CN111216745B - 一种铁路轨道自动巡检车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铁路巡检领域的一种铁路轨道自动巡检车，包括底盘、驾驶室以及后仓，所述底盘包括车轮、车架、车轮轴、支撑件、电机外壳、驱动桥、桥壳、联轴器、连接件、固定件、电机轴、驱动轴、桥壳支撑件、挂钩和底座，所述驾驶室包括车外壳、超声波传感器、LED照明灯、座椅、轮廓灯、激光梁和环境相机，所述后仓包括发电机模块和底层控制板，本发明操作人员可以乘坐巡检车达到快速巡查铁路的目的，加快了巡查的速度，提高了巡查的效率，有自动控制与手动控制模式，操作简单，方便在铁路上搬运，采用发电机与UPS配合使用，增加续航里程，增加工作时间。

Description

一种铁路轨道自动巡检车

技术领域

本发明涉及铁路巡检技术领域，具体为巡检人员可以操作巡检车对铁路进行巡检的一种铁路轨道自动巡检车。

背景技术

在我国的交通运输行业中铁路运输占据非常重要的地位，由于运输的速度快、运输能力大、受环境因素影响较小等优点，除了运输货物以外，铁路也是人们外出优先选择的交通工具之一。每年要定期对铁路进行检查，人工查看会浪费大量的人力、物力和时间，传统的巡检车，使用蓄电池供电，续航里程短，巡检的效果也远远跟不上铁路发展的需要。

基于此，本发明设计了一种铁路轨道自动巡检车，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路轨道自动巡检车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁路轨道自动巡检车，包括底盘、驾驶室以及后仓，所述底盘包括车轮、车架、车轮轴、支撑件、电机外壳、驱动桥、桥壳、联轴器、连接件、固定件、电机轴、驱动轴、桥壳支撑件、挂钩和底座，所述驾驶室包括车外壳、超声波传感器、LED照明灯、座椅、轮廓灯、激光梁和环境相机，所述后仓包括发电机模块和底层控制板，

所述车轮安装于车架上，所述车架上安装有车外壳，所述车外壳为塑料材质，通过螺栓与车架相连接，所述超声波传感器安装于车外壳的顶部，左右各一个，所述LED照明灯安装于车外壳的顶部中间位置，在所述驾驶室内设有二个座椅，所述轮廓灯安装在车架的后侧，左右各一个，

所述驾驶室内还安装有操作平台、操作按钮和显示屏，所述车轮包括前轮和后轮，所述车架的底部两侧通过螺栓固定有固定件，所述固定件上通过螺栓固定有连接件，所述连接件和前轮之间设有固定于车架上的支撑件，所述支撑件的内部轴承内贯穿有车轮轴，所述车轮轴的一端与前轮相连接，另一端与连接件一体连接，所述电机外壳通过螺栓固定在车架的底部，所述电机外壳安装有电机，电机的电机轴通过联轴器与驱动轴相连接，所述驱动轴通过驱动桥驱动后轮，所述驱动桥安装于桥壳内，所述车架的底部位于后轮一侧设有固定桥壳的桥壳支撑件，

所述后轮上还安装有编码器，所述编码器通过编码器固定件进行固定，所述编码器固定件通过螺钉固定在后仓上，所述发电机模块给UPS供电，所述底层控制板主要控制电机、超声波传感器、LED照明灯以及轮廓灯的开启与关闭，还向操作平台发送当前的工作状态，以通过显示屏进行状态显示，所述激光梁安装在车架的前方，左右安装有两个点激光传感器，所述环境相机安装在车外壳的顶部，左右各一个。

优选的，所述车轮的外侧设有轮边。

优选的，所述座椅为塑料材质，包括座椅底座和座椅底板，所述座椅底座和座椅底板之间通过螺钉相连接，所述座椅底板通过螺栓固定在车架上。

优选的，所述的巡检车有两种操作方式，一种是自动控制模式，一种是手动控制模式。巡检车在自动控制模式下，操作人员只需要通过操作按钮设置行驶方向、距离和行驶速度，行驶速度分为三个挡位，低速、中速、高速，分别为5km/h、10km/h、15km/h，行驶方向为前进和后退，操作平台会控制巡检车按照设定的速度行驶设定的距离，显示屏会显示巡检车当前的状态信息，所述编码器会记录行驶的距离，当行驶距离达到设定值后，操作平台控制底层控制板给驱动电机反向PWM波，电刹方式制动巡检车；巡检车在手动控制模式下，操作人员通过操作按钮可以控制行驶速度和行驶方向，通过不同的操作按钮，来控制巡检车的行驶方向和行驶速度完成巡检。

