CN110450814B - 轨道检测组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道检测组件，用于检测轨道的状态，轨道检测组件包括：本体、限界检测模块进而控制模块，本体设置于轨道上，可沿轨道运动；限界检测模块安装于本体上，用于检测轨道的至少两个横截面的形状；控制模块与限界模块相通信，用于根据至少两个横截面的形状判断轨道的限界是否合格。本发明所提供的轨道检测组件，本体可沿轨道运行，进而带动限界检测模块对轨道进行检测，再通过控制模块对限界检测模块所检测出的结果进行分析，进而判断轨道的限界是否合格，实现了轨道的自动检测，有效地提升了对轨道的检测速度，提高了对轨道的检测效率，减少了轨道检测过程中人力的投入。

Description

轨道检测组件

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，具体而言，涉及一种轨道检测组件。

背景技术

目前，在单轨交通线路投入运行后，随时间推移，轨道的线形状态会发生变化，这种变化对列车的运行有很大的影响。为避免对列车的运行的影响，需要对轨道进行周期性巡检，以及时发现这种变化，进而及时对轨道进行修复。

在相关技术中，对轨道的检测以人工为主，即检测工人在轨道上进行巡检，通过测量工具对轨道的状态进行测量，但人工巡检所需要的人力投入较大，并且检测效率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种轨道检测组件。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种轨道检测组件，用于检测轨道的状态，轨道检测组件包括：本体、限界检测模块进而控制模块，本体设置于轨道上，可沿轨道运动；限界检测模块安装于本体上，用于检测预设空间的至少两个横截面的形状；控制模块与限界模块相通信，用于根据至少两个横截面的形状判断轨道的限界是否合格。

本发明所提供的轨道检测组件，本体可沿轨道运行，进而带动限界检测模块对轨道进行检测，再通过控制模块对限界检测模块所检测出的结果进行分析，进而判断预设空间的限界是否合格，实现了轨道的自动检测，避免由于异物进入到预设空间内而影响列车的运行安全，有效地提升了对轨道的检测速度，提高了对轨道的检测效率，减少了轨道检测过程中人力的投入。

具体地，预设空间为列车可保证列车安全通过的安全空间，预设空间的大小可根据列车的宽度和高度确定。

具体地，如果限界合格，则列车可在轨道上继续运行，如果不合格，需对预设空间进行清理，待限界合格后，列车再在轨道上运行。

另外，本发明提供的上述技术方案中的轨道检测组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括：宽度检测模块，宽度检测模块包括至少两个宽度检测部件，至少两个宽度检测部件安装于本体上，位于轨道的两侧，用于检测轨道的两个侧面的变化量；控制模块与宽度检测模块相通信，还用于根据轨道两侧面的变化量计算轨道的宽度。

在该技术方案中，在轨道的两侧分别设置有宽度检测部件，宽度检测部件分别检测轨道两侧的宽度变化，进而测得轨道实际的宽度。

即：D＝D_标+S_左+S_右；

其中，D为轨道的实际宽度，D_标为轨道的标准宽度，S_左为轨道左侧的变化量，S_右为轨道右侧的变化量。

优选地，在计算得到轨道的宽度后，将轨道宽度与阈值相比较，进而判断轨道宽度是否合格，如果合格，则列车可在轨道上继续运行，如果不合格，需对轨道进行维修，待轨道宽度合格后，列车再在轨道上运行。

优选地，宽度检测部件包括两个激光位移传感器。

在上述任一技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括：横坡检测模块，横坡检测模块安装于本体上，用于检测轨道顶面的横向倾斜角；控制模块与横坡检测模块相通信，还用于根据横向倾斜角计算轨道的顶面的两个边缘之间的高度差。

在该技术方案中，横坡检测模块检测出轨道顶面的横向倾斜角，并根据轨道宽度，通过三角函数计算出轨道的顶面的两个边缘之间的高度差。

即：H＝L×sinθ；

其中，H为轨道的顶面的两个边缘之间的高度差，L为轨道的宽度(可通过宽度检测部件检测出)，θ为轨道顶面的横向倾斜角。

优选地，横坡检测模块包括双轴倾角仪。

在上述任一技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括：线型矢高检测模块，线型矢高检测模块包括至少三个线型矢高检测部件，至少三个线型矢高检测部件安装于本体上，沿轨道等间距分布，用于检测至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道的距离；控制模块与线型矢高检测模块相通信，用于根据至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道的距离，计算与线型矢高检测模块相对的轨道面的线型矢高。

