CN111267884B - 一种隧道轨道检测机器人的行进机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道轨道检测机器人的行进机构，所述隧道轨道检测机器人设置有车架，所述车架的两端一一对应设置有与道轨限位滑动、且结构相同的第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构包括驱动箱，设置在驱动箱内、且与车架固定连接的第一车架安装座和第二车架安装座，固定在驱动箱上、且沿轨道方向行进的轮毂电机，设置在驱动箱的底部、且与轮毂电机匹配限位在轨道上的第二轴承，滑动接触在轨道上、且轴承端部贯穿驱动箱设置的被动轮，设置驱动箱的底部、且与被动轮匹配限位在轨道上的第一轴承，以及固定在驱动箱上、且采用电缆与轮毂电机连接的连接端口。所述车架为互相平行布设的两根支撑柱。

Description

一种隧道轨道检测机器人的行进机构

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，尤其是一种隧道轨道检测机器人的行进机构。

背景技术

随着铁路工程的不断发展，铁路里程也不断增加；根据铁路检测维护的要求，需要对铁路线进行定期或/和不定期检测，目前，现有技术中的铁路线多采用人工或者半自动检测，其检测效率极低，且需要较长的时间；与此同时，现有技术中的隧道轨道的轨道检测和轨道管片表面缺陷检测为独立且分开的，且轨道管片表面缺陷检测设备较为复杂；不仅如此，现有技术中的一些铁路线检测设备功能较为简单，无法实现对轨道板、接触网、隧道拱顶、轨道附属结构的高效全面缺陷检测。

为此，申请人特提出了一种隧道轨道检测机器人，其包括车架，一一对应固定在车架的两端、并与道轨限位滑动、且结构相同的第一驱动机构和第二驱动机构，底部与第一驱动机构固定连接、且用于拍摄轨道一侧的图像的第一轨道面采集组件，底部与第二驱动机构固定连接、用于拍摄轨道另一侧的图像、且与第一轨道面采集组件结构相同的第二轨道面采集组件，底部固定在车架的中部、用于拍摄隧道拱顶的图像的拱顶采集组件，以及跨接固定在车架上、且分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第一轨道面采集组件、拱顶采集组件和第二轨道面采集组件电气连接的电子仓。但是，现有技术中暂无与之匹配的行进机构。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种隧道轨道检测机器人的行进机构，本发明采用的技术方案如下：

一种隧道轨道检测机器人的行进机构，所述隧道轨道检测机器人设置有车架，所述车架的两端一一对应设置有与道轨限位滑动、且结构相同的第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构包括驱动箱，设置在驱动箱内、且与车架固定连接的第一车架安装座和第二车架安装座，固定在驱动箱上、且沿轨道方向行进的轮毂电机，设置在驱动箱的底部、且与轮毂电机匹配限位在轨道上的第二轴承，滑动接触在轨道上、且轴承端部贯穿驱动箱设置的被动轮，设置驱动箱的底部、且与被动轮匹配限位在轨道上的第一轴承，以及固定在驱动箱上、且采用电缆与轮毂电机连接的连接端口；

所述车架为互相平行布设的两根支撑柱，支撑柱的端部与第一车架安装座和第二车架安装座一一对应固定连接。

进一步地，所述第一驱动机构还包括设置在驱动箱内、且与被动轮的轴承端部同轴连接的主动齿轮，与主动齿轮啮合连接的从动齿轮，以及固定在驱动箱内、且与从动齿轮同轴连接的编码器。

进一步地，所述第一驱动机构还包括设置在驱动箱内的轨道采集安装座。

优选地，所述第一驱动机构还包括设置在驱动箱的顶部的吊耳。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙地采用平行布设的两根支撑柱作为车架，并且利用电子仓作为跨接连接组件；如此一来，既能保证支撑连接强度，又能减轻重量；与此同时，驱动机构内设置有与支撑柱固定连接的车架安装座，其连接可靠。

(2)本发明巧妙地采用轮毂电机作为行进驱动，并且利用轮毂电机与第一轴承、被动轮与第二轴承在轨道上限位滑动，保证隧道轨道检测机器人的行进机构沿轨道方向移动；另外，本发明中的第一驱动机构的轮毂电机与第二驱动机构的轮毂电机对角布设，其保证隧道轨道检测机器人的行进机构能沿轨道方向前进、后退；

