CN113218278A - 一种铁路站台检测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路站台检测机器人，包括检测机构，用于检测站台高度以及导轨与站台之间的间距；行走驱动机构，设置在导轨之上，通过连杆组件与检测机构连接，带动检测机构沿导轨移动。本发明一种铁路站台测量机器人，通过行走驱动机构带动检测机构沿着导轨行走，采用机械取代传统人工测量，实现了铁路站台的连续测量，降低了检测强度，有助于提高铁路站台的检测效率；此外，检测机构上设置有站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构，能分别浮动式滚动接触站台顶面和站台侧面，实现精调；再者结合竖向直线驱动模组和横向直线驱动模组对站台高度检测机构和间距检测机构的粗调，实现测量站台高度以及导轨与站台间距的目的。

Description

一种铁路站台检测机器人
本申请是申请日为：2019年04月29日，申请号为：201910354708X，发明名称为：一种铁路站台测量机器人的分案申请。
技术领域
本发明涉及机器人的技术领域，具体涉及一种铁路站台检测机器人。
背景技术
侧式站台是位于一条轨道线路侧边的站台，即站台没有被两条轨道包围、只能服务于一条轨道线路上的列车。其中成对设计的侧式站台又被称为相对式站台或对向式站台，轨道线路在两个侧式站台的中间铺设。
站台与轨道线路之间的距离有严格的尺寸要求，一旦偏离该设定的尺寸就会存在一定的影响，甚至造成安全事故的发生。目前，通常采用人工测量的方式进行站台与轨道线路之间的间距测量，不仅工程量大、劳动强度高，还存在测量误差大的问题。
为了更方便的铁路站台界限测量，有必要提出一种铁路站台检测机器人。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铁路站台检测机器人，解决目前采用人工测量的方式进行站台与轨道线路之间的间距测量，工程量大、劳动强度高的问题。
本发明的技术方案为：
一种铁路站台检测机器人，包括：
检测机构(1)，用于检测站台高度以及导轨与站台之间的间距；
所述的检测机构(1)包括站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构；
所述站台高度检测机构包括面向站台顶面的第一测距组件；所述间距检测机构包括面向站台侧面的第二测距组件；
所述第一测距组件和第二测距组件均包括导向板(16)、浮动滚轮(17)和测距仪(18)；所述浮动滚轮(17)可弹性升降的与所述导向板(16)连接；所述测距仪(18)设置在所述导向板(16)上，所述测距仪(18)的检测头与所述浮动滚轮(17)连接；在使用时，所述第一测距组件上的所述浮动滚轮(17)与站台顶面滚动接触，所述第二测距组件上的所述浮动滚轮(17)与站台侧面滚动接触。
优选的是，所述浮动滚轮(17)包括：轮架(171)、转动安装在所述轮架(171)上的滚轮(172)、连接在所述轮架(171)上至少一个的导杆(173)、安装在所述导杆(173)上的直线轴承(174)，所述的导杆(173)与直线轴承(174)之间还连接有弹簧，所述直线轴承(174)配合安装在所述导向板(16)上设置的轴承孔内；所述测距仪(18)的检测头穿过所述导向板(16)与对应的轮架(171)连接。
优选的是，所述的检测机构(1)还包括底架(11)、分别安装在所述底架(11)两端用于与导轨滚动接触的从机脚轮组件(12)、垂直固定于所述底架(11)上的立杆(13)、安装在所述立杆(13)上的竖向直线驱动模组(14)、安装在所述竖向直线驱动模组(14)上的横向直线驱动模组(15)。
优选的是，所述的竖向直线驱动模组(14)包括竖向丝杠架(141)、竖向调节架(145)以及竖向丝杠螺母调节机构；所述竖向丝杠架(141)竖向安装在所述立杆(13)侧部，所述竖向调节架(145)与所述竖向丝杠架(141)竖向滑动配合，所述竖向丝杠螺母调节机构连接所述竖向调节架(145)与所述竖向丝杠架(141)。