在该技术方案中，轨道检测组件通过至少三个线型矢高检测部件检测出至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道的距离，进而根据至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道的距离，计算与线型矢高检测模块相对的轨道面的线型矢高。

优选地，轨道检测组件包括三个线型矢高检测部件，三个线型矢高检测部件依次排列，分别为第一线型矢高检测部件、第二线型矢高检测部件和第三线型矢高检测部件；

则：V＝L2-(L1+L3)/2；

其中，V为线型矢高，L1为第一线型矢高检测部件至轨道的距离，L2为第二线型矢高检测部件至轨道的距离，L3为第三线型矢高检测部件至轨道的距离。

优选地，线型矢高检测部件激光位移传感器，激光位移传感器的分辨率优于2.5μm。

在上述任一技术方案中，优选地，线型矢高检测模块位于轨道的上方和/或侧方。

在该技术方案中，线型矢高检测模块位于轨道的上方，则线型矢高检测模块检测的是轨道顶面的线型矢高，即竖向线形矢高；线型矢高检测模块位于轨道的侧方，则线型矢高检测模块检测的是轨道侧面的线型矢高，即平面线形矢高。

在上述任一技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括：指形板检测模块，指形板检测模块安装于本体上，指形板检测模块包括指形板高度检测部件，指形板高度检测部件用于检测轨缝，以及当检测到轨缝时，检测相连接的两个指形板的高度；控制模块，与指形板检测模块相通信用于根据相连接的两个指形板的高度，计算相连接的两个指形板之间的高度差。

在该技术方案中，在指形板检测模块检测到轨缝时，检测相连接的两个指形板的高度，并计算出两个指形板的高度差，当高度差大于阈值时，相连接的两个指形板的错台超出标准，需对轨道进行维修，待两个指形板的高度差小于等于阈值后，列车再在轨道上运行，以确保列车运行安全性，避免列车出轨。

优选地，指形板检测模块包括激光位移传感器。

在上述任一技术方案中，优选地，指形板检测模块还包括：图像采集部件，用于当检测到轨缝时，采集指形板的图像；控制模块用于根据指形板的图像分析指形板是否松动。

在该技术方案中，通过采集指形板的图像，进而判断指形板是否发生松动，在指形板松动时，需对轨道进行维修，待指形板紧固后，列车再在轨道上运行，进一步确保列车运行安全性，避免列车出轨。

优选地，图像采集装置可采集指形板的紧固螺钉的图像，以实现对指形板是否松动的检测。

优选地，图像采集装置包括工业相机，通过工业相机采集紧固螺钉完整图片，由图像处理进行图像颜色空间转换、二值化从而识别上下标记线并作几何运算得出紧固螺钉是否松动。

在上述任一技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括：供电轨检测模块，供电轨检测模块安装于本体上，用于本体在轨道上运行时，检测供电轨的多个水平高度；控制模块与供电轨检测模块相通信，用于根据多个水平高度，计算多个水平高度之间的高度差，并根据高度差判断供电轨是否错台。

在该技术方案中，检测供电轨的多个水平高度，并计算多个水平高度之间的高度差，当高度差大于阈值时，供电轨错台超出彼岸准，需对供电轨进行维修，待高度差小于等于阈值时，供电轨正常。

优选地，阈值为0.3mm。

在上述任一技术方案中，优选地，限界检测模块还包括：至少两个扫描仪，至少两个扫描仪分别设置于轨道的两侧，以扫描预设空间的横截面的形状。

在该技术方案中，扫描仪为2D激光扫描仪，至少两个扫描仪分别扫描预设空间的横截面，进而得到两个多边形，分别为A1和A2再将扫描结果A1和A2进行并集运算，所得到的结果包括基准截面B则限界合格，未包含基准截面B则限界不合格，基准截面B为无异物进入到预设空间时，预设空间的截面形状。

