CN107329539B - 一种轨道巡检系统主机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道巡检系统主机，包括主机机箱以及均设置在主机机箱内部的巡检服务器和控制装置，主机机箱上设置有一信号输入接口和一个以上防错插信号输出接口，控制装置包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器，信号输入接口连接信号分配模块，防错插信号输出接口均连接巡检服务器、电源装置和信号分配模块，巡检服务器、可编程控制器和信号分配模块依次相连。本发明将巡检服务器与控制装置安装固定于一主机机箱内，在主机机箱内进行线缆连接，主机机箱设置防错插信号输出接口，集成度高，并能防止连线错误的发生，安装使用方便，可延长设备使用寿命。

Description

一种轨道巡检系统主机

技术领域

本发明涉及轨道巡检技术领域，具体涉及一种新型的轨道巡检系统主机。

背景技术

轨道是铁路运输、城轨交通的基础设备，其性能直接关系到行车的舒适性和安全性，还关系到铁路线路、城轨线路以及机车车辆的使用寿命，因此必须加强对轨道的巡检维修。目前的轨道巡检维修主要采用两种方式：人工巡道方式和大型探伤车车载巡道方式，人工巡道方式存在检测效率低、容易疲劳导致检测结果不准确，无法满足轨道线路维修部门的需求；车载巡道方式通常利用轨道巡检系统，轨道巡检系统由于设备及其接口都比较多，在每次使用之前都需要花费大量时间去寻找接口连接对应的线缆完成连接安装工作，若发生连接错误，则需排查错误，重新连接线缆，工作量大，工作效率较低；由于接口过多，还容易接错接口，导致设备损坏，长期频繁的插拔连接线缆，对设备接口和连接线缆的损耗都很大，大大缩短了设备的使用寿命。轨道巡检系统巡检周期较长，检测项目不全面，检测结果精度不高，并不能满足铁路精细化检测和及时准确维护维修的需要。而且，仅能完成数据采集和存储，集成度低，无法保持信号的多路同步输出和同步控制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的种种问题，提供一种新型的轨道巡检系统主机，可提供轨道全面的，高精度的轨道巡检检测，该主机将巡检服务器与控制装置安装固定于一个主机机箱内，在主机机箱内进行线缆连接，主机机箱上设置防错插信号输出接口，集成度高，并能防止连线错误的发生，安装使用方便，可延长设备使用寿命。该轨道巡检系统主机支持多路信号同步输出和同步控制，可实现轨道表面全覆盖，无死角同步检测。

本发明的技术方案如下：

一种轨道巡检系统主机，其特征在于，包括主机机箱以及均设置在主机机箱内部的巡检服务器和控制装置，所述主机机箱上设置有一信号输入接口和一个以上防错插信号输出接口，所述控制装置包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器，所述信号分配模块和可编程控制器均与电源装置相连，所述信号输入接口连接信号分配模块，所述防错插信号输出接口均连接巡检服务器、电源装置和信号分配模块，所述巡检服务器、可编程控制器和信号分配模块依次相连。

所述防错插信号输出接口为Harting接口，所述Harting接口通过电源线缆与电源装置相连，Harting接口通过网线与巡检服务器相连，信号分配模块通过输出信号线缆与Harting接口相连。