优选的是，所述竖向丝杠螺母调节机构包括：丝杠一(142)、步进电机一(143)和螺母块一(144)；所述丝杠一(142)竖直安装在所述竖向丝杠架(141)上，所述的步进电机一(143)安装在竖向丝杠架(141)的底部，并且步进电机一(143)的输出轴通过联轴器与所述丝杠一(142)的底部固定联接，所述的螺母块一(144)固定在所述竖向调节架(145)上，并且螺母块一(144)套设在所述丝杠一(142)上与丝杠一(142)螺纹连接，所述的竖向调节架(145)通过竖向丝杠架(141)顶部的凸起进行转动限位；
优选的是，所述的横向直线驱动模组(15)包括横向丝杠架(153)、横杆(155)和横向丝杠螺母调节机构；所述横向丝杠架(153)固定于所述竖向调节架(145)上，所述横杆(155)与所述横向丝杠架(153)横向滑动配合，所述横向丝杠螺母调节机构连接所述横向丝杠架(153)和横杆(155)；
优选的是，所述横向丝杠螺母调节机构包括：螺母块二(151)、丝杠二(152)和步进电机二(154)，所述的螺母块二(151)固定安装于所述竖向调节架(145)的顶部，所述螺母块二(151)套设在丝杠二(152)上并且与丝杠二(152)螺纹连接，所述丝杠二(152)水平安装在横向丝杠架(153)上，所述步进电机二(154)固定安装在横向丝杠架(153)的一端，并且步进电机二(154)的输出轴通过联轴器与丝杠二(152)的一端固定联接，所述的横向丝杠架(153)固定安装在横杆(155)的底部，所述的螺母块二(151)的侧部设置有用以对横向丝杠架(153)进行转动限位的凸缘。
优选的是，所述每组所述的从机脚轮组件(12)包括用以与导轨上表面滚动接触的第一脚轮(121)和用以与导轨内侧面滚动接触的第二脚轮(122)。
本发明的有益效果是：
本发明通过行走驱动机构带动检测机构沿着导轨行走，采用机械的方式取代传统人工测量，实现了铁路站台的连续测量，大大降低了检测强度，有助于提高铁路站台的检测效率；此外，检测机构上设置有站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构，能分别浮动式滚动接触站台顶面和站台侧面，实现精调；再者结合竖向直线驱动模组和横向直线驱动模组对站台高度检测机构和间距检测机构的粗调，实现测量站台高度以及导轨与站台之间间距的目的。
附图说明
图1为本发明一种铁路站台检测机器人的结构示意图；
图2为本发明中从机脚轮组件的结构示意图；
图3为本发明中竖向直线驱动模组和横向直线驱动模组的连接示意图；
图4为本发明中第一测距组件和第二测距组件的结构示意图；
图5为本发明中驱动轮组件的爆炸示意图；
图6为本发明中驱动轮组件的结构示意图；
图7为本发明中连杆组件的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提出一种铁路站台检测机器人，包括：
检测机构1，用于检测站台高度以及导轨与站台之间的间距；
行走驱动机构2，设置在导轨之上，通过连杆组件3与检测机构1连接，带动检测机构1沿导轨移动。
进一步地，所述的检测机构1包括底架11、分别安装在所述底架11两端用于与导轨滚动接触的从机脚轮组件12、垂直固定于所述底架11上的立杆13、安装在所述立杆13上的竖向直线驱动模组14、安装在所述竖向直线驱动模组14上的横向直线驱动模组15、安装在所述横向直线驱动模组15上的站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构。
具体地，请参阅图2，每组所述的从机脚轮组件12包括用以与导轨上表面滚动接触的第一脚轮121和用以与导轨内侧面滚动接触的第二脚轮122；
