CN113371008A - 一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人，属于轨道交通检修技术领域，其利用检测模块的模块化设计，以及旋转舱与存取机械臂的对应设置，实现了大量检测模块的存取；同时，通过立体储架、子检机器人和收发组件的对应设置，准确实现了检测模块在对应子检机器人上的匹配，实现了多种子检机器人在作业区域的快速投放和回收，为作业区域不同作业内容的进行提供了条件。本发明的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其结构简单，设置简便，能实现作业区域不同作业内容的检测，提升轨道交通基础设施检测的灵活性和全面性，提高了检测的效率和精度，降低了基础设施检测的成本，具有较好的应用前景和推广价值。

Description

一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人

技术领域

本发明属于轨道交通检修技术领域，具体涉及一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人。

背景技术

随着我国经济的不断发展和基础建设的不断推进，轨道交通的建设规模逐年增加。在轨道交通系统中，钢轨、接触网、接触轨、轨枕、供变电设备、通信信号设备等基础设施作为列车运行的基础，对轨道交通的安全运营至关重要。因此，在轨道交通运营过程中需要定期对基础设施进行检修、维护，以保证轨道交通运营的安全性。

对于基础设施的养护维修，传统的做法大多是靠维修人员操作检修器具进行的，这种方式虽然在一定程度上满足检修的需求。但是，人工作业的方式存在运维成本高、质量参差不齐、作业效率低下、连续作业时间较短等不足，在我国轨道交通营运里程快速增长的当下，已经越来越难满足实际的作业需求。

鉴于上述情况以及科技的发展，新的技术也逐渐在代替传统检修方式中人的职能，其中，机器人检修技术的飞速发展很好地解决了传统人工作业方式中存在的不足，已经在近年来成为了轨道交通检修的主要力量，并在部分领域中取得了可喜的成果。例如，在现有专利文献CN201920794114.6中，公开了一种地铁钢轨探伤用的微型小车，其利用钢轨探伤小车、钢轨探伤仪和标记架等部件的匹配设置，可以自动进行探伤作业，并实现病害区域的标记，能一定程度上满足钢轨探伤的需求。但是，在现有技术中，存在的检测设备都如上述方案一样，仅能携带少量的检测模块，且检测模块往往固定设置无法快速更换，导致其检测能力较差，很难满足批量、组合对象的检测，灵活性、便捷性较差，无法充分满足轨道交通基础设施的检测需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人，能完成多种基础设施对象的检测，提升检测的效率和检测内容组合的灵活性，满足不同应用环境下的检测需求。

为实现上述目的，本发明提供一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人，包括车体，且所述车体内分隔形成有模块舱和收发舱；

所述模块舱中设置有至少一个旋转舱；所述旋转舱通过转动轴匹配在两相对设置的舱基座上，并可在所述转动轴的旋转带动下进行绕轴转动；且所述旋转舱沿环向分隔为多个舱扇单元，并在各所述舱扇单元的外周壁面上分别开设有舱室，且各所述舱室分别用于容置及固定检测模块；

所述收发舱与所述模块舱相邻设置，并在该收发舱中设置有存取机械臂、立体储架和收发组件；所述存取机械臂设置在所述立体储架靠近所述模块舱的一侧，并在该模块舱的侧壁上开设有取物口，使得所述存取机械臂可以穿过所述取物口并实现对应舱室中检测模块的存取；所述立体储架用于子检机器人的存放，且所述存取机械臂取出的检测模块可以装配固定在对应的子检机器人上；所述收发组件对应所述立体储架设置，用于该立体储架中对应子检机器人的取出或者收回。

作为本发明的进一步改进，所述车体内还分隔形成有功能舱，并在该功能舱中对应设置有走行探测装置、电控柜和网络通信装置；

所述走行探测装置用于子母群组机器人走行过程中的环境探测，并实现作业区域的定位；所述电控柜用于车体内各部件的供能，并实现子检机器人检测指令的生成、发送以及检测数据的收集、存储和分析；所述网络通信装置用于车体与控制中心的通信，并可在车体与各子检机器人之间建立无线通信。

作为本发明的进一步改进，还包括走行组件；

所述走行组件设置在车体的底部，其包括快速走行机构和精确走行机构；所述快速走行机构用于将子母群组机器人快速带动到作业区域；所述精确走行机构用于在子母群组机器人进行基础设施检测时进行精确走行，其设置在升降机构上，可在所述快速走行机构工作时远离走行轨道，并在子母群组机器人处于检测状态时匹配走行轨道。

