CN108149632B - 多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘、列车避让变形机构、轨道清洁与垃圾清理机构、供电电缆清洁与探伤机构、能源获取机构、环境参数采集机构、控制机构、功能载荷机构，本发明的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人能够对铁路轨道、铁路上部的供电线缆进行清洁与垃圾清理和回收，同时增加了能源供给和收集功能、除雪功能，实现了铁路系统异物入侵提前识别、判定、警告甚至驱逐，能够对铁路轨道进行全方位实时探测、信息采集、信息实时共享和智能管理。

Description

多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人及其工作方法

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人及其工作方法。

背景技术

随着高铁和动车速度的提升，列车及乘客面临的风险也越来越大，这些风险主要来自驾驶员、调度员、铁路轨道环境和外部运行环境等。比如驾驶员失误、调度员失职等行为，但是这些风险因素均为可通过严谨的职业培训和调度制度减少甚至避免。但由于铁路轨道环境及列车外部运行环境造成的风险却较难解决。铁路垃圾的清理效果不明显，原因主要来自客观因素：有些垃圾来自防护网外部，受到风、雨等自然因素的影响，垃圾极易进入防护网内部的铁路轨道上，会将外部垃圾引入铁路轨道上，垃圾进入轨道后会产生很严重的后果：当垃圾落在轨道上，列车经过时会将垃圾卷入铁车车轮中，轻则对列车造成运动阻力，增加能耗；重则会对列车轮系产生抱紧风险，使车轮与轨道之间的滚动摩擦变为滑动摩擦，损伤车轮和轨道，若严重时甚至可发生倾覆的风险。另外，垃圾进入列车轮系系统既不没美观，并且清理也极为困难。

现有的铁路轨道机器人功能极为有限，主要侧重某一方面的性能，例如侧重底盘运动性能、巡检功能、垃圾清理功能等，绝大多数专利技术均未考虑机器人与列车并发工作模式的问题；且机器人当前还不具备对供电电缆进行清洁、清理以及检测等功能，也不具备对铁路轨道及供电电缆进行除雪除冰等功能；机器人由于需要长时间运行在铁轨上，能源的供给问题也是实际应用中要考虑的问题，这些难题都将为机器人在铁轨上的实际应用带来巨大挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人及其工作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘、列车避让变形机构、轨道清洁与垃圾清理机构、供电电缆清洁与探伤机构、能源获取机构、环境参数采集机构、控制机构、功能载荷机构，列车避让变形机构安装于轨道与线缆清洁机器人移动底盘的一侧，轨道清洁与垃圾清理机构、供电电缆清洁与探伤机构、能源获取机构、环境参数采集机构、控制机构、功能载荷机构均安装于线缆清洁机器人移动底盘上；轨道与线缆清洁机器人移动底盘包括清洁机器人移动底盘车体、清洁机器人底盘驱动部件、清洁机器人轮系部件、清洁机器人能源部件，清洁机器人移动底盘车体外形为框架结构，上部为平板结构，内部设置有清洁机器人底盘驱动部件、清洁机器人能源部件，下端连接并固定清洁机器人轮系部件，清洁机器人底盘驱动部件为伺服驱动电机，包含四套，分别对清洁机器人轮系部件中的四个车轮进行驱动，清洁机器人轮系部件为车轮和轮轴结构，数量为四套，分别对称地安装在清洁机器人移动底盘车体的两侧前后位置处，清洁机器人轮系部件的轮轴分别连接清洁机器人底盘驱动部件中的伺服驱动电机，清洁机器人能源部件为大容量锂离子电池，安装在清洁机器人移动底盘车体上。

具体地，所述列车避让变形机构包括变形机构基体、变形驱动机构、压力感知阵列。

变形机构基体包括第一折叠臂、第二折叠臂、第三折叠臂、第四折叠臂、轴套；第一折叠臂包括第一折叠臂摆轴、第一折叠臂轴套和第一折叠臂主体、第一折叠臂配重块、第一折叠臂重心调节滑台，第一折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第一折叠臂主体的左侧，第一折叠臂轴的长度与第一折叠臂主体的宽度一致，套接在轴套的基体轴套上并绕基体轴套转动；第一折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第二折叠臂摆轴上并能够相对转动，第一折叠臂轴套通过支架安装在第一折叠臂主体的右侧，且第一折叠臂轴套的宽度与第一折叠臂主体的宽度一致；第一折叠臂主体为第一折叠臂的主体，第一折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第一折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第一折叠臂重心调节滑台的滑块上，第一折叠臂重心调节滑台安装在第一折叠臂主体内部。

第二折叠臂包括第二折叠臂摆轴、第二折叠臂轴套、第二折叠臂主体、第二折叠臂配重块、第二折叠臂重心调节滑台，第二折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第二折叠臂主体的左侧，第二折叠臂摆轴的长度与第二折叠臂主体的宽度一致，第二折叠臂摆轴套接在第一折叠臂轴套上并绕第一折叠臂轴套转动；第二折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴上并能够相对转动，第二折叠臂轴套通过支架安装在第二折叠臂主体的右侧，且第二折叠臂轴套的宽度与第二折叠臂主体的宽度一致；第二折叠臂主体为第二折叠臂的主体，第二折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第二折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第二折叠臂重心调节滑台的滑块上，第二折叠臂重心调节滑台安装在第二折叠臂主体内部。

第三折叠臂包括第三折叠臂摆轴、第三折叠臂轴套、第三折叠臂主体、第三折叠臂配重块、第三折叠臂重心调节滑台，第三折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第三折叠臂主体的左侧，第三折叠臂摆轴的长度与第三折叠臂主体的宽度一致，第三折叠臂摆轴套接在第二折叠臂轴套上并能绕第二折叠臂轴套转动；第三折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴上并能相对转动；第三折叠臂轴套通过支架安装在第三折叠臂主体的右侧，且第三折叠臂轴套的宽度与第三折叠臂主体的宽度一致；第三折叠臂主体为第三折叠臂的主体，第三折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第三折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第三折叠臂重心调节滑台的滑块上，第三折叠臂重心调节滑台安装在第三折叠臂主体内部。

第四折叠臂包括第四折叠臂摆轴、第四折叠臂主体、第四折叠臂配重块、第四折叠臂重心调节滑台，第四折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第四折叠臂主体的左侧，第四折叠臂摆轴的长度与第四折叠臂主体的宽度一致，第四折叠臂摆轴套接在第三折叠臂轴套上并能绕第三折叠臂轴套转动；第四折叠臂主体为第四折叠臂的主体，第四折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第四折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第四折叠臂重心调节滑台的滑块上，第四折叠臂重心调节滑台安装在第四折叠臂主体内部。

轴套包括基体轴套和支撑板，基体轴套为筒状空心结构，基体轴套安装在支撑板上，支撑板数量为两套，对称水平放置，中间设置有透孔以安装基体轴套，支撑板对称安装在清洁机器人移动底盘车体右侧框架中央处。

变形驱动机构包括第一折叠臂驱动伺服电机、第二折叠臂驱动伺服电机、第三折叠臂驱动伺服电机、第四折叠臂驱动伺服电机，第一折叠臂驱动伺服电机安装在第一折叠臂摆轴与基体轴套的结合部，第一折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第一折叠臂摆轴，第一折叠臂驱动伺服电机的外连接固定在基体轴套上；第二折叠臂驱动伺服电机安装在第二折叠臂摆轴与第一折叠臂轴套结合部，第二折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第二折叠臂摆轴，第二折叠臂驱动伺服电机的外壳连接固定在第一折叠臂轴套上；第三折叠臂驱动伺服电机安装在第三折叠臂摆轴与第二折叠臂轴套的结合部，第三折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第三折叠臂摆轴，第三折叠臂驱动伺服电机的外壳连接固定在第二折叠臂轴套上；第四折叠臂驱动伺服电机安装在第四折叠臂摆轴与第三折叠臂轴套的结合部，第四折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第四折叠臂摆轴，第四折叠臂驱动伺服电机的外壳则连接固定在第三折叠臂轴套上。

压力感知阵列包括第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列，第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列分别安装在第一折叠臂、第二折叠臂、第三折叠臂和第四折叠臂的底部，并分别形成压力感知阵列，同时第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列均与控制模块连接。

具体地，所述轨道清洁与垃圾清理机构包括铁轨附着物清洁机构、铁轨垃圾吸附机构。

铁轨附着物清洁机构包括轨道高压喷头、轨道高压喷头供气管道、清洁擦、清洁擦垂向位移电机、轨道清洁高压气泵、附着物清洁机构支架，轨道高压喷头数量为两套，分别连接在清洁擦垂向位移电机的伸缩轴上，轨道高压喷头位于铁轨垃圾吸附机构的后方，轨道高压喷头连接轨道高压喷头供气管道；轨道高压喷头供气管道同样为两套，分别连接左右两侧的轨道高压喷头，轨道高压喷头供气管道末端连接轨道清洁高压气泵；清洁擦数量为两套，分别连接至清洁擦垂向位移电机的伸缩轴上；清洁擦垂向位移电机数量为两套，清洁擦垂向位移电机的伸缩轴分别连接左右两套轨道高压喷头和清洁擦，清洁擦垂向位移电机的驱动电机通过附着物清洁机构支架固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方两侧；轨道清洁高压气泵数量为一套，安装设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘中，且轨道清洁高压气泵有两个入口，分别连接两根轨道高压喷头供气管道；附着物清洁机构支架为杆状结构，末端连接固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，首端连接固定轨道高压喷头、清洁擦、清洁擦垂向位移电机。

铁轨垃圾吸附机构包括高压吸盘、高压吸管、高压涡轮风机、过滤网、垃圾回收箱、垃圾吸附机构支架，铁轨垃圾吸附机构安装在清洁机器人的最前端，高压吸盘为方形倒锥形结构，通过所垃圾吸附机构支架安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，高压吸盘上端设置有透孔，透孔上端连接高压吸管，高压吸管为管状折叠塑料管，首端连接高压吸盘，末端连接高压涡轮风机，高压涡轮风机为大功率风机，安装在垃圾回收箱的入口前端，高压涡轮风机入风口连接高压吸管，出风口连接垃圾回收箱，过滤网安装在垃圾回收箱的出口处，垃圾回收箱为方体结构，内部中空，垃圾回收箱设置有垃圾入口和气流出口，垃圾入口连接高压涡轮风机，气流出口设置有过滤网，垃圾吸附机构支架为杆状结构，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，垃圾吸附机构支架首端连接固定有高压吸盘。

具体地，所述供电电缆清洁与探伤机构包括供电电缆清洁头、供电电缆垃圾清理爪、供电电缆清洁支臂、横向微调装置、功能切换机构、垃圾识别机构、电缆探伤机构。

供电电缆清洁头包括电缆高压喷头、供电电缆清洁毛刷、供电电缆清洁板、压力传感器、电缆高压喷头供气管、电缆清洁高压气泵，电缆高压喷头安装在功能切换杆的功能支臂的最前端，电缆高压喷头连接电缆高压喷头供气管，电缆高压喷头供气管连接电缆清洁高压气泵，供电电缆清洁毛刷安装在供电电缆清洁板内部，供电电缆清洁板安装在电缆高压喷头所在的功能支臂的后端处，供电电缆清洁板内部设置有供电电缆清洁毛刷，压力传感器安装在供电电缆清洁板的内壁上。

供电电缆垃圾清理爪包括供电电缆垃圾清理机械爪、机械爪驱动舵机，供电电缆垃圾清理机械爪为柔性机械爪，供电电缆垃圾清理机械爪通过支架安装在功能切换杆的功能支臂上，机械爪驱动舵机安装在供电电缆垃圾清理机械爪的本体上，供电电缆垃圾清理机械爪通过机械爪驱动舵机驱动，机械爪驱动舵机还连接驱动模块中的机械爪舵机驱动模块。