(3)本发明在驱动箱内设置有编码器，以记录隧道轨道检测机器人的行进机构的位置，便于记录轨道或/和拱顶缺陷的位置，为后期检修维护提供保障；

(4)本发明通过设置第一轨道面采集组件和第二轨道面采集组件，以拍摄轨道两侧的图像；另外，本发明还设置有补光灯，以保证能拍摄到清晰的轨道图像；

(5)本发明通过设置相机及光源支架、导电滑环和拱顶相机，并利用旋转驱动电机驱动拱顶相机，以实现多角度拱顶图像拍摄；在简化设备的同时，也能保证隧道拱顶管片图像拍摄齐全；

综上所述，本发明具有结构简单、功能齐全、设备投入成本低等优点，在轨道检测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的车架与驱动机构结构示意图。

图3为本发明的结构示意图(去电子仓)。

图4为本发明的驱动机构结构示意图(一)。

图5为本发明的驱动机构结构示意图(二)。

图6为本发明的轨道面采集组件结构示意图。

图7为本发明的拱顶采集组件结构示意图(一)。

图8为本发明的拱顶采集组件结构示意图(二)。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-车架，2-电子仓，3-第一驱动机构，4-第二驱动机构，5-第一轨道面采集组件，6-拱顶采集组件，7-第二轨道面采集组件，20-箱体，21-电池组，22-电路板，30-驱动箱，31-轮毂电机，32-被动轮，36-轨道采集安装座，37-连接端口，38-吊耳，51-轨道采集安装支架，52-相机安装板，53-轨道面相机，54-补光灯及散热器，61-第一拱顶采集组件支架，62-第二拱顶采集组件支架，63-拱顶相机安装座，64-驱动安装座，65-旋转驱动电机，67-相机及光源支架，69-导电滑环，331-主动齿轮，332-从动齿轮，333-编码器，341-第一车架安装座，342-第二车架安装座，351-第一轴承，352-第二轴承，661-第一齿轮，662-第二齿轮，681-第一拱顶相机，682-第二拱顶相机。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图8所示，本实施例提供了一种隧道轨道检测机器人，其沿道轨方向行进(前进或后退)。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的；不仅如此，本实施例的电路板为购买所得，且其控制方法为现有常规技术，在此就不予赘述。

在本实施例中，该隧道轨道检测机器人包括车架1，一一对应固定在车架1的两端、并与道轨限位滑动、且结构相同的第一驱动机构3和第二驱动机构4，底部与第一驱动机构3固定连接、且用于拍摄轨道一侧的图像的第一轨道面采集组件5，底部与第二驱动机构4固定连接、用于拍摄轨道另一侧的图像、且与第一轨道面采集组件5结构相同的第二轨道面采集组件7，底部固定在车架1的中部、用于拍摄隧道拱顶的图像的拱顶采集组件6，以及跨接固定在车架1上、且分别与第一驱动机构3、第二驱动机构4、第一轨道面采集组件5、拱顶采集组件6和第二轨道面采集组件7电气连接的电子仓2。其中，所述车架1为互相平行布设的两根支撑柱，支撑柱的端部与第一车架安装座341和第二车架安装座342一一对应固定连接。

在本实施例中，电子仓2包括跨接固定在车架1上的箱体20，以及设置在箱体20内、且分别与第一驱动机构3、第二驱动机构4、第一轨道面采集组件5、拱顶采集组件6和第二轨道面采集组件7电气连接的电池组21和电路板22。其中，电池组21为轮毂电机31、相机、补光灯、旋转驱动电机和电路板等提供电源，并且利用电路板22(内嵌入有芯片)控制机器人行进和拍照(现有常规程序)。