作为本发明的进一步改进，对应所述旋转舱设置有定位组件；所述定位组件设置在旋转舱一侧，用于实现所述旋转舱转动过程中对应舱扇单元的识别以及旋转舱转动到位后的锁定。

作为本发明的进一步改进，所述定位组件包括激光测距单元、图像识别单元和锁定单元；相应地，在各所述舱扇单元上分别设置有定位阶梯、信息码和锁定孔；

所述定位阶梯沿环向设置在所述舱扇单元的侧壁面上，其与所述激光测距单元匹配设置，使得所述激光测距单元可通过检测其与定位阶梯之间的距离来判断该舱扇单元是否转动到位；所述信息码设置在所述舱扇单元的侧壁面上，使得所述图像识别单元可通过识别各信息码来确定对应的舱扇单元；所述锁定单元与所述锁定孔匹配设置，并可在对应舱扇单元旋转到位后匹配该舱扇单元上的锁定孔，以将所述旋转舱锁定到位。

作为本发明的进一步改进，所述舱室的底部设置有若干电磁基座，并在所述检测模块的一侧端面上设置有对应的磁铁盘，使得所述检测模块可在其磁铁盘匹配对应的电磁基座后固定在对应的位置。

作为本发明的进一步改进，所述舱室的底部设置有电气基座，并在所述检测模块上设置有电气接口，使得所述检测模块可在其电气接口与对应电气基座匹配后连通相应的电气线路，以实现该检测模块的自检作业。

作为本发明的进一步改进，所述收发组件包括收发机械臂、固定滑道和收发悬臂；

所述固定滑道设置在所述立体储架的上方，一端延伸至靠近车体外部的位置；所述收发悬臂匹配在固定滑道中，并可在该固定滑道内往复运动，以实现该收发悬臂在收发舱中的容置或者其一端从收发舱中的伸出，且收发悬臂上沿轴向开设有悬臂滑道，并在该悬臂滑道中设置有可往复滑动的滑块；所述收发机械臂的一端设置有抓手，其另一端匹配连接在所述滑块上。

作为本发明的进一步改进，所述收发机械臂与所述滑块之间沿竖向设置有伸缩轴；所述伸缩轴的一端固定在滑块上，其另一端连接所述收发机械臂，并可在竖向上进行往复伸缩。

作为本发明的进一步改进，所述子检机器人包括主体结构、夹持部件、作业部件和走行部件；

所述夹持部件设置在主体结构上，用于与所述收发组件匹配以实现该子检机器人的取放；所述作业部件设置在主体结构的顶部，用于与检测模块匹配并将检测模块切换到检测状态；所述走行部件设置在主体结构的底部，用于实现该子检机器人的走行。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其在子母群组机器人的车体上对应设置有模块舱、收发舱和功能舱，为大量模块化的检测模块提供了存取的条件，而通过收发舱中存取机械臂、收发组件、立体储架和子检机器人的对应设置，有效实现了不同检测模块在对应子检机器人上的设置，以及实现了子检机器人在作业区域的快速投放，为作业区域不同检测作业内容的进行提供了保障，提升了检测作业调整、组合的灵活性和便捷性，提升了检测的精度和效率，降低了检测的成本；

(2)本发明的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其通过针对旋转舱设置定位组件，利用激光测距单元与定位阶梯、图像识别单元与信息码、锁定单元与锁定孔的对应设置和匹配，使得旋转舱在旋转过程中可以实现快速识别和锁定，确保对应的舱扇单元可以旋转到正确的位置，保证检测模块存取的准确性，避免取放误差的出现；

(3)本发明的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其通过舱室内电气基座和检测模块上电气接口的对应设置，使得检测模块存放于舱室后可实现电气基座与电气接口的连通，进而实现检测模块与自检电路的连通，实现检测模块的自检功能，为故障检测模块的快速、准确更换提供了保障，避免了故障检测模块的取用，提升了轨道交通检测的效率；

