CN108860213A - 一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，包括：支架单元、用于驱动支架单元运动的滑动单元、用于测量轨道数据的测量单元、无线数据传输单元和监控单元，支架单元包括左支架单元、右支架单元以及连接左支架单元和右支架单元的横梁；测量单元包括用于测量轨道长度的距离传感器，以及用于测量轨道几何形状的结构传感器，距离传感器设置在设置在滑动单元上，左支架单元和右支架单元上皆安装有结构传感器以用于同时测量两条轨道的几何形状。本发明采用对称设计、重心稳、对于两边轨道的测量数据一致，无线数据传输单元和监控单元用于实现远程监控和数据传输功能，无需人员跟随轨检仪运动。
Description
技术领域
本发明涉及磁浮轨道检测领域，具体的涉及一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪。
背景技术
中低速磁浮交通因为具有低噪声、爬坡能力强、转弯半径小、与城市地形兼容性好等优点，已经成为发展公共轨道交通的重要可选方案。中低速磁浮交通采用F型轨道，车辆下部的悬浮电磁铁与F轨构成闭合磁路，它与轨道之间的电磁吸力垂向分量实现车辆无接触支撑，车辆过弯道或受侧向力影响时，电磁铁与轨道之间产生的电磁吸力水平分量形成被动导向力，从而实现车辆无接触的导向。
中低速磁浮特有的F型轨道与传统铁路的T型轨道结构不同，因此传统T型轨道的轨道检测仪无法对F型轨道进行测量，最早的F型轨道检测仪需要人工用手推着检测仪向前运行来进行测量，费时费力；申请号为CN201711122310.0的专利公开了一种带动力系统的F型轨道检测仪，但是这种F型轨道检测仪也存在型几个问题：1、整体结构不对称，因此在轨道检测仪运行的时候容易因为重心不稳导致倾斜，影响测量的数据，虽然在实施例中提出了增加配重块的临时解决办法，但是配重块安装不便，并且运行时存在掉落的可能性，还是会影响数据的测量。2、检测仪的一侧有多个传感器安装架可以安装多个传感器，另一侧的体积小，可以安装的传感器比另一侧的少，这样就会造成两条轨道测量的数据不一致，影响测量结果，为了消除这种误差，可以采用在一条轨道测量一次后掉头再重复测量一次的方法来消除误差，但是这样做的话费时费力。3、虽然配备了遥控平板，但是从其说明书中可以得知采用的是近距离无线通讯手段，工作人员还是需要在轨道旁跟随轨检仪一起移动并通过眼睛观察其运行状况，一旦轨检仪离开视线则无法得知其运行状况，因此在晚上或恶劣天气不方便进行跟随时会耽误测量工作的进程。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种两边结构对称、重心稳、对于两条轨道的测量数据相同的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪。
本发明采用的技术方案是：
一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，包括：支架单元、用于驱动支架单元运动的滑动单元、用于测量轨道数据的测量单元、无线数据传输单元以及监控单元；所述支架单元包括左支架单元、右支架单元以及连接左支架单元和右支架单元的横梁；所述测量单元包括用于测量轨道长度的距离传感器，以及用于测量轨道几何形状的结构传感器，所述距离传感器设置在设置在滑动单元上，所述左支架单元和右支架单元上皆安装有结构传感器以用于同时测量两条轨道的几何形状；所述监控单元以及无线数据传输单元皆位于支架上，以用于拍摄轨检仪附近的图像信息并且通过无线数据传输单元完成远程数据传输和远程控制的操作。
进一步的，所述左支架单元、右支架单元分别包括三个勾型支撑板，以及一个支撑竖杆，所述勾型支撑板包括与支撑竖杆垂直的上水平支撑片和下水平支撑片，以及连接上水平支撑片和下水平支撑片的弧形连接片，所述三个上水平支撑片的前端分别与支撑竖杆的前端、中端和后端相连，所述横梁的两端与两个支撑竖杆垂直连接，两个支撑竖杆的横向距离与两根平行的F型轨道间的距离相适应以用于沿F型轨道滑动。