优选的，所述发电机模块包括发电机、发电机支架、插座、插销、滑轮、滑槽、发电机支架底板、挡板、插销孔，所述发电机通过底板与发电机支架底板通过螺栓连接固定，所述发电机支架底板固定在发电机支架上，所述发电机支架的下面装有四个滑轮，所述后仓底板上开有两道滑槽，所述滑轮可滑动连接于滑槽内，所述后仓底板上位于发电机支架的两侧通过螺钉固定有挡板，所述挡板上安装有插座，所述插座内设有插销，所述发电机支架的左右两侧均设有与插销相配合的插销孔。

优选的，所述操作平台上设有开机按键、操作模式按钮、自动控制模式距离输入模块、行驶方向开关、低速开关、中速开关、高速开关、照明灯开关、轮廓灯开关、关机按键，所述底层控制板用于接收操作平台的信号，通过电机控制模块运用PID控制算法控制电机，控制照明灯、轮廓灯、蜂鸣器报警灯的工作与关闭，操作平台与底层控制板之间选择RS232协议通信；显示屏上显示当前牵引车的运行状态，采用UPS供电，发电机给UPS充电。

优选的，所述开机按键、关机按键用于控制系统开关机，

所述操作模式按钮用于选择控制模式的可以选择自动控制与手动控制，

所述自动控制模式距离输入模块用于输入自动行驶距离，

所述行驶方向开关用于控制巡检车的方向，包括前进与后退，

所述低速开关、中速开关、高速开关是控制巡检车的速度大小，对应速度为5km/h、10km/h、15km/h，所述照明灯开关、轮廓灯开关用于控制照明灯与轮廓灯的开启与关闭

优选的，所述车架的后侧还设有挂钩，所述挂钩通过连接件与底座相连接，所述底座固定在车架的下面，所述车架的后侧还设有排气口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明操作人员可以乘坐巡检车达到快速巡查铁路的目的，加快了巡查的速度，提高了巡查的效率，同时该巡检车后面带有挂钩，可以牵引接触网检测装置，完成接触网自动化检测，提高了检测效率，同时还可以牵引一些设备，该巡检车操作简单，有自动控制与手动控制模式，通过不同的操作按钮，来控制巡检车的行驶方向和行驶速度完成巡检，部分零件可以拆卸，可以方便在铁路上搬运，采用发电机与UPS配合使用，增加续航里程，增加工作时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明后视图；

图3为本发明侧视图；

图4为本发明底盘结构示意图；

图5为本发明底盘仰视图；

图6为本发明座椅结构示意图；

图7为本发明后仓结构示意图；

图8为本发明发电机模块结构示意图；

图9为本发明总体控制图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、车轮；1-1、轮边；2、车外壳；3、车架；4、超声波传感器；5、LED照明灯；6、座椅；6-1、座椅底座；6-2、座椅底板；7、后仓；8、UPS；9、钢轨；10、轮廓灯；11-1、挂钩；11-2、底座；12、排气口；13、操作平台；14、操作按钮；15、显示屏；16、车轮轴；17、支撑件；18、电机外壳；19、驱动桥；20、桥壳；21、联轴器；22、连接件；23、固定件；24、电机轴；25、驱动轴；26、桥壳支撑件；27、发电机模块；27-1、发电机；27-2、发电机支架；27-3、插座；27-4、插销；27-5、滑轮；27-6、滑槽；27-7、发电机支架底板；27-8、挡板；27-9、插销孔；28、底层控制板；29-1、编码器；29-2、编码器固定件；30、激光梁；31、环境相机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1为铁路轨道自动巡检车示意图，其中：车轮1、车外壳2、车架3、超声波传感器4、LED照明灯5、座椅6、后仓7、UPS8、钢轨9。车轮1安装在车架3上，车轮1外侧有轮边1-1，可以保证巡检车在钢轨9上稳定行驶，不会滑落钢轨9，车外壳2安装在车架3上可以挡风、遮阳，为操作人员提供一个舒适的操作环境，车外壳2为塑料材质，通过螺栓与车架3连接，在搬运时可以实现快速拆装；超声波传感器4安装在车外壳2的顶部，左右各1个，用来检测巡检车的前进方向是否存在有障碍物，有时铁路工作人员在检修铁路，超声波传感器4会检测到障碍物，会亮起红色报警灯，蜂鸣器报警，用来警示操作人员与外部工作人员，进行停车操作；LED照明灯5，安装在车外壳2顶部的中间位置，起夜间照明作用，使得巡检车可以在夜间工作；驾驶室内有2个座椅6，可以保证2个操作人员同时操作，座椅为塑料材质，通过螺栓与车架连接，在搬运时可以实现快速拆装；激光梁30安装在车架3的前方，左右安装有2个点激光传感器，可以测量巡检车到钢轨平面的距离，可以检测钢轨的平整度，同时在巡检过程中车体会发生垂直方向的振动，使得巡检车到钢轨平面的距离偏大，激光梁30里安装有加速度传感器，可以计算出激光梁30的振动，校正测量数值，环境相机31安装在车外壳2的顶部，左右各1个，用来拍摄铁轨周围环境，便于后期操作人员的查看；后仓7用来放置发电机模块27及底层控制板28的机构,发电机27给UPS8供电；UPS8用来给巡检车提供电源。