供电电缆清洁支臂包括供电电缆清洁第一支杆、供电电缆清洁第一支杆驱动电机、供电电缆清洁第二支杆、供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆、供电电缆清洁第三支杆驱动电机、清洁支臂末端平衡驱动电机、垂向支撑台，供电电缆清洁第一支杆为长条杆状结构，底部通过转轴和轴套设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，供电电缆清洁第一支杆的下端连接有供电电缆清洁第一支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第一支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第一支杆相对轨道与线缆清洁机器人移动底盘发生角度变化；供电电缆清洁第一支杆的顶端设置有供电电缆清洁第二支杆，供电电缆清洁第二支杆的末端和供电电缆清洁第一支杆的顶端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第二支杆的末端和供电电缆清洁第一支杆的顶端连接处设置有供电电缆清洁第二支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第二支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第二支杆相对供电电缆清洁第一支杆发生角度变换；供电电缆清洁第二支杆的顶端设置有供电电缆清洁第三支杆，供电电缆清洁第二支杆的顶端和供电电缆清洁第三支杆的末端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第三支杆的末端和供电电缆清洁第二支杆的顶端连接处设置有供电电缆清洁第三支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第三支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第三支杆相对供电电缆清洁第二支杆发生角度变换；供电电缆清洁第三支杆的顶端，还设置有清洁支臂末端平衡驱动电机，清洁支臂末端平衡驱动电机的转轴连接垂向支撑台，通过清洁支臂末端平衡驱动电机的转动，带动垂向支撑台发生角度变化，垂向支撑台上还连接固定有功能切换机构；供电电缆清洁第一支杆驱动电机、所述供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆驱动电机以及清洁支臂末端平衡驱动电机均连接驱动模块中的供电电缆清洁支臂驱动模块。

支臂横向微调装置包括支臂横向调节水平滑台、支臂横向调节驱动电机，支臂横向调节水平滑台安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，横向放置，支臂横向调节水平滑台的一侧安装有支臂横向调节驱动电机，通过支臂横向调节驱动电机的调节作用，带动支臂横向调节水平滑台的滑块左右移动，供电电缆清洁支臂安装在支臂横向调节水平滑台的滑块上，支臂横向调节驱动电机还连接驱动模块中的支臂横向微调驱动模块。

功能切换机构包括功能切换杆、功能切换电机，功能切换杆包括内部的转盘和外部的功能支臂，转盘中央连接固定功能切换电机，功能支臂共三根，均匀分布在转盘周围，功能切换杆中的三根功能支臂分别依次连接供电电缆清洁头、供电电缆垃圾清理爪、电缆探伤机构，功能切换电机本体安装固定在垂向支撑台上，功能切换电机还连接驱动模块中的功能切换驱动模块。

垃圾识别机构为垃圾识别双目摄像机，通过支架安装在供电电缆清洁第三支杆的末端处，垃圾识别机构信号输出端口连接控制模块。

电缆探伤机构为整套的金属探伤仪，安装在功能切换杆的一个功能支臂上，电缆探伤机构连接控制模块，并将检测到的供电电缆异常信号发送至控制模块中。

具体地，所述能源获取机构包括接触网取电机构、风能捕获机构、太阳能捕获机构。

接触网取电机构包括供电电缆受电弓、供电采集伸缩杆、采集伸缩杆驱动电机、全向弹簧，供电电缆受电弓上方设置有滑板，与供电电缆进行接触和取电，供电电缆受电弓还通过线缆与电源稳压模块中的电网取电变压整流电路连接，供电电缆受电弓下端连接固定在全向弹簧的顶部；供电采集伸缩杆为套接连接的多节垂直可伸缩结构，供电采集伸缩杆的每节伸缩结构底部还设置有采集伸缩杆驱动电机，通过分别驱动每个采集伸缩杆驱动电机，对供电采集伸缩杆中每节伸缩结构进行伸缩控制；采集伸缩杆驱动电机与驱动模块中的采集伸缩杆驱动模块连接并受其驱动控制；全向弹簧为柔性弹簧，全向弹簧的顶端安装在供电电缆受电弓上，全向弹簧的末端安装在供电采集伸缩杆的顶端处。

风能捕获机构包括风能捕获风轮、风能捕获发电机、风能捕获全回转驱动电机，风能捕获风轮为高效风能捕获扇叶，风能捕获风轮安装在风能捕获发电机轮轴上，风能捕获发电机安装固定在风能捕获全回转驱动电机上，风能捕获发电机的发电输出口连接风力发电稳压模块，风能捕获全回转驱动电机上端连接风能捕获发电机，下端通过支架连接至清洁机器人移动底盘车体的前部的左侧，风能捕获全回转驱动电机的控制端口连接控制模块。

太阳能捕获机构包括太阳能捕获电池板、太阳能捕获追踪云台，太阳能捕获电池板为高效太阳能电池板，太阳能捕获电池板下端连接太阳能捕获追踪云台，太阳能捕获电池板的输出端口连接太阳能发电稳压模块；太阳能捕获追踪云台为空间三维云台，通过支架安装在清洁机器人移动底盘车体的后部左侧，太阳能捕获追踪云台的上端连接固定有太阳能捕获电池板，太阳能捕获追踪云台的控制端口连接控制模块。

具体地，所述环境参数采集机构包括环境影像获取机构、列车信号检测机构，环境影像获取机构为彩色图像或视频获取摄像机，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前部，环境影像获取机构连接通讯模块，列车信号检测机构主要包括激光测距矩阵、震动传感器，列车信号检测机构连接控制模块。

具体地，所述控制机构包括控制模块、电源稳压模块、驱动模块、通讯模块。

电源稳压模块包括电源输出稳压模块、风力发电稳压模块、太阳能发电稳压模块、电网取电变压整流电路，电源输出稳压模块的输入端连接清洁机器人能源部件的输出端，电源输出稳压模块的输出端连接控制模块、驱动模块，风力发电稳压模块的输入端连接风能捕获机构中的风能捕获发电机，输出端连接清洁机器人能源部件，太阳能发电稳压模块的输入端连接太阳能捕获机构中的太阳能捕获电池板，输出端连接清洁机器人能源部件，电网取电变压整理模块的输入端连接接触网取电机构中的供电电缆受电弓，输出端连接清洁机器人能源部件中。

驱动模块包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块、变形驱动模块、清洁擦垂向位移驱动模块、机械爪舵机驱动模块、供电电缆清洁支臂驱动模块、支臂横向微调驱动模块、功能切换驱动模块、采集伸缩杆驱动模块、风能捕获驱动模块、太阳能捕获驱动模块、冰雪清理驱动模块，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块的输入端口连接控制模块，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块的输出端口连接轨道与线缆清洁机器人移动底盘中的清洁机器人底盘驱动部件，变形驱动模块的输入端口连接控制模块，变形驱动模块驱动模块的输出端口连接列车避让变形机构中的变形驱动机构和变形机构基体，清洁擦垂向位移驱动模块的输入端口连接控制模块，清洁擦垂向位移驱动模块的输出端口连接铁轨附着物清洁机构中的清洁擦垂向位移电机，机械爪舵机驱动模块的输入端口连接控制模块，机械爪舵机驱动模块的输出端口连接供电电缆垃圾清理爪中的机械爪驱动舵机，供电电缆清洁支臂驱动模块的输入端口连接控制模块，供电电缆清洁支臂驱动模块的输出端口分别依次连接供电电缆清洁支臂中的供电电缆清洁第一支杆驱动电机、供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆驱动电机和清洁支臂末端平衡驱动电机，支臂横向微调驱动模块的输入端口连接控制模块，支臂横向微调驱动模块的输出端口连接支臂横向微调装置中的支臂横向调节驱动电机，功能切换驱动模块的输入端口连接控制模块，功能切换驱动模块的输出端口连接功能切换机构中的功能切换电机，采集伸缩杆驱动模块的输入端口连接控制模块，采集伸缩杆驱动模块的输出端口连接接触网取电机构中的采集伸缩杆驱动电机，风能捕获驱动模块的输入端口连接控制模块，风能捕获驱动模块的输出端口连接风能捕获机构中的风能捕获全回转驱动电机，太阳能捕获驱动模块的输入端口连接控制模块，太阳能捕获驱动模块的输出端口连接太阳能捕获机构中的太阳能捕获追踪云台，冰雪清理驱动模块的输入端口连接控制模块，冰雪清理驱动模块输出端口连接冰雪清理结构中的清理机构伸缩电机。

具体地，所述功能载荷机构包括轨道损伤探测机构、小型气象参数获取机构、冰雪清理机构、异物入侵警示机构。

轨道损伤探测机构包括轨道平整度探测传感模块、轨道损伤探测传感模块，轨道平整度探测传感模块为金属平整度检测传感器，数量为两套，通过安装支架固定在清洁机器人移动底盘车体的后侧两端，轨道平整度探测传感模块连接控制模块，轨道损伤探测传感模块为金属探伤传感器，数量为两套，通过支架分别安装在清洁机器人移动底盘车体的后侧两端，轨道探伤探测传感模块连接控制模块；小型气象参数获取机构安装固定在清洁机器人移动底盘车体上，小型气象参数获取机构连接控制模块。

冰雪清理结构包括冰雪清理盘、冰雪清理铲、清理铲外壳、接触弹簧、行程支杆、固定支架、轨道接触金属刷、清理机构伸缩电机；冰雪清理盘为两套，能够套在轨道上，冰雪清理盘通过固定支架安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方两侧的轨道上；冰雪清理铲共两套，每套包含六个，冰雪清理铲外形为三角结构，呈薄片状，通过行程支杆连接至清理铲外壳的透孔上，每套中的六个冰雪清理铲依次摆开放置，冰雪清理铲还与清洁机器人能源部件负极连接；清理铲外壳为两套，清理铲外壳上依次设置有六个透孔，行程支杆从透孔中穿过；接触弹簧为两套，每套包含六个弹簧，分别套接在行程支杆上；行程支杆为两套，每套包含六个支杆，行程支杆的下端连接冰雪清理铲，上端设置有挡块；固定支架包含多个横向支架和垂向支架，横向支架连接有冰雪清理盘、清理铲外壳和轨道接触金属刷，垂向支架连接固定清理机构伸缩电机，同时还将冰雪清理结构固定至轨道与线缆清洁机器人移动底盘前端；轨道接触金属刷数量为两套，通过行程支杆分别安装固定在清理铲外壳的后侧，并与铁轨接触；轨道接触金属刷为金属毛刷结构，还与清洁机器人能源部件正极连接；清理机构伸缩电机数量为两套，左右对称放置，清理机构伸缩电机安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前端两侧，清理机构伸缩电机的伸缩轴通过行程支杆连接冰雪清理盘、清理铲外壳和轨道接触金属刷，清理机构伸缩电机还与冰雪清理驱动模块连接。

异物入侵警示机构包括灯光报警和声音报警模块，安装固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，异物入侵警示机构连接所述控制模块。

上述多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的工作方法，包括以下步骤：

Ⅰ.清洁机器人在轨道上基本行走、通讯步骤：

(1)清洁机器人行走步骤：

控制模块控制轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块，驱动清洁机器人底盘驱动部件动作，从而带动清洁机器人轮系部件转动，带动清洁机器人移动底盘车体前进、后退，实现行走功能。