(4)本发明的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其结构简单，设置简便，利用检测模块的模块化设计以及旋转舱与存取机械臂的对应设置，有效实现了大量检测模块的存储、存取、自检和定位，同时，通过立体储架、子检机器人和收发组件的对应设置，有效实现了检测模块在对应子检机器人上的匹配，并实现了多种子检机器人在作业区域的快速投放，进而可以实现作业区域不同作业内容的进行，提升了轨道交通基础设施检测作业的灵活性、全面性，提高了检测的效率和精度，降低了基础设施检测的成本，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中子母群组机器人的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中子母群组机器人取出检测模块进行安装时的示意图；

图3是本发明实施例中子母群组机器人取放子检机器人进行检测时的示意图；

图4是本发明实施例中多个子检机器人进行组合检测工作时的示意图；

图5是本发明实施例中子母群组机器人的子检机器人结构示意图；

图6是本发明实施例中存取机械臂与旋转舱组合设置示意图；

图7是本发明实施例中子母群组机器人的旋转舱结构示意图；

图8是本发明实施例中舱扇单元与定位组件匹配示意图；

图9是本发明实施例中检测模块在舱室中存放形式示意图；

图10是本发明实施例中快速存取系统的定位组件安装形式示意图；

图11是本发明实施例中快速存取系统的检测模块结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、旋转舱；2、检测模块；3、模块舱；4、定位组件；5、舱基座；6、转动轴；7、存取机械臂；8、收发组件；9、功能舱；10、立体储架；11、子检机器人；12、快速走行机构；13、精确走行机构；

101、舱扇单元；102、舱室；103、电磁基座；104、电气基座；105、信息码；106、锁定孔；107、定位阶梯；

201、磁铁盘；202、电气接口；203、夹持槽；

301、取物口；302、缓冲垫；

401、激光测距单元；402、图像识别单元；403、锁定单元；

801、收发机械臂；802、固定滑道；803、收发悬臂；

901、走行探测装置；902、电控柜；903、网络通信装置；

1101、主体结构；1102、夹持部件；1103、作业部件；1104、走行部件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～4，本发明优选实施例中的轨道交通基础设施检测子母群组机器人包括车体和设置在车体底部的走行组件。其中，车体如图1中所示，其包括车台和设置在车台上方的车厢结构，且车厢结构分隔设置有模块舱3、功能舱9和收发舱；模块舱3用于存储子母群组机器人进行状态检测的多个检测模块2；功能舱9用于提供子母群组机器人进行检测工作时所需的动能，并保证子母群组机器人的正常工作，以及实现相应信号的接收和传递；收发舱用于实现子检机器人11的存储，以及实现子检机器人11的投放与回收。

同时，走行组件设置在车台底部，用于实现子母群组机器人的走行。在优选实施例中，走行组件包括快速走行机构12和精确走行机构13，前者用于将子母群组机器人快速带动到指定检测作业区域，后者用于在子母群组机器人检测时进行缓慢运动，以此实现子检机器人的投放与回收。在优选实施例中，对应精确走行机构13设置有升降机构，其可在快速走行机构12走行时将精确走行机构13带动到远离走行轨道的位置，并在快速走行机构12走行到位后带动精确走行机构13下降，进而进行后续的精确走行过程。

当然，可以理解的是，在实际设置子母群组机器人时，可以在车体上设置相应的检测组件，使得子检机器人在进行对应检测时，车体也能在作业区域运动并完成相应的检测过程。

具体地，优选实施例中的子母群组机器人设置有多个子检机器人11，并针对子检机器人11在收发舱中设置有立体储架10，以实现多个子检机器人11的有序存储。相应地，对应子检机器人11设置有多个检测模块2，并针对多个检测模块2的存取在模块舱3中设置有至少一个旋转舱1，并对应旋转舱1在收发舱中设置有存取机械臂7，以实现对应检测模块2的存取。此外，针对子检机器人11的投放与回收还在收发舱中设置有收发组件8。

在优选实施例中，旋转舱1呈圆柱形结构，其外周环向上间隔开设有多个舱室102，每个舱室102中均可对应容置一个检测模块2。同时，针对各舱室102将旋转舱1分隔为多个扇状结构，得到多个舱扇单元101，如图6中所示。