即：

其中，true表示合格，false表示不合格。

在上述任一技术方案中，优选地，轨道检测组件还包括显示模块和操作模块；显示模块与控制模块电连接；操作模块与控制模块电连接；其中，控制模块为工业服务器。

在该技术方案中，显示模块用于显示检测结果，操作模块用于控制工业服务器。

优选地，显示模块为显示器或移动终端(手机、平板电脑)，操作模块包括键盘和鼠标。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的轨道和限界检测模块的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的轨道和宽度检测模块的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的横坡检测的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的线型矢高检测模块位于轨道侧方的示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的线型矢高检测模块位于轨道上方的示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的线型矢高检测的示意图；

图7示出了根据本发明的另一个实施例的线型矢高检测的示意图；

其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1轨道，2宽度检测模块，3线型矢高检测模块，4限界检测模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述轨道检测组件。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，本发明提供了一种轨道检测组件，用于检测轨道1的状态，轨道检测组件包括：本体、限界检测模块4进而控制模块，本体设置于轨道1上，可沿轨道1运动；限界检测模块4安装于本体上，用于检测预设空间的至少两个横截面的形状；控制模块与限界模块相通信，用于根据至少两个横截面的形状判断轨道1的限界是否合格。

在该实施例中，本体可沿轨道1运行，进而带动限界检测模块4对轨道1进行检测，再通过控制模块对限界检测模块4所检测出的结果进行分析，进而判断预设空间的限界是否合格，实现了轨道1的自动检测，避免由于异物进入到预设空间内而影响列车的运行安全，有效地提升了对轨道1的检测速度，提高了对轨道1的检测效率，减少了轨道1检测过程中人力的投入。

具体地，预设空间为列车可保证列车安全通过的安全空间，预设空间的大小可根据列车的宽度和高度确定。

具体地，如果限界合格，则列车可在轨道1上继续运行，如果不合格，需对预设空间进行清理，待限界合格后，列车再在轨道1上运行。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图2所示，轨道检测组件还包括：宽度检测模块2，宽度检测模块2包括至少两个宽度检测部件，至少两个宽度检测部件安装于本体上，位于轨道1的两侧，用于检测轨道1的两个侧面的变化量；控制模块与宽度检测模块2相通信，还用于根据轨道1两侧面的变化量计算轨道1的宽度。

在该实施例中，在轨道1的两侧分别设置有宽度检测部件，宽度检测部件分别检测轨道1两侧的宽度变化，进而测得轨道1实际的宽度。

即：D＝D_标+S_左+S_右；

其中，D为轨道1实际宽度，D_标为轨道1的标准宽度，S_左为轨道1左侧的变化量，S_右为轨道1右侧的变化量。

这里需要说明的是，轨道的标准宽度是在建设轨道时根据设计值确定的，即轨道的标准宽度是已知的，计算得到的轨道宽度为轨道的实际宽度，即轨道在运行一定时间，并发生形变后的宽度。

优选地，在计算得到轨道1的宽度后，将轨道1宽度与阈值相比较，进而判断轨道1宽度是否合格，如果合格，则列车可在轨道1上继续运行，如果不合格，需对轨道1进行维修，待轨道1宽度合格后，列车再在轨道1上运行。

优选地，宽度检测部件包括两个激光位移传感器。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，轨道检测组件还包括：横坡检测模块，横坡检测模块安装于本体上，用于检测轨道1顶面的横向倾斜角；控制模块与横坡检测模块相通信，还用于根据横向倾斜角计算轨道1的顶面的两个边缘之间的高度差。

在该实施例中，横坡检测模块检测出轨道1顶面的横向倾斜角，并根据轨道1宽度，通过三角函数计算出轨道1的顶面的两个边缘之间的高度差。

即：H＝L×sinθ；

其中，H为轨道1的顶面的两个边缘之间的高度差，L为轨道1的宽度(可通过宽度检测部件检测出)，θ为轨道1顶面的横向倾斜角。

优选地，横坡检测模块包括双轴倾角仪。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图4至图7所示，轨道检测组件还包括：线型矢高检测模块3，线型矢高检测模块3包括至少三个线型矢高检测部件，至少三个线型矢高检测部件安装于本体上，沿轨道1等间距分布，用于检测至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道1的距离；控制模块与线型矢高检测模块3相通信，用于根据至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道1的距离，计算与线型矢高检测模块3相对的轨道1面的线型矢高。

