使第二伸缩套式油缸第二法兰盘17042与
第三阶梯方筒形伸缩臂1703封闭端固连，第二阶梯方筒形伸缩臂1702套设于第三阶梯方筒
形伸缩臂1703上，再将第二阶梯方筒形固定臂1701套设于第二阶梯方筒形伸缩臂1702上，
使端盖1705与阶梯方筒形固定臂法兰盘1701固连，推板1706固连于第三阶梯方筒形伸缩臂
1703封闭端，将第四激光位移传感器1707对称固连于第二阶梯方筒形固定臂1701侧面，组
成伸缩横梁装置170，
所述的刚性吊架171是由上横梁1711、二个拉杆1712和下横梁1713组成，上横梁
1711设有二个双耳环17111，下横梁1713设有二个圆孔17131；
将二个拉杆1712的一端对称固连于上横梁1713下面，二个拉杆1712的另一端对称
固连于下横梁1713上面，组成刚性吊架171；
所述的抓放轨枕装置172是由第二螺旋摆动液压马达1721、弹性联轴器1722和内
广口螺母1723组成,第二螺旋摆动液压马达1721设有法兰盘17211和输出轴17212，内广口
螺母1723设有轴颈17231；
将第二螺旋摆动液压马达1721穿入下横梁17132圆孔内，第二螺旋摆动液压马达
法兰盘17211固连于下横梁1162上面，弹性联轴器1722使第二螺旋摆动液压马达输出轴
17212与内广口螺母轴颈17231固连，组成抓放轨枕装置172；
将二个伸缩悬臂梁装置169对称固连于轨道车二个纵梁202上，第二阶梯方筒形固
定臂1701固连于二个悬臂梁169悬臂下面，上横梁的二个双耳环17111分别与第三阶梯方筒
形伸缩臂的二个单耳环17032同轴螺栓连接，CMOS图像传感器175固连于轨道车纵梁202外
侧，组成轨枕吊运装置15。
本发明的工作过程和原理如下：
1.吊运坏轨枕工作：采用人工或机械将坏轨枕拉出钢轨间，待坏轨枕相邻左侧轨
枕钢轨外侧螺栓用机油标记好，工程车牵引轨道车运行至待换轨枕附近时，CMOS图像传感
器采集的图像信息，通过图形识别系统自动识别，使工程车停在CMOS图像传感器与机油标
记螺栓同轴的位置，提轨装置位于坏轨枕右侧相邻轨枕间正上方，图1所示位置，油泵开始
工作，高压油使伸缩驱动双输出轴液压马达开始正向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆正向
同步转动，使方形左旋螺母和方形右旋螺母分别推动与其固连的二个方筒形伸缩臂同步伸
出，通过第一激光位移传感器测量其与第一测距参照板的位移信号，来控制伸缩驱动双输
出轴液压马达和第一螺旋摆动液压马达工作，二个方筒形伸缩臂分别托带二个转动装置及
提轨油缸向外运动至适当位置，伸缩驱动双输出轴液压马达停止正向转动，其开始反向转
动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆反向同步转动，使方形左旋螺母和方形右旋螺母分别拉动与
其固连的二个方筒形伸缩臂同步缩回，二个方筒形伸缩臂分别托带二个转动装置及提轨油
缸向内运动，同时高压油使第一螺旋摆动液压马达开始正向转动，驱动第一箱体正向转动，
第一箱体托带与其固连的提轨油缸正向转动，当第一箱体正向转动至其限位销与悬臂空心
阶梯轴连接板限位圆弧槽一端接触时，提轨油缸正向转动90°，第一螺旋摆动液压马达停止
正向转动，电磁换向阀的中位使第一螺旋摆动液压马达保压，当提轨油缸向内运动至其缸
体与钢轨下翼缘侧面接触时，其加力板上表面与钢轨下面接触，伸缩驱动双输出轴液压马
达停止反向转动；
高压油使往复运动驱动双输出轴液压马达开始正向转动，驱动左旋螺杆和右旋螺
杆正向同步转动，分别推动第一连杆和第二连杆同步平动，使对称设置的第一串联平行四
杆机构和第二串联平行四杆机构左右各二对摆杆同步背向摆动，使二对第二摆杆拉动移动
横梁向左运动，移动横梁托带贮存轨枕箱向左运动，通过第二激光位移传感器测量其与双