(2)清洁机器人通讯步骤：

1)控制模块控制通讯模块，将自身的工作参数、清洁机器人上的传感器采集的信息发送至控制中心。

2)通讯模块接受来自控制中心的控制指令，并将指令发送至控制模块，并供控制模块分析、决策并作出相关控制动作。

Ⅱ.清洁机器人从行走状态变形实现对列车避让的步骤：

(1)列车到来信号检测步骤：

1)控制模块控制环境参数采集机构中的列车信号检测机构对列车是否到来进行信号监测。

2)控制模块还能通过通讯模块将请求指令发送至控制指挥中心，从而获取列车到来信号等信息。

(2)列车到来前，清洁机器人变形并避让列车动作实现步骤：

1)控制模块通过控制变形驱动模块从而驱动列车避让变形机构中的变形驱动机构动作，进而带动变形机构基体发生变形动作。

2)同时在此过程中，控制模块还实时通过压力感知阵列感知变形机构基体是否与地面接触到位。

3)在清洁机器人变形过程中，控制模块还实时控制变形机构基体内的重心调节机构，实现变形的高可靠性。

(3)列车通过后，清洁机器人变形回到轨道的实现步骤：

当列车驶过后，控制模块控制列车避让变形机构恢复原状，清洁机器人重新回到轨道上，实现轨道清洁、供电电缆垃圾清理功能。

Ⅲ.清洁机器人进行多功能电能采集步骤：

(1)清洁机器人通过供电电缆获取电能步骤：

1)控制模块通过控制采集伸缩杆驱动模块驱动采集伸缩杆驱动电机向上移动，带动供电电缆受电弓与供电电缆接触，实现取电功能。

2)供电电缆受电弓将获取的电能通过线缆传输至电网取电变压整流电路中进而送至清洁机器人能源部件进行存储。

(2)清洁机器人通过风能发电装置获取电能步骤：

1)风能捕获风轮将捕获的风能转化为动能，并带动风能捕获发电机动作，风能捕获发电机将动能转化为电能并输送至风力发电稳压模块并最终输送至清洁机器人能源部件进行存储。

2)在风能发电过程中，控制模块通过控制风能捕获驱动模块进而驱动风能捕获全回转驱动电机，实现对风能捕获风轮迎流角度的调整，从而实现风能发电的最大能效。

(3)清洁机器人通过太阳能发电装置获取电能步骤：

1)太阳能捕获电池板对太阳能进行捕获，并将太阳能转化为电能输送至太阳能发电稳压模块并最终输送至清洁机器人能源部件进行存储。

2)在太阳能发电过程中，控制模块通过控制太阳能捕获驱动模块进而驱动太阳能捕获追踪云台带动太阳能捕获电池板进行角度调整，从而实现对太阳光线的垂直接收角度状态，进而保证太阳能发电的最大效率。

Ⅳ.清洁机器人进行轨道垃圾吸附、轨道清洁及探平步骤：

(1)清洁机器人轨道垃圾吸附步骤：

控制模块通过控制高压涡轮风机工作，进而通过高压吸盘实现对轨道与线缆清洁机器人移动底盘前方轨道上大型、轻型垃圾进行吸附并回收至垃圾回收箱中。

(2)清洁机器人轨道垃圾清洁步骤：

1)控制模块通过控制清洁擦垂向位移驱动模块驱动清洁擦垂向位移电机下移，进而带动轨道高压喷头下移，控制模块通过控制轨道清洁高压气泵工作，进而通过喷出的强气流通过轨道高压喷头实现对轨道上垃圾微粒及附着物的吹离。

2)在上述吹离过程中，控制模块通过控制清洁擦垂向位移驱动模块驱动清洁擦垂向位移电机下移，进而带动清洁擦下移，实现对轨道上垃圾微粒及附着物的清洁工作。

(3)清洁机器人轨道探平、探伤步骤：

控制模块控制轨道损伤探测机构中的轨道平整度探测传感模块和轨道损伤探测传感模块工作，分别实现对铁轨的平整度和损伤度进行检测，同时将检测的结果回传至控制模块。

Ⅴ.清洁机器人进行供电电缆垃圾清理、清洁及电缆探伤步骤：

(1)清洁机器人供电电缆垃圾清理步骤：

1)控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制垃圾识别机构工作，实现对供电电缆上垃圾外形和位置的识别。

2)垃圾位置识别完毕后，控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆上垃圾所在的位置处，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将供电电缆垃圾清理爪切换至最上部工位处，控制模块控制供电电缆垃圾清理爪实现对供电电缆上垃圾的清理功能；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点。

(2)清洁机器人供电电缆垃圾清洁步骤：

控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将供电电缆清洁头切换至最上部工位处，控制模块控制供电电缆清洁头实现对供电电缆的清洁；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点。

(3)清洁机器人供电电缆探伤步骤：

控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将电缆探伤机构切换至最上部工位处，控制模块控制电缆探伤机构实现对供电电缆的探伤功能；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点。

Ⅵ.清洁机器人异物入侵识别及报警步骤：

(1)清洁机器人异物入侵识别步骤：

1)控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至清洁机器人前方位置处，控制模块控制垃圾识别机构实现对清洁机器人前方的异物目标进行识别和判断，当发现有异物入侵时，垃圾识别机构将识别的信号传输至控制模块，控制模块将异常信号处理后通过通讯模块发送至控制指挥中心。

2)在上述过程中，控制指挥中心的人员还可通过无线发送指令，控制模块控制环境参数采集机构中的环境影像获取机构工作，环境影像获取机构将采集到的清洁机器人前方的图像、视频信息通过通讯模块发送至控制指挥中心供工作人员查看清洁机器人前方是否有异物入侵。

(2)清洁机器人异物入侵报警步骤：

当发现有异物入侵时，垃圾识别机构将识别的信号传输至控制模块，控制模块将异常信号处理后控制异物入侵警示机构进行声音和灯光的报警以达到对入侵的异物进行警示效果。

Ⅶ.清洁机器人冰雪清理步骤：

1)控制模块控制冰雪清理驱动模块驱动清理机构伸缩电机下移，进而带动冰雪清理盘、冰雪清理铲下移并贴合轨道，实现对轨道上大块冰雪的清理功能。

2)控制模块控制轨道接触金属刷通电，使得冰雪清理铲、铁路轨道、轨道接触金属刷以及清洁机器人能源部件行程回路，通过铁轨的发热实现快速除雪、除冰和烘干效果。

本发明具有以下有益效果：本发明的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人能够对铁路轨道、铁路上部的供电线缆进行清洁与垃圾清理和回收，同时增加了能源供给和收集功能、除雪功能，实现了铁路系统异物入侵提前识别、判定、警告甚至驱逐，能够对铁路轨道进行全方位实时探测、信息采集、信息实时共享和智能管理。

附图说明

图1是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体立体结构示意图。

图2是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体主视结构示意图。

图3是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体左视结构示意图。

图4是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体右视结构示意图。

图5是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体后视结构示意图。

图6是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体俯视结构示意图。

图7是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人整体仰视结构示意图。

图8是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的功能切换机构的立体结构示意图。

图9是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的接触网取电机构的立体结构示意图。

图10是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的列车避让变形机构的立体结构示意图。

图11是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的冰雪清理结构的主视结构示意图。

图12是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的轨道清洁与垃圾清理机构的主视结构示意图。

图13是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的供电电缆清洁支臂的主视结构示意图。

图14是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的控制机构的主视结构示意图。

图15是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人变形过程立体结构示意图。

图16是多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人变形完毕、躲避列车立体结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

如图1-16所示，多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘1、列车避让变形机构2、轨道清洁与垃圾清理机构3、供电电缆清洁与探伤机构4、能源获取机构5、环境参数采集机构6、控制机构7、功能载荷机构8，列车避让变形机构2安装于轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的一侧，轨道清洁与垃圾清理机构3、供电电缆清洁与探伤机构4、能源获取机构5、环境参数采集机构6、控制机构7、功能载荷机构8均安装于线缆清洁机器人移动底盘1上；轨道与线缆清洁机器人移动底盘1包括清洁机器人移动底盘车体11、清洁机器人底盘驱动部件12、清洁机器人轮系部件13、清洁机器人能源部件14，清洁机器人移动底盘车体11外形为框架结构，上部为平板结构，内部设置有清洁机器人底盘驱动部件12、清洁机器人能源部件14，下端连接并固定清洁机器人轮系部件13，清洁机器人底盘驱动部件12为伺服驱动电机，包含四套，分别对清洁机器人轮系部件13中的四个车轮进行驱动，当清洁机器人需要直线行使时，需要清洁机器人底盘驱动部件12中的四个伺服电机以相同转速驱动清洁机器人，而当清洁机器人需转弯时，所述清洁机器人底盘驱动部件12中的四个伺服电机以不同的转速驱动清洁机器人，从而实现机器人的转弯控制。清洁机器人轮系部件13为车轮和轮轴结构，数量为四套，分别对称地安装在清洁机器人移动底盘车体11的两侧前后位置处，清洁机器人轮系部件13的轮轴分别连接清洁机器人底盘驱动部件12中的伺服驱动电机，清洁机器人能源部件14为大容量锂离子电池，安装在清洁机器人移动底盘车体11上。该锂离子电池可实现多次充放电和电能存储功能，可通过所述能源获取机构5获取电能并存储，也可通过所述电源稳压模块72的作用对所述控制模块71、驱动模块73等实现供电功能。

所述列车避让变形机构2包括变形机构基体21、变形驱动机构22、压力感知阵列23。列车避让变形机构2主要实现通过自身机构动作，实现对上述轨道与线缆清洁机器人移动底盘1进行位置变换，从而使得轨道与线缆清洁机器人移动底盘1及附属机构完成从铁路轨道上移开动作，进而实现对列车的避让功能。

变形机构基体21包括第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214、轴套215；第一折叠臂211包括第一折叠臂摆轴211-a、第一折叠臂轴套211-b和第一折叠臂主体211-c、第一折叠臂配重块211-d、第一折叠臂重心调节滑台211-e，第一折叠臂摆轴211-a为长轴结构，两端通过支架安装固定在第一折叠臂主体211-c的左侧，第一折叠臂轴211-a的长度与第一折叠臂主体211-c的宽度一致，套接在轴套215的基体轴套215-a上并绕基体轴套215-a转动；第一折叠臂轴套211-b为筒状空心结构，套接在第二折叠臂摆轴212-a上并能够相对转动，第一折叠臂轴套211-b通过支架安装在第一折叠臂主体211-c的右侧，且第一折叠臂轴套211-b的宽度与第一折叠臂主体211-c的宽度一致；第一折叠臂主体211-c为第一折叠臂211的主体，第一折叠臂主体211-c为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第一折叠臂主体211-c通过第一折叠臂摆轴211-a与基体轴套215-a连接并相对基体轴套215-a摆动；第一折叠臂主体211-c还可通过第一折叠臂轴套211-b连接第二折叠臂摆轴212-a并绕第二折叠臂212摆动。第一折叠臂配重块211-d为长条结构，材质为铅块，安装在第一折叠臂重心调节滑台211-e的滑块上，第一折叠臂重心调节滑台211-e安装在第一折叠臂主体211-c内部。通过控制第一折叠臂重心调节滑台211-e运动，从而带动第一折叠臂配重块211-d左右移动，进而实现改变第一折叠臂213重心的功能。

第二折叠臂212包括第二折叠臂摆轴212-a、第二折叠臂轴套212-b、第二折叠臂主体212-c、第二折叠臂配重块212-d、第二折叠臂重心调节滑台212-e，第二折叠臂摆轴212-a为长轴结构，两端通过支架安装固定在第二折叠臂主体212-c的左侧，第二折叠臂摆轴212-a的长度与第二折叠臂主体212-c的宽度一致，第二折叠臂摆轴212-a套接在第一折叠臂轴套211-b上并绕第一折叠臂轴套211-b转动；第二折叠臂轴套212-b为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴213-a上并能够相对转动，第二折叠臂轴套212-b通过支架安装在第二折叠臂主体212-c的右侧，且第二折叠臂轴套212-b的宽度与第二折叠臂主体212-c的宽度一致；第二折叠臂主体212-c为第二折叠臂212的主体，第二折叠臂主体212-c为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第二折叠臂主体212-c通过第二折叠臂摆轴212-a与第一折叠臂轴套211-b连接并相对第一折叠臂轴套211-b摆动；第二折叠臂主体212-c还可通过第二折叠臂轴套212-b连接第三折叠臂摆轴213-a并绕第三折叠臂213摆动。第二折叠臂配重块212-d为长条结构，材质为铅块，安装在第二折叠臂重心调节滑台212-e的滑块上，第二折叠臂重心调节滑台212-e安装在第二折叠臂主体212-c内部。通过控制第二折叠臂重心调节滑台212-e运动，从而带动第二折叠臂配重块212-d左右移动，进而改变第二折叠臂212重心。

