CN112304232A - 轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人 - Google Patents

轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人。轨道数据的测量装置，包括：支架、处理器和检测传感器组件，检测传感器组件位于支架上，检测传感器组件与处理器连接；检测传感器组件包括第一检测传感器和第二检测传感器，第一检测传感器用于检测第一距离，第二检测传感器用于检测第二距离，处理器用于根据第一距离、第二距离和第一检测传感器与第二检测传感器之间的距离计算第三距离，第三距离为两个轨道之间的距离。本发明提供的轨道数据的测量装置，通过自动测量数据和处理数据，提高数据测量的效率，且提高数据测量的准确性。

Description

轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人
技术领域
本发明实施例涉及数据测量技术领域，尤其涉及一种轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人。
背景技术
随着铁路技术的不断发展，铁路里程逐年增加，铁路维护工作成为保证铁路畅通的重要工作之一。铁路维护工作中，需要测量两个轨道之间的距离等一些关键数据。
在实际中，两个轨道高度不一致。测量两个轨道之间的距离时，将软尺的一端放置在一个轨道的表面，软尺的另一端放置在另一个轨道的表面，通过软尺测量两个轨道之间的距离，同时通过角度尺测量位于两个轨道之间的软尺与水平线时间的夹角，通过两个轨道之间的软尺与水平线构成一个直角三角形，通过三角函数计算两个轨道之间的距离。
但是，人工测量数据的效率低，且测量的数据不准确。
发明内容
本发明实施例提供一种轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人，通过自动测量数据和处理数据，提高数据测量的效率，且提高数据测量的准确性。
第一方面，本发明提供的一种轨道数据的测量装置，包括：支架、处理器和检测传感器组件，检测传感器组件位于支架上，检测传感器组件与处理器连接；
检测传感器组件包括第一检测传感器和第二检测传感器，第一检测传感器用于检测第一距离，第一距离为第一个轨道与第一检测传感器之间的距离，第二检测传感器用于检测第二距离，第二距离为第二个轨道与第二检测传感器之间的距离；
处理器用于根据第一距离、第二距离和第一检测传感器与第二检测传感器之间的距离计算第三距离，第三距离为两个轨道之间的距离。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，还包括支撑架，支撑架与支架连接，支架可折叠，第一检测传感器和第二检测传感器位于支架的下方，第二检测传感器位于支撑架上。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，第一检测传感器和第二检测传感器为激光传感器，第一检测传感器发出的激光束和第二检测传感器发出的激光束位于同一条直线上。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第三检测传感器，第三检测传感器用于检测第一夹角，第一夹角为当支架放置在相对的两个轨道上时，支架与水平面之间的夹角；
处理器用于根据第一夹角和第三距离计算第四距离，第四距离为两个轨道的表面的高度差。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第四检测传感器；
支架上具有升降机构，升降机构与处理器连接，各第四检测传感器位于升降机构上，以通过升降机构驱动各第四检测传感器沿竖直方向移动，第四检测传感器用于检测第五距离，第五距离为列车站台的表面与第四检测传感器之间的距离；
处理器用于根据第一夹角、第五距离和第一高度计算第二高度，其中，第一高度为检测到列车站台的表面的第四检测传感器距轨道的表面的高度，第二高度为列车站台距轨道的表面的高度；
处理器用于根据第一夹角、第三距离、第五距离和第一高度计算第六距离，第六距离为列车站台的侧面与相对的两个轨道的中心之间的距离。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，还包括第一报警装置和第一控制器，第一报警装置和第一控制器位于支架上，第一控制器和各第四检测传感器与第一报警装置连接，当第六距离小于第一预设值时，第一控制器控制第一报警装置发出报警提示。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，第四检测传感器的数量为至少两个，第四检测传感器为激光传感器，各第四检测传感器发出的激光束位于同一竖直平面内，各第四检测传感器与水平面的夹角不同。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第五检测传感器，第五检测传感器用于检测第七距离，第七距离为第五检测传感器与列车站台的雨棚之间的距离，
