CN110758438A - 轨道行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道行走装置，包括车体(20)、连接装置(40)和两组车轮(30)，两组车轮(30)分别设置在车体(20)的两侧，车轮(30)设有轮边(31)，连接装置(40)的一端连接在车体(20)的底部，连接装置(40)的另一端与车轮(30)连接，连接装置(40)包括弹性件(41)，弹性件(41)在车体(20)的重力作用下发生变形以使两组车轮(30)的轮边(31)与轨道(10)的侧面贴紧。本发明轨道行走装置在车体的重力作用下，可使车轮的轮边与轨道的侧面相互贴紧，防止车体发生左右晃动；同时，连接装置包括弹性件，能够适应两条轨道之间的间距变化。

Description

轨道行走装置

技术领域

本发明涉及轨道行走机械技术领域，尤其涉及一种轨道行走装置。

背景技术

近些年，铁路行业发展迅猛，随之而来的是铁路越来越长，铁路轨道巡检的工作量也越来越大。传统的巡检方式是工作人员通过人工携带巡检设备进行徒步巡检，这种通过人工携带巡检设备进行巡检的方式需要占用较长的巡检时间，需要配置较多的巡检人员，并且单次测量数据少，误差大，效率低；而且，传统的巡检方式需要工人在轨道上行走，安全隐患大。

目前已有一些公司在研发铁路或地铁上的智能巡检设备，智能巡检设备上安装有车轮，有的是用人推着走，有的是携带电池自动行走。铁路、地铁、高铁的轨道间距是不一样的，虽然标准轨距是1435mm，但实际上在使用的轨道间距都会有所偏差。目前已有的巡检设备的车轮间距都是固定的，不方便调整；有些车轮间距偏小，行走的过程中车体会发生左右晃动；为防止车体左右晃动，有的巡检设备上安装有轨道夹紧装置，可是铁路道路状况比较复杂，有各种交叉路口和道叉，设置轨道夹紧装置后会使巡检设备的通过性变差。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种轨道行走装置，有效防止车体左右晃动，且能够适应两条轨道之间的间距变化。

为实现上述目的，本发明提供了一种轨道行走装置，包括：

车体；

两组车轮，分别设置在车体的两侧，车轮设有轮边；和

连接装置，一端连接在车体的底部，另一端与车轮连接，连接装置包括弹性件，弹性件在车体的重力作用下发生变形以使两组车轮的轮边与轨道的侧面贴紧。

在一些实施例中，弹性件施加于车轮的作用力方向为自车体向远离两条轨道之间的对称面的方向倾斜的方向。

在一些实施例中，作用力的方向与对称面之间的夹角为30°～60°。

在一些实施例中，关于对称面对称布置的两个车轮所对应的两个弹性件所施加于对应车轮的作用力方向关于对称面对称。

在一些实施例中，每个车轮分别通过独立的连接装置与车体连接。

在一些实施例中，每个独立的连接装置包括多个弹性件，多个弹性件平行布置。

在一些实施例中，连接装置还包括第一连接板和第二连接板，第一连接板与车轮连接，第二连接板连接在车体的底部，弹性件设置在第一连接板和第二连接板之间。

在一些实施例中，连接装置还包括导向装置，导向装置用于对弹性件的变形方向进行导向。

在一些实施例中，导向装置包括导向轴，弹性件套设在导向轴的外周，导向轴相对于两条轨道之间的对称面倾斜布置。

在一些实施例中，导向轴的第一端与第一连接板连接，第二连接板设有滑道，导向轴的第二端插入滑道内。

在一些实施例中，导向装置还包括套筒，套筒设置在滑道内，导向轴的第二端插入套筒中。

在一些实施例中，滑道的远离第一连接板的一端设有开口，导向装置还包括柔性垫，柔性垫安装在导向轴的第二端的端部。

在一些实施例中，第二连接板设有容纳腔，容纳腔与滑道相通。

在一些实施例中，第一连接板包括竖直设置的竖直板和水平设置的水平板，竖直板与水平板连接，竖直板与车轮连接，水平板与导向轴连接。

在一些实施例中，水平板包括安装部，安装部包括与导向轴的端面相互平行的表面。

在一些实施例中，轨道行走装置还包括驱动装置，驱动装置安装在第一连接板上并与车轮驱动连接，驱动装置与轨道平行设置。

在一些实施例中，轨道行走装置还包括防撞条，防撞条安装在车体的前侧和/或后侧。

在一些实施例中，轨道行走装置还包括传感器，传感器安装在车体上用于检测障碍物与车体之间的距离。

在一些实施例中，轨道行走装置还包括监控装置，监控装置安装在车体上用于监控车体的周围环境。

在一些实施例中，轨道行走装置还包括检测装置，检测装置安装在车体上用于检测车体、连接装置和车轮上各部件的连接状态。

基于上述技术方案，本发明实施例中连接装置的一端连接在车体的底部，在车体的重力作用下，可使车轮的轮边与轨道的侧面相互贴紧，防止车体发生左右晃动，提高轨道行走装置在行走过程中的平稳性；同时，连接装置包括弹性件，弹性件可以发生变形以调节车轮与车体之间的相对位置，进而调节左右两侧两组车轮之间的间距，提高对轨道间距变化的适应性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明轨道行走装置一个实施例的结构示意图。