输出轴液压马达的位移信号，来控制往复运动驱动双输出轴液压马达工作，当贮存轨枕箱
向左运动至贮存坏轨枕仓位于抓放轨枕装置正下方时，往复运动驱动双输出轴液压马达停
止正向转动，往复运动驱动装置由托车支撑左右自如运动；
高压油使第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套筒随第一级伸缩套筒开始伸出，推
动第三阶梯方筒形伸缩臂伸出，第三阶梯方筒形伸缩臂托带刚性吊架向外运动，当第三阶
梯方筒形伸缩臂伸出至其筒肩与第二阶梯方筒形伸缩臂第二筒肩接触时，第二多级伸缩套
式油缸第二级伸缩套筒开始伸出，推动第三阶梯方筒形伸缩臂伸出，第三阶梯方筒形伸缩
臂拉动第二阶梯方筒形伸缩臂伸出，通过第四激光位移传感器测量其与推板的位移信号，
来控制第一多级伸缩套式油缸工作，当抓放轨枕装置二个内广口螺母与已拉出轨枕间的坏
轨枕上面内侧二个螺栓同轴时，第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套筒停止伸出；
高压油使二个第一多级伸缩套式油缸的套筒开始逐级缩回，方筒形伸缩臂和第一
阶梯方筒形伸缩臂开始依次缩回，刚性吊架托带抓放轨枕装置下降，通过第三激光位移传
感器测量其与下横梁的位移信号，来控制第一多级伸缩套式油缸工作，当二个内广口螺母
与轨枕上面内侧二个螺栓接近时，高压油使二个第二螺旋摆动液压马达开始正向转动，使
二个内广口螺母正向转动，当二个内广口螺母旋上轨枕上面内侧二个螺栓，至第二螺旋摆
动液压马达正向转动至最大转角，图9所示位置，第二螺旋摆动液压马达停止正向转动，第
一多级伸缩套式油缸的第一级套筒停止缩回；
高压油使提轨油缸活塞杆开始伸出，当固连于提轨油缸活塞杆的撑板接触道床石
碴并将其压实后，随着提轨油缸活塞杆的不断伸出，提轨油缸的缸体托带加力板向上运动，
使钢轨顶起，提轨油缸活塞杆停止伸出，电磁换向阀的中位使提轨油缸保压，提轨油缸活塞
杆停止伸出；
高压油使第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套筒开始伸出，推动第三阶梯方筒形
伸缩臂伸出，第三阶梯方筒形伸缩臂拉动第二阶梯方筒形伸缩臂伸出，第三阶梯方筒形伸
缩臂托带刚性吊架及抓放轨枕装置向外运动，抓放轨枕装置托带坏轨枕向外运动，当坏轨
枕向外运动至其后端面离开轨枕下翼缘适当位置时，第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套
筒停止伸出；
高压油使二个第一多级伸缩套式油缸的第一级套筒开始同步伸出，托带方筒形伸
缩臂伸出，刚性吊架托带抓放轨枕装置上升，当方筒形伸缩臂法兰盘与第一阶梯方筒形伸
缩臂筒肩接触时，第一多级伸缩套式油缸的第二级套筒开始伸出，方筒形伸缩臂拉动第一
阶梯方筒形伸缩臂伸出，当抓放轨枕装置上升至适当高度，第一多级伸缩套式油缸的第二
级套筒停止伸出；
高压油使第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套筒开始缩回，拉动第三阶梯方筒形
伸缩臂缩回，第三阶梯方筒形伸缩臂托带刚性吊架及抓放轨枕装置向内运动，当推板与第
二阶梯方筒形伸缩臂接触时，第二级伸缩套筒随第一级伸缩套筒缩回，第三阶梯方筒形伸
缩臂拉推板缩回，推板推动第二阶梯方筒形伸缩臂缩回，当轨枕向内运动至贮存坏轨枕仓
正上方时，第二多级伸缩套式油缸第一级伸缩套筒停止缩回，高压油使第一多级伸缩套式
油缸的套筒开始逐级缩回，抓放轨枕装置托带坏轨枕下降，当坏轨枕下降接近坏轨枕仓底
或先前放入的坏轨枕时，高压油使二个第二螺旋摆动液压马达开始反向同步转动，使二个
内广口螺母反向转动，当坏轨枕释放到仓内时，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动，第一