处理器用于根据第一夹角、第五检测传感器与轨道的表面之间的距离和第七距离计算第八距离，第八距离为雨棚与轨道的表面之间的距离。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，还包括存储器，处理器和检测传感器组件与存储器连接。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，第五检测传感器与第四检测传感器位于支架的不同侧面。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，第五检测传感器为雷达，雷达扫描范围为-135゜～135゜。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量装置，还包括第二报警装置和第二控制器，第二报警装置和第二控制器位于支架上，第二控制器和第五检测传感器与第二报警装置连接，当第八距离小于第二预设值时，第二控制器控制第二报警装置发出报警提示。
第二方面，本发明提供了一种轨道巡检机器人，包括上述的轨道数据的测量装置，支架、处理器和检测传感器组件位于轨道巡检机器人上；
轨道巡检机器人具有至少两个相互平行的运动轴，各运动轴位于轨道的表面且可沿轨道的表面移动，运动轴包括第一连接轴和与第一连接轴连接的第二连接轴。
第三方面，本发明提供了一种轨道数据的测量方法，采用上述的轨道数据的测量装置，方法包括：
检测第一距离，第一距离为第一个轨道与第一检测传感器之间的距离；
检测第二距离，第二距离为第二个轨道与第二检测传感器之间的距离；
根据第一距离、第二距离和第一检测传感器与第二检测传感器之间的距离计算第三距离，第三距离为两个轨道之间的距离。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量方法，轨道数据的测量装置包括第三检测传感器；
方法还包括：
检测第一夹角，第一夹角为当支架放置在相对的两个轨道上时，支架与水平面之间的夹角；
根据第一夹角和第三距离计算第四距离，第四距离为两个轨道的表面的高度差。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量方法，轨道数据的测量装置包括升降机构和第四检测传感器；
方法还包括：
通过升降机构移动第四检测传感器，以检测第五距离，第五距离为列车站台的表面与第四检测传感器之间的距离；
根据第一夹角、第五距离和第一高度计算第二高度，其中，第一高度为检测到列车站台的表面的第四检测传感器距轨道的表面的高度，第二高度为列车站台距轨道的表面的高度；
根据第一夹角、第三距离、第五距离和第一高度计算第六距离，第六距离为列车站台的侧面与相对的两个轨道的中心之间的距离。
作为一种可选的方式，本发明提供的轨道数据的测量方法，轨道数据的测量装置包括第五检测传感器；
方法还包括：
检测第七距离，第七距离为第五检测传感器与列车站台的雨棚之间的距离，
根据第一夹角、第五检测传感器与轨道的表面之间的距离和第七距离计算第八距离，第八距离为雨棚与轨道的表面之间的距离。
本发明实施例提供的轨道数据的测量装置及方法、轨道巡检机器人，轨道数据的测量装置通过设置处理器、第一检测传感器和第二检测传感器，第一检测传感器检测第一距离，第一距离为第一个轨道与第一检测传感器之间的距离，第二检测传感器检测第二距离，第二距离为第二个轨道与第二检测传感器之间的距离，处理器根据第一距离、第二距离和第一检测传感器与第二检测传感器之间的距离计算两个轨道之间的距离，提高了数据测量的效率，且提高了数据测量的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中支架、第一检测传感器、第二检测传感器和第三检测传感器的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算两个轨道的表面的高度差的示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中第四检测传感器和升降机构的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中第四检测传感器、第五检测传感器和升降机构的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算列车站台的高度和列车站台的侧面与相对的两个轨道的中心之间的距离的示意图；
图7为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算第五检测传感器与雨棚之间的距离的示意图；
图8为本发明一实施例提供的一种轨道巡检机器人的结构示意图；
图9为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图；
图10为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图；
图11为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图；
图12为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图。
附图标记说明
10-支架；11-升降机构；20-处理器；31-第一检测传感器；32-第二检测传感器；33-第三检测传感器；34-第四检测传感器；35-第五检测传感器；40-轨道；50-支撑架；60-列车站台；70-雨棚；80-运动轴；
α-第一夹角；β-第二夹角；H1-第一距离；H2-第一距离；H3-第三距离；H4-第四距离；H5-第五距离；H6-第六距离；H7-第七距离；H8-第八距离；G1-第一高度；G2-第二高度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明说明书的描述中，需要理解的是，术语“表面”、“侧面”、“下方”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。