第三折叠臂213包括第三折叠臂摆轴213-a、第三折叠臂轴套213-b、第三折叠臂主体213-c、第三折叠臂配重块213-d、第三折叠臂重心调节滑台213-e，第三折叠臂摆轴213-a为长轴结构，两端通过支架安装固定在第三折叠臂主体213-c的左侧，第三折叠臂摆轴213-a的长度与第三折叠臂主体213-c的宽度一致，第三折叠臂摆轴213-a套接在第二折叠臂轴套212-b上并能绕第二折叠臂轴套212-b转动；第三折叠臂轴套213-b为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴214-a上并能相对转动；第三折叠臂轴套213-b通过支架安装在第三折叠臂主体213-c的右侧，且第三折叠臂轴套213-b的宽度与第三折叠臂主体213-c的宽度一致；第三折叠臂主体213-c为第三折叠臂213的主体，第三折叠臂主体213-c为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第三折叠臂主体213-c通过第三折叠臂摆轴213-a与第二折叠臂轴套212-b连接并相对第二折叠臂轴套212-b摆动；第三折叠臂主体213-c还可通过第三折叠臂轴套213-b连接第四折叠臂摆轴214-a并绕第四折叠臂214摆动。第三折叠臂配重块213-d为长条结构，材质为铅块，安装在第三折叠臂重心调节滑台213-e的滑块上，第三折叠臂重心调节滑台213-e安装在第三折叠臂主体213-c内部。通过控制第三折叠臂重心调节滑台213-e运动，从而带动第三折叠臂配重块213-d左右移动，进而改变第三折叠臂213重心。

第四折叠臂214包括第四折叠臂摆轴214-a、第四折叠臂主体214-b、第四折叠臂配重块214-c、第四折叠臂重心调节滑台214-d，第四折叠臂摆轴214-a为长轴结构，两端通过支架安装固定在第四折叠臂主体214-b的左侧，第四折叠臂摆轴214-a的长度与第四折叠臂主体214-b的宽度一致，第四折叠臂摆轴214-a套接在第三折叠臂轴套213-b上并能绕第三折叠臂轴套213-b转动；第四折叠臂主体214-b为第四折叠臂214的主体，第四折叠臂主体214-b为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第四折叠臂主体214-b通过第四折叠臂摆轴214-a与第三折叠臂轴套213-b连接并相对第三折叠臂轴套213-b摆动。第四折叠臂配重块214-c为长条结构，材质为铅块，安装在第四折叠臂重心调节滑台214-d的滑块上，第四折叠臂重心调节滑台214-d安装在第四折叠臂主体214-b内部。通过控制第四折叠臂重心调节滑台214-d运动，从而带动第四折叠臂配重块214-c左右移动，进而改变第四折叠臂214重心。

轴套215包括基体轴套215-a和支撑板215-b，基体轴套215-a为筒状空心结构，基体轴套215-a安装在支撑板215-b上，支撑板215-b数量为两套，对称水平放置，中间设置有透孔以安装基体轴套215-a，支撑板215-b对称安装在清洁机器人移动底盘车体11右侧框架中央处；通过支撑板215-b的连接作用，可将清洁机器人移动底盘车体11与第一折叠臂摆轴211-a连接起来并可实现清洁机器人底盘车体11与第一折叠臂211的相对转动。

变形驱动机构22包括第一折叠臂驱动伺服电机221、第二折叠臂驱动伺服电机222、第三折叠臂驱动伺服电机223、第四折叠臂驱动伺服电机224，通过分别依次或同时工作，带动第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214依次或同时实现相互间的变形和折叠功能。第一折叠臂驱动伺服电机221安装在第一折叠臂摆轴211-a与基体轴套215-a的结合部，第一折叠臂驱动伺服电机221的转轴连接第一折叠臂摆轴211-a，第一折叠臂驱动伺服电机221的外连接固定在基体轴套215-a上；当第一折叠臂驱动伺服电机211的转轴相对其自身外壳转动时，将带动基体轴套215-a和第一折叠臂摆轴211-a转动，从而实现清洁机器人底盘车体11右侧面相对第一折叠臂211间的角度变换；当清洁机器人车体11静止时，此时第一折叠臂211可相对清洁机器人车体11右侧角度调整；而当第一折叠臂211静止时，清洁机器人底盘车体11可相对第一折叠臂211角度转动。

第二折叠臂驱动伺服电机222安装在第二折叠臂摆轴212-a与第一折叠臂轴套211-b结合部，第二折叠臂驱动伺服电机222的转轴连接第二折叠臂摆轴212-a，第二折叠臂驱动伺服电机222的外壳连接固定在第一折叠臂轴套211-b上；当第二折叠臂驱动伺服电机222的转轴相对其自身外壳转动时，将带动第二折叠臂摆轴212-a和第一折叠臂轴套211-b转动，从而实现第二折叠臂212和第一折叠臂211的角度变换；当第二折叠臂212静止或被固定时，第一折叠臂211相对第二折叠臂212变形折叠；而当第一折叠臂211及其所连的设备静止或被固定时，则第二折叠臂212相对第一折叠臂211变形折叠。

第三折叠臂驱动伺服电机223安装在第三折叠臂摆轴213-a与第二折叠臂轴套212-b的结合部，第三折叠臂驱动伺服电机223的转轴连接第三折叠臂摆轴213-a，第三折叠臂驱动伺服电机223的外壳连接固定在第二折叠臂轴套212-b上；当第三折叠臂驱动伺服电机223的转轴相对其自身外壳转动时，将带动第三折叠臂摆轴213-a和第二折叠臂轴套212-b转动，从而实现第三折叠臂213和第二折叠臂212的角度变换；当第三折叠臂213静止或被固定时，第二折叠臂212相对第三折叠臂213变形折叠；而当第二折叠臂212及其所连的设备静止或被固定时，则第三折叠臂213相对第二折叠臂212变形折叠。

第四折叠臂驱动伺服电机224安装在第四折叠臂摆轴214-a与第三折叠臂轴套213-b的结合部，第四折叠臂驱动伺服电机224的转轴连接第四折叠臂摆轴214-a，第四折叠臂驱动伺服电机224的外壳则连接固定在第三折叠臂轴套213-b上；当第四折叠臂驱动伺服电机224的转轴相对其自身外壳转动时，将带动第四折叠臂摆轴214-a和第三折叠臂轴套213-b转动，从而实现第四折叠臂213和第三折叠臂213的角度变换；当第四折叠臂214静止或被固定时，第三折叠臂213相对第四折叠臂214变形折叠；而当第三折叠臂213及其所连的设备静止或被固定时，则第四折叠臂214相对第三折叠臂213变形折叠。

压力感知阵列23包括第一压力传感阵列231、第二压力传感阵列232、第三压力传感阵列233、第四压力传感阵列234，第一压力传感阵列231、第二压力传感阵列232、第三压力传感阵列233、第四压力传感阵列234分别安装在第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213和第四折叠臂214的底部，并分别形成压力感知阵列，同时第一压力传感阵列231、第二压力传感阵列232、第三压力传感阵列233、第四压力传感阵列234均与控制模块71连接。当第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214变形与地面接触时，通过检测第一压力传感阵列231、第二压力传感阵列232、第三压力传感阵列233、第四压力传感阵列234的压力值，从而判断第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214与地面的接触情况，当判断得知第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214其中的某个折叠臂与地面压力过小时，可再次通过控制相对应的第一折叠臂驱动伺服电机221、第二折叠臂驱动伺服电机222、第三折叠臂驱动伺服电机223、第四折叠臂驱动伺服电机224进行微调整，实现第一折叠臂211、第二折叠臂212、第三折叠臂213、第四折叠臂214与地面的全部实际接触。

所述轨道清洁与垃圾清理机构3包括铁轨附着物清洁机构31、铁轨垃圾吸附机构32；对铁轨上大、轻型垃圾进行强气流吸附，对微小垃圾颗粒或附着物进行强气流吹离，对粘着性较强的垃圾颗粒或附着物使用清洁擦进行剥离和清洁。铁轨附着物清洁机构31包括轨道高压喷头311、轨道高压喷头供气管道312、清洁擦313、清洁擦垂向位移电机314、轨道清洁高压气泵315、附着物清洁机构支架316，轨道高压喷头311数量为两套，分别连接在清洁擦垂向位移电机314的伸缩轴上，轨道高压喷头311位于铁轨垃圾吸附机构32的后方，轨道高压喷头311连接轨道高压喷头供气管道312；轨道高压喷头供气管道312同样为两套，分别连接左右两侧的轨道高压喷头311，轨道高压喷头供气管道312末端连接轨道清洁高压气泵315；清洁擦313数量为两套，外形为“∏”状，由三边组成，内部宽度稍宽于轨道中每条铁轨的横截面宽度，故可套接在轨道上，分别连接至清洁擦垂向位移电机314的伸缩轴上；清洁擦垂向位移电机314数量为两套，清洁擦垂向位移电机314的伸缩轴分别连接左右两套轨道高压喷头311和清洁擦313，清洁擦垂向位移电机314的驱动电机通过附着物清洁机构支架316固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前方两侧；轨道清洁高压气泵315数量为一套，安装设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1中，且轨道清洁高压气泵315有两个入口，分别连接两根轨道高压喷头供气管道312；附着物清洁机构支架316为杆状结构，末端连接固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前方，首端连接固定轨道高压喷头311、清洁擦313、清洁擦垂向位移电机314。铁轨垃圾吸附机构32包括高压吸盘321、高压吸管322、高压涡轮风机323、过滤网324、垃圾回收箱325、垃圾吸附机构支架326，铁轨垃圾吸附机构32安装在清洁机器人的最前端，高压吸盘321为方形倒锥形结构，通过所垃圾吸附机构支架326安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前方，高压吸盘321上端设置有透孔，透孔上端连接高压吸管322，高压吸管322为管状折叠塑料管，首端连接高压吸盘321，末端连接高压涡轮风机323，高压涡轮风机323为大功率风机，安装在垃圾回收箱325的入口前端，高压涡轮风机323入风口连接高压吸管322，出风口连接垃圾回收箱325，过滤网324安装在垃圾回收箱325的出口处，垃圾回收箱325为方体结构，内部中空，垃圾回收箱325设置有垃圾入口和气流出口，垃圾入口连接高压涡轮风机323，气流出口设置有过滤网324，垃圾吸附机构支架326为杆状结构，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前方，垃圾吸附机构支架326首端连接固定有高压吸盘321。

所述供电电缆清洁与探伤机构4包括供电电缆清洁头41、供电电缆垃圾清理爪42、供电电缆清洁支臂43、横向微调装置44、功能切换机构45、垃圾识别机构46、电缆探伤机构47；通过控制不同的执行机构动作，将对应的功能机构送至供电电缆附近，实现相对应的功能。例如实现供电电缆清洁功能、供电电缆垃圾清理功能和供电电缆探伤功能等。