图2为本发明轨道行走装置一个实施例中一个车轮、连接装置和驱动装置的连接结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图3中A-A截面的剖视图。

图5为本发明轨道行走装置一个实施例中另一个车轮和连接装置的连接结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图6中B-B截面的剖视图。

图中：

10、轨道；

20、车体；21、底板；

30、车轮；31、轮边；32、防护盖板；

40、连接装置；41、弹性件；42、第一连接板；421、水平板；422、竖直板；423、安装部；424、第一连接孔；43、第二连接板；431、容纳腔；44、导向轴；441、第二连接孔；45、套筒；46、柔性垫；

50、驱动装置；51、电机；52、减速机；521、输出轴；53、连接法兰；54、第一压板；55、转轴；56、轴承；57、第二压板；

60、防撞条；70、传感器；80、监控装置；90、检测装置；100、扶手；110、指示灯；120、显示屏；130、启动开关；140、急停按钮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

参考图1～7所示，轨道行走装置包括车体20、连接装置40和两组车轮30，两组车轮30分别设置在车体20的左右两侧，车轮30设有轮边31，连接装置40的一端连接在车体20的底部，连接装置40的另一端与车轮30连接，连接装置40包括弹性件41，弹性件41在车体20的重力作用下发生变形以使两组车轮30的轮边31与轨道10的侧面贴紧。

在上述实施例中，连接装置40的一端连接在车体20的底部，在车体20的重力作用下，可使车轮30的轮边31与轨道10的侧面相互贴紧，防止车体20发生左右晃动，提高轨道行走装置在行走过程中的平稳性；同时，连接装置40包括弹性件41，弹性件41可以发生变形以调节车轮30与车体20之间的相对位置，进而调节左右两侧两组车轮30之间的间距，提高对轨道间距变化的适应性。

车体20的整体呈四方体形状，顶面和底面均呈长方形，四个侧面均为梯形形状，顶面的面积小于底面的面积。在其他实施例中，车体20也可以为正方体、三棱柱等其他形状。

车体20包括车体本体和底板21，底板21设置在车体本体的底部，用于支撑车体本体。

车轮30的靠近轨道10内侧的一端设有轮边31，轮边31沿车轮30的周向向外延伸。车轮30的内部还设有防护盖板32，用于防护车轮30的内部零件。

弹性件41施加于车轮30的作用力方向为自车体20向远离两条轨道10之间的对称面的方向倾斜的方向。两条轨道10之间的对称面为竖直面，且与轨道延伸方向平行。该方向的作用力可以分解为竖直向下的分力和从轨道10的内侧指向轨道10的外侧的水平分力，竖直向下的分力可以保证车轮30的外周面与轨道10的顶面接触，从轨道10的内侧指向轨道10的外侧的水平分力则可以使轮边31与轨道10的内侧面相互贴紧，以保证轨道行走装置行走的平稳性，防止车体20发生左右晃动。

弹性件41施加于车轮30的作用力的方向与对称面之间的夹角为30°～60°，比如30°、45°或60°。

如图1所示，轨道行走装置包括四个车轮30，车体20的左侧和右侧分别设置两个车轮30，两侧的车轮30关于上述对称面左右对称布置。车轮30与连接装置40的数量相同，每个车轮30分别通过独立的连接装置40与车体20连接，这样有利于保证至少一部分车轮30与轨道10的有效接触。

在其他实施例中，车轮30的总数量也可以为两个、三个或更多个。每组车轮30的数量可以为一个或多个，每组车轮30的数量可以相同，也可以不同。

每个独立的连接装置40包括多个弹性件41，多个弹性件41平行布置。如图1所示，每个独立的连接装置40包括四个弹性件41。在其他实施例中，每个独立的连接装置40可以包括一个、两个或更多个弹性件41。

关于上述对称面对称布置的两个车轮30所对应的两个弹性件41所施加于对应车轮30的作用力方向关于对称面对称。这样可以使两侧的车轮30分别向外与轨道10的侧面贴紧。

如图2和图5所示，连接装置40还包括第一连接板42和第二连接板43，第一连接板42与车轮30连接，第二连接板43连接在车体20的底部，弹性件41设置在第一连接板42和第二连接板43之间。