在本发明说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图1为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中支架、第一检测传感器、第二检测传感器和第三检测传感器的结构示意图。参见图1和图2所示，本发明实施例提供的一种轨道数据的测量装置，包括：支架10、处理器20和检测传感器组件，检测传感器组件位于支架10上，检测传感器组件与处理器20连接。
检测传感器组件包括第一检测传感器31和第二检测传感器32，第一检测传感器31用于检测第一距离H1，第一距离H1为第一个轨道40与第一检测传感器31之间的距离，第二检测传感器32用于检测第二距离H2，第二距离H2为第二个轨道40与第二检测传感器32之间的距离；
处理器20用于根据第一距离H1、第二距离H2和第一检测传感器31与第二检测传感器32之间的距离计算第三距离H3，第三距离H3为两个轨道40之间的距离。
具体的，将第一检测传感器31和第二检测传感器32均安装在支架10上，第一检测传感器31和第二检测传感器32之间的距离固定。当支架10放置在两个轨道40上时，第一检测传感器31与第一个轨道40的内侧壁的上方相对，以检测第一距离H1；第二检测传感器32与第二个轨道40的内侧壁的上方相对，以检测第二距离H2，第三距离H3为第一距离H1、第二距离H2和第一检测传感器31与第二检测传感器32之间的距离之和。
在实际测量中，第三距离H3的检测精度要求在0.5mm以内。因此，在本实施例中，通过设置第一检测传感器31和第二检测传感器32，第一检测传感器31和第二检测传感器32靠近轨道40的内侧壁，以减小第一检测传感器31和第二检测传感器32的测量误差。
本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，通过设置处理器20、第一检测传感器31和第二检测传感器32，第一检测传感器31检测第一距离H1，第一距离H1为第一个轨道40与第一检测传感器31之间的距离，第二检测传感器32检测第二距离H2，第二距离H2为第二个轨道40与第二检测传感器32之间的距离，处理器20根据第一距离H1、第二距离H2和第一检测传感器31与第二检测传感器32之间的距离计算两个轨道40之间的距离，提高了数据测量的效率，且提高了数据测量的准确性。
轨道40之间的距离为1400mm左右，当支架10放置在轨道40上时，支架10长度需大于轨道40之间的距离，这样，导致本发明实施例提供的轨道数据的测量装置不方便携带和运输。因此，在一些实施例中，还包括支撑架50，支撑架50与支架10连接，支架10可折叠，第一检测传感器31和第二检测传感器32位于支架10的下方，第二检测传感器32位于支撑架50上。
在具体实现时，可将支架10分为相互铰接的两部分，在铰接处转动任一部分，以使支架10可折叠，也可采用其它可折叠的结构，本实施例在此不做限定。支撑架50可以为直角三角形，支撑架50的一个直角处于水平的状态且边朝向轨道40延伸，并靠近轨道40，第二检测传感器32连接在支撑架50靠近轨道40的直角边，通过支撑架50稳固支撑第二检测传感器32。支撑架50可沿支架10转动，使支撑架50处于竖直的状态，并通过固定件或者固定结构固定支撑架50，在第二检测传感器32处于非工作状态时，避免支撑架50占据空间，同时支架10可折叠，这样，方便运输和携带本发明实施例提供的轨道数据的测量装置。
可选的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，第一检测传感器31和第二检测传感器32为激光传感器，具体的，第一检测传感器31和第二检测传感器32为近距离激光传感器，第一检测传感器31发出的激光束和第二检测传感器32发出的激光束位于同一条直线上。也就是说，第一检测传感器31和第二检测传感器32并排设置，这样，便于测量第一检测传感器31和第二检测传感器32之间的距离。为了便于安装，第一检测传感器31和第二检测传感器32也可以错开设置，通过三角函数计算第一检测传感器31和第二检测传感器32并排之间的距离。
图3为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算两个轨道的表面的高度差的示意图。参见图1至图3所示，轨道40的关键数据还包括两个轨道40的表面的高度差，进一步的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第三检测传感器33，第三检测传感器33用于检测第一夹角α，第一夹角α为当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角；
处理器20用于根据第一夹角α和第三距离H3计算第四距离H4，第四距离H4为两个轨道40的表面的高度差。
具体的，第三检测传感器33为角度传感器。当支架10放置在相对的两个轨道40上时，由于两个轨道40的表面存在的高度差，使支架10相对于水平面倾斜，通过角度传感器测量当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角，通过公式(一)计算第四距离H4；
H4＝H3×sinα 公式(一)