供电电缆清洁头41包括电缆高压喷头411、供电电缆清洁毛刷412、供电电缆清洁板413、压力传感器414、电缆高压喷头供气管415、电缆清洁高压气泵416，电缆高压喷头411安装在功能切换杆451的功能支臂451-b的最前端，电缆高压喷头411连接电缆高压喷头供气管415，电缆高压喷头供气管415连接电缆清洁高压气泵416，供电电缆清洁毛刷412安装在供电电缆清洁板413内部，供电电缆清洁板413由三个平板组成，整体呈现倒“∏”型，供电电缆清洁板413安装在电缆高压喷头411所在的功能支臂451-b的后端处，压力传感器414安装在供电电缆清洁板413的内壁上。供电电缆垃圾清理爪42包括供电电缆垃圾清理机械爪421、机械爪驱动舵机422，供电电缆垃圾清理机械爪421为柔性机械爪，供电电缆垃圾清理机械爪421通过支架安装在功能切换杆451的功能支臂451-b上，机械爪驱动舵机422安装在供电电缆垃圾清理机械爪421的本体上，供电电缆垃圾清理机械爪421通过机械爪驱动舵机422驱动，机械爪驱动舵机422还连接驱动模块73中的机械爪舵机驱动模块734。供电电缆清洁支臂43包括供电电缆清洁第一支杆431、供电电缆清洁第一支杆驱动电机432、供电电缆清洁第二支杆433、供电电缆清洁第二支杆驱动电机434、供电电缆清洁第三支杆435、供电电缆清洁第三支杆驱动电机436、清洁支臂末端平衡驱动电机437、垂向支撑台438，供电电缆清洁第一支杆431为长条杆状结构，底部通过转轴和轴套设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1上，供电电缆清洁第一支杆431的下端连接有供电电缆清洁第一支杆驱动电机432，通过供电电缆清洁第一支杆驱动电机432的正反转动，带动供电电缆清洁第一支杆431相对轨道与线缆清洁机器人移动底盘1发生角度变化；供电电缆清洁第一支杆431的顶端设置有供电电缆清洁第二支杆433，供电电缆清洁第二支杆433的末端和供电电缆清洁第一支杆431的顶端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第二支杆433的末端和供电电缆清洁第一支杆431的顶端连接处设置有供电电缆清洁第二支杆驱动电机434，通过供电电缆清洁第二支杆驱动电机434的正反转动，带动供电电缆清洁第二支杆433相对供电电缆清洁第一支杆431发生角度变换；供电电缆清洁第二支杆433的顶端设置有供电电缆清洁第三支杆435，供电电缆清洁第二支杆433的顶端和供电电缆清洁第三支杆435的末端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第三支杆435的末端和供电电缆清洁第二支杆433的顶端连接处设置有供电电缆清洁第三支杆驱动电机436，通过供电电缆清洁第三支杆驱动电机436的正反转动，带动供电电缆清洁第三支杆435相对供电电缆清洁第二支杆433发生角度变换；供电电缆清洁第三支杆435的顶端，还设置有清洁支臂末端平衡驱动电机437，清洁支臂末端平衡驱动电机437的转轴连接垂向支撑台438，通过清洁支臂末端平衡驱动电机437的转动，带动垂向支撑台438发生角度变化，垂向支撑台438上还连接固定有功能切换机构45；供电电缆清洁第一支杆驱动电机432、所述供电电缆清洁第二支杆驱动电机434、供电电缆清洁第三支杆驱动电机436以及清洁支臂末端平衡驱动电机437均连接驱动模块73中的供电电缆清洁支臂驱动模块735。支臂横向微调装置44包括支臂横向调节水平滑台441、支臂横向调节驱动电机442，支臂横向调节水平滑台441安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1上，横向放置，支臂横向调节水平滑台441的一侧安装有支臂横向调节驱动电机442，通过支臂横向调节驱动电机442的调节作用，带动支臂横向调节水平滑台441的滑块左右移动，供电电缆清洁支臂43安装在支臂横向调节水平滑台441的滑块上，支臂横向调节驱动电机442还连接驱动模块73中的支臂横向微调驱动模块736。功能切换机构45包括功能切换杆451、功能切换电机452，功能切换杆451包括内部的转盘451-a和外部的功能支臂451-b，转盘451-a中央连接固定功能切换电机452，功能支臂451-b共三根，均匀分布在转盘451-a周围，功能切换杆451中的三根功能支臂451-b分别依次连接供电电缆清洁头41、供电电缆垃圾清理爪42、电缆探伤机构47，功能切换电机452本体安装固定在垂向支撑台438上，功能切换电机452还连接驱动模块73中的功能切换驱动模块737。垃圾识别机构46为垃圾识别双目摄像机，通过支架安装在供电电缆清洁第三支杆435的末端处，垃圾识别机构46信号输出端口连接控制模块71。电缆探伤机构47为整套的金属探伤仪，安装在功能切换杆451的一个功能支臂451-b上，电缆探伤机构47连接控制模块71，并将检测到的供电电缆异常信号发送至控制模块71中。

所述能源获取机构5包括接触网取电机构51、风能捕获机构52、太阳能捕获机构53；通过接触网取电、风能发电和太阳能发电，从而保证清洁机器人始终拥有充足的电力供应。

接触网取电机构51包括供电电缆受电弓511、供电采集伸缩杆512、采集伸缩杆驱动电机513、全向弹簧514，供电电缆受电弓511上方设置有滑板，与供电电缆进行接触和取电，供电电缆受电弓511还通过线缆与电源稳压模块72中的电网取电变压整流电路724连接，供电电缆受电弓511下端连接固定在全向弹簧514的顶部；供电采集伸缩杆512为套接连接的多节垂直可伸缩结构，供电采集伸缩杆512的每节伸缩结构底部还设置有采集伸缩杆驱动电机513，通过分别驱动每个采集伸缩杆驱动电机513，对供电采集伸缩杆512中每节伸缩结构进行伸缩控制；采集伸缩杆驱动电机513与驱动模块73中的采集伸缩杆驱动模块738连接并受其驱动控制；全向弹簧514为柔性弹簧，全向弹簧514的顶端安装在供电电缆受电弓511上，全向弹簧514的末端安装在供电采集伸缩杆512的顶端处。风能捕获机构52包括风能捕获风轮521、风能捕获发电机522、风能捕获全回转驱动电机523，风能捕获风轮521为高效风能捕获扇叶，风能捕获风轮521安装在风能捕获发电机522轮轴上，风能捕获发电机522安装固定在风能捕获全回转驱动电机523上，风能捕获发电机522的发电输出口连接风力发电稳压模块722，风能捕获全回转驱动电机523上端连接风能捕获发电机522，下端通过支架连接至清洁机器人移动底盘车体11的前部的左侧，风能捕获全回转驱动电机523的控制端口连接控制模块71。太阳能捕获机构53包括太阳能捕获电池板531、太阳能捕获追踪云台532，太阳能捕获电池板531为高效太阳能电池板，太阳能捕获电池板531下端连接太阳能捕获追踪云台532，太阳能捕获电池板531的输出端口连接太阳能发电稳压模块723；太阳能捕获追踪云台532为空间三维云台，通过支架安装在清洁机器人移动底盘车体11的后部左侧，太阳能捕获追踪云台532的上端连接固定有太阳能捕获电池板531，太阳能捕获追踪云台532的控制端口连接控制模块71。

所述环境参数采集机构6包括环境影像获取机构61、列车信号检测机构62，环境影像获取机构61为彩色图像或视频获取摄像机，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前部，环境影像获取机构61连接通讯模块74，列车信号检测机构62主要包括激光测距矩阵、震动传感器，列车信号检测机构62连接控制模块71。

所述控制机构7包括控制模块71、电源稳压模块72、驱动模块73、通讯模块74；控制模块71主要实现对整套机器人行走、变形以及实现能源采集、轨道和供电电缆清洁、垃圾清理以及其它附属功能等的控制。控制模块71为微处理器，可选择抗干扰能力较强的PLC或AVR等控制器，防止微处理器发生故障引起相关损失。控制模块71中的微处理器与驱动模块73中的各个子模块连接实现各个执行机构、传感器等的驱动控制作用。控制模块71还与通讯模块74连接实现信息发送和接收功能。

电源稳压模块72包括电源输出稳压模块721、风力发电稳压模块722、太阳能发电稳压模块723、电网取电变压整流电路724，电源输出稳压模块721的输入端连接清洁机器人能源部件14的输出端，电源输出稳压模块721的输出端连接控制模块71、驱动模块73，风力发电稳压模块722的输入端连接风能捕获机构52中的风能捕获发电机522，输出端连接清洁机器人能源部件14，太阳能发电稳压模块723的输入端连接太阳能捕获机构53中的太阳能捕获电池板531，输出端连接清洁机器人能源部件14，电网取电变压整理模块724的输入端连接接触网取电机构51中的供电电缆受电弓511，输出端连接清洁机器人能源部件14中。

驱动模块73包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块731、变形驱动模块732、清洁擦垂向位移驱动模块733、机械爪舵机驱动模块734、供电电缆清洁支臂驱动模块735、支臂横向微调驱动模块736、功能切换驱动模块737、采集伸缩杆驱动模块738、风能捕获驱动模块739、太阳能捕获驱动模块7310、冰雪清理驱动模块7311，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块731的输入端口连接控制模块71，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块731的输出端口连接轨道与线缆清洁机器人移动底盘1中的清洁机器人底盘驱动部件12，变形驱动模块732的输入端口连接控制模块71，变形驱动模块732驱动模块的输出端口连接列车避让变形机构2中的变形驱动机构22和变形机构基体21，清洁擦垂向位移驱动模块733的输入端口连接控制模块71，清洁擦垂向位移驱动模块733的输出端口连接铁轨附着物清洁机构31中的清洁擦垂向位移电机314，机械爪舵机驱动模块734的输入端口连接控制模块71，机械爪舵机驱动模块734的输出端口连接供电电缆垃圾清理爪42中的机械爪驱动舵机422，供电电缆清洁支臂驱动模块735的输入端口连接控制模块71，供电电缆清洁支臂驱动模块735的输出端口分别依次连接供电电缆清洁支臂43中的供电电缆清洁第一支杆驱动电机432、供电电缆清洁第二支杆驱动电机434、供电电缆清洁第三支杆驱动电机436和清洁支臂末端平衡驱动电机437，支臂横向微调驱动模块736的输入端口连接控制模块71，支臂横向微调驱动模块736的输出端口连接支臂横向微调装置44中的支臂横向调节驱动电机442，功能切换驱动模块737的输入端口连接控制模块71，功能切换驱动模块737的输出端口连接功能切换机构45中的功能切换电机452，采集伸缩杆驱动模块738的输入端口连接控制模块71，采集伸缩杆驱动模块738的输出端口连接接触网取电机构51中的采集伸缩杆驱动电机513，风能捕获驱动模块739的输入端口连接控制模块71，风能捕获驱动模块739的输出端口连接风能捕获机构52中的风能捕获全回转驱动电机523，太阳能捕获驱动模块7310的输入端口连接控制模块71，太阳能捕获驱动模块7310的输出端口连接太阳能捕获机构53中的太阳能捕获追踪云台532，冰雪清理驱动模块7311的输入端口连接控制模块71，冰雪清理驱动模块7311输出端口连接冰雪清理结构83中的清理机构伸缩电机838。

所述功能载荷机构8包括轨道损伤探测机构81、小型气象参数获取机构82、冰雪清理机构83、异物入侵警示机构84，轨道损伤探测机构81包括轨道平整度探测传感模块811、轨道损伤探测传感模块812，轨道平整度探测传感模块811为金属平整度检测传感器，数量为两套，通过安装支架固定在清洁机器人移动底盘车体11的后侧两端，轨道平整度探测传感模块811连接控制模块71，轨道损伤探测传感模块812为金属探伤传感器，数量为两套，通过支架分别安装在清洁机器人移动底盘车体11的后侧两端，轨道探伤探测传感模块812连接控制模块71；小型气象参数获取机构82安装固定在清洁机器人移动底盘车体11上，小型气象参数获取机构82连接控制模块71。冰雪清理结构83包括冰雪清理盘831、冰雪清理铲832、清理铲外壳833、接触弹簧834、行程支杆835、固定支架836、轨道接触金属刷837、清理机构伸缩电机838；冰雪清理盘831为两套，外形为“∏”结构，能够套在轨道上，冰雪清理盘831通过固定支架836安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前方两侧的轨道上；冰雪清理铲832共两套，每套包含六个，冰雪清理铲外形为三角结构，呈薄片状，通过行程支杆835连接至清理铲外壳833的透孔上，每套中的六个冰雪清理铲832依次摆开放置，冰雪清理铲832还与清洁机器人能源部件14负极连接；清理铲外壳833为两套，清理铲外壳833上依次设置有六个透孔，行程支杆835从透孔中穿过；接触弹簧834为两套，每套包含六个弹簧，分别套接在行程支杆835上；行程支杆835为两套，每套包含六个支杆，行程支杆835的下端连接冰雪清理铲832，上端设置有挡块；固定支架836包含多个横向支架和垂向支架，横向支架连接有冰雪清理盘831、清理铲外壳833和轨道接触金属刷837，垂向支架连接固定清理机构伸缩电机838，同时还将冰雪清理结构83固定至轨道与线缆清洁机器人移动底盘1前端；轨道接触金属刷837数量为两套，通过行程支杆835分别安装固定在清理铲外壳833的后侧，并与铁轨接触；轨道接触金属刷837为金属毛刷结构，还与清洁机器人能源部件14正极连接；清理机构伸缩电机838数量为两套，左右对称放置，清理机构伸缩电机838安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1的前端两侧，清理机构伸缩电机838的伸缩轴通过行程支杆835连接冰雪清理盘831、清理铲外壳833和轨道接触金属刷837，清理机构伸缩电机838还与冰雪清理驱动模块7311连接。异物入侵警示机构84包括灯光报警和声音报警模块，安装固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘1上，异物入侵警示机构84连接所述控制模块71。