所述控制装置还包括GPS模块，所述GPS模块分别连接信号分配模块和巡检服务器。

所述主机机箱上还设置有用于向外部拓展的USB接口，所述USB接口连接巡检服务器。

所述主机机箱外底部设置有防震垫，所述主机机箱内底部设置有防震柱。

所述主机机箱内部设置有推拉式固定板，所述推拉式固定板设置在防震柱上方，所述巡检服务器和控制装置均通过带有弹性的螺丝安装固定在推拉式固定板上。

所述主机机箱上还设置有用于安装外部存储设备的固定槽。

所述电源装置中设置有断电保护电路。

所述主机机箱两侧还设置有通风口，在通风口处的主机机箱内部设置有散热风扇。

所述主机机箱采用达到IP65防水防尘等级的材料，轨道巡检系统主机在－40℃～+75℃温度环境下正常工作；

和/或，所述主机机箱上方安装有把手。

本发明的有益效果如下：

本发明涉及了一种轨道巡检系统主机，可提供轨道全面的，高精度的轨道巡检检测项目。轨道巡检系统主机支持多路信号同步输出和同步控制，可实现轨道表面全覆盖，无死角同步检测。该主机包括主机机箱以及均设置在主机机箱内部的巡检服务器和控制装置，控制装置包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器，本发明将巡检服务器与控制装置均安装固定于同一个主机机箱内，连接内部线缆，主机机箱上设置防错插信号输出接口，高度集成，通过信号输入接口接收信号，然后在巡检服务器的命令下经过控制装置处理，将信号通过防错插信号输出接口传输出来，通过巡检服务器配合控制装置的可编程控制器和信号分配模块协同工作，可以保持信号的多路同步输出和同步控制，一台轨道巡检系统主机即可完成数据的采集、控制、存储等功能，单个接口可实现供电，控制，网络等多种信号传输，连接至其他设备即可正常工作，大大缩小了轨道巡检系统主机的体积，占用空间小，携带方便，可灵活安装在轨道巡检小车上，缩小轨道巡检周期，达到铁路轨道及时检测与维修的目的；还可以通过自带的锁扣结构固定，接口稳定，防水，不易损坏。在主机机箱上设置有一信号输入接口和一个以上防错插信号输出接口，并将各接口与巡检服务器以及控制装置建立相应连接，本发明设计了防错插信号输出接口，即信号输出接口采用防错插设计，优选为Harting接口设计，一个接口可连接主机机箱内部多个模块(即Harting接口连接主机机箱内部巡检服务器与控制装置的相应接口，并固定线缆)，减少对外接口数量，接口标识特征明显，有效防止错插，主机内的线缆预先连接好，即各相应连线均在主机机箱内可提前连接好，主机安装完毕后，实现密封主机机箱，对外只剩下主机机箱上的几个接口和开关，用户在安装时和使用时都非常方便，简化了轨道巡检系统的整体结构，避免了在每次使用之前都需要花费大量时间去完成连接安装工作进而导致的连线错误、工作量大、工作效率较低，导致设备损坏等种种问题，即用户使用时无需重复连接，减少工作量，安装使用方便，提高工作效率；而且防错插接口的使用减少了线缆插拔次数，大大延长了设备使用寿命。

控制装置优选还包括GPS模块，本发明轨道巡检系统主机的巡检服务器进行数据采集和存储，完成开始/结束指示，在开始指示时向控制装置输入命令，由控制装置的可编程控制器进行逻辑转换后发给信号分配模块，信号分配模块通过信号输入接口接收输入信号，并在接收到可编程控制器发送的命令后，将得到的输入信号进行分配，同步输出多路信号至防错插信号输出接口，实现信号的多路同步输出和同步控制，即控制装置能够实现信号输入、控制、处理和多路信号同步输出，可编程控制器主要负责保持信号的同步控制和输出；信号分配模块按照需求执行信号分配，并进行低电压转换进而为GPS模块供电，GPS模块与巡检服务器相连以便向巡检服务器发送定位信息，实现轨道巡检系统主机的定位功能。

优选地，主机机箱上还设置有用于向外部拓展的USB接口，USB接口连接巡检服务器。是对主机的进一步拓展，用于设备的高速数据传输，可将数据直接存储于外部大容量存储设备，方便数据拷贝和携带。

优选地，主机机箱外底部设置有防震垫，主机机箱内底部设置有防震柱，在防震柱上方设置有推拉式固定板，巡检服务器和控制装置均通过带有弹性的螺丝安装固定在推拉式固定板上，对固定的巡检服务器与控制装置具备良好的减震作用，该推拉式固定板可以从主机机箱中推拉进出，方便巡检服务器与控制装置的快速安装与拆卸。