第二连接板43与车体20的底板21连接，也可以与底板21一体成型。

连接装置40还包括导向装置，导向装置用于对弹性件41的变形方向进行导向。通过设置导向装置，可以对弹性件41进行支撑和导向，提高对车轮30的金挤压作用。

导向装置的具体结构可以有多种选择。如图2～7所示，导向装置包括导向轴44，弹性件41套设在导向轴44的外周，导向轴44相对于两条轨道10之间的对称面倾斜布置。导向轴44的倾斜方向为自车体20向远离上述对称面的方向倾斜，即斜向轨道10的外侧。

如图4所示，导向轴44的第一端与第一连接板42连接，第二连接板43设有滑道，导向轴44的第二端插入滑道内。

导向装置还包括套筒45，套筒45设置在滑道内，导向轴44的第二端插入套筒45中。通过设置套筒45，可以有效保证导向轴44在套筒45内的平稳滑动。

进一步地，滑道的远离第一连接板42的一端设有开口，即滑道的两端均为敞口设置，导向装置还包括柔性垫46，柔性垫46安装在导向轴44的第二端的端部。通过设置柔性垫46，可以在导向轴44穿出滑道后避免与其他部件发生碰撞，有效保护导向轴44。

第二连接板43设有容纳腔431，容纳腔431与滑道相通。通过设置容纳腔431，可以避免导向轴44伸出第二连接板43之外，防止导向轴44与车体20发生碰撞。容纳腔431的截面呈三角形，这样可以保证第二连接板43的上表面仍为水平面，容纳腔431也可以理解为设置于第二连接板43上的凹槽，凹槽的内部空间即为容纳腔431。

第一连接板42包括竖直设置的竖直板422和水平设置的水平板421，水平板421与第二连接板43平行，竖直板422与水平板421连接，竖直板422与车轮30连接，水平板421与导向轴44连接。

水平板421包括安装部423，安装部423包括与导向轴44的端面相互平行的表面。安装部423的截面呈三角形，通过设置安装部423，避免导向轴44与水平板421的连接。

轨道行走装置还包括驱动装置50，驱动装置50安装在第一连接板42上并与车轮30驱动连接，驱动装置50与轨道10平行设置。这样设置可以避免驱动装置50占用两条轨道10之间的空间。

每组车轮30中的一部分车轮30为主动轮，一部分车轮30为从动轮，驱动装置50与主动轮驱动连接。

如图2、图3和图4所示，为作为主动轮的车轮30与连接装置40和驱动装置50连接的结构示意图，驱动装置50包括电机51和减速机52，减速机52的输出轴521与连接法兰53连接，连接法兰53的外侧设有第一压板54。

如图5、图6和图7所示，为作为从动轮的车轮30与连接装置40连接的结构示意图，连接装置40的第一连接板42与转轴55连接，转轴55通过轴承56与车轮30连接，车轮30的外侧设有防护盖板32，车轮30的内侧设有第二压板57。

全部车轮30也可以均为主动轮，或者全部车轮30均为从动轮，轨道行走装置还包括驱动设备，驱动设备驱动车体20运动。

轨道行走装置还包括防撞条60，防撞条60安装在车体20的前侧和/或后侧，防止车体20受到外力碰撞，有效保护车体20。

轨道行走装置还包括传感器70，传感器70安装在车体20上用于检测障碍物与车体20之间的距离。在前方障碍物与车体20之间的距离小于预设值时，传感器70可以向设置于车体20内的控制器发送警报信号，控制器可以做出使驱动装置50停止运行的信号，以使轨道行走装置停止行走，避免与障碍物发生碰撞。

传感器70可以采用激光传感器，检测更加灵敏和快速。

轨道行走装置还包括监控装置80，监控装置80安装在车体20上用于监控车体20的周围环境。监控装置80可以检测车体20的周围是否出现人或牲畜，避免轨道行走装置与人或牲畜发生碰撞，避免造成安全事故，提高行走安全性。

轨道行走装置还包括检测装置90，检测装置90安装在车体20上用于检测车体20、连接装置40和车轮30上各部件的连接状态。通过设置检测装置90，可以对各部件的连接状态进行实时检测和监控，避免各部件连接失效而发生安全事故。

车体20上还可以设有扶手100、指示灯110、显示屏120、启动开关130和急停按钮140，扶手100便于轨道行走装置的托运，指示灯110可以指示轨道行走装置是否处于行走状态，显示屏120可以显示与运行相关的各类数据和参数，启动开关130用于开启轨道行走装置，在遇到紧急情况时可以操作急停按钮140，实现紧急制动。

车体20内还可以设置电源装置、驱动控制装置、通信装置和数据处理装置，电源装置为车体20的行走提供电动力，驱动控制装置用于控制驱动装置50的启停，通信装置可用于与外界控制端的信号连通，以将轨道行走装置的行走状态及相关数据发送给外界控制端或者接收外界控制端所发送的指令，数据处理装置可以用于处理传感器70、监控装置80和检测装置90等监测部件的测量数据，以使控制器能够做出相应控制指令。