如附图2为铁路轨道自动巡检车示意图，其中：轮廓灯10、挂钩11-1、底座11-2、排气口12。轮廓灯10安装在车架3的后面，左右各一个，与LED照明灯5的配合使用，在夜间作业时用来显示巡检车的外部轮廓，提高安全性；挂钩11-1用来连接巡检车与其他装置，挂钩11-1通过连接件与底座11-2连接，底座11-2固定在车架3的下面，在不需要连接装置时，挂钩11-1可以旋转至车架3下方与钢轨9垂直方向，排气口12主要用来排放发电机27的废气，发电机27给UPS8供电，增加续航里程。

如附图3为铁路轨道自动巡检车示意图，其中：轮边1-1、操作平台13、操作按钮14、显示屏15。车轮1的外侧是轮边1-1结构保证牵引车能够沿着钢轨9稳定行驶；操作平台13安装在驾驶室内，包括操作按钮14、显示屏15，巡检车有2种操作方式，一种是自动控制模式，一种是手动控制模式。巡检车在自动控制模式下，操作人员只需要通过操作按钮14设置行驶方向、距离和行驶速度，行驶速度分为3个挡位，低速、中速、高速，分别为5km/h、10km/h、15km/h，行驶方向为前进和后退，操作平台13会控制巡检车按照设定的速度行驶设定的距离，显示屏15会显示巡检车当前的状态信息，编码器29-1会记录行驶的距离，当行驶距离达到设定值后，操作平台13控制底层控制板28给驱动电机反向PWM波，电刹方式制动巡检车；巡检车在手动控制模式下，操作人员通过操作按钮14可以控制行驶速度和行驶方向，通过不同的操作按钮14，来控制巡检车的行驶方向和行驶速度完成巡检。

如附图4、图5，其中：车轮轴16、支撑件17、电机外壳18、驱动桥19、桥壳20、联轴器21、连接件22、固定件23、电机轴24、驱动轴25、桥壳支撑件26。一种铁路轨道自动巡检车底盘结构图，前轮通过轴承与车轮轴16连接，使得车轮1可以绕车轮轴16旋转，支撑件17主要起支撑作用，其中里面有轴承，车轮轴16与连接件22是一个整体，连接件22与固定件23之间通过螺栓固定，固定件23通过螺栓与车架3固定连接，前轮在后轮驱动力的作用下，作为自由轮，能够沿着钢轨9行驶。

电机安装在电机外壳18里面，通过螺栓固定在车架上，电机轴24通过联轴器21与驱动轴25相连，驱动轴25通过驱动桥19驱动后轮，桥壳支撑件26主要起固定桥壳20的作用，桥壳20里有半轴，用来驱动后车轮。

如附图6一种铁路轨道自动巡检车的座椅结构图，其中：6-1为座椅底座，6-2为座椅底板，29-1为编码器，29-2为编码器固定件。座椅6与座椅底座6-1连接，座椅底座6-1与座椅底板6-2通过螺钉连接在一起，座椅底板6-2通过螺栓固定在车架3上，可以容纳2个操作人员同时操作，座椅的材料为塑料，在搬运时可以快速拆装；编码器29-1安装在后轮驱动轮上，通过29-2编码器固定件固定，编码器固定件29-2通过螺钉固定在后仓7上。