在一个具体实施例中，各舱扇单元101等角度设置，即各舱室102等角度设置，使得相邻两检测模块2的取放仅需要转动旋转舱1相同的角度即可，如此可以进一步简化旋转舱1的控制过程。可以理解，在实际设置时，舱扇单元101的设置角度可以为30°、45°、60°或者其他任意角度；而且，显而易见地是，不同舱扇单元101的设置角度可以相同，也可以不同，这也可以根据检测模块2的尺寸进行对应设置，例如，在如图1中所示的优选实施例中，各舱扇单元101的设置角度相同，均为30°，在旋转舱1的外周环向上形成有12个舱室102。

进一步地，优选实施例中的旋转舱1通过转动轴6匹配在两相对设置的舱基座5上，如图7中所示，舱基座5的底部固定在模块舱3的地面上，顶部与转动轴6匹配。通过转动轴6的转动，可以带动旋转舱1转动，进而切换相应的舱扇单元101。同时，为了确保存取机械臂7可以准确对正相应的舱室102，对应旋转舱1还设置有定位组件4，以其实现对应舱扇单元101的识别、锁定，保证对应的机械臂每次均可以精确取放正确的检测模块2。

具体而言，在优选实施例中，定位组件4如图7、10中所示，其包括激光测距单元401、图像识别单元402和锁定单元403，各部件直接设置在舱基座5上或者通过支架连接在舱基座5上。相应地，在各舱扇单元101上分别对应上述部件设置有相应的结构，即对应激光测距单元401设置的定位阶梯107，对应图像识别单元402设置的信息码105，以及对应锁定单元403设置的锁定孔106。

其中，定位阶梯107的设置形式如图8中所示，其设置在舱扇单元101靠近定位组件4的一侧端面上，在优选实施例中，为了实现各定位阶梯107的设置，在舱扇单元101的该侧端面上开设有一定深度的扇形凹槽，该扇形凹槽贯穿舱扇单元101的两侧，并形成有平行于舱扇单元101外周环向的弧形壁面。相应地，各定位阶梯107分别沿径向设置，其一端固定在弧形壁面上，另一端指向旋转舱1的轴心。优选地，定位阶梯107的长度自舱扇单元101的中部向两侧依次降低，进而当激光测距单元401测得距离最小时，可以表明此时该舱扇单元101刚好转动到对应位置，此时，激光测距单元401的测头轴线刚好与长度最大的定位阶梯107的轴线重合，并平行于该舱扇单元101的中线。

进一步地，信息码105设置在舱扇单元101的一侧端面上，图像识别单元402可在对正信息码105后识别该信息码105，以此判断是否为正确的舱扇单元101，即通过图像识别单元402对信息码105的信息读取，来判断旋转舱1是否需要进行减速，一旦图像识别单元402检测到位，旋转舱1就开始减速，直至激光测距单元401检测到距离最小时停下旋转舱1。

显然，考虑到判定过程的先后顺序，优选实施例中的信息码105设置在定位阶梯107锁定位置的一侧，即处于舱扇单元101中线的一侧，使得图像识别单元402识别确定后，再旋转少量角度就能使得激光测距单元401与最长的阶梯对正，实现旋转舱1旋转到位状态的确定。在优选实施例中，信息码105中记载有该舱扇单元101的编号，以及存储于该舱扇单元101舱室102中检测模块2的相关信息，以确保检测模块2取放的准确性。

同时，优选实施例中的锁定单元403为伸缩锁定机构，其包括可以沿轴向往复伸缩的锁定销，锁定销的轴线优选平行于旋转舱1的轴线，即开设于舱扇单元101上的锁定孔106也以其轴线平行于旋转舱1的轴线。

通过上述设置，可以通过图像识别单元402识别该舱扇单元101的信息，明确该舱扇单元101是否为正确的舱扇单元101。若是，则可以控制旋转舱1减速，使得旋转舱1旋转到位后，激光测距单元401测得的距离最小，锁定单元403刚好与锁定孔106对正，此后，控制锁定单元403伸出，使得锁定销嵌入锁定孔106中，从而将该舱扇单元101锁定到位；若图像识别单元402识别出的信息与预期信息不对应，则旋转舱1持续旋转，直至旋转到正确的舱扇单元101为止。

在优选实施例中，定位阶梯107设置在扇形凹槽中，待各扇形凹槽分别开设后，相当于在旋转舱1的一侧端面上同轴开设有一个一定深度的圆形凹槽，之后再将该圆形凹槽按舱扇单元101的划分分隔为多个扇形凹槽。然而，在实际设置时，也可根据需要不开设上述凹槽，而是将定位阶梯107直接设置在旋转舱1的端面上，只要确保激光测距单元401的设置不影响旋转舱1的正常转动即可。