优选地，主机机箱上还可设置有用于安装外部存储设备的固定槽，可以安装固态硬盘等外部存储设备，轨道巡检系统采集的数据可以通过数据线直接存储于外部存储设备中，方便数据的拷贝，提高工作效率，实现巡检数据的采集、控制、存储一体化。

优选地，电源装置中设置有断电保护电路，可保护巡检服务器在断电一段时间如1分钟内仍正常工作，自动启动正常关机命令，有效防止因为突然断电导致的采集数据丢失或损坏。

优选地，主机机箱两侧还设置有通风口，外壳内部通风口处设置有散热风扇，一侧用于进风，一侧用于出风，通风口处可采用内高外低的斜坡式设计，既满足主机的通风散热要求，又可以做到IP65的防雨防尘效果。进一步地，主机机箱采用达到IP65防水防尘等级的材料。

本发明轨道巡检系统主机的任何电子元件均经过电磁干扰测试，所有线缆及设备的GND线都与外壳接通，具备防电磁干扰功能，轨道巡检系统主机所有零部件均通过温度测试，可在-40℃～+75℃温度环境下正常工作。

附图说明

图1是本发明轨道巡检系统主机的结构原理图。

图2是本发明轨道巡检系统主机的优选结构原理图。

图3是本发明优选的轨道巡检系统主机的立体结构示意图。

图4是图3所示的轨道巡检系统主机的顶部接口标识图。

图中各标号列示如下：

1－第一Harting接口；2－第二Harting接口；3－USB接口；4－信号输入接口；5－主机机箱；6－固定槽；7－防震垫；8－防震柱；9－推拉式固定板；10－控制装置；11－通风口；12－开关及指示灯；13－显示器连接接口；14－把手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

本发明涉及一种轨道巡检系统主机，其结构原理图如图1所示，包括主机机箱5以及均设置在主机机箱5内部的巡检服务器和控制装置，主机机箱上设置有一信号输入接口和一个以上防错插信号输出接口，图1所示的实施例为一个防错插信号输出接口，也可以设置多个防错插信号输出接口，控制装置包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器，信号输入接口连接信号分配模块，防错插信号输出接口均连接巡检服务器、电源装置和信号分配模块，巡检服务器、可编程控制器和信号分配模块依次相连。

轨道巡检系统主机的工作原理为：由巡检服务器进行数据采集、存储和显示，完成开始/结束指示，在开始指示时巡检服务器向控制装置输入命令，该命令为触发信号控制，巡检服务器连接至可编程控制器，通过输入命令控制信号分配模块输出信号，具体是由控制装置的可编程控制器对触发信号进行逻辑转换后发给信号分配模块，信号分配模块由于连接信号输入接口从而接收输入信号，信号分配模块在接收到可编程控制器发送的逻辑转换后的触发信号后，将得到的输入信号进行分配，进而同步输出多路信号至防错插信号输出接口，在防错插信号输出接口设置有两个时，信号分配模块同步输出两路信号分别至相应的防错插信号输出接口完成同步信号输出，在防错插信号输出接口设置有N个时，信号分配模块同步输出N路信号分别至相应的防错插信号输出接口完成同步信号输出，从而实现信号的多路同步输出和同步控制，即控制装置能够实现信号输入、控制、处理和多路信号同步输出，可编程控制器主要负责保持信号的同步控制和同步输出；信号分配模块按照需求执行信号分配，信号分配模块可采用小体积的信号分配板卡且能够根据需求同时输出多路信号。本发明将巡检服务器与控制装置均安装固定于主机机箱内，通过巡检服务器配合控制装置的可编程控制器和信号分配模块协同工作，可以保持信号的多路同步输出和同步控制，一台轨道巡检系统主机即可完成数据的采集、控制、存储等功能，集成度高。

