CN104802812A - 一种便携式单轨轨道梁晃动检测车、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，其包括车体和固定在车体前端的图像采集器，所述车体包括为矩形框架的车身架，图像采集器通过机架固定在车身架的上前方，车身架的前部设置有一对前行走轮，车身架中部的承载平板上搭载有PC机、驱动控制器和电源组件，车身架的后部设置有一对连接有半轴的后行走轮，一差速电机通过齿轮驱动连接两半轴，PC机的USB接口与图像采集器连接，PC机的串口与驱动控制器连接，PC机的网口连接有一无线路由器，驱动控制器与差速电机连接，车身架上还设置有沿轨道侧面前后方向滚动的导向轮组件。本发明还涉及了一种单轨轨道梁晃动检测系统和方法。本方案解决了现有检测系统调度不便、消耗人力和物力较多的问题。

Description

一种便携式单轨轨道梁晃动检测车、系统及方法

技术领域

本发明涉及跨座式单轨轨道梁检测，具体是一种便携式单轨轨道梁晃动检测车、系统及方法。

背景技术

跨座式单轨轨道交通是城市轨道交通的一种，属于高架式交通方式，不影响地面其它交通工具和行人，而速度约为地面公交电车的一倍。跨座式单轨交通在线路系统方面与传统的铁路、地铁相比，存在较大的区别。跨座式单轨的交通线路部分由若干墩台，高架车站，轨道梁及单轨道岔组成，为全封闭的高架系统。由于跨座式单轨轨道梁系统结构的独特性，目前国内单轨桥梁系统健康状况的检测技术以及装备都还不完善，国内外都没有好的检测方法，大多采用人工作业的方法进行检测。

公开号为CN 101206140 B 的发明专利-自动检测跨座式单轨交通轨道晃动幅度的方法，公开了采用两辆轨道工程车相配合进行单轨轨道梁晃动检测的方法，其中一辆为激励车，一辆为安装有图像采集设备和计算机系统的检测车。该方法比人工检测的效率提高了几十倍并且准确率也更高，但是该系统仍然有许多有待补充和完善的地方。由于轨道检测作业必须在夜间进行，每晚作业时间段在凌晨12：00-3：30之间，往往一晚上有好几个作业组出车，轨道检测有着线路长、单向运行、停靠容量有限、一个区间内只能有一个作业组进行作业的特点，上述文献中的检测方法需两辆工程车配合，占轨道路段较长，调度极不方便，在轨道交通非常严格的行车制度下，出车优先级往往处于其他项目检测装置之后，等到出车的时候已经到凌晨2点钟，待工程车开至检测地点已经没有剩下多少时间进行检测了。另外，该方法中，检测车与激励车一样，需要配备驾驶人员组，出车一次也需要较大能耗，需要消耗较多人力和物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式单轨轨道梁晃动检测车、系统及方法，解决现有技术中检测车调度不便、消耗人力和物力较多的问题。

本发明的技术方案如下：

一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，包括车体和固定在车体前端的图像采集器，所述车体包括为矩形框架的车身架，所述图像采集器通过机架固定在车身架的上前方，车身架的前部设置有一对通过联动杆和车轴相连接的前行走轮，车身架的中部固定有承载平板，承载平板上搭载有PC机、驱动控制器和电源组件，车身架的后部设置有一对连接有半轴的后行走轮，一差速电机通过齿轮驱动连接两半轴，PC机的USB接口与图像采集器连接，PC机的串口与驱动控制器连接，PC机的网口连接有一无线路由器，驱动控制器与差速电机连接，电源组件分别与图像采集器、PC机、无线路由器、驱动控制器、差速电机供电连接；车身架上还设置有沿轨道侧面前后方向滚动的导向轮组件。

进一步的，所述车身架前、后梁上各设置一个导向轮组件，导向轮组件包括沿车身架对称分布的两导向轮和与车身架前梁或后梁连接的导向横杆，导向轮位于导向横杆下方并通过一L形弹簧钢与导向横杆端部连接。