公式(一)中，H4为第四距离，即为两个轨道的表面的高度差；
H3为第三距离，即为两个轨道40之间的距离。
α为第一夹角，即当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角。
图4为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中第四检测传感器和升降机构的结构示意图；图5为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中第四检测传感器、第五检测传感器和升降机构的结构示意图；图6为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算列车站台的高度和列车站台的侧面与相对的两个轨道的中心之间的距离的示意图。参见图4至图5所示，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第四检测传感器34；
支架10上具有升降机构11，各第四检测传感器34位于升降机构11上，以通过升降机构11驱动各第四检测传感器34沿竖直方向移动，第四检测传感器34用于检测第五距离H5，第五距离H5为列车站台60的表面与第四检测传感器34之间的距离；
处理器20用于根据第一夹角α、第五距离H5和第一高度G1计算第二高度G2，其中，第一高度G1为检测到列车站台60的表面的第四检测传感器34距轨道40的表面的高度，第二高度G2为列车站台60的距轨道40的表面的高度；
处理器20用于根据第一夹角α、第三距离H3、第五距离H5和第一高度G1计算第六距离H6，第六距离H6为列车站台60的侧面与相对的两个轨道40的中心之间的距离。
具体的，升降机构11与处理器20连接，升降机构11可以为包括伺服电机和与伺服电机连接的滑块，在支架10上设置滑轨，且滑轨沿竖直方向设置，第四检测传感器34设置在滑块上，伺服电机驱动滑动沿滑轨滑动，以使第四检测传感器34沿竖直方向上下移动，伺服电机可以精确地控制旋转圈数，从而确定第四检测传感器34沿滑轨滑动的距离，结合升降机构11安装在支架10上与轨道40的表面之间的固定高度，处理器20即可计算出第一高度G1。
示例性的，升降机构11在初始状态下(升降机构11升降的中间位置)的距离轨道40的表面之间的距离固定，设升降机构11在初始状态下(升降机构11升降的中间位置)的距离轨道40的表面之间的距离为A，伺服电机正转驱动第四检测传感器34向上移动，第四检测传感器34向上移动检测到列车站台60的表面，此时G1为A与第四检测传感器34沿滑轨滑动的距离之和，伺服电机反转驱动第四检测传感器34向下移动，第四检测传感器34向下移动检测到列车站台60的表面，此时G1为A与第四检测传感器34沿滑轨滑动的距离之差。
升降机构11可以为液压缸，液压缸的底座与支架10连接，液压缸的活塞杆上连接第四检测传感器34，当液压缸工作时，液压缸的活塞杆驱动第四检测传感器34沿竖直方向上下移动，其中，第四检测传感器34朝向列车站台60，且第四检测传感器34与竖直方向垂直。或者升降机构11为直线电机，在本实施例中对升降机构11的结构不进行限定，采用现有的可使第四检测传感器34沿竖直方向上下移动的升降机构11即可。为了确定第一高度G1，可以在设置距离传感器，以确定液压缸的活塞杆的移动距离，或者直线电机的移动距离，从而确定第四检测传感器34沿滑轨滑动的距离。
其中，通过公式(二)计算第二高度G2，
G2＝sinα×H5+cosα×G1 公式(二)
公式(二)中，α为第一夹角，即当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角。
H5为第五距离，即列车站台60的表面与第四检测传感器34之间的距离。
G1为第一高度，即当第四检测传感器34检测到列车站台60的表面时，升降机构11距轨道40的表面的高度。
G2为第二高度，即列车站台60的表面距轨道40的表面的高度。
公式(二)中，α通过第三检测传感器33检测，H5通过第四检测传感器34检测，
其中，通过公式(三)计算第二高度H6，
H6＝cosα×H5-sinα×G1+H3÷2 公式(三)
公式(三)中，α为第一夹角，即当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角。
H5为第五距离，即列车站台60的表面与第四检测传感器34之间的距离。
G1为第一高度，即检测到列车站台60的表面的第四检测传感器34距轨道40的表面的高度。
H3为第三距离，即两个轨道40的之间的距离。
H6为第六距离，即列车站台60的侧面与相对的两个轨道40的中心之间的距离。
测量第六距离H6，即列车站台60的侧面与相对的两个轨道40的中心之间的距离，为了避免列车难以正常通过列车站台60或者在列车停靠后难以打开列车车门。进一步的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，还包括第一报警装置(图中未示出)和第一控制器(图中未示出)，第一报警装置和第一控制器位于支架10上，第一控制器和各第四检测传感器34与第一报警装置连接，当第六距离H6小于第一预设值时，第一控制器控制第一报警装置发出报警提示。当第六距离H6小于第一预设值时，表示列车难以正常通过列车站台60或者在列车停靠后难以打开列车车门，例如列车站台60的侧面具有异物，此时发出报警提示，以提示轨道检修人员进行故障处理。
其中，报警提示可以通过单独的报警器进行声/光报警提示，也可以由显示屏幕进行显示。