如图7中所示，优选实施例中的旋转舱1设置为同轴设置的两个，两旋转舱1可以共用一根转动轴6，也可通过两转动轴6分别进行固定。对于前者而言，两旋转舱1同步转动，对于后者而言，两旋转舱1可分别控制进行转动。显然，根据实际需要，旋转舱1还可以设置为更多的数量。

为了实现各检测模块2的存取，在模块舱3与收发舱之间的隔墙上设置有取物口301，使得存取机械臂7的端部伸入模块舱3中，进而完成相应检测模块2的存取过程。优选地，在取物口301的环向上设置有缓冲垫302，用以实现存取机械臂7或者检测模块2与取物口301之间的碰撞缓冲，保证检测模块2的取放安全。

进一步优选地，存取机械臂7为多轴机械臂，优选可完成水平伸缩、横向移动、绕轴旋转等作业动作，能准确完成对应旋转舱1上检测模块2的存取工作以及相应的检测工作。当然，在实际设置时，为了简化存取机械臂7的运动控制过程，可以将存取机械臂7的运动过程简化为水平伸缩和绕轴转动；此时，可以通过对应各旋转舱1分别设置存取机械臂7，或者在存取机械臂7底部设置横移导轨的方式来实现不同旋转舱1中检测模块2的取放。

如图9中所示，优选实施例中为实现检测模块2在舱室102中的固定，在舱室102的底部设置有电磁基座103；相应地，在检测模块2的一侧对应设置有磁铁盘201，如图11中所示。同时，在检测模块2背离磁铁盘201的另一侧端面上成对设置有夹持槽203，用于存取机械臂7端部的夹持。此外，在优选实施例中，在舱室102的底部还设置有电气基座104，并在检测模块2设置有磁铁盘201的一侧设置有电气接口202，使得检测模块2存放到位后，电气接口202可刚好与电气基座104匹配，进而将检测模块2接入检测线路中，以此实现该检测模块2的状态检测，完成自检功能。

进一步地，在收发舱中设置有立体储架10，其优选设置为双层或者多层结构，用于实现多个子检机器人11的存放，如图1中所示。相应地，在收发舱中设置有收发组件8，用以实现立体储架10中子检机器人11的存取。

具体而言，优选实施例中的收发组件8包括设置在立体储架10上方的固定滑道802，该固定滑道802由车内向靠近车外的方向延伸，并在固定滑道802中设置有收发悬臂803，其可在固定滑道802中往复移动，以实现收发悬臂803一端伸出车外或者整个收发悬臂803收回到收发舱内。同时，在收发悬臂803上沿轴向开设有悬臂滑道，并在悬臂滑道中设置有收发机构，在优选实施例中，收发机构为收发机械臂801，其为多轴机械臂结构，一端固定在悬臂滑道内的滑块上，另一端设置有抓手，用于抓取对应的子检机器人11。此外，为了提升收发机械臂801的行程距离，优选对应其设置有伸缩轴，可以进一步具体为气缸或者液压缸伸缩轴，伸缩轴优选沿竖向设置，其一端连接收发机械臂801的端部，另一端固定连接在悬臂滑道内的滑块上，通过伸缩轴的伸缩，可以实现子检机器人11在检测区域的竖向升降，完成投放及回收作业。

在优选实施例中，子检机器人11如图5中所示，其优选采用模块化设计，且多个子检机器人11优选为相同的结构，分别包括主体结构1101，主体结构1101上设置有作业部件1103，用以匹配检测模块2，并将检测模块2转换为检测状态。同时，主体结构1101的底部设置有走行部件1104，用于实现子检机器人11的走行，完成相应的走行过程。此外，在主体结构1101上设置有夹持部件1102，且收发机械臂801的抓手可以对应匹配该夹持部件1102，以此实现子检机器人11的抓取，进而实现子检机器人11的投放或者回收。

可以理解，在各检测模块2上分别设置有固定接口，并在作业部件1103上设置有锁定部件，进而各检测模块2可以其固定接口匹配子检机器人11的作业部件1103，并在锁定部件的锁定下实现固定。此外，根据实际检测的需要，还可在主体结构1101上设置通信部件，使得通信部件与子母群组机器人之间通信连接，进而传递各检测模块2的检测数据。