请参阅图3，所述的竖向直线驱动模组14包括竖向丝杠架141、竖向调节架145以及竖向丝杠螺母调节机构；所述竖向丝杠架141竖向安装在所述立杆13侧部，所述竖向调节架145与所述竖向丝杠架141竖向滑动配合，所述竖向丝杠螺母调节机构连接所述竖向调节架145与所述竖向丝杠架141；所述的横向直线驱动模组15包括横向丝杠架153、横杆155和横向丝杠螺母调节机构；所述横向丝杠架153固定于所述竖向调节架145上，所述横杆155与所述横向丝杠架153横向滑动配合，所述横向丝杠螺母调节机构连接所述横向丝杠架153和横杆155；
所述站台高度检测机构和所述间距检测机构设置在所述横杆155上；所述站台高度检测机构包括面向站台顶面的第一测距组件；所述间距检测机构包括面向站台侧面的第二测距组件。
在本发明实施例中，竖向丝杠螺母调节机构包括：丝杠一142、步进电机一143和螺母块一144；所述丝杠一142竖直安装在所述竖向丝杠架141上，所述的步进电机一143安装在竖向丝杠架141的底部，并且步进电机一143的输出轴通过联轴器与所述丝杠一142的底部固定联接，所述的螺母块一144固定在所述竖向调节架145上，并且螺母块一144套设在所述丝杠一142上与丝杠一142螺纹连接，所述的竖向调节架145通过竖向丝杠架141顶部的凸起进行转动限位，竖向调节架145在步进电机一143、丝杠一142和螺母块一144构成的动力传动系统下只能竖直升降；
横向丝杠螺母调节机构包括：螺母块二151、丝杠二152和步进电机二154，所述的螺母块二151固定安装于所述竖向调节架145的顶部，所述螺母块二151套设在丝杠二152上并且与丝杠二152螺纹连接，所述丝杠二152水平安装在横向丝杠架153上，所述步进电机二154固定安装在横向丝杠架153的一端，并且步进电机二154的输出轴通过联轴器与丝杠二152的一端固定联接，所述的横向丝杠架153固定安装在横杆155的底部，所述的螺母块二151的侧部设置有用以对横向丝杠架153进行转动限位的凸缘，横杆155在螺母块二151、丝杠二152和步进电机二154构成的动力传动系统下只能水平移动。
具体地，请参阅图4，所述第一测距组件和第二测距组件均包括导向板16、浮动滚轮17和测距仪18；所述浮动滚轮17可弹性升降的与所述导向板16连接；所述测距仪18设置在所述导向板16上，所述测距仪18的检测头与所述浮动滚轮17连接；在使用时，所述第一测距组件上的所述浮动滚轮17与站台顶面滚动接触，所述第二测距组件上的所述浮动滚轮17与站台侧面滚动接触。
在本发明实施例中，一组浮动滚轮17上对应安装一测距仪18，所述第一测距组件和第二测距组件上的浮动滚轮17数量至少为一组。优选地，所述第一测距组件和第二测距组件上的浮动滚轮17各采用两组对称设置，测距仪18采用百分表。
具体地，所述浮动滚轮17包括轮架171、转动安装在所述轮架171上的滚轮172、连接在所述轮架171上至少一个的导杆173、安装在所述导杆173上的直线轴承174，所述的导杆173与直线轴承174之间还连接有弹簧，所述直线轴承174配合安装在所述导向板16上设置的轴承孔内；所述测距仪18的检测头穿过所述导向板16与对应的轮架171连接。
进一步地，请参阅图1，所述的行走驱动机构2包括驱动框架21、分别安装在所述驱动框架21两侧用于与导轨滚动接触的驱动轮组件22、安装在所述驱动框架21上的电池控制箱23、安装在所述电池控制箱23内的电池模组24。
具体地，请参阅图5和图6，所述的驱动轮组件22包括固定板221、安装在所述固定板221上的滑轨222、与所述滑轨222滑动配合连接的升降门架226、固定安装在所述升降门架226上的减速机223、安装在所述减速机223上并与减速机223传动连接的伺服电机224、安装在所述减速机223输出轴上的驱动轮225，每组所述驱动轮组件22上的伺服电机224均与所述电池模组24电性连接。此外，竖向直线驱动模组14上的步进电机一143和横向直线驱动模组15上的步进电机二154也与所述电池模组24电性连接，由电池模组24提供电能。
更具体地，所述的固定板221在驱动轮225的前后两侧还各安装有至少一个的辅助轮228，所述的驱动轮225和辅助轮228用以与导轨的顶面滚动接触；所述的固定板221的底部还安装有至少一个用以与导轨内侧面滚动接触的侧轮227；所述的行走驱动机构2还包括设置在所述驱动框架21上用以限位电池控制箱23的固定框25，所述的固定框25上安装有提拉把手251