在实际中，列车站台60的高度不同，为了适应不同高度的列车站台60，且缩短测量时间，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，第四检测传感器34的数量为至少两个，第四检测传感器34为激光传感器，具体的，第四检测传感器34为远距离激光传感器。各第四检测传感器34发出的激光束位于同一竖直平面内，各第四检测传感器34与水平面的夹角不同。
具体的，各第四检测传感器34之间的角度间隔可以相同，也可以不同，在安装各第四检测传感器34时，记录各第四检测传感器34即可，本实施例在此不做限定2。通过设置至少两个第四检测传感器34，这样，升降机构11进行较小的移动，与列车站台60距离较近的第四检测传感器34即可及时的检测到列车站台60的表面，缩短第四检测传感器34测量列车站台60的表面的时间。
其中，第四检测传感器34与水平面的夹角为第二夹角β，随着第四检测传感器34的位置不同，第二夹角β的数值也不同。
当第四检测传感器34与水平面之间具有夹角时，通过公式(四)计算第二高度G2，
G2＝sin(α+β)×H5+cosα×G1 公式(四)
公式(二)中对α、H5和G1的含义进行了详细说明，此处不在赘述。
公式(四)中，β为第二夹角，即检测到列车站台60的表面的第四检测传感器34与水平面的夹角。
当第四检测传感器34与水平面之间具有夹角时，通过公式(五)计算第二高度H6，
H6＝cos(α+β)×H5-sinα×G1+H3÷2 公式(五)
公式(三)中对α、H5、G1和H3的含义进行了详细说明，此处不在赘述。公式(五)中，β为第二夹角，即检测到列车站台60的表面的第四检测传感器34与水平面的夹角。
图7为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量装置中计算第五检测传感器与雨棚之间的距离的示意图。参见图1和图7所示，列车站台60的雨棚70的高度也为铁路维护的关键数据之一。进一步的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，检测传感器组件还包括第五检测传感器35，第五检测传感器35用于检测第七距离H7，第七距离H7为第五检测传感器35与列车站台60的雨棚70之间的距离，
处理器20用于根据第一夹角α、第五检测传感器35与轨道40的表面之间的距离和第七距离H7计算第八距离H8，第八距离H8为雨棚70与轨道40的表面之间的距离。
其中，通过公式(六)计算第八距离H8；
H8＝cosα×B+H7 公式(六)
公式(六)中，α为第一夹角，即当支架10放置在相对的两个轨道40上时，支架40与水平面之间的夹角。
H7为第七距离，即第五检测传感器35与列车站台60的雨棚70之间的距离。
B为第五检测传感器35与轨道40的表面之间的距离，B也可称为第五检测传感器35的安装距离，即第五检测传感器35与支架10底部之间的距离。
需要说明的是，结合图1至图7，上述公式(一)至公式(六)为靠近列车站台60的轨道40的高度大于远离列车站台60的轨道40的高度情况进行描述，此时设定第一夹角α为正值。当靠近列车站台60的轨道40的高度小于远离列车站台60的轨道40的高度，此时第一夹角α为负值。
列车站台60的雨棚70通常为弧形，需要检测多个位置，以确定列车是否能安全通过。进一步的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，第五检测传感器35为雷达，雷达扫描范围为-135゜～135゜。
第五检测传感器35在其扫描范围内检测多个数据，从而获得多个雨棚70与轨道40的表面之间的距离，即多个第八距离H8，根据雨棚70与轨道40的表面之间的最小距离，确认列车是否能安全通过。
可选的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，还包括第二报警装置(图中未示出)和第二控制器(图中未示出)，第二报警装置和第二控制器位于支架10上，第二控制器和第五检测传感器35与第二报警装置连接，当第八距离H8小于第二预设值时，第二控制器控制第二报警装置发出报警提示。
具体的，当第八距离H8小于第二预设值时，表示列车难以正常通过，例如雨棚70的下表面具有异物，此时发出报警提示，以提示轨道检修人员进行故障处理。第二控制器和第一控制器可以为同一个控制器，也可以为不同的控制器。其中，报警提示可以通过单独的报警器进行声/光报警提示，也可以由显示屏幕进行显示。
可选的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，第五检测传感器35与第四检测传感器34位于支架10的不同侧面。这样，不会相互影响第五检测传感器35与第四检测传感器34的检测结果。
可选的，本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，还包括存储器(图中未示出)，处理器20和检测传感器组件与存储器连接。
具体的，存储器用于存储检测传感器组件的检测数据，第一夹角α、第二夹角β、第一距离H1、第一距离H2、第五距离H5和第七距离H7。
以及处理器20的计算数据，第三距离H3、第四距离H4、第六距离H6、第八距离H8、第一高度G1和第二高度G2。