进一步地，优选实施例中的功能舱9中设置有走行探测装置901、电控柜902和网络通信装置903。其中，网络通信装置903用于母检机器人与控制中心的通信，并可以在作业区域建立无线网络，实现母检机器人与子检机器人11之间的无线通信，实现子检机器人11检测数据的传输以及电控柜902相关检测指令的发送。同时，走行探测装置901用于子母群组机器人走行过程中的环境探测，为子母群组机器人提供定位、障碍、速度、图像等用于走行识别的信息，并辅助完成子母群组机器人走行位置的实时监测和定位。相应地，电控柜902用于母检机器人各部件的电力供能，并实现子检机器人11检测指令的生成、发送以及检测数据的收集、存储和分析，制定出相应的检测、维修策略。

进一步优选地，优选实施例中的子检机器人11可以作为中继站，为远距离的子检机器人11传输网络信息，进一步扩大子母群组机器人的作业范围。同时，当检测模块2安装在对应的子检机器人11后，母检机器人上的网络通信装置903便会与该子检机器人11建立起对应的通信关系，并记录该检测模块2的相关信息，为后续该子检机器人11的检测工作提供相应的作业指令，进而控制子检机器人11完成相应的作业任务。显然，子检机器人11可以单独进行作业任务，也可以协同进行作业任务，甚至是与母检机器人配合完成作业任务。

在优选实施例中，轨道交通基础设施检测子母群组机器人的作业方法优选包括如下过程：

(1)子母群组机器人在走行组件的配合工作下快速到达指定作业区域，为后续检测作业做好准备；

(2)电控柜902控制旋转舱1转动，使得指定的检测模块2可在定位组件4的定位下准确转动到存取位置，此后，控制存取机械臂7的抓手伸入舱室102内，匹配该舱室102内检测模块2的夹持槽203；同时，控制电磁基座103解除与磁铁盘201的吸合，进而完成存取机械臂7对相应检测模块2的夹取，如图1中所示；

(3)控制存取机械臂7工作，将其夹取的检测模块2带动到立体储架10上的对应位置，并将检测模块2与立体储架10中的子检机器人11匹配，使得检测模块2可靠安装在作业部件1103上，如图2中所示；

(4)电控柜902控制收发组件8工作，使得收发机械臂801匹配安装有检测模块2的子检机器人11，即收发机械臂801抓取对应的夹持部件1102，通过收发机械臂801的组合动作，将该子检机器人11从立体储架10中取出，再通过收发悬臂803与滑块的水平运动，以及伸缩轴的伸缩运动，可以实现子检机器人11从收发舱中的取出，并实现子检机器人11在作业区域的投放，如图3中所示；

(5)循环步骤(2)～(4)，完成多个子检机器人11的对应投放，此后，控制各子检机器人11对应工作，进行作业区域的基础设施检测；

(6)作业完毕，母检机器人缓慢运动到子检机器人11旁，或者是子检机器人11运动回母检机器人旁，通过控制收发组件8，完成子检机器人11的抓取，并实现各子检机器人11在立体储架10中的存放；此后，控制存取机械臂7从子检机器人11上取下检测模块2，并存入对应的舱室102中；

(7)子检机器人11回收完毕，子母群组机器人在走行组件的带动下快速到达下一指定作业区域。

本发明中的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其结构简单，设置简便，利用检测模块的模块化设计以及旋转舱与存取机械臂的对应设置，有效实现了大量检测模块的存储、存取、自检和定位，同时，通过立体储架、子检机器人和收发组件的对应设置，有效实现了检测模块在对应子检机器人上的匹配，并实现了多种子检机器人在作业区域的快速投放，进而可以实现作业区域不同作业内容的进行，提升了轨道交通基础设施检测作业的灵活性、全面性，提高了检测的效率和精度，降低了基础设施检测的成本，具有较好的应用前景和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道交通基础设施检测子母群组机器人，包括车体，其特征在于，所述车体内分隔形成有模块舱和收发舱；