在本发明实施例中，固定板221还在减速机223的上方设置一限位板229，用以限制减速机223的上限浮动距离，防止伺服电机224、减速机223和驱动轮225从固定板221上脱离。
更进一步地，请参阅图1和图7，所述的连杆组件3包括分别竖直设置在行走驱动机构2和检测机构1上的第一铰接杆31和第二铰接杆32，以及至少两根水平活动连接第一铰接杆31与第二铰接杆32的连杆33，所述的连杆33之间相互平行。
在本发明实施例中，连杆33的数量采用2个，防止检测机构1发生倾倒的问题。
本发明一种铁路站台检测机器人的工作原理：在工作前，需要将每组驱动轮组件22上的伺服电机224通过伺服驱动器与控制器连接，将竖向直线驱动模组14上的步进电机一143和横向直线驱动模组15上的步进电机二154各通过一步进电机驱动器与控制器连接，将每组浮动式测量单元17上的测距仪173与控制器通信连接，控制器可以安装在检测机构1上，也可以安装在行走驱动机构2上。
在测量前，先设定好站台高度的标准值和导轨与站台间距的标准值，可以通过竖向直线驱动模组14和横向直线驱动模组15进行调节设定，并且将设定的标准值记录在控制器中；
在测量的过程中，控制器通过伺服驱动器控制伺服电机224动作，伺服电机224进而通过减速机223带动整个行走驱动机构2沿着导轨行走，进而通过连杆组件3带动检测机构1也沿着导轨移动，安装在横杆155上的第一测距组件对站台高度进行测量，由竖向直线驱动模组14进行粗调、第一测距组件上的弹簧进行浮动微调并通过其上的测距仪18进行测量，测距仪18将测得的值发送给控制器，控制器结合竖向直线驱动模组14上步进电机一143正反转转动的圈数进行计算，得到站台高度或者是站台高度的偏移量；安装在横杆155上的第二测距组件对导轨与站台之间间距进行测量，由横向直线驱动模组15进行粗调、第二测距组件上的弹簧进行浮动微调并通过其上的测距仪18进行测量，测距仪18将测得的值发送给控制器，控制器结合横向直线驱动模组15上的步进电机二154正反转转动的圈数进行计算，得到导轨与站台间距或导轨与站台间距的偏移量，所有正反转转动的圈数均与初始值进行比较，而不是相对于上一次的圈数进行比较。
在本发明中，滚轮172上均设置有与控制器通信的传感器，用以感应与站台接触，一旦接触就发送信号给控制器，控制器控制竖向直线驱动模组14上的步进电机一143或横向直线驱动模组15上的步进电机二154暂停转动。
本发明通过行走驱动机构2带动检测机构1沿着导轨行走，采用机械的方式取代传统人工测量，实现了铁路站台的连续测量，大大降低了检测强度，有助于提高铁路站台的检测效率；此外，检测机构1上设置有站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构，能分别浮动式滚动接触站台顶面和站台侧面，实现精调；再者结合竖向直线驱动模组14和横向直线驱动模组15对站台高度检测机构和间距检测机构的粗调，实现测量站台高度以及导轨与站台之间间距的目的，并且由机器人进行计算，有助于降低检测误差，提高检测结果的精准性。
以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种铁路站台检测机器人，其特征在于，包括：
检测机构(1)，用于检测站台高度以及导轨与站台之间的间距；
所述的检测机构(1)包括站台高度检测机构和用于检测导轨与站台之间间距的间距检测机构；
所述站台高度检测机构包括面向站台顶面的第一测距组件；所述间距检测机构包括面向站台侧面的第二测距组件；
所述第一测距组件和第二测距组件均包括导向板(16)、浮动滚轮(17)和测距仪(18)；所述浮动滚轮(17)可弹性升降的与所述导向板(16)连接；所述测距仪(18)设置在所述导向板(16)上，所述测距仪(18)的检测头与所述浮动滚轮(17)连接；在使用时，所述第一测距组件上的所述浮动滚轮(17)与站台顶面滚动接触，所述第二测距组件上的所述浮动滚轮(17)与站台侧面滚动接触。