上述多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的工作方法，包括以下步骤：

Ⅰ.清洁机器人在轨道上基本行走、通讯步骤：

(1)清洁机器人行走步骤：控制模块71控制轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块731，驱动清洁机器人底盘驱动部件12动作，从而带动清洁机器人轮系部件13转动，带动清洁机器人移动底盘车体11前进、后退，实现行走功能。

(2)清洁机器人通讯步骤：1)控制模块71控制通讯模块74，将自身的工作参数、清洁机器人上的传感器采集的信息发送至控制中心；2)通讯模块74接受来自控制中心的控制指令，并将指令发送至控制模块71，并供控制模块71分析、决策并作出相关控制动作。

Ⅱ.清洁机器人从行走状态变形实现对列车避让的步骤：

(1)列车到来信号检测步骤：1)控制模块71控制环境参数采集机构6中的列车信号检测机构62对列车是否到来进行信号监测；2)控制模块71还能通过通讯模块74将请求指令发送至控制指挥中心，从而获取列车到来信号等信息。

(2)列车到来前，清洁机器人变形并避让列车动作实现步骤：1)控制模块71通过控制变形驱动模块732从而驱动列车避让变形机构2中的变形驱动机构22动作，进而带动变形机构基体21发生变形动作；2)同时在此过程中，控制模块71还实时通过压力感知阵列23感知变形机构基体21是否与地面接触到位；3)在清洁机器人变形过程中，控制模块72还实时控制变形机构基体21内的重心调节机构，实现变形的高可靠性。

(3)列车通过后，清洁机器人变形回到轨道的实现步骤：当列车驶过后，控制模块71控制列车避让变形机构2恢复原状，清洁机器人重新回到轨道上，实现轨道清洁、供电电缆垃圾清理功能。

Ⅲ.清洁机器人进行多功能电能采集步骤：

(1)清洁机器人通过供电电缆获取电能步骤：1)控制模块71通过控制采集伸缩杆驱动模块738驱动采集伸缩杆驱动电机513向上移动，带动供电电缆受电弓511与供电电缆接触，实现取电功能；2)供电电缆受电弓511将获取的电能通过线缆传输至电网取电变压整流电路724中进而送至清洁机器人能源部件14进行存储。

(2)清洁机器人通过风能发电装置获取电能步骤：1)风能捕获风轮521将捕获的风能转化为动能，并带动风能捕获发电机522动作，风能捕获发电机522将动能转化为电能并输送至风力发电稳压模块722并最终输送至清洁机器人能源部件14进行存储；2)在风能发电过程中，控制模块71通过控制风能捕获驱动模块739进而驱动风能捕获全回转驱动电机523，实现对风能捕获风轮521迎流角度的调整，从而实现风能发电的最大能效。

(3)清洁机器人通过太阳能发电装置获取电能步骤：1)太阳能捕获电池板531对太阳能进行捕获，并将太阳能转化为电能输送至太阳能发电稳压模块723并最终输送至清洁机器人能源部件14进行存储；2)在太阳能发电过程中，控制模块71通过控制太阳能捕获驱动模块7310进而驱动太阳能捕获追踪云台532带动太阳能捕获电池板531进行角度调整，从而实现对太阳光线的垂直接收角度状态，进而保证太阳能发电的最大效率。

Ⅳ.清洁机器人进行轨道垃圾吸附、轨道清洁及探平步骤：

(1)清洁机器人轨道垃圾吸附步骤：控制模块71通过控制高压涡轮风机323工作，进而通过高压吸盘321实现对轨道与线缆清洁机器人移动底盘1前方轨道上大型、轻型垃圾进行吸附并回收至垃圾回收箱325中。

(2)清洁机器人轨道垃圾清洁步骤：1)控制模块71通过控制清洁擦垂向位移驱动模块733驱动清洁擦垂向位移电机314下移，进而带动轨道高压喷头311下移，控制模块71通过控制轨道清洁高压气泵315工作，进而通过喷出的强气流通过轨道高压喷头311实现对轨道上垃圾微粒及附着物的吹离；2)在上述吹离过程中，控制模块71通过控制清洁擦垂向位移驱动模块733驱动清洁擦垂向位移电机314下移，进而带动清洁擦313下移，实现对轨道上垃圾微粒及附着物的清洁工作。

(3)清洁机器人轨道探平、探伤步骤：控制模块71控制轨道损伤探测机构81中的轨道平整度探测传感模块811和轨道损伤探测传感模块812工作，分别实现对铁轨的平整度和损伤度进行检测，同时将检测的结果回传至控制模块71。

Ⅴ.清洁机器人进行供电电缆垃圾清理、清洁及电缆探伤步骤：

(1)清洁机器人供电电缆垃圾清理步骤：1)控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至供电电缆附近，控制模块71控制垃圾识别机构46工作，实现对供电电缆上垃圾外形和位置的识别；2)垃圾位置识别完毕后，控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至供电电缆上垃圾所在的位置处，控制模块71控制功能切换驱动模块737驱动功能切换机构45将供电电缆垃圾清理爪42切换至最上部工位处，控制模块71控制供电电缆垃圾清理爪42实现对供电电缆上垃圾的清理功能；控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至目标点的过程中，控制模块71还可控制支臂横向微调驱动模块736驱动横向微调装置44实现对供电电缆清洁支臂43的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂43末端所连的执行机构更精确的贴合目标点。

(2)清洁机器人供电电缆垃圾清洁步骤：控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至供电电缆附近，控制模块71控制功能切换驱动模块737驱动功能切换机构45将供电电缆清洁头41切换至最上部工位处，控制模块71控制供电电缆清洁头41实现对供电电缆的清洁。

(3)清洁机器人供电电缆探伤步骤：控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至供电电缆附近，控制模块71控制功能切换驱动模块737驱动功能切换机构45将电缆探伤机构47切换至最上部工位处，控制模块71控制电缆探伤机构47实现对供电电缆的探伤功能。

Ⅵ.清洁机器人异物入侵识别及报警步骤：

(1)清洁机器人异物入侵识别步骤：1)控制模块71控制供电电缆清洁支臂驱动模块735驱动供电电缆清洁支臂43上升至清洁机器人前方位置处，控制模块71控制垃圾识别机构46实现对清洁机器人前方的异物目标进行识别和判断，当发现有异物入侵时，垃圾识别机构46将识别的信号传输至控制模块71，控制模块71将异常信号处理后通过通讯模块74发送至控制指挥中心；2)在上述过程中，控制指挥中心的人员还可通过无线发送指令，控制模块71控制环境参数采集机构6中的环境影像获取机构61工作，环境影像获取机构61将采集到的清洁机器人前方的图像、视频信息通过通讯模块74发送至控制指挥中心供工作人员查看清洁机器人前方是否有异物入侵。

(2)清洁机器人异物入侵报警步骤：当发现有异物入侵时，垃圾识别机构46将识别的信号传输至控制模块71，控制模块71将异常信号处理后控制异物入侵警示机构84进行声音和灯光的报警以达到对入侵的异物进行警示效果；

Ⅶ.清洁机器人冰雪清理步骤：

1)控制模块71控制冰雪清理驱动模块7311驱动清理机构伸缩电机838下移，进而带动冰雪清理盘831、冰雪清理铲832下移并贴合轨道，实现对轨道上大块冰雪的清理功能；

2)控制模块71控制轨道接触金属刷837通电，使得冰雪清理铲832、铁路轨道、轨道接触金属刷837以及清洁机器人能源部件14行程回路，通过铁轨的发热实现快速除雪、除冰和烘干效果。

Claims (9)

1.多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘、列车避让变形机构、轨道清洁与垃圾清理机构、供电电缆清洁与探伤机构、能源获取机构、环境参数采集机构、控制机构、功能载荷机构，列车避让变形机构安装于轨道与线缆清洁机器人移动底盘的一侧，轨道清洁与垃圾清理机构、供电电缆清洁与探伤机构、能源获取机构、环境参数采集机构、控制机构、功能载荷机构均安装于线缆清洁机器人移动底盘上；轨道与线缆清洁机器人移动底盘包括清洁机器人移动底盘车体、清洁机器人底盘驱动部件、清洁机器人轮系部件、清洁机器人能源部件，清洁机器人移动底盘车体外形为框架结构，上部为平板结构，内部设置有清洁机器人底盘驱动部件、清洁机器人能源部件，下端连接并固定清洁机器人轮系部件，清洁机器人底盘驱动部件为伺服驱动电机，包含四套，分别对清洁机器人轮系部件中的四个车轮进行驱动，清洁机器人轮系部件为车轮和轮轴结构，数量为四套，分别对称地安装在清洁机器人移动底盘车体的两侧前后位置处，清洁机器人轮系部件的轮轴分别连接清洁机器人底盘驱动部件中的伺服驱动电机，清洁机器人能源部件为大容量锂离子电池，安装在清洁机器人移动底盘车体上。

2.如权利要求1所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述列车避让变形机构包括变形机构基体、变形驱动机构、压力感知阵列；

变形机构基体包括第一折叠臂、第二折叠臂、第三折叠臂、第四折叠臂、轴套；第一折叠臂包括第一折叠臂摆轴、第一折叠臂轴套和第一折叠臂主体、第一折叠臂配重块、第一折叠臂重心调节滑台，第一折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第一折叠臂主体的左侧，第一折叠臂轴的长度与第一折叠臂主体的宽度一致，套接在轴套的基体轴套上并绕基体轴套转动；第一折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第二折叠臂摆轴上并能够相对转动，第一折叠臂轴套通过支架安装在第一折叠臂主体的右侧，且第一折叠臂轴套的宽度与第一折叠臂主体的宽度一致；第一折叠臂主体为第一折叠臂的主体，第一折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第一折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第一折叠臂重心调节滑台的滑块上，第一折叠臂重心调节滑台安装在第一折叠臂主体内部；

第二折叠臂包括第二折叠臂摆轴、第二折叠臂轴套、第二折叠臂主体、第二折叠臂配重块、第二折叠臂重心调节滑台，第二折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第二折叠臂主体的左侧，第二折叠臂摆轴的长度与第二折叠臂主体的宽度一致，第二折叠臂摆轴套接在第一折叠臂轴套上并绕第一折叠臂轴套转动；第二折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴上并能够相对转动，第二折叠臂轴套通过支架安装在第二折叠臂主体的右侧，且第二折叠臂轴套的宽度与第二折叠臂主体的宽度一致；第二折叠臂主体为第二折叠臂的主体，第二折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第二折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第二折叠臂重心调节滑台的滑块上，第二折叠臂重心调节滑台安装在第二折叠臂主体内部；

第三折叠臂包括第三折叠臂摆轴、第三折叠臂轴套、第三折叠臂主体、第三折叠臂配重块、第三折叠臂重心调节滑台，第三折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第三折叠臂主体的左侧，第三折叠臂摆轴的长度与第三折叠臂主体的宽度一致，第三折叠臂摆轴套接在第二折叠臂轴套上并能绕第二折叠臂轴套转动；第三折叠臂轴套为筒状空心结构，套接在第三折叠臂摆轴上并能相对转动；第三折叠臂轴套通过支架安装在第三折叠臂主体的右侧，且第三折叠臂轴套的宽度与第三折叠臂主体的宽度一致；第三折叠臂主体为第三折叠臂的主体，第三折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第三折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第三折叠臂重心调节滑台的滑块上，第三折叠臂重心调节滑台安装在第三折叠臂主体内部；

第四折叠臂包括第四折叠臂摆轴、第四折叠臂主体、第四折叠臂配重块、第四折叠臂重心调节滑台，第四折叠臂摆轴为长轴结构，两端通过支架安装固定在第四折叠臂主体的左侧，第四折叠臂摆轴的长度与第四折叠臂主体的宽度一致，第四折叠臂摆轴套接在第三折叠臂轴套上并能绕第三折叠臂轴套转动；第四折叠臂主体为第四折叠臂的主体，第四折叠臂主体为长方体内镂空框架结构，由长度不同的方形合金组成；第四折叠臂配重块为长条结构，材质为铅块，安装在第四折叠臂重心调节滑台的滑块上，第四折叠臂重心调节滑台安装在第四折叠臂主体内部；