在该实施例中，轨道检测组件通过至少三个线型矢高检测部件检测出至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道1的距离，进而根据至少三个线型矢高检测部件中每一个至轨道1的距离，计算与线型矢高检测模块3相对的轨道1面的线型矢高。

优选地，轨道检测组件包括三个线型矢高检测部件，三个线型矢高检测部件依次排列，分别为第一线型矢高检测部件、第二线型矢高检测部件和第三线型矢高检测部件；

则：V＝L2-(L1+L3)/2；

其中，V为线型矢高，L1为第一线型矢高检测部件至轨道1的距离，L2为第二线型矢高检测部件至轨道1的距离，L3为第三线型矢高检测部件至轨道1的距离。

优选地，线型矢高检测部件激光位移传感器，激光位移传感器的分辨率优于2.5μm。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图4和图5所示，线型矢高检测模块3位于轨道1的上方和/或侧方。

在该实施例中，线型矢高检测模块3位于轨道1的上方，则线型矢高检测模块3检测的是轨道1顶面的线型矢高，即竖向线形矢高；线型矢高检测模块3位于轨道1的侧方，则线型矢高检测模块3检测的是轨道1侧面的线型矢高，即平面线形矢高。

在本发明的一个实施例中，优选地，轨道检测组件还包括：指形板检测模块，指形板检测模块安装于本体上，指形板检测模块包括指形板高度检测部件，指形板高度检测部件用于检测轨缝，以及当检测到轨缝时，检测相连接的两个指形板的高度；控制模块，与指形板检测模块相通信用于根据相连接的两个指形板的高度，计算相连接的两个指形板之间的高度差。

在该实施例中，在指形板检测模块检测到轨缝时，检测相连接的两个指形板的高度，并计算出两个指形板的高度差，当高度差大于阈值时，相连接的两个指形板的错台超出标准，需对轨道1进行维修，待两个指形板的高度差小于等于阈值后，列车再在轨道1上运行，以确保列车运行安全性，避免列车出轨。

优选地，指形板检测模块包括激光位移传感器。

在本发明的一个实施例中，优选地，指形板检测模块还包括：图像采集部件，用于当检测到轨缝时，采集指形板的图像；控制模块用于根据指形板的图像分析指形板是否松动。

在该实施例中，通过采集指形板的图像，进而判断指形板是否发生松动，在指形板松动时，需对轨道1进行维修，待指形板紧固后，列车再在轨道1上运行，进一步确保列车运行安全性，避免列车出轨。

优选地，图像采集装置可采集指形板的紧固螺钉的图像，以实现对指形板是否松动的检测。

优选地，图像采集装置包括工业相机，通过工业相机采集紧固螺钉完整图片，由图像处理进行图像颜色空间转换、二值化从而识别上下标记线并作几何运算得出紧固螺钉是否松动。

在本发明的一个实施例中，优选地，轨道检测组件还包括：供电轨检测模块，供电轨检测模块安装于本体上，用于本体在轨道1上运行时，检测供电轨的多个水平高度；控制模块与供电轨检测模块相通信，用于根据多个水平高度，计算多个水平高度之间的高度差，并根据高度差判断供电轨是否错台。

在该实施例中，检测供电轨的多个水平高度，并计算多个水平高度之间的高度差，当高度差大于阈值时，供电轨错台超出彼岸准，需对供电轨进行维修，待高度差小于等于阈值时，供电轨正常。