多级伸缩套式油缸的套筒开始逐级伸出，刚性吊架及抓放轨枕装置上升至图1所示位置，吊
运坏轨枕工作完成；
2、吊运摆放好轨枕工作：高压油使往复运动驱动双输出轴液压马达开始反向转
动，驱动左旋螺杆和右旋螺杆反向同步转动，分别拉动第一连杆和第二连杆同步平动，使对
称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四杆机构左右各二对摆杆相向同步摆动，
使二对第二摆杆推动移动横梁向右运动，移动横梁托带贮存轨枕箱向右运动，当贮存轨枕
箱向右运动至贮存好轨枕仓位于抓放轨枕装置正下方时，往复运动驱动双输出轴液压马达
停止反向转动；
高压油使第一多级伸缩套式油缸的套筒开始逐级缩回，刚性吊架托带抓放轨枕装
置下降，当二个内广口螺母与轨枕上面内侧二个螺栓接近时，高压油使第二螺旋摆动液压
马达输出轴开始正向转动，当二个内广口螺母旋上轨枕上面内侧二个螺栓，第二螺旋摆动
液压马达正向转动至最大转角，第二螺旋摆动液压马达停止正向转动，第一多级伸缩套式
油缸的第一级套筒停止缩回；
高压油使第一多级伸缩套式油缸的套筒开始逐级伸出，刚性吊架托带抓放轨枕装
置上升，抓放轨枕装置托带好轨枕上升至适当高度，第一多级伸缩套式油缸的第一级套筒
停止伸出；
高压油使第二多级伸缩套式油缸的第一级伸缩套筒和第二级伸缩套筒依次伸出，
使第三阶梯方筒形伸缩臂托带刚性吊架向外运动，抓放轨枕装置托带好轨枕向外运动至适
当位置，第二多级伸缩套式油缸的第一级伸缩套筒停止伸出，高压油使第一多级伸缩套式
油缸的套筒开始逐级缩回，抓放轨枕装置托带好轨枕下降至其与道床接触时，高压油使第
一多级伸缩套式油缸的第一级套筒停止缩回；
高压油使第二多级伸缩套式油缸第二级伸缩套筒开始缩回，第三阶梯方筒形伸缩
臂托带刚性吊架向内运动，抓放轨枕装置托带好轨枕向内运动至适当位置，使好轨枕穿入
钢轨下，使好轨枕后端面与前面钢轨下翼缘后侧面共面时，第二多级伸缩套式油缸第二级
伸缩套筒停止缩回；
高压油使提轨油缸活塞杆开始缩回，其活塞杆拉着撑板向上运动，钢轨下落至原
位置，将待换好轨枕压住使其上表面与二个钢轨下表面平行，提轨油缸活塞杆缩回至止点，
高压油使伸缩驱动双输出轴液压马达开始正向转动，使二个方筒形伸缩臂托带转动装置及
提轨油缸向外运动至适当位置，伸缩驱动双输出轴液压马达停止正向转动，高压油使第一
螺旋摆动液压马达开始反向转动，驱动第一箱体反向转动，二个第一箱体分别托带与其固
连的二个提轨油缸反向转动，当第一箱体反向转动至其限位销与悬臂空心阶梯轴连接板限
位圆弧槽另一端接触时，提轨油缸反向转动90°，第一螺旋摆动液压马达停止反向转动，电
磁换向阀的中位使第一螺旋摆动液压马达保压；伸缩驱动双输出轴液压马达开始反向转
动，使二个转动装置及提轨油缸向内运动至图1所示位置，伸缩驱动双输出轴液压马达停止
反向转动；
高压油使第二螺旋摆动液压马达开始反向转动，当第二螺旋摆动液压马达反向转
动至最大转角时，释放轨枕，第二螺旋摆动液压马达停止反向转动，第一多级伸缩套式油缸
的套筒开始逐级伸出，刚性吊架托带抓放轨枕装置上升至适当高度，高压油使第二多级伸
缩套式油缸的伸缩套筒依次缩回，使第三阶梯方筒形伸缩臂托带刚性吊架及抓放轨枕装置
向内运动，抓放轨枕装置运动至图1所示位置，吊运摆放待换好轨枕工作完成，第一多级伸
缩套式油缸的第二级套筒停止伸出，第二多级伸缩套式油缸的第一级套筒停止缩回，吊运
摆放好轨枕工作完成；
往复运动装置对称设置的第一串联平行四杆机构和第二串联平行四杆机构，确保
移动横梁往复移动过程中始终与固定横梁平行；弹性联轴器和内广口螺母能有效适应轨枕
螺栓位置偏差，使内广口螺母容易旋上轨枕螺栓；液压系统中的同步阀，确保二个第一多级
伸缩套式油缸的套筒同步伸缩；刚性吊架使吊运中轨枕无摆动，提高吊运轨枕速度。