如附图7一种铁路轨道自动巡检车的后仓结构图，其中：发电机模块27、底层控制板28。后仓7用来放置发电机模块27及底层控制板28的机构，发电机27主要给UPS8供电，底层控制板28主要控制电机、超声波传感器4及控制LED照明灯5及轮廓灯10的开启与关闭等，还向操作平台13发送当前工作状态，便于显示屏15的状态显示。

如附图8一种铁路轨道自动巡检车的发电机模块结构图，其中：发电机27-1、发电机支架27-2、插座27-3、插销27-4、滑轮27-5、滑槽27-6、发电机支架底板27-7、挡板27-8、插销孔27-9。发电机27-1通过底板与发电机支架底板27-7通过螺栓连接固定，发电机支架底板27-7固定在发电机支架27-2上，发电机支架27-2下面装有4个滑轮27-5，后仓底板上开有2道滑槽，这样可以使得发电机27-1随着滑轮运动，安装发电机27-1时，通过发电机支架27-2来搬运发电机，先让前面2个滑轮27-5划入滑槽27-6，通过推动发电机支架27-2，使得滑轮27-5在滑槽27-6里滑动，滑槽27-6最里面有限位装置，当发电机支架27-2前面2个滑轮到达限位机构后，会停止运动，然后通过插销27-4和插销孔27-9，固定发电机支架27-2，左右各一个，这样可以实现发电机模块27快速安装和拆卸，其中插销27-4安装在插座27-3里，插座通过螺钉固定在挡板27-8上，挡板27-8通过底座上的螺钉固定在后仓底板上。

如附图9一种铁路轨道自动巡检车总体控制图，操作平台13是操作人员进行操作的对象，上面有开机按键、操作模式按钮、自动控制模式距离输入模块、行驶方向开关、低速开关、中速开关、高速开关、照明灯开关、轮廓灯开关、关机按键，其中开关机按键是控制系统开关机的，操作模式按钮是选择控制模式的可以选择自动控制与手动控制，自动控制模式距离输入模块是输入自动行驶距离，行驶方向开关控制巡检车的方向，包括前进与后退，低速开关、中速开关、高速开关是控制巡检车的速度大小，对应速度为5km/h、10km/h、15km/h，照明灯开关、轮廓灯开关主要是控制照明灯5与轮廓灯10的开启与关闭，底层控制板28主要接收到操作平台的信号，完成相应的操作，它通过电机控制模块运用PID控制算法控制电机，控制LED照明灯5、轮廓灯10、蜂鸣器报警灯的工作与关闭，操作平台13与底层控制板28之间选择RS232协议通信；显示屏上显示当前牵引车的运行状态，采用UPS8供电，发电机给UPS8充电，提高续航里程。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：包括底盘、驾驶室以及后仓(7)，所述底盘包括车轮(1)、车架(3)、车轮轴(16)、支撑件(17)、电机外壳(18)、驱动桥(19)、桥壳(20)、联轴器(21)、连接件(22)、固定件(23)、电机轴(24)、驱动轴(25)、桥壳支撑件(26)、挂钩(11-1)和底座(11-2)，所述驾驶室包括车外壳(2)、超声波传感器(4)、LED照明灯(5)、座椅(6)、轮廓灯(10)、激光梁(30)和环境相机(31)，所述后仓(7)包括发电机模块(27)和底层控制板(28)，

所述车轮(1)安装于车架(3)上，所述车架(3)上安装有车外壳(2)，所述车外壳(2)为塑料材质，通过螺栓与车架(3)相连接，所述超声波传感器(4)安装于车外壳(2)的顶部，左右各一个，所述LED照明灯(5)安装于车外壳(2)的顶部中间位置，在所述驾驶室内设有二个座椅(6)，所述轮廓灯(10)安装在车架(3)的后侧，左右各一个，

所述驾驶室内还安装有操作平台(13)、操作按钮(14)和显示屏(15)，所述车轮(1)包括前轮和后轮，所述车架(3)的底部两侧通过螺栓固定有固定件(23)，所述固定件(23)上通过螺栓固定有连接件(22)，所述连接件(22)和前轮之间设有固定于车架(3)上的支撑件(17)，所述支撑件(17)的内部轴承内贯穿有车轮轴(16)，所述车轮轴(16)的一端与前轮相连接，另一端与连接件(22)一体连接，所述电机外壳(18)通过螺栓固定在车架(3)的底部，所述电机外壳(18)安装有电机，电机的电机轴(24)通过联轴器(21)与驱动轴(25)相连接，所述驱动轴(25)通过驱动桥(19)驱动后轮，所述驱动桥(19)安装于桥壳(20)内，所述车架(3)的底部位于后轮一侧设有固定桥壳(20)的桥壳支撑件(26)，