所述模块舱中设置有至少一个旋转舱；所述旋转舱通过转动轴匹配在两相对设置的舱基座上，并可在所述转动轴的旋转带动下进行绕轴转动；且所述旋转舱沿环向分隔为多个舱扇单元，并在各所述舱扇单元的外周壁面上分别开设有舱室，且各所述舱室分别用于容置及固定检测模块；

所述收发舱与所述模块舱相邻设置，并在该收发舱中设置有存取机械臂、立体储架和收发组件；所述存取机械臂设置在所述立体储架靠近所述模块舱的一侧，并在该模块舱的侧壁上开设有取物口，使得所述存取机械臂可以穿过所述取物口并实现对应舱室中检测模块的存取；所述立体储架用于子检机器人的存放，且所述存取机械臂取出的检测模块可以装配固定在对应的子检机器人上；所述收发组件对应所述立体储架设置，用于该立体储架中对应子检机器人的取出或者收回。

2.根据权利要求1所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述车体内还分隔形成有功能舱，并在该功能舱中对应设置有走行探测装置、电控柜和网络通信装置；

所述走行探测装置用于子母群组机器人走行过程中的环境探测，并实现作业区域的定位；所述电控柜用于车体内各部件的供能，并实现子检机器人检测指令的生成、发送以及检测数据的收集、存储和分析；所述网络通信装置用于车体与控制中心的通信，并可在车体与各子检机器人之间建立无线通信。

3.根据权利要求1或2所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，还包括走行组件；

所述走行组件设置在车体的底部，其包括快速走行机构和精确走行机构；所述快速走行机构用于将子母群组机器人快速带动到作业区域；所述精确走行机构用于在子母群组机器人进行基础设施检测时进行精确走行，其设置在升降机构上，可在所述快速走行机构工作时远离走行轨道，并在子母群组机器人处于检测状态时匹配走行轨道。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，对应所述旋转舱设置有定位组件；所述定位组件设置在旋转舱一侧，用于实现所述旋转舱转动过程中对应舱扇单元的识别以及旋转舱转动到位后的锁定。

5.根据权利要求4所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述定位组件包括激光测距单元、图像识别单元和锁定单元；相应地，在各所述舱扇单元上分别设置有定位阶梯、信息码和锁定孔；

所述定位阶梯沿环向设置在所述舱扇单元的侧壁面上，其与所述激光测距单元匹配设置，使得所述激光测距单元可通过检测其与定位阶梯之间的距离来判断该舱扇单元是否转动到位；所述信息码设置在所述舱扇单元的侧壁面上，使得所述图像识别单元可通过识别各信息码来确定对应的舱扇单元；所述锁定单元与所述锁定孔匹配设置，并可在对应舱扇单元旋转到位后匹配该舱扇单元上的锁定孔，以将所述旋转舱锁定到位。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述舱室的底部设置有若干电磁基座，并在所述检测模块的一侧端面上设置有对应的磁铁盘，使得所述检测模块可在其磁铁盘匹配对应的电磁基座后固定在对应的位置。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述舱室的底部设置有电气基座，并在所述检测模块上设置有电气接口，使得所述检测模块可在其电气接口与对应电气基座匹配后连通相应的电气线路，以实现该检测模块的自检作业。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述收发组件包括收发机械臂、固定滑道和收发悬臂；

所述固定滑道设置在所述立体储架的上方，一端延伸至靠近车体外部的位置；所述收发悬臂匹配在固定滑道中，并可在该固定滑道内往复运动，以实现该收发悬臂在收发舱中的容置或者其一端从收发舱中的伸出，且收发悬臂上沿轴向开设有悬臂滑道，并在该悬臂滑道中设置有可往复滑动的滑块；所述收发机械臂的一端设置有抓手，其另一端匹配连接在所述滑块上。

9.根据权利要求8所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述收发机械臂与所述滑块之间沿竖向设置有伸缩轴；所述伸缩轴的一端固定在滑块上，其另一端连接所述收发机械臂，并可在竖向上进行往复伸缩。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的轨道交通基础设施检测子母群组机器人，其中，所述子检机器人包括主体结构、夹持部件、作业部件和走行部件；

所述夹持部件设置在主体结构上，用于与所述收发组件匹配以实现该子检机器人的取放；所述作业部件设置在主体结构的顶部，用于与检测模块匹配并将检测模块切换到检测状态；所述走行部件设置在主体结构的底部，用于实现该子检机器人的走行。

Images