进一步的，所述导向横杆为两段，两段导向横杆相邻的端部设置有使导向横杆在竖直方向能够转动的铰链，铰链与车身架的前梁或后梁固定。

更进一步的，还包括电磁刹车装置和对应图像采集器的辅助光源。

本发明同时也提供了一种单轨轨道梁晃动检测系统，其包括激励车、远程PC机控制端以及上述的便携式单轨轨道梁晃动检测车，便携式单轨轨道梁晃动检测车的PC机装载有图像采集软件系统且通过无线路由器与远程PC机控制端通信。

本发明还提供了一种单轨轨道梁晃动检测方法，其采用上述单轨轨道梁晃动检测系统，包括如下检测步骤：

步骤a：准备工作，所述激励车装载检测车驶至待检测单轨轨道路段，使激励车停在待测量单轨轨道梁上，将检测车卸载到激励车车后的轨道上，调试检测车并初始化检测车上PC机的图像采集软件系统，通过远程PC机控制端与检测车的PC机通信从而控制检测车行至待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，并使检测车的图像采集器正对该两相邻单轨轨道梁的指接板连接处。

步骤b：测试工作，启动激励车并驶过待测量单轨轨道梁，通过远程PC机控制端远程操控检测车的PC机，使检测车的图像采集器在PC机的控制下同步采集和储存图像数据直至激励车并驶离待测量单轨轨道梁，且激励车驶离待测量单轨轨道梁后停到下一待测量单轨轨道梁上，远程控制检测车行至下一待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，等待指令进行下一个指接板连接处的测试工作。

步骤c：结束测试工作，激励车装载检测车驶离被检测单轨轨道路段返回基地，整理分析测试结果并制作报告。

相对于大型工程车而言，本检测车结构简单、体积小、质量轻，具有便携的优点，在未工作期间无需轨道以及基地来单独停靠，能够随激励车一起停放。本检测车行驶稳定，运行可控，可远程操控，在单轨轨道梁晃动检测过程中能够方便地完成图像采集任务，无需配备常规工程车所需的驾驶员。其前后部位的单层导向轮结构，配合弹簧钢，加强了导向和维稳效果；还采用两段式可转动的导向横杆结构，使得在收起检测车和安装到轨道上时更为方便。本检测车设置电磁刹车装置增加安全性；以及配置辅助光源提高图像质量。

单轨轨道梁晃动检测系统及方法中，操作人员在激励车上远程操控检测车完成测量工作，联合激励车，能方便的完成整个检测过程。检测车结构精巧，行驶受控，能够方便的装载到激励车上，在非工作期间不占用轨道和基地，随激励车停放，为行车调度带来了更高的灵活性，能够快速安装至轨道上进行检测工作，大大降低了现有技术中需两工程车配合检测带来的调度难度，加快了检测进程，提高了检测效率，节省了人力和物力成本。

附图说明

图1为本发明检测车的整体结构示意图；

图2为图1所示检测车的俯视图；

图3为图1所示检测车的左视图。

附图标记说明：1-车身架；2-前行走轮；3-车轴；4-联动杆；5-后行走轮；6-差速电机；7-承载平板；8-导向横杆；9-弹簧钢；10-导向轮；11-机架；12-图像采集器；13-PC机；14-电源组件；15-驱动控制器；16-无线路由器；17-前梁；18-后梁；19-侧梁；20-铰链。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，其结构如图1至图3所示，为减轻自身质量，车体采用不锈钢的矩形框架作为车身架1，车身架1由前、后梁18和两侧梁19围成呈平躺状态，在车身架1前梁17焊接固定一机架11，机架11竖立并在其上端固定图像采集器12，图像采集器12位于车身架1的上前方以便采集指接板处的图像。车身架1从前到后，依次在两侧梁19上设置一对前行走轮2、承载平板7和一对后行走轮5，前行走轮2为被动轮，后行走轮5为驱动轮，前、后行走轮5既是车体的支撑部件又是行走部件。两前行走轮2通过联动杆4和车轴3相连接，且为适应单轨轨道弯度需要，其可小角度活动转向。承载平板7上搭载有无线路由器16、PC机11、驱动控制器15和电源组件14组件，PC机11的USB接口与图像采集器12连接，PC机11的串口与驱动控制器15连接，PC机11的网口与无线路由器16连接。由于不在检测车上配备任何人员，因此将PC机11设置为通过无线路由器16被远程操作的对象，PC机11通过软件控制测试过程和控制后行走轮5的行驶。后行走轮5由差速电机6驱动，差速电机6通过齿轮驱动后行走轮5的半轴，差速电机6受驱动控制器15控制。电源组件14组件为检测车提供不同的电压和电流以满足需求，实现方式采用行业技术即可。在单轨轨道上行驶需要导向和维稳机构避免脱轨，为此车身架1设置了导向轮10组件，为保证车体平稳，车身架1前后两端各设一个导向轮10组件，导向轮10组件包括两个导向轮10位于车身架1两侧，导向轮10的轴垂直于车身架1所在的平面，在检测车行驶时，导向轮10在轨道侧面贴面滚动。普通的跨座式单轨车辆采用的是两层侧边滚轮的设计，而本检测车属于微小型特种检测车，质量轻、体积小，单层侧边滚轮足够其安全性和导向性的需求。