本发明提供的轨道行走装置的各个实施例可以依靠自身重量压紧在轨道上，可选择合适的弹性件来调整适应不同轨道间距的变化范围；在行走的过程中不会左右晃动，方便检测，能做到人不下道，智能巡检；而且通过性高，适合各种轨道场景。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (20)

1.一种轨道行走装置，其特征在于，包括：

车体(20)；

两组车轮(30)，分别设置在所述车体(20)的两侧，所述车轮(30)设有轮边(31)；和

连接装置(40)，一端连接在所述车体(20)的底部，另一端与所述车轮(30)连接，所述连接装置(40)包括弹性件(41)，所述弹性件(41)在所述车体(20)的重力作用下发生变形以使两组所述车轮(30)的所述轮边(31)与轨道(10)的侧面贴紧。

2.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，所述弹性件(41)施加于所述车轮(30)的作用力方向为自所述车体(20)向远离两条所述轨道(10)之间的对称面的方向倾斜的方向。

3.根据权利要求2所述的轨道行走装置，其特征在于，所述作用力的方向与所述对称面之间的夹角为30°～60°。

4.根据权利要求2所述的轨道行走装置，其特征在于，关于所述对称面对称布置的两个所述车轮(30)所对应的两个所述弹性件(41)所施加于对应所述车轮(30)的作用力方向关于所述对称面对称。

5.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，每个所述车轮(30)分别通过独立的所述连接装置(40)与所述车体(20)连接。

6.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，每个独立的所述连接装置(40)包括多个所述弹性件(41)，多个所述弹性件(41)平行布置。

7.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，所述连接装置(40)还包括第一连接板(42)和第二连接板(43)，所述第一连接板(42)与所述车轮(30)连接，所述第二连接板(43)连接在所述车体(20)的底部，所述弹性件(41)设置在所述第一连接板(42)和所述第二连接板(43)之间。

8.根据权利要求7所述的轨道行走装置，其特征在于，所述连接装置(40)还包括导向装置，所述导向装置用于对所述弹性件(41)的变形方向进行导向。

9.根据权利要求8所述的轨道行走装置，其特征在于，所述导向装置包括导向轴(44)，所述弹性件(41)套设在所述导向轴(44)的外周，所述导向轴(44)相对于两条所述轨道(10)之间的对称面倾斜布置。

10.根据权利要求9所述的轨道行走装置，其特征在于，所述导向轴(44)的第一端与所述第一连接板(42)连接，所述第二连接板(43)设有滑道，所述导向轴(44)的第二端插入所述滑道内。

11.根据权利要求10所述的轨道行走装置，其特征在于，所述导向装置还包括套筒(45)，所述套筒(45)设置在所述滑道内，所述导向轴(44)的第二端插入所述套筒(45)中。

12.根据权利要求10所述的轨道行走装置，其特征在于，所述滑道的远离所述第一连接板(42)的一端设有开口，所述导向装置还包括柔性垫(46)，所述柔性垫(46)安装在所述导向轴(44)的第二端的端部。

13.根据权利要求10所述的轨道行走装置，其特征在于，所述第二连接板(43)设有容纳腔(431)，所述容纳腔(431)与所述滑道相通。

14.根据权利要求9所述的轨道行走装置，其特征在于，所述第一连接板(42)包括竖直设置的竖直板(422)和水平设置的水平板(421)，所述竖直板(422)与所述水平板(421)连接，所述竖直板(422)与所述车轮(30)连接，所述水平板(421)与所述导向轴(44)连接。

15.根据权利要求14所述的轨道行走装置，其特征在于，所述水平板(421)包括安装部(423)，所述安装部(423)包括与所述导向轴(44)的端面相互平行的表面。

16.根据权利要求7所述的轨道行走装置，其特征在于，还包括驱动装置(50)，所述驱动装置(50)安装在所述第一连接板(42)上并与所述车轮(30)驱动连接，所述驱动装置(50)与所述轨道(10)平行设置。

17.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，还包括防撞条(60)，所述防撞条(60)安装在所述车体(20)的前侧和/或后侧。

18.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，还包括传感器(70)，所述传感器(70)安装在所述车体(20)上用于检测障碍物与所述车体(20)之间的距离。

19.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，还包括监控装置(80)，所述监控装置(80)安装在所述车体(20)上用于监控所述车体(20)的周围环境。

20.根据权利要求1所述的轨道行走装置，其特征在于，还包括检测装置(90)，所述检测装置(90)安装在所述车体(20)上用于检测所述车体(20)、所述连接装置(40)和所述车轮(30)上各部件的连接状态。

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