优选地，阈值为0.3mm。

在本发明的一个实施例中，优选地，限界检测模块4还包括：至少两个扫描仪，至少两个扫描仪分别设置于轨道1的两侧，以扫描预设空间的横截面的形状。

在该实施例中，扫描仪为2D激光扫描仪，扫面议的数量为两个，两个扫描仪分别扫描预设空间的横截面，进而得到两个多边形，分别为A1和A2，再将扫描结果A1和A2进行并集运算，所得到的结果包括基准截面B则限界合格，未包含基准截面B则限界不合格，基准截面B为标准无异物进入到预设空间时，预设空间的截面形状。

即：

其中，true表示合格，false表示不合格。

在本发明的一个实施例中，优选地，轨道检测组件还包括显示模块和操作模块；显示模块与控制模块电连接；操作模块与控制模块电连接；其中，控制模块为工业服务器。

在该实施例中，显示模块用于显示检测结果，操作模块用于控制工业服务器。

优选地，显示模块为显示器或移动终端(手机、平板电脑)，操作模块包括键盘和鼠标。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轨道检测组件，用于检测轨道的状态，其特征在于，所述轨道检测组件包括：

本体，所述本体设置于所述轨道上，可沿所述轨道运动；

限界检测模块，所述限界检测模块安装于所述本体上，用于检测预设空间的至少两个横截面的形状；

控制模块，所述控制模块与所述限界检测模块相通信，用于根据所述至少两个横截面的形状判断所述轨道的限界是否合格；

指形板检测模块，所述指形板检测模块安装于所述本体上，所述指形板检测模块包括指形板高度检测部件，所述指形板高度检测部件用于检测轨缝，以及当检测到轨缝时，检测相连接的两个指形板的高度；

所述控制模块，与所述指形板检测模块相通信，用于根据所述相连接的两个指形板的高度，计算所述相连接的两个指形板之间的高度差；

所述指形板检测模块还包括：

图像采集部件，用于当检测到轨缝时，采集所述指形板的图像；

所述控制模块，用于根据所述指形板的图像分析所述指形板是否松动。

2.根据权利要求1所述的轨道检测组件，其特征在于，还包括：

宽度检测模块，所述宽度检测模块包括至少两个宽度检测部件，所述至少两个宽度检测部件安装于所述本体上，位于所述轨道的两侧，用于检测所述轨道的两个侧面的变化量；

所述控制模块，与所述宽度检测模块相通信，还用于根据所述轨道两侧面的变化量计算所述轨道的宽度。

3.根据权利要求1所述的轨道检测组件，其特征在于，还包括：

横坡检测模块，所述横坡检测模块安装于所述本体上，用于检测所述轨道顶面的横向倾斜角；

所述控制模块，与所述横坡检测模块相通信，还用于根据所述横向倾斜角计算所述轨道的顶面的两个边缘之间的高度差。

4.根据权利要求1所述的轨道检测组件，其特征在于，还包括：

线型矢高检测模块，所述线型矢高检测模块包括至少三个线型矢高检测部件，所述至少三个线型矢高检测部件安装于所述本体上，沿所述轨道等间距分布，用于检测所述至少三个线型矢高检测部件中每一个至所述轨道的距离；

所述控制模块，与所述线型矢高检测模块相通信，用于根据所述至少三个线型矢高检测部件中每一个至所述轨道的距离，计算与所述线型矢高检测模块相对的轨道面的线型矢高。

5.根据权利要求4所述的轨道检测组件，其特征在于，

所述线型矢高检测模块位于所述轨道的上方和/或侧方。

6.根据权利要求1所述的轨道检测组件，其特征在于，还包括：

供电轨检测模块，所述供电轨检测模块安装于所述本体上，用于所述本体在所述轨道上运行时，检测所述供电轨的多个水平高度；

所述控制模块，与所述供电轨检测模块相通信，用于根据所述多个水平高度，计算所述多个水平高度之间的高度差，并根据所述高度差判断所述供电轨是否错台。

7.根据权利要求1所述的轨道检测组件，其特征在于，所述限界检测模块还包括：

至少两个扫描仪，所述至少两个扫描仪分别设置于所述轨道的两侧，以扫描所述预设空间的横截面的形状。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的轨道检测组件，其特征在于，还包括：

显示模块，所述显示模块与所述控制模块电连接；

操作模块，所述操作模块与所述控制模块电连接；

其中，所述控制模块为工业服务器。

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