上述结构中，车身架1前、后梁18上各设置一个导向轮10组件以保证较好的维稳效果，两相对的导向轮10沿车身架1对称分布。导向横杆8用于支撑导向轮10，其固定在车身架1前梁17或后梁18上，且两端通过L形弹簧钢9与导向轮10定轴连接。检测车行驶时，四个导向轮10紧贴轨道梁侧面，其既起着导向作用，又能稳定车体不侧翻，检测车行过弯道时，车体有向外侧偏移的趋势，内侧导向轮10将更加紧贴轨道梁侧面，而外侧导向轮10将脱离轨道梁侧面，但由于弹簧钢9的作用，当弹簧钢9被拉开时，它自身有收缩恢复的特点，从而将车体拉回到轨道上，两侧的导向轮10重新紧贴梁的侧面，从而检测车能够平稳安全的运行。

对于导向横杆8，可将其设置成两段式，两段导向横杆8相邻的端部设置铰链20，使导向横杆8在竖直方向能够沿铰链20轴90度转动，需要从轨道上卸载检测车时，能沿铰链20轴转动抬起，方便取下。铰链20焊接固定在车身架1的前梁17或后梁18上。当导向横杆8需要固定时，在导向横杆8的中部安装螺钉将其固定在车身架1上。

检测车电机带有电磁刹车装置，当检测车突然后断开电力供应时，电机将进入锁死状态，确保行车安全。图像采集器12采用的高速工业相机，可在适当位置安装辅助光源，方便夜间作业，提高成像质量。

采用上述检测车构成的一种单轨轨道梁晃动检测系统，还包括激励车、远程PC机11控制端，检测车的PC机11装载有图像采集软件系统且通过无线路由器16与远程PC机11控制端通信。检测车的驱动控制器15内载PLC模块、电机驱动模块、无线路由器16模块，驱动控制器15的控制端通过USB接口或者串口与PC机11连接，驱动控制器15的输出端与差速电机6的电源组件14线和控制线相连接。远程PC机11控制端可以是激励车上的便携式电脑，也可以是地面测试人员的掌上电脑，其通过无线路由器16，与检测车上的PC机11建立起局域网，通过Windows远程访问功能实现激励车上的便携式电脑对检测车上PC机11的远程控制。

基于上述检测系统进行单轨轨道梁晃动检测方法，包括如下检测步骤：

步骤a：准备工作，所述激励车装载检测车驶至待检测单轨轨道路段，使激励车停在待测量单轨轨道梁上，将检测车卸载到激励车车后的轨道上。操作人员在激励车上通过无线路由器16将激励车上的远程PC机11控制端与检测车的PC机11远程连接，调试检测车，初始化检测车上PC机11的图像采集软件系统，通过远程PC机11控制端与检测车的PC机11通信从而控制检测车行至待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，并使检测车的图像采集器12正对该两相邻单轨轨道梁的指接板连接处。