在本实施例中，为了驱动机器人沿轨道方向行进，并且记录机器人行进的位置，以便于后期查找缺陷位置；本实施例巧妙地设置了第一驱动机构3和第二驱动机构4，由于第一驱动机构3和第二驱动机构4的结构相同、且对角对称设置；在此仅以第一驱动机构3为例说明其结构，该第一驱动机构3包括驱动箱30，设置在驱动箱30内、且与车架1固定连接的第一车架安装座341和第二车架安装座342，固定在驱动箱30上、且沿轨道方向行进的轮毂电机31，设置在驱动箱30的底部、且与轮毂电机31匹配限位在轨道上的第二轴承352，滑动接触在轨道上、且轴承端部贯穿驱动箱30设置的被动轮32，设置驱动箱30的底部、且与被动轮32匹配限位在轨道上的第一轴承351，固定在驱动箱30上、且采用电缆分别与轮毂电机31和电子仓2连接的连接端口37，设置在驱动箱30内、且与被动轮32的轴承端部同轴连接的主动齿轮331，与主动齿轮331啮合连接的从动齿轮332，固定在驱动箱30内、且与从动齿轮332同轴连接的编码器333，设置在驱动箱30内的轨道采集安装座36，以及设置在驱动箱30的顶部的吊耳38。在本实施例中，第一轴承351和第二轴承352卡在轨道的内侧，且轮毂电机31和被动轮32放置在轨道面上。

为了获取轨道面的图像，通过设置结构相同的第一轨道面采集组件5和第二轨道面采集组件7；其中，第一轨道面采集组件5包括底部固定在第一驱动机构3上的轨道采集安装支架51(轨道采集安装支架51与轨道方向的夹角为45°)，固定在轨道采集安装支架51的顶部的相机安装板52，以及垂直向下安装在相机安装板52上的补光灯及散热器54和轨道面相机53。为了保证轨道拍摄的图像的清晰度，本实施例巧妙地采用补光灯进行补偿光照。另外，拱顶采集组件6包括底部固定在车架1上、且共同组成八字形状的第一拱顶采集组件支架61和第二拱顶采集组件支架62，固定在第一拱顶采集组件支架61和第二拱顶采集组件支架62的顶部、沿轨道方向布设、且呈U形状的拱顶相机安装座63，设置在拱顶相机安装座63的一侧的驱动安装座64，从下至上贯穿固定在驱动安装座64上的旋转驱动电机65，设置旋转驱动电机65顶部的第一齿轮661，与第一齿轮661啮合连接、并将水平方向旋转转换成纵向圆周旋转的第二齿轮662，设置在拱顶相机安装座63的U形状之间的导电滑环69和相机及光源支架67，以及固定在相机及光源支架67上的第一拱顶相机681和第二拱顶相机682；所述相机及光源支架67设置两片，且第一拱顶相机681和第二拱顶相机682夹持在两片相机及光源支架67之间。在本实施例中，旋转驱动电机65驱动第一齿轮661和第二齿轮662旋转，并带动第一拱顶相机681和第二拱顶相机682沿隧道径向方向旋转；另外，本实施例的导电滑环69为成熟部件，电线数据线通过导电滑环接入，才能保证旋转的第一拱顶相机681和第二拱顶相机682的数据传输，本实施例并未对其内部进行改进，在此就不予赘述。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种隧道轨道检测机器人的行进机构，其特征在于，所述隧道轨道检测机器人设置有车架(1)，所述车架(1)的两端一一对应设置有与道轨限位滑动、且结构相同的第一驱动机构(3)和第二驱动机构(4)；所述第一驱动机构(3)包括驱动箱(30)，设置在驱动箱(30)内、且与车架(1)固定连接的第一车架安装座(341)和第二车架安装座(342)，固定在驱动箱(30)上、且沿轨道方向行进的轮毂电机(31)，设置在驱动箱(30)的底部、且与轮毂电机(31)匹配限位在轨道上的第二轴承(352)，滑动接触在轨道上、且轴承端部贯穿驱动箱(30)设置的被动轮(32)，设置驱动箱(30)的底部、且与被动轮(32)匹配限位在轨道上的第一轴承(351)，以及固定在驱动箱(30)上、且采用电缆与轮毂电机(31)连接的连接端口(37)；

所述车架(1)为互相平行布设的两根支撑柱，支撑柱的端部与第一车架安装座(341)和第二车架安装座(342)一一对应固定连接；

所述第一驱动机构(3)还包括设置在驱动箱(30)内、且与被动轮(32)的轴承端部同轴连接的主动齿轮(331)，与主动齿轮(331)啮合连接的从动齿轮(332)，以及固定在驱动箱(30)内、且与从动齿轮(332)同轴连接的编码器(333)；

所述第一驱动机构(3)还包括设置在驱动箱(30)内的轨道采集安装座(36)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道轨道检测机器人的行进机构，其特征在于，所述第一驱动机构(3)还包括设置在驱动箱(30)的顶部的吊耳(38)。

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