进一步的，所述滑动单元包括设置于左支架单元或右支架单元任意一侧的驱动轮、以及提供动力的驱动电机，所述驱动电机的转轴通过皮带与驱动轮的转轴相连以用于带动驱动轮转动；还包括设置于驱动电机一侧支架底部的一组从动轮以及设置于另一侧支架底部的另一组从动轮。
进一步的，监控单元包括设置在横梁正面的摄像头、以及设置在横梁内的控制模块，所述控制模块分别与无线数据传输单元、驱动电机的控制端、结构传感器、距离传感器电性连接以用于收发数据和控制命令。
进一步的，所述无线数据传输单元设置在横梁内，无线数据传输单元采用3G/4G/5G模块中的任意一种。
进一步的，所述距离传感器为编码器，所述编码器设置于左支架单元或右支架单元任意一侧。
进一步的，所述结构传感器包括设置于左支架单元上的若干探头和设置于右支架单元上的若干探头，左支架单元上的若干探头分别位于三个下水平支撑片上，以及三个弧形连接片的中间位置；右支架单元上的探头与左支架单元上的探头位置相对应，所述探头皆朝向F型轨道。
进一步的，所述弧形连接片与F型轨道侧边的对应处设置有定位轮安装架，所述定位轮安装架与F型轨道侧边平行，所述滑动单元还包括定位轮，所述定位轮安装在定位轮安装架上且轮底与F型轨道的侧边相抵接。
进一步的，所述左支架单元/右支架单元还包括辅助支架，所述辅助支架的两端分别与横梁与勾型支撑板相连，以用于稳定结构。
进一步的，所述控制模块包括MCU、储存模块、定位模块和用于供电的电源模块，所述MCU分别与储存模块、定位模块、无线数据传输单元、驱动电机的控制端、结构传感器、距离传感器电性连接。
本发明的有益效果：
1、通过内置的监控单元和无线数据传输单元，实现对轨检仪的远程控制以及对测量数据的远程传输，无需工作人员跟随轨检仪在轨道上运动并且在晚上或恶劣天气下也不会耽误测量进程，提高了工作效率。
2、左支架单元和右支架单元采用对称设计，整体结构稳定并且重心在中间，保证了在轨道上运行的平衡性，不会因为倾斜导致测量数据不准。
3、在对称的左右支架上安装了同样数量和位置的结构传感器，能够同时对轨道的两边进行测量，保证了两条轨道测量数据的一致性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明；
图1为本发明轨检仪的第一斜视图；
图2为本发明轨检仪的第二斜视图；
图3为本发明轨检仪的左边侧视图；
图4为本发明轨检仪的右边侧视图；
图5为本发明轨检仪的正视图；
图6为本发明轨检仪的仰视图；
图7为本发明轨检仪的俯视图。
具体实施方式
如图1-图7所示为本发明的一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，包括：支架单元1、用于驱动支架单元运动的滑动单元、用于测量轨道数据的测量单元、无线数据传输单元5以及监控单元；支架单元包括左支架单元、右支架单元以及连接左支架单元和右支架单元的横梁3；测量单元包括用于测量轨道长度的距离传感器41，以及用于测量轨道几何形状的结构传感器42，距离传感器41设置在设置在滑动单元上，左支架单元和右支架单元上皆安装有结构传感器42以用于同时测量两条轨道的几何形状；监控单元以及无线数据传输单元5皆位于支架上，以用于拍摄轨检仪附近的图像信息并且通过无线数据传输单元5完成远程数据传输和远程控制的操作。
其中，为了达到重心和整体结构的平衡，左支架单元、右支架单元采用对称设计，分别包括三个勾型支撑板11，以及一个支撑竖杆12，勾型支撑板11包括与支撑竖杆12垂直的上水平支撑片111和下水平支撑片112，以及连接上水平支撑片111和下水平支撑片112的弧形连接片 113，三个上水平支撑片111的前端分别与支撑竖杆12的前端、中端和后端相连；当然采用三个勾型支撑板11连接支撑竖杆12的前、后、中端三个位置只是在使整体结构稳定的情况下尽可能节省成本的最优实施方式，也可以采用更少或者更多的勾形支撑板11与支撑竖杆12相连，连接的位置也并不限定于支撑竖杆12的前端、中端和后端，可以在支撑竖杆12的任意位置；横梁3的两端与两个支撑竖杆12垂直连接，两个支撑竖杆12的横向距离与两根平行的F型轨道间的距离相适应以用于沿 F型轨道滑动。