步骤b：测试工作，启动激励车并驶过待测量单轨轨道梁，通过远程PC机11控制端远程操控检测车的PC机11，使检测车的图像采集器12在PC机11的控制下同步采集和储存图像数据直至激励车并驶离待测量单轨轨道梁，且激励车驶离待测量单轨轨道梁后停到下一待测量单轨轨道梁上，远程控制检测车行至下一待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，等待指令进行下一个指接板连接处的测试工作。

步骤c：结束测试工作，激励车装载检测车驶回基地，拷贝出所有图像数据，由基地中心的图像数据分析软件系统集中整理分析测试结果，计算被测量单轨轨道梁的晃动幅度并保存和制作报告。

由于检测工作一般是连续的，一段轨道梁20米左右，所以检测过程中检测车由自身动力驱动；如果下一个待检测路段较远，可采用将检测车装载到激励车上，由激励车运至目的地。上述检测系统和检测方法中，检测车的驱动控制器15控制差速电机6的驱动程序为现有技术，这里不再赘述；而设备的调试、图像采集、图像处理、数据处理，晃幅计算等均可采用公开号为CN 101206140 B的专利文献公开的自动测量跨座式单轨交通轨道梁晃动幅度的方法中的相关技术。当然，根据实际需要，也可采用现有技术中其他合适的控制系统和图像采集处理方法。

Claims (6)

1.一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，包括车体和固定在车体前端的图像采集器，其特征在于：所述车体包括为矩形框架的车身架，所述图像采集器通过机架固定在车身架的上前方，车身架的前部设置有一对通过联动杆和车轴相连接的前行走轮，车身架的中部固定有承载平板，承载平板上搭载有PC机、驱动控制器和电源组件，车身架的后部设置有一对连接有半轴的后行走轮，一差速电机通过齿轮驱动连接两半轴，PC机的USB接口与图像采集器连接，PC机的串口与驱动控制器连接，PC机的网口连接有一无线路由器，驱动控制器与差速电机连接，电源组件分别与图像采集器、PC机、无线路由器、驱动控制器、差速电机供电连接；车身架上还设置有沿轨道侧面前后方向滚动的导向轮组件。

2.根据权利要求1所述的一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，其特征在于：所述车身架的前、后梁上各设置一个导向轮组件，导向轮组件包括沿车身架对称分布的两导向轮和与车身架前梁或后梁连接的导向横杆，导向轮位于导向横杆下方并通过一L形弹簧钢与导向横杆端部连接。

3.根据权利要求2所述的一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，其特征在于：所述导向横杆为两段，两段导向横杆相邻的端部设置有使导向横杆在竖直方向能够转动的铰链，铰链与车身架的前梁或后梁固定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种便携式单轨轨道梁晃动检测车，其特征在于：还包括电磁刹车装置和对应图像采集器的辅助光源。

5.一种单轨轨道梁晃动检测系统，其特征在于：包括激励车、远程PC机控制端以及权利要求1至3中任一项所述的便携式单轨轨道梁晃动检测车，便携式单轨轨道梁晃动检测车的PC机装载有图像采集软件系统且通过无线路由器与远程PC机控制端通信。

6.一种单轨轨道梁晃动检测方法，其特征在于：采用权利要求5中所述的单轨轨道梁晃动检测系统，包括如下检测步骤：

步骤a：准备工作，所述激励车装载检测车驶至待检测单轨轨道路段，使激励车停在待测量单轨轨道梁上，将检测车卸载到激励车车后的轨道上，调试检测车并初始化检测车上PC机的图像采集软件系统，通过远程PC机控制端与检测车的PC机通信从而控制检测车行至待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，并使检测车的图像采集器正对该两相邻单轨轨道梁的指接板连接处；

步骤b：测试工作，启动激励车并驶过待测量单轨轨道梁，通过远程PC机控制端远程操控检测车的PC机，使检测车的图像采集器在PC机的控制下同步采集和储存图像数据直至激励车并驶离待测量单轨轨道梁，且激励车驶离待测量单轨轨道梁后停到下一待测量单轨轨道梁上，远程控制检测车行至下一待测量单轨轨道梁相邻的单轨轨道梁上，等待指令进行下一个指接板连接处的测试工作；

步骤c：结束测试工作，激励车装载检测车驶离被检测单轨轨道路段回站，整理分析测试结果并制作报告。