具体的，在处理器20中具有多个第三预设阈值和第一预设阈值，各第三预设阈值分别为不同的列车站台60的表面距轨道40的表面的高度，各第四预设阈值分别为不同的列车站台60的侧面与轨道40的中心之间的距离。当处理器20计算的第二高度G2大于或者小于第三预设阈值，表明第二高度G2的计算值有误，此时列车站台60的表面可能有异物，存储器剔除第二高度G2计算结果大于的或者小于第三预设阈值的数据，当处理器20计算的第六距离H6大于或者小于第一预设阈值，表明第六距离H6的计算值有误，此时列车站台60的侧面可能有异物，存储器剔除第六距离H6计算结果大于的或者小于第一预设阈值的数据。
本发明实施例提供的轨道数据的测量装置，能测量五项数据，该五项数据分别为两个轨道40之间的距离，两个轨道40的表面的高度差，列车站台60的距轨道40的表面的高度，列车站台60的侧面与相对的两个轨道40的中心之间的距离，雨棚70与轨道40的表面之间的距离。该五项数据测量后可分别存储。五项数据是互相依附的，其中，两个轨道40之间的距离和两个轨道40的表面的高度差，以及在测量两个轨道40的表面的高度差中的中间参数第一夹角α，为其余数据的测量依据。相对于现有技术中通过不同的部门分别人工测量上述五项数据，缩短了测量时间，提高了测量精度。
图8为本发明一实施例提供的一种轨道巡检机器人的结构示意图。参见图8所示，本发明实施例还提供了一种轨道巡检机器人，包括上述实施例提供的轨道数据的测量装置，其中，支架10、处理器20和检测传感器组件位于轨道巡检机器人上。
轨道巡检机器人具有至少两个相互平行的运动轴80，各运动轴80位于轨道40的表面且可沿轨道40的表面移动，运动轴80包括第一连接轴和与第一连接轴连接的第二连接轴。
其中，轨道数据的测量装置的具体结构、功能以及工作原理均已在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。
此外，轨道巡检机器人中还可以包括有温度传感器等测量器件。
可以理解的是，为了执行轨道巡检机器人所需的各类任务，轨道巡检机器人还可以包括有电源、电机、以及控制器等轨道巡检机器人中的常用功能器件和结构，此处不再赘述。
为了便于运输轨道巡检机器人，第一连接轴和第二连接轴可拆卸连接，轨道巡检机器人设置在第一连接轴侧或第二连接轴侧。
下述为本发明方法实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明方法实施例中未披露的细节，请参照本发明装置的实施例。
图9为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图。参见图9所示，本发明实施例还提供的一种轨道数据的测量方法，采用上述实施例提供的轨道数据的测量装置，其中，轨道数据的测量装置的具体结构、功能以及工作原理均已在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种轨道数据的测量方法包括：
S101、检测第一距离H1，第一距离H1为第一个轨道40与第一检测传感器31之间的距离。
S102、检测第二距离H2，第二距离H2为第二个轨道40与第二检测传感器32之间的距离。
S103、根据第一距离H1、第二距离H2和第一检测传感器31与第二检测传感器32之间的距离计算第三距离H3，第三距离H3为两个轨道30之间的距离。
需要说明的，步骤S101和步骤S102没有先后顺序，也可以先执行步骤S102，后执行步骤S101，或者步骤S101和步骤S102同时执行。
具体的，通过第三控制器控制第一检测传感器31检测第一距离H1，通过第三控制器控制第二检测传感器32检测第二距离H2，第一检测传感器31检测第一距离H1的模拟量信号和第二检测传感器32检测第二距离H2的模拟量信号通过第三控制器采集，并将第一检测传感器31检测第一距离H1的模拟量信号和第二检测传感器32检测第二距离H2的模拟量信号传送至处理器20，处理器20根据第一距离H1、第二距离H2和第一检测传感器31与第二检测传感器32之间的距离计算第三距离H3，第三距离H3为两个轨道30之间的距离。其中，处理器20计算第三距离H3的过程在上述装置实施例中进行了详细说明，本实施例在此不再赘述。
其中，第三控制器可以为STM32为控制器。
图10为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图。参见图10所示，可选的，轨道数据的测量装置包括第三检测传感器33；本发明实施例提供的一种轨道数据的测量方法还包括；
S201、检测第一夹角α，第一夹角α-为当支10架放置在相对的两个轨道40上时，支架10与水平面之间的夹角。
S202、根据第一夹角α和第三距离H3计算第四距离H4，第四距离H4为两个轨道40的表面的高度差。
具体的，第一夹角α通过第三检测传感器33检测，通过第三控制器控制第三检测传感器33检测第一夹角α，第三检测传感器33检测的第一夹角α通过第三控制器的485串口采集并传送至处理器20，处理器20根据第一夹角α和第三距离H3计算第四距离H4，第四距离H4为两个轨道40的表面的高度差。其中，处理器20计算第四距离H4的过程在上述装置实施例中进行了详细说明，本实施例在此不再赘述。
图11为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图。参见图11所示，可选的，轨道数据的测量装置包括升降机构11和第四检测传感器34；本发明实施例提供的一种轨道数据的测量方法还包括；
S301、通过升降机构11移动第四检测传感器34，以检测第五距离H5，第五距离H5为列车站台60的表面与第四检测传感器34之间的距离.