如图3所示，滑动单元包括设置于左支架单元或右支架单元任意一侧的驱动轮21、以及提供动力的驱动电机22，驱动电机22的转轴221 通过带齿的皮带23与两个驱动轮21的转轴211相连，以用于带动驱动轮21转动；还包括设置于驱动电机22一侧支架底部的一组从动轮24以及设置于另一侧支架底部的另一组从动轮24；本实施例中将驱动轮21、驱动电机22和一组从动轮24设置在左支架单元上，另一组从动轮24设置在右支架单元上，也可以将两边的位置关系对调，将驱动轮21和驱动电机22设置在右支架单元上，将另一组从动轮24设置在左支架单元上。
其中，监控单元包括设置在横梁3正面的摄像头6、以及设置在横梁 3内的控制模块7，控制模块7包括MCU、储存模块、定位模块和用于供电的电源模块，所述MCU分别与储存模块、定位模块、无线数据传输单元5、驱动电机22的控制端、结构传感器42、距离传感器41电性连接， MCU收到结构传感器42和距离传感器41反馈的测量数据后通过无线数据传输单元5发送给后台进行数据统计和分析，此外后台也可以远程发送控制命令控制轨检仪的运动。无线数据传输单元5设置在横梁3内，优选的，无线数据传输单元5采用3G/4G/5G模块中的任意一种，定位模块采用北斗模块、GPS模块或GLONASS模块中的一种或多种。
如图4所示，距离传感器41为编码器，编码器设置于左支架单元或右支架单元任意一侧，本实施例中将编码器设置在左支架单元的从动轮 24内侧，编码器的转轴通过齿轮与从动轮24相连，通过从动轮24的转动就可以得到轨检仪行走距离的数据。
如图3、图4、图6所示，结构传感器42包括设置于左支架单元上的六个探头和设置于右支架单元上的六个探头，左支架单元上的探头其中三个分别位于三个下水平支撑片112上，另外三个探头分别位于三个弧形连接片113的中间位置，右支架单元上的探头与左支架单元上的探头位置相对应，探头皆朝向F型轨道；当然，左右各安装六个探头只是本发明的优选实施例，探头的数量不做限定，也可以根据实际测量精度的需要安装其他数量的探头。
为了保证在弯曲轨道上运行时的稳定性，弧形连接片113与F型轨道侧边的对应处设置有定位轮安装架13，定位轮安装架13与F型轨道侧边平行，滑动单元还包括定位轮25，定位轮25安装在定位轮安装架13 上，两个定位轮25为一组，每组定位轮25通过皮带齿合，定位轮25通过皮带与F型轨道的侧边相抵接。
为了进一步加强整体结构的稳定性，左支架单元/右支架单元还包括辅助支架14，辅助支架14的两端分别与横梁3、勾型支撑板11连接，与横梁13和勾型支撑板11的上水平支撑片111组成稳定的三角形结构，进一步加强了支架单元的稳定性。
通过内置的监控单元和无线数据传输单元，实现对轨检仪的远程控制以及对测量数据的远程传输，无需工作人员跟随轨检仪在轨道上运动并且在晚上或恶劣天气下也不会耽误测量进程，提高了工作效率。左支架单元和右支架单元采用对称设计，整体结构稳定并且重心在中间，保证了在轨道上运行的平衡性，不会因为倾斜导致测量数据不准。在对称的左右支架上安装了同样数量和位置的结构传感器，能够同时对轨道的两边进行测量，保证了两条轨道测量数据的一致性。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于，包括：支架单元(1)、用于驱动支架单元运动的滑动单元、用于测量轨道数据的测量单元、无线数据传输单元(5)以及监控单元；所述支架单元包括左支架单元、右支架单元以及连接左支架单元和右支架单元的横梁(3)；所述测量单元包括用于测量轨道长度的距离传感器(41)，以及用于测量轨道几何形状的结构传感器(42)，所述距离传感器(41)设置在设置在滑动单元上，所述左支架单元和右支架单元上皆安装有结构传感器(42)以用于同时测量两条轨道的几何形状；所述监控单元以及无线数据传输单元(5)皆位于支架上，以用于拍摄轨检仪附近的图像信息并且通过无线数据传输单元(5)完成远程数据传输和远程控制的操作。