图2本发明轨道巡检系统主机的优选结构原理图，该实施例的控制装置除了包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器外，还包括GPS模块，该GPS模块连接信号分配模块分别连接信号分配模块和巡检服务器，由于GPS模块内所需电压低，故GPS模块并不直接与电源模块相连，而是通过信号分配模块为GPS模块供电，即信号分配模块将接收的电源装置的电压转换成低电压发送给GPS模块实现对GPS模块的供电，GPS模块通过一根数据线直接连接至巡检服务器，向巡检服务器发送定位信息，实现轨道巡检系统主机的定位功能。并且该实施例的防错插信号输出接口优选为Harting接口，为一种优选的防错插设计的通用接口，也是一种快速插拔方式集成接口，该实施例设置了两个Harting接口，即第一Harting接口和第二Harting接口，如图2所示，两个Harting接口分别引出3根线缆，均通过电源线缆与电源装置相连以向外部设备供电，通过网线与巡检服务器相连以传输网络信号，信号分配模块通过输出信号线缆与两个Harting接口相连以传输控制输出信号，该Harting接口将供电、信号输出控制和网络传输集成于一体，即可减少接口数量，也可以实现防错插，快速插拔功能，连接至其它设备即可正常工作，通过自带的锁扣接口固定，接口稳定，防水、不易损坏。此外，主机机箱上还设置有用于向外部拓展的USB接口，该USB接口连接巡检服务器，用于设备的高速数据传输，可将数据直接存储于外部大容量存储设备，方便数据拷贝和携带。控制装置的GPS模块可以实现系统主机的GPS定位功能，信号分配模块分别连接信号输入接口、两个Harting接口、可编程控制器和GPS模块，在工作时，信号分配模块仍然用于信号输入、处理和多路信号同步输出，而且还用于对GPS模块供电，对于该实施例而言，信号分配模块在接收到可编程控制器发送的逻辑转换后的触发信号后，将得到的输入信号进行分配，进而同步输出两路信号分别对应至第一Harting接口和第二Harting接口，实现信号的多路同步输出和同步控制，即控制装置更好实现了信号输入、控制、处理和多路信号同步输出。主机机箱5上的信号输入接口以及各Harting接口与控制装置的相应组件相连，具体可以是与相应组件在控制装置的面板接口相连，如供电接口和信号分配模块输出接口等，各面板接口均采用带固定螺丝的插接件，各接口连接后，用螺丝固定，接口稳定，不易脱落。