2.根据权利要求1所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述浮动滚轮(17)包括：轮架(171)、转动安装在所述轮架(171)上的滚轮(172)、连接在所述轮架(171)上至少一个的导杆(173)、安装在所述导杆(173)上的直线轴承(174)，所述的导杆(173)与直线轴承(174)之间还连接有弹簧，所述直线轴承(174)配合安装在所述导向板(16)上设置的轴承孔内；所述测距仪(18)的检测头穿过所述导向板(16)与对应的轮架(171)连接。
3.根据权利要求1所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述的检测机构(1)还包括底架(11)、分别安装在所述底架(11)两端用于与导轨滚动接触的从机脚轮组件(12)、垂直固定于所述底架(11)上的立杆(13)、安装在所述立杆(13)上的竖向直线驱动模组(14)、安装在所述竖向直线驱动模组(14)上的横向直线驱动模组(15)。
4.根据权利要求3所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述的竖向直线驱动模组(14)包括竖向丝杠架(141)、竖向调节架(145)以及竖向丝杠螺母调节机构；所述竖向丝杠架(141)竖向安装在所述立杆(13)侧部，所述竖向调节架(145)与所述竖向丝杠架(141)竖向滑动配合，所述竖向丝杠螺母调节机构连接所述竖向调节架(145)与所述竖向丝杠架(141)。
5.根据权利要求4所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述竖向丝杠螺母调节机构包括：丝杠一(142)、步进电机一(143)和螺母块一(144)；所述丝杠一(142)竖直安装在所述竖向丝杠架(141)上，所述的步进电机一(143)安装在竖向丝杠架(141)的底部，并且步进电机一(143)的输出轴通过联轴器与所述丝杠一(142)的底部固定联接，所述的螺母块一(144)固定在所述竖向调节架(145)上，并且螺母块一(144)套设在所述丝杠一(142)上与丝杠一(142)螺纹连接，所述的竖向调节架(145)通过竖向丝杠架(141)顶部的凸起进行转动限位。
6.根据权利要求3所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述的横向直线驱动模组(15)包括横向丝杠架(153)、横杆(155)和横向丝杠螺母调节机构；所述横向丝杠架(153)固定于所述竖向调节架(145)上，所述横杆(155)与所述横向丝杠架(153)横向滑动配合，所述横向丝杠螺母调节机构连接所述横向丝杠架(153)和横杆(155)。
7.根据权利要求6所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述横向丝杠螺母调节机构包括：螺母块二(151)、丝杠二(152)和步进电机二(154)，所述的螺母块二(151)固定安装于所述竖向调节架(145)的顶部，所述螺母块二(151)套设在丝杠二(152)上并且与丝杠二(152)螺纹连接，所述丝杠二(152)水平安装在横向丝杠架(153)上，所述步进电机二(154)固定安装在横向丝杠架(153)的一端，并且步进电机二(154)的输出轴通过联轴器与丝杠二(152)的一端固定联接，所述的横向丝杠架(153)固定安装在横杆(155)的底部，所述的螺母块二(151)的侧部设置有用以对横向丝杠架(153)进行转动限位的凸缘。
8.根据权利要求3所述的一种铁路站台检测机器人，其特征在于：所述每组所述的从机脚轮组件(12)包括用以与导轨上表面滚动接触的第一脚轮(121)和用以与导轨内侧面滚动接触的第二脚轮(122)。
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