2.根据权利要求1所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述左支架单元、右支架单元分别包括三个勾型支撑板(11)，以及一个支撑竖杆(12)，所述勾型支撑板(11)包括与支撑竖杆(12)垂直的上水平支撑片(111)和下水平支撑片(112)，以及连接上水平支撑片(111)和下水平支撑片(112)的弧形连接片(113)，所述三个上水平支撑片(111)的前端分别与支撑竖杆(12)的前端、中端和后端相连，所述横梁(3)的两端与两个支撑竖杆(12)垂直连接，两个支撑竖杆(12)的横向距离与两根平行的F型轨道间的距离相适应以用于沿F型轨道滑动。
3.根据权利要求1所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述滑动单元包括设置于左支架单元或右支架单元任意一侧的驱动轮(21)、以及提供动力的驱动电机(22)，所述驱动电机(22)的转轴(221)通过皮带(23)与驱动轮(21)的转轴(211)相连以用于带动驱动轮(21)转动；还包括设置于驱动电机(22)一侧支架底部的一组从动轮(24)以及设置于另一侧支架底部的另一组从动轮(24)。
4.根据权利要求3所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：监控单元包括设置在横梁(3)正面的摄像头(6)、以及设置在横梁(3)内的控制模块(7)，所述控制模块(7)分别与无线数据传输单元(5)、驱动电机(22)的控制端、结构传感器(42)、距离传感器(41)电性连接以用于收发数据和控制命令。
5.根据权利要求1所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述无线数据传输单元(5)设置在横梁(3)内，无线数据传输单元(5)采用3G/4G/5G模块中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述距离传感器(41)为编码器，所述编码器设置于左支架单元或右支架单元任意一侧。
7.根据权利要求2所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述结构传感器(42)包括设置于左支架单元上的若干探头和设置于右支架单元上的若干探头，左支架单元上的若干探头分别位于三个下水平支撑片(112)上，以及三个弧形连接片(113)的中间位置；右支架单元上的探头与左支架单元上的探头位置相对应，所述探头皆朝向F型轨道。
8.根据权利要求2所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述弧形连接片(113)与F型轨道侧边的对应处设置有定位轮安装架(13)，所述定位轮安装架(13)与F型轨道侧边平行，所述滑动单元还包括定位轮(25)，所述定位轮(25)安装在定位轮安装架(13)上且轮底与F型轨道的侧边相抵接。
9.根据权利要求2所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述左支架单元/右支架单元还包括辅助支架(14)，所述辅助支架(14)的两端分别与横梁(3)、勾型支撑板(11)相连，以用于稳定结构。
10.根据权利要求4所述的带远程监控和无线数据传输功能的轨检仪，其特征在于：所述控制模块(7)包括MCU、储存模块、定位模块和用于供电的电源模块，所述MCU分别与储存模块、定位模块、无线数据传输单元(5)、驱动电机(22)的控制端、结构传感器(42)、距离传感器(41)电性连接。
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