轴套包括基体轴套和支撑板，基体轴套为筒状空心结构，基体轴套安装在支撑板上，支撑板数量为两套，对称水平放置，中间设置有透孔以安装基体轴套，支撑板对称安装在清洁机器人移动底盘车体右侧框架中央处；

变形驱动机构包括第一折叠臂驱动伺服电机、第二折叠臂驱动伺服电机、第三折叠臂驱动伺服电机、第四折叠臂驱动伺服电机，第一折叠臂驱动伺服电机安装在第一折叠臂摆轴与基体轴套的结合部，第一折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第一折叠臂摆轴，第一折叠臂驱动伺服电机的外连接固定在基体轴套上；第二折叠臂驱动伺服电机安装在第二折叠臂摆轴与第一折叠臂轴套结合部，第二折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第二折叠臂摆轴，第二折叠臂驱动伺服电机的外壳连接固定在第一折叠臂轴套上；第三折叠臂驱动伺服电机安装在第三折叠臂摆轴与第二折叠臂轴套的结合部，第三折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第三折叠臂摆轴，第三折叠臂驱动伺服电机的外壳连接固定在第二折叠臂轴套上；第四折叠臂驱动伺服电机安装在第四折叠臂摆轴与第三折叠臂轴套的结合部，第四折叠臂驱动伺服电机的转轴连接第四折叠臂摆轴，第四折叠臂驱动伺服电机的外壳则连接固定在第三折叠臂轴套上；

压力感知阵列包括第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列，第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列分别安装在第一折叠臂、第二折叠臂、第三折叠臂和第四折叠臂的底部，并分别形成压力感知阵列，同时第一压力传感阵列、第二压力传感阵列、第三压力传感阵列、第四压力传感阵列均与控制模块连接。

3.如权利要求2所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述轨道清洁与垃圾清理机构包括铁轨附着物清洁机构、铁轨垃圾吸附机构；

铁轨附着物清洁机构包括轨道高压喷头、轨道高压喷头供气管道、清洁擦、清洁擦垂向位移电机、轨道清洁高压气泵、附着物清洁机构支架，轨道高压喷头数量为两套，分别连接在清洁擦垂向位移电机的伸缩轴上，轨道高压喷头位于铁轨垃圾吸附机构的后方，轨道高压喷头连接轨道高压喷头供气管道；轨道高压喷头供气管道同样为两套，分别连接左右两侧的轨道高压喷头，轨道高压喷头供气管道末端连接轨道清洁高压气泵；清洁擦数量为两套，分别连接至清洁擦垂向位移电机的伸缩轴上；清洁擦垂向位移电机数量为两套，清洁擦垂向位移电机的伸缩轴分别连接左右两套轨道高压喷头和清洁擦，清洁擦垂向位移电机的驱动电机通过附着物清洁机构支架固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方两侧；轨道清洁高压气泵数量为一套，安装设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘中，且轨道清洁高压气泵有两个入口，分别连接两根轨道高压喷头供气管道；附着物清洁机构支架为杆状结构，末端连接固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，首端连接固定轨道高压喷头、清洁擦、清洁擦垂向位移电机；

铁轨垃圾吸附机构包括高压吸盘、高压吸管、高压涡轮风机、过滤网、垃圾回收箱、垃圾吸附机构支架，铁轨垃圾吸附机构安装在清洁机器人的最前端，高压吸盘为方形倒锥形结构，通过垃圾吸附机构支架安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，高压吸盘上端设置有透孔，透孔上端连接高压吸管，高压吸管为管状折叠塑料管，首端连接高压吸盘，末端连接高压涡轮风机，高压涡轮风机为大功率风机，安装在垃圾回收箱的入口前端，高压涡轮风机入风口连接高压吸管，出风口连接垃圾回收箱，过滤网安装在垃圾回收箱的出口处，垃圾回收箱为方体结构，内部中空，垃圾回收箱设置有垃圾入口和气流出口，垃圾入口连接高压涡轮风机，气流出口设置有过滤网，垃圾吸附机构支架为杆状结构，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方，垃圾吸附机构支架首端连接固定有高压吸盘。

4.如权利要求3所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述供电电缆清洁与探伤机构包括供电电缆清洁头、供电电缆垃圾清理爪、供电电缆清洁支臂、横向微调装置、功能切换机构、垃圾识别机构、电缆探伤机构；

供电电缆清洁头包括电缆高压喷头、供电电缆清洁毛刷、供电电缆清洁板、压力传感器、电缆高压喷头供气管、电缆清洁高压气泵，电缆高压喷头安装在功能切换杆的功能支臂的最前端，电缆高压喷头连接电缆高压喷头供气管，电缆高压喷头供气管连接电缆清洁高压气泵，供电电缆清洁毛刷安装在供电电缆清洁板内部，供电电缆清洁板安装在电缆高压喷头所在的功能支臂的后端处，供电电缆清洁板内部设置有供电电缆清洁毛刷，压力传感器安装在供电电缆清洁板的内壁上；

供电电缆垃圾清理爪包括供电电缆垃圾清理机械爪、机械爪驱动舵机，供电电缆垃圾清理机械爪为柔性机械爪，供电电缆垃圾清理机械爪通过支架安装在功能切换杆的功能支臂上，机械爪驱动舵机安装在供电电缆垃圾清理机械爪的本体上，供电电缆垃圾清理机械爪通过机械爪驱动舵机驱动，机械爪驱动舵机还连接驱动模块中的机械爪舵机驱动模块；

供电电缆清洁支臂包括供电电缆清洁第一支杆、供电电缆清洁第一支杆驱动电机、供电电缆清洁第二支杆、供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆、供电电缆清洁第三支杆驱动电机、清洁支臂末端平衡驱动电机、垂向支撑台，供电电缆清洁第一支杆为长条杆状结构，底部通过转轴和轴套设置在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，供电电缆清洁第一支杆的下端连接有供电电缆清洁第一支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第一支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第一支杆相对轨道与线缆清洁机器人移动底盘发生角度变化；供电电缆清洁第一支杆的顶端设置有供电电缆清洁第二支杆，供电电缆清洁第二支杆的末端和供电电缆清洁第一支杆的顶端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第二支杆的末端和供电电缆清洁第一支杆的顶端连接处设置有供电电缆清洁第二支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第二支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第二支杆相对供电电缆清洁第一支杆发生角度变换；供电电缆清洁第二支杆的顶端设置有供电电缆清洁第三支杆，供电电缆清洁第二支杆的顶端和供电电缆清洁第三支杆的末端通过转轴和轴套的形式连接，供电电缆清洁第三支杆的末端和供电电缆清洁第二支杆的顶端连接处设置有供电电缆清洁第三支杆驱动电机，通过供电电缆清洁第三支杆驱动电机的正反转动，带动供电电缆清洁第三支杆相对供电电缆清洁第二支杆发生角度变换；供电电缆清洁第三支杆的顶端，还设置有清洁支臂末端平衡驱动电机，清洁支臂末端平衡驱动电机的转轴连接垂向支撑台，通过清洁支臂末端平衡驱动电机的转动，带动垂向支撑台发生角度变化，垂向支撑台上还连接固定有功能切换机构；供电电缆清洁第一支杆驱动电机、所述供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆驱动电机以及清洁支臂末端平衡驱动电机均连接驱动模块中的供电电缆清洁支臂驱动模块；

支臂横向微调装置包括支臂横向调节水平滑台、支臂横向调节驱动电机，支臂横向调节水平滑台安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，横向放置，支臂横向调节水平滑台的一侧安装有支臂横向调节驱动电机，通过支臂横向调节驱动电机的调节作用，带动支臂横向调节水平滑台的滑块左右移动，供电电缆清洁支臂安装在支臂横向调节水平滑台的滑块上，支臂横向调节驱动电机还连接驱动模块中的支臂横向微调驱动模块；

功能切换机构包括功能切换杆、功能切换电机，功能切换杆包括内部的转盘和外部的功能支臂，转盘中央连接固定功能切换电机，功能支臂共三根，均匀分布在转盘周围，功能切换杆中的三根功能支臂分别依次连接供电电缆清洁头、供电电缆垃圾清理爪、电缆探伤机构，功能切换电机本体安装固定在垂向支撑台上，功能切换电机还连接驱动模块中的功能切换驱动模块；

垃圾识别机构为垃圾识别双目摄像机，通过支架安装在供电电缆清洁第三支杆的末端处，垃圾识别机构信号输出端口连接控制模块；

电缆探伤机构为整套的金属探伤仪，安装在功能切换杆的一个功能支臂上，电缆探伤机构连接控制模块，并将检测到的供电电缆异常信号发送至控制模块中。

5.如权利要求4所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述能源获取机构包括接触网取电机构、风能捕获机构、太阳能捕获机构；

接触网取电机构包括供电电缆受电弓、供电采集伸缩杆、采集伸缩杆驱动电机、全向弹簧，供电电缆受电弓上方设置有滑板，与供电电缆进行接触和取电，供电电缆受电弓还通过线缆与电源稳压模块中的电网取电变压整流电路连接，供电电缆受电弓下端连接固定在全向弹簧的顶部；供电采集伸缩杆为套接连接的多节垂直可伸缩结构，供电采集伸缩杆的每节伸缩结构底部还设置有采集伸缩杆驱动电机，通过分别驱动每个采集伸缩杆驱动电机，对供电采集伸缩杆中每节伸缩结构进行伸缩控制；采集伸缩杆驱动电机与驱动模块中的采集伸缩杆驱动模块连接并受其驱动控制；全向弹簧为柔性弹簧，全向弹簧的顶端安装在供电电缆受电弓上，全向弹簧的末端安装在供电采集伸缩杆的顶端处；

风能捕获机构包括风能捕获风轮、风能捕获发电机、风能捕获全回转驱动电机，风能捕获风轮为高效风能捕获扇叶，风能捕获风轮安装在风能捕获发电机轮轴上，风能捕获发电机安装固定在风能捕获全回转驱动电机上，风能捕获发电机的发电输出口连接风力发电稳压模块，风能捕获全回转驱动电机上端连接风能捕获发电机，下端通过支架连接至清洁机器人移动底盘车体的前部的左侧，风能捕获全回转驱动电机的控制端口连接控制模块；

太阳能捕获机构包括太阳能捕获电池板、太阳能捕获追踪云台，太阳能捕获电池板为高效太阳能电池板，太阳能捕获电池板下端连接太阳能捕获追踪云台，太阳能捕获电池板的输出端口连接太阳能发电稳压模块；太阳能捕获追踪云台为空间三维云台，通过支架安装在清洁机器人移动底盘车体的后部左侧，太阳能捕获追踪云台的上端连接固定有太阳能捕获电池板，太阳能捕获追踪云台的控制端口连接控制模块。

6.如权利要求5所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述环境参数采集机构包括环境影像获取机构、列车信号检测机构，环境影像获取机构为彩色图像或视频获取摄像机，安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前部，环境影像获取机构连接通讯模块，列车信号检测机构主要包括激光测距矩阵、震动传感器，列车信号检测机构连接控制模块。

7.如权利要求6所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述控制机构包括控制模块、电源稳压模块、驱动模块、通讯模块；

电源稳压模块包括电源输出稳压模块、风力发电稳压模块、太阳能发电稳压模块、电网取电变压整流电路，电源输出稳压模块的输入端连接清洁机器人能源部件的输出端，电源输出稳压模块的输出端连接控制模块、驱动模块，风力发电稳压模块的输入端连接风能捕获机构中的风能捕获发电机，输出端连接清洁机器人能源部件，太阳能发电稳压模块的输入端连接太阳能捕获机构中的太阳能捕获电池板，输出端连接清洁机器人能源部件，电网取电变压整理模块的输入端连接接触网取电机构中的供电电缆受电弓，输出端连接清洁机器人能源部件中；