所述后轮上还安装有编码器(29-1)，所述编码器(29-1)通过编码器固定件(29-2)进行固定，所述编码器固定件(29-2)通过螺钉固定在后仓(7)上，所述发电机模块(27)给UPS(8)供电，所述底层控制板(28)主要控制电机、超声波传感器(4)、LED照明灯(5)以及轮廓灯(10)的开启与关闭，还向操作平台(13)发送当前的工作状态，以通过显示屏(15)进行状态显示，所述激光梁(30)安装在车架(3)的前方，左右安装有两个点激光传感器，所述环境相机(31)安装在车外壳(2)的顶部，左右各一个。

2.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述车轮(1)的外侧设有轮边(1-1)。

3.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述座椅(6)为塑料材质，包括座椅底座(6-1)和座椅底板(6-2)，所述座椅底座(6-1)和座椅底板(6-2)之间通过螺钉相连接，所述座椅底板(6-2)通过螺栓固定在车架(3)上。

4.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述的巡检车有两种操作方式，一种是自动控制模式，一种是手动控制模式，巡检车在自动控制模式下，操作人员只需要通过操作按钮(14)设置行驶方向、距离和行驶速度，行驶速度分为三个挡位，低速、中速、高速，分别为5km/h、10km/h、15km/h，行驶方向为前进和后退，操作平台(13)会控制巡检车按照设定的速度行驶设定的距离，显示屏(15)会显示巡检车当前的状态信息，所述编码器(29-1)会记录行驶的距离，当行驶距离达到设定值后，操作平台(13)控制底层控制板(28)给驱动电机反向PWM波，电刹方式制动巡检车；巡检车在手动控制模式下，操作人员通过操作按钮(14)可以控制行驶速度和行驶方向，通过不同的操作按钮(14)，来控制巡检车的行驶方向和行驶速度完成巡检。

5.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述发电机模块(27)包括发电机(27-1)、发电机支架(27-2)、插座(27-3)、插销(27-4)、滑轮(27-5)、滑槽(27-6)、发电机支架底板(27-7)、挡板(27-8)、插销孔(27-9)，所述发电机(27-1)通过底板与发电机支架底板(27-7)通过螺栓连接固定，所述发电机支架底板(27-7)固定在发电机支架(27-2)上，所述发电机支架(27-2)的下面装有四个滑轮(27-5)，所述后仓(7)底板上开有两道滑槽(27-6)，所述滑轮(27-5)可滑动连接于滑槽(27-6)内，所述后仓(7)底板上位于发电机支架(27-2)的两侧通过螺钉固定有挡板(27-8)，所述挡板(27-8)上安装有插座(27-3)，所述插座(27-3)内设有插销(27-4)，所述发电机支架(27-2)的左右两侧均设有与插销(27-4)相配合的插销孔(27-9)。

6.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述操作平台(13)上设有开机按键、操作模式按钮、自动控制模式距离输入模块、行驶方向开关、低速开关、中速开关、高速开关、照明灯开关、轮廓灯开关、关机按键，所述底层控制板(28)用于接收操作平台(13)的信号，通过电机控制模块运用PID控制算法控制电机，控制照明灯、轮廓灯、蜂鸣器报警灯的工作与关闭，操作平台与底层控制板之间选择RS232协议通信；显示屏上显示当前牵引车的运行状态，采用UPS供电，发电机给UPS充电。

7.根据权利要求6所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：

所述开机按键、关机按键用于控制系统开关机，

所述操作模式按钮用于选择控制模式的可以选择自动控制与手动控制，

所述自动控制模式距离输入模块用于输入自动行驶距离，

所述行驶方向开关用于控制巡检车的方向，包括前进与后退，

所述低速开关、中速开关、高速开关是控制巡检车的速度大小，对应速度为5km/h、10km/h、15km/h，

所述照明灯开关、轮廓灯开关用于控制照明灯与轮廓灯的开启与关闭。

8.根据权利要求1所述的一种铁路轨道自动巡检车，其特征在于：所述车架(3)的后侧还设有挂钩(11-1)，所述挂钩(11-1)通过连接件与底座(11-2)相连接，所述底座(11-2)固定在车架(3)的下面，所述车架(3)的后侧还设有排气口(12)。

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