图3是本发明优选的轨道巡检系统主机的立体结构示意图，该实施例是将各接口优选设置在主机机箱5的顶部，如图4所示的轨道巡检系统主机的顶部接口标识图，各接口包括第一Harting接口1、第二Harting接口2、USB接口3和信号输入接口4，主机机箱5的顶部还设置了显示器连接接口13，巡检服务器通过显示器连接接口13伸出连接显示器的线缆。轨道巡检系统主机通过Harting接口连接外部的采集装置，通过信号输入接口连接外部的信号发生装置，通过USB接口连接外部大容量存储设备，通过显示器连接接口13连接外部的显示器，巡检服务器可以将采集装置的采集信息传输至显示器显示。主机机箱5上方接口少，顶部接口标识，特征明显，易识别，防错插。主机机箱5的顶部还设置有开关及指示灯12。如图3所示，主机机箱5内底部设置有防震柱8，对固定的巡检服务器与控制装置具备良好的减震作用；主机机箱5外底部设置有防震垫7，使得系统主机固定于底板时也具备防震作用。主机机箱5底部还设置有用于安装外部存储设备的固定槽6，可以安装固态硬盘等外部存储设备，使用过程可将轨道巡检系统采集的数据通过数据线直接存储于外部存储设备中，方便数据的拷贝，提高工作效率。主机机箱5内部设置有推拉式固定板9，该推拉式固定板9设置在防震柱8上方，巡检服务器(图中未显示)和控制装置10的底部均通过带有弹性的螺丝安装固定在推拉式固定板9上，固定于系统主机的主机机箱5内部底板上，通过两螺丝固定，该推拉式固定板9可以从主机机箱5中推拉进出，方便巡检服务器与控制装置的快速安装与拆卸。优选地，电源装置中可设置有断电保护电路，可保护巡检服务器在断电一段时间如1分钟内仍正常工作，自动启动正常关机命令，有效防止因为突然断电导致的采集数据丢失或损坏。主机机箱5两侧还设置有通风口11，在通风口11处的主机机箱5内部均设置有散热风扇，一侧用于进风，一侧用于出风，用于主机机箱5散热，通风口处可采用内高外低的斜坡式设计，既满足主机的通风散热要求，又可以做到IP65的防雨防尘效果。主机机箱5采用达到IP65防水防尘等级的材料，使得系统主机达到IP65防水防尘等级。本发明轨道巡检系统主机的任何电子元件均经过电磁干扰测试，所有线缆及设备的GND线都与外壳接通，具备防电磁干扰功能，轨道巡检系统主机所有零部件均通过温度测试，可在－40℃～+75℃温度环境下正常工作；还可以进一步采用卡扣结构固定主机机箱，方便固定，不易晃动；主机机箱5上方可安装把手14，易于携带。本发明轨道巡检系统主机将控制装置所有功能集成于一个主机机箱内，该主机机箱外观规格设计与巡检服务器保持一致，可保证二者能够同时安装于主机机箱内，高度集成。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种轨道巡检系统主机，其特征在于，包括主机机箱以及均设置在主机机箱内部的巡检服务器和控制装置，所述主机机箱上设置有一信号输入接口和一个以上防错插信号输出接口，所述控制装置包括电源装置、信号分配模块和可编程控制器，所述信号分配模块和可编程控制器均与电源装置相连，所述信号输入接口连接信号分配模块，所述防错插信号输出接口均连接巡检服务器、电源装置和信号分配模块，所述巡检服务器、可编程控制器和信号分配模块依次相连；信号分配模块在接收到可编程控制器发送的逻辑转换后的触发信号后，将得到的输入信号进行分配，进而同步输出多路信号至防错插信号输出接口，其中在防错插信号输出接口设置有N个时，信号分配模块同步输出N路信号分别至相应的防错插信号输出接口完成同步信号输出。

2.根据权利要求1所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述防错插信号输出接口为Harting接口，所述Harting接口通过电源线缆与电源装置相连，Harting接口通过网线与巡检服务器相连，信号分配模块通过输出信号线缆与Harting接口相连。

3.根据权利要求1或2所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述控制装置还包括GPS模块，所述GPS模块分别连接信号分配模块和巡检服务器。

4.根据权利要求3所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱上还设置有用于向外部拓展的USB接口，所述USB接口连接巡检服务器。

5.根据权利要求3所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱外底部设置有防震垫，所述主机机箱内底部设置有防震柱。

6.根据权利要求5所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱内部设置有推拉式固定板，所述推拉式固定板设置在防震柱上方，所述巡检服务器和控制装置均通过带有弹性的螺丝安装固定在推拉式固定板上。

7.根据权利要求5所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱上还设置有用于安装外部存储设备的固定槽。

8.根据权利要求1或2所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述电源装置中设置有断电保护电路。

9.根据权利要求1或2所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱两侧还设置有通风口，在通风口处的主机机箱内部设置有散热风扇。

10.根据权利要求1或2所述的轨道巡检系统主机，其特征在于，所述主机机箱采用达到IP65防水防尘等级的材料，轨道巡检系统主机在－40℃～+75℃温度环境下正常工作；

和/或，所述主机机箱上方安装有把手。

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