驱动模块包括轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块、变形驱动模块、清洁擦垂向位移驱动模块、机械爪舵机驱动模块、供电电缆清洁支臂驱动模块、支臂横向微调驱动模块、功能切换驱动模块、采集伸缩杆驱动模块、风能捕获驱动模块、太阳能捕获驱动模块、冰雪清理驱动模块，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块的输入端口连接控制模块，轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块的输出端口连接轨道与线缆清洁机器人移动底盘中的清洁机器人底盘驱动部件，变形驱动模块的输入端口连接控制模块，变形驱动模块驱动模块的输出端口连接列车避让变形机构中的变形驱动机构和变形机构基体，清洁擦垂向位移驱动模块的输入端口连接控制模块，清洁擦垂向位移驱动模块的输出端口连接铁轨附着物清洁机构中的清洁擦垂向位移电机，机械爪舵机驱动模块的输入端口连接控制模块，机械爪舵机驱动模块的输出端口连接供电电缆垃圾清理爪中的机械爪驱动舵机，供电电缆清洁支臂驱动模块的输入端口连接控制模块，供电电缆清洁支臂驱动模块的输出端口分别依次连接供电电缆清洁支臂中的供电电缆清洁第一支杆驱动电机、供电电缆清洁第二支杆驱动电机、供电电缆清洁第三支杆驱动电机和清洁支臂末端平衡驱动电机，支臂横向微调驱动模块的输入端口连接控制模块，支臂横向微调驱动模块的输出端口连接支臂横向微调装置中的支臂横向调节驱动电机，功能切换驱动模块的输入端口连接控制模块，功能切换驱动模块的输出端口连接功能切换机构中的功能切换电机，采集伸缩杆驱动模块的输入端口连接控制模块，采集伸缩杆驱动模块的输出端口连接接触网取电机构中的采集伸缩杆驱动电机，风能捕获驱动模块的输入端口连接控制模块，风能捕获驱动模块的输出端口连接风能捕获机构中的风能捕获全回转驱动电机，太阳能捕获驱动模块的输入端口连接控制模块，太阳能捕获驱动模块的输出端口连接太阳能捕获机构中的太阳能捕获追踪云台，冰雪清理驱动模块的输入端口连接控制模块，冰雪清理驱动模块输出端口连接冰雪清理结构中的清理机构伸缩电机。

8.如权利要求7所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人，其特征在于，所述功能载荷机构包括轨道损伤探测机构、小型气象参数获取机构、冰雪清理机构、异物入侵警示机构；

轨道损伤探测机构包括轨道平整度探测传感模块、轨道损伤探测传感模块，轨道平整度探测传感模块为金属平整度检测传感器，数量为两套，通过安装支架固定在清洁机器人移动底盘车体的后侧两端，轨道平整度探测传感模块连接控制模块，轨道损伤探测传感模块为金属探伤传感器，数量为两套，通过支架分别安装在清洁机器人移动底盘车体的后侧两端，轨道探伤探测传感模块连接控制模块；小型气象参数获取机构安装固定在清洁机器人移动底盘车体上，小型气象参数获取机构连接控制模块；

冰雪清理结构包括冰雪清理盘、冰雪清理铲、清理铲外壳、接触弹簧、行程支杆、固定支架、轨道接触金属刷、清理机构伸缩电机；冰雪清理盘为两套，能够套在轨道上，冰雪清理盘通过固定支架安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前方两侧的轨道上；冰雪清理铲共两套，每套包含六个，冰雪清理铲外形为三角结构，呈薄片状，通过行程支杆连接至清理铲外壳的透孔上，每套中的六个冰雪清理铲依次摆开放置，冰雪清理铲还与清洁机器人能源部件负极连接；清理铲外壳为两套，清理铲外壳上依次设置有六个透孔，行程支杆从透孔中穿过；接触弹簧为两套，每套包含六个弹簧，分别套接在行程支杆上；行程支杆为两套，每套包含六个支杆，行程支杆的下端连接冰雪清理铲，上端设置有挡块；固定支架包含多个横向支架和垂向支架，横向支架连接有冰雪清理盘、清理铲外壳和轨道接触金属刷，垂向支架连接固定清理机构伸缩电机，同时还将冰雪清理结构固定至轨道与线缆清洁机器人移动底盘前端；轨道接触金属刷数量为两套，通过行程支杆分别安装固定在清理铲外壳的后侧，并与铁轨接触；轨道接触金属刷为金属毛刷结构，还与清洁机器人能源部件正极连接；清理机构伸缩电机数量为两套，左右对称放置，清理机构伸缩电机安装在轨道与线缆清洁机器人移动底盘的前端两侧，清理机构伸缩电机的伸缩轴通过行程支杆连接冰雪清理盘、清理铲外壳和轨道接触金属刷，清理机构伸缩电机还与冰雪清理驱动模块连接；

异物入侵警示机构包括灯光报警和声音报警模块，安装固定在轨道与线缆清洁机器人移动底盘上，异物入侵警示机构连接控制模块。

9.如权利要求8所述的多功能铁路轨道与供电电缆清洁机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

Ⅰ.清洁机器人在轨道上基本行走、通讯步骤：

(1)清洁机器人行走步骤：

控制模块控制轨道与线缆清洁机器人移动底盘驱动模块，驱动清洁机器人底盘驱动部件动作，从而带动清洁机器人轮系部件转动，带动清洁机器人移动底盘车体前进、后退，实现行走功能；

(2)清洁机器人通讯步骤：

1)控制模块控制通讯模块，将自身的工作参数、清洁机器人上的传感器采集的信息发送至控制中心；

2)通讯模块接受来自控制中心的控制指令，并将指令发送至控制模块，并供控制模块分析、决策并作出相关控制动作；

Ⅱ.清洁机器人从行走状态变形实现对列车避让的步骤：

(1)列车到来信号检测步骤：

1)控制模块控制环境参数采集机构中的列车信号检测机构对列车是否到来进行信号监测；

2)控制模块还能通过通讯模块将请求指令发送至控制指挥中心，从而获取列车到来信号信息；

(2)列车到来前，清洁机器人变形并避让列车动作实现步骤：

1)控制模块通过控制变形驱动模块从而驱动列车避让变形机构中的变形驱动机构动作，进而带动变形机构基体发生变形动作；

2)同时在此过程中，控制模块还实时通过压力感知阵列感知变形机构基体是否与地面接触到位；

3)在清洁机器人变形过程中，控制模块还实时控制变形机构基体内的重心调节机构，实现变形的高可靠性；

(3)列车通过后，清洁机器人变形回到轨道的实现步骤：

当列车驶过后，控制模块控制列车避让变形机构恢复原状，清洁机器人重新回到轨道上，实现轨道清洁、供电电缆垃圾清理功能；

Ⅲ.清洁机器人进行多功能电能采集步骤：

(1)清洁机器人通过供电电缆获取电能步骤：

1)控制模块通过控制采集伸缩杆驱动模块驱动采集伸缩杆驱动电机向上移动，带动供电电缆受电弓与供电电缆接触，实现取电功能；

2)供电电缆受电弓将获取的电能通过线缆传输至电网取电变压整流电路中进而送至清洁机器人能源部件进行存储；

(2)清洁机器人通过风能发电装置获取电能步骤：

1)风能捕获风轮将捕获的风能转化为动能，并带动风能捕获发电机动作，风能捕获发电机将动能转化为电能并输送至风力发电稳压模块并最终输送至清洁机器人能源部件进行存储；

2)在风能发电过程中，控制模块通过控制风能捕获驱动模块进而驱动风能捕获全回转驱动电机，实现对风能捕获风轮迎流角度的调整，从而实现风能发电的最大能效；

(3)清洁机器人通过太阳能发电装置获取电能步骤：

1)太阳能捕获电池板对太阳能进行捕获，并将太阳能转化为电能输送至太阳能发电稳压模块并最终输送至清洁机器人能源部件进行存储；

2)在太阳能发电过程中，控制模块通过控制太阳能捕获驱动模块进而驱动太阳能捕获追踪云台带动太阳能捕获电池板进行角度调整，从而实现对太阳光线的垂直接收角度状态，进而保证太阳能发电的最大效率；

Ⅳ.清洁机器人进行轨道垃圾吸附、轨道清洁及探平步骤：

(1)清洁机器人轨道垃圾吸附步骤：

控制模块通过控制高压涡轮风机工作，进而通过高压吸盘实现对轨道与线缆清洁机器人移动底盘前方轨道上大型、轻型垃圾进行吸附并回收至垃圾回收箱中；

(2)清洁机器人轨道垃圾清洁步骤：

1)控制模块通过控制清洁擦垂向位移驱动模块驱动清洁擦垂向位移电机下移，进而带动轨道高压喷头下移，控制模块通过控制轨道清洁高压气泵工作，进而通过喷出的强气流通过轨道高压喷头实现对轨道上垃圾微粒及附着物的吹离；

2)在上述吹离过程中，控制模块通过控制清洁擦垂向位移驱动模块驱动清洁擦垂向位移电机下移，进而带动清洁擦下移，实现对轨道上垃圾微粒及附着物的清洁工作；

(3)清洁机器人轨道探平、探伤步骤：

控制模块控制轨道损伤探测机构中的轨道平整度探测传感模块和轨道损伤探测传感模块工作，分别实现对铁轨的平整度和损伤度进行检测，同时将检测的结果回传至控制模块；

Ⅴ.清洁机器人进行供电电缆垃圾清理、清洁及电缆探伤步骤：

(1)清洁机器人供电电缆垃圾清理步骤：

1)控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制垃圾识别机构工作，实现对供电电缆上垃圾外形和位置的识别；

2)垃圾位置识别完毕后，控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆上垃圾所在的位置处，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将供电电缆垃圾清理爪切换至最上部工位处，控制模块控制供电电缆垃圾清理爪实现对供电电缆上垃圾的清理功能；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点；

(2)清洁机器人供电电缆垃圾清洁步骤：

控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将供电电缆清洁头切换至最上部工位处，控制模块控制供电电缆清洁头实现对供电电缆的清洁；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点；

(3)清洁机器人供电电缆探伤步骤：

控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至供电电缆附近，控制模块控制功能切换驱动模块驱动功能切换机构将电缆探伤机构切换至最上部工位处，控制模块控制电缆探伤机构实现对供电电缆的探伤功能；控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至目标点的过程中，控制模块还可控制支臂横向微调驱动模块驱动横向微调装置实现对供电电缆清洁支臂的横向微调，从而使供电电缆清洁支臂末端所连的执行机构更精确的贴合目标点；

Ⅵ.清洁机器人异物入侵识别及报警步骤：

(1)清洁机器人异物入侵识别步骤：

1)控制模块控制供电电缆清洁支臂驱动模块驱动供电电缆清洁支臂上升至清洁机器人前方位置处，控制模块控制垃圾识别机构实现对清洁机器人前方的异物目标进行识别和判断，当发现有异物入侵时，垃圾识别机构将识别的信号传输至控制模块，控制模块将异常信号处理后通过通讯模块发送至控制指挥中心；

2)在上述过程中，控制指挥中心的人员还可通过无线发送指令，控制模块控制环境参数采集机构中的环境影像获取机构工作，环境影像获取机构将采集到的清洁机器人前方的图像、视频信息通过通讯模块发送至控制指挥中心供工作人员查看清洁机器人前方是否有异物入侵；

(2)清洁机器人异物入侵报警步骤：

当发现有异物入侵时，垃圾识别机构将识别的信号传输至控制模块，控制模块将异常信号处理后控制异物入侵警示机构进行声音和灯光的报警以达到对入侵的异物进行警示效果；

Ⅶ.清洁机器人冰雪清理步骤：

1)控制模块控制冰雪清理驱动模块驱动清理机构伸缩电机下移，进而带动冰雪清理盘、冰雪清理铲下移并贴合轨道，实现对轨道上大块冰雪的清理功能；

2)控制模块控制轨道接触金属刷通电，使得冰雪清理铲、铁路轨道、轨道接触金属刷以及清洁机器人能源部件行程回路，通过铁轨的发热实现快速除雪、除冰和烘干效果。