S302、根据第一夹角α、第五距离H5和第一高度G1计算第二高度G2，其中，第一高度G1为检测到列车站台60的表面的第四检测传感器34距轨道40的表面的高度，第二高度G2为列车站台60距轨道40的表面的高度。
S303、根据第一夹角α、第三距离H3、第五距离H5和第一高度G1计算第六距离H6，第六距离H6为列车站台60的侧面与相对的两个轨道40的中心之间的距离。
需要说明的，步骤S302和步骤S303没有先后顺序，也可以先执行步骤S303，后执行步骤S302，或者步骤S302和步骤S303同时执行。
具体的，第四检测传感器34的数量为至少两个，各第四检测传感器34分不同的角度固定在升降机构11上且可沿竖直方向移动，各第四检测传感器34用来检测列车站台60的表面距离轨道40的表面的高度值、列车站台60的侧面距离两个轨道40的中心之间的距离，设置至少两个第四检测传感器34是为了覆盖不同的检测区间，在允许的检测范围内也可以各第四检测传感器34同时检测缩减检测时间，第四检测传感器34为模拟量传感器，第四检测传感器34的检测数据由单片机采集，单片机与第三控制器连接。
其中，处理器20计算第二高度G2和第六距离H6的过程在上述装置实施例中进行了详细说明，本实施例在此不再赘述。
图12为本发明一实施例提供的一种轨道数据的测量方法的流程图。参见图12所示，轨道数据的测量装置包括第五检测传感器35；本发明实施例提供的一种轨道数据的测量方法还包括；
S401、检测第七距离H7，第七距离H7为第五检测传感器35与列车站台60的雨棚70之间的距离。
S402、根据第一夹角α、第五检测传感器35与轨道40的表面之间的距离和第七距离H7计算第八距离H8，第八距离H8为雨棚70与轨道40的表面之间的距离。
具体的，第五检测传感器35可以为雷达，可选的，第五检测传感器35为倍加福雷达传感器。雷达会扫描周围环境，绘出环境轮廓，识别出雨棚70的位置、列车站台60的高度等，计算出第五检测传感器35与列车站台60的雨棚70之间的距离。雷达由第四控制器控制，通过TCP/IP通信传输大量数据。可选的，第四控制器为X86微处理器，第四控制器与单片机连接。控制器20根据第一夹角α、第五检测传感器35与轨道40的表面之间的距离和第七距离H7计算第八距离H8，第八距离H8为雨棚70与轨道40的表面之间的距离。其中，控制器20计算第八距离H8的过程在上述装置实施例中进行了详细说明，本实施例在此不再赘述。
具体的，上述装置中的多个第三预设阈值和第一预设阈值可以传输至第四控制器中，当处理器20计算的第二高度G2大于或者小于第三预设阈值，表明第二高度G2的计算值有误，此时列车站台60的表面可能有异物，第四控制器剔除存储器中第二高度G2计算结果大于的或者小于第三预设阈值的数据，当处理器20计算的第六距离H6大于或者小于第一预设阈值，表明第六距离H6的计算值有误，此时列车站台60的侧面可能有异物，第四控制器剔除存储器中第六距离H6计算结果大于的或者小于第一预设阈值的数据。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种轨道数据的测量装置，其特征在于，包括：支架、处理器和检测传感器组件，所述检测传感器组件位于所述支架上，所述检测传感器组件与所述处理器连接；
所述检测传感器组件包括第一检测传感器和第二检测传感器，所述第一检测传感器用于检测第一距离，所述第一距离为第一个所述轨道与所述第一检测传感器之间的距离，所述第二检测传感器用于检测第二距离，所述第二距离为第二个所述轨道与所述第二检测传感器之间的距离；
所述处理器用于根据所述第一距离、所述第二距离和所述第一检测传感器与所述第二检测传感器之间的距离计算第三距离，所述第三距离为两个所述轨道之间的距离。
2.根据权利要求1所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，还包括支撑架，所述支撑架与所述支架连接，所述支架可折叠，所述第一检测传感器和所述第二检测传感器位于所述支架的下方，所述第二检测传感器位于所述支撑架上。
3.根据权利要求2所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述第一检测传感器和所述第二检测传感器为激光传感器，所述第一检测传感器发出的激光束和所述第二检测传感器发出的激光束位于同一条直线上。
4.根据权利要求1所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述检测传感器组件还包括第三检测传感器，所述第三检测传感器用于检测第一夹角，所述第一夹角为当所述支架放置在相对的两个所述轨道上时，所述支架与水平面之间的夹角；
所述处理器用于根据所述第一夹角和所述第三距离计算第四距离，所述第四距离为两个所述轨道的表面的高度差。
5.根据权利要求4所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述检测传感器组件还包括第四检测传感器；
所述支架上具有升降机构，所述升降机构与所述处理器连接，各所述第四检测传感器位于所述升降机构上，以通过所述升降机构驱动各所述第四检测传感器沿竖直方向移动，所述第四检测传感器用于检测第五距离，所述第五距离为列车站台的表面与所述第四检测传感器之间的距离；
所述处理器用于根据所述第一夹角、所述第五距离和第一高度计算第二高度，其中，所述第一高度为检测到所述列车站台的表面的所述第四检测传感器距所述轨道的表面的高度，所述第二高度为所述列车站台距所述轨道的表面的高度；
所述处理器用于根据所述第一夹角、所述第三距离、所述第五距离和所述第一高度计算第六距离，所述第六距离为所述列车站台的侧面与相对的两个所述轨道的中心之间的距离。
6.根据权利要求5所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，还包括第一报警装置和第一控制器，所述第一报警装置和所述第一控制器位于所述支架上，所述第一控制器和各所述第四检测传感器与所述第一报警装置连接，当所述第六距离小于第一预设值时，所述第一控制器控制所述第一报警装置发出报警提示。
7.根据权利要求5所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述第四检测传感器的数量为至少两个，所述第四检测传感器为激光传感器，各所述第四检测传感器发出的激光束位于同一竖直平面内，各所述第四检测传感器与所述水平面的夹角不同。
8.根据权利要求5所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述检测传感器组件还包括第五检测传感器，所述第五检测传感器用于检测第七距离，所述第七距离为所述第五检测传感器与所述列车站台的雨棚之间的距离，
所述处理器用于根据所述第一夹角、所述第五检测传感器与所述轨道的表面之间的距离和所述第七距离计算第八距离，所述第八距离为所述雨棚与所述轨道的表面之间的距离。
9.根据权利要求8所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，还包括存储器，所述处理器和所述检测传感器组件与所述存储器连接。
10.根据权利要求8所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述第五检测传感器与所述第四检测传感器位于所述支架的不同侧面。
11.根据权利要求8所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，所述第五检测传感器为雷达，所述雷达扫描范围为-135゜～135゜。
12.根据权利要求8所述的轨道数据的测量装置，其特征在于，还包括第二报警装置和第二控制器，所述第二报警装置和所述第二控制器位于所述支架上，所述第二控制器和所述第五检测传感器与所述第二报警装置连接，当所述第八距离小于第二预设值时，所述第二控制器控制所述第二报警装置发出报警提示。
13.一种轨道巡检机器人，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的轨道数据的测量装置，所述支架、所述处理器和所述检测传感器组件位于所述轨道巡检机器人上；
所述轨道巡检机器人具有至少两个相互平行的运动轴，各所述运动轴位于所述轨道的表面且可沿所述轨道的表面移动，所述运动轴包括第一连接轴和与所述第一连接轴连接的第二连接轴。
14.一种轨道数据的测量方法，其特征在于，采用权利要求1至12任一项所述的轨道数据的测量装置，所述方法包括：
检测第一距离，所述第一距离为第一个所述轨道与所述第一检测传感器之间的距离；
检测第二距离，所述第二距离为第二个所述轨道与所述第二检测传感器之间的距离；
根据所述第一距离、所述第二距离和所述第一检测传感器与所述第二检测传感器之间的距离计算第三距离，所述第三距离为两个所述轨道之间的距离。
15.根据权利要求14所述的轨道数据的测量方法，其特征在于，所述轨道数据的测量装置包括第三检测传感器；
所述方法还包括：
检测第一夹角，所述第一夹角为当所述支架放置在相对的两个所述轨道上时，所述支架与水平面之间的夹角；
根据所述第一夹角和所述第三距离计算第四距离，所述第四距离为两个所述轨道的表面的高度差。
16.根据权利要求15所述的轨道数据的测量方法，其特征在于，所述轨道数据的测量装置包括升降机构和第四检测传感器；
所述方法还包括：
通过升降机构移动第四检测传感器，以检测第五距离，所述第五距离为列车站台的表面与第四检测传感器之间的距离；
根据所述第一夹角、所述第五距离和第一高度计算第二高度，其中，所述第一高度为检测到所述列车站台的表面的所述第四检测传感器距所述轨道的表面的高度，所述第二高度为所述列车站台距所述轨道的表面的高度；
根据所述第一夹角、所述第三距离、所述第五距离和所述第一高度计算第六距离，所述第六距离为所述列车站台的侧面与相对的两个所述轨道的中心之间的距离。
17.根据权利要求15所述的轨道数据的测量方法，其特征在于，所述轨道数据的测量装置包括第五检测传感器；
所述方法还包括：
检测第七距离，所述第七距离为第五检测传感器与列车站台的雨棚之间的距离，
根据所述第一夹角、所述第五检测传感器与所述轨道的表面之间的距离和所述第七距离计算第八距离，所述第八距离为所述雨棚与所述轨道的表面之间的距离。
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