CN114394125B - 一种城市轨道交通自动巡检设备 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的一种城市轨道交通自动巡检设备，包括自动行走巡检装置和控制自动行走巡检机构对应进入轨道或从轨道上离开的驱动机构；自动行走巡检装置包括自动行走装置和设置于自动行走装置上的升降装置；其利用驱动机构的第一自动伸缩杆、第二自动伸缩杆、第一液压缸、第二液压缸和升降装置的相互配合动作促使自动行走巡检装置被自动移入至轨道上，或者自动从轨道上移开；自动被移入轨道上后，自动行走巡检装置被驱动在轨道上行走，从而在行走的过程中探伤轮对轨道进行探伤。

Description

一种城市轨道交通自动巡检设备

技术领域

本发明涉及一种轨道交通自动巡检的技术领域，尤其是一种城市轨道交通自动巡检设备。

背景技术

近年来，我国铁路实现了跨越式发展，为保证高速铁路的安全运营，必须要加强对轨道几何大值病害、线路限界、钢轨表面伤损及扣件状态的监控，同时在施工维修后必须确保线路开通状态满足安全要求，传统的人工巡视轨道不仅效率极低而且不适于高速铁路的需要，因此研发了一种用于轨道探伤的轨道自动检测车，但是现有轨道自动检测车需要借助外部设备将检测车输送至轨道上，使得检测较为不便，并且检测功能单一不能满足使用部门的要求，因此有必要改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种城市轨道交通自动巡检设备，其具体方式如下。

本发明所设计的一种城市轨道交通自动巡检设备，包括自动行走巡检装置和控制自动行走巡检机构对应进入轨道或从轨道上离开的驱动机构；自动行走巡检装置包括自动行走装置和设置于自动行走装置上的升降装置；

驱动机构包括平台和固定于平台上的控制室，平台的左右两侧分别设置有两个第一自动伸缩杆和两个第二自动伸缩杆，控制室的顶部左右两侧分别滑移连接有两个第一滑移杆和两个第二滑移杆，两个第一自动伸缩杆和两个第二自动伸缩杆的端部均设置有定位套，两定位套内分别滑移设置有第一定位杆和第二定位杆，定位杆的下端设置有滚动轮，第一滑移杆的外侧端固定有垂直设置的第一液压缸，第二滑移杆的外侧端固定有垂直设置的第二液压缸，第一液压缸的活塞杆与第一定位杆固定，第二液压缸的活塞杆与第二定位杆固定；

自动行走装置包括底盘和设置于底盘相对两侧的自动行走驱动轮，底盘上设置有升降通道，升降装置包括上下两端部分别具有螺纹的定位柱体、套于定位柱体上的第一轴承、套接固定于定位柱体上的升降驱动齿轮、固定于底盘上的第一驱动电机、第二驱动电机以及套接固定于第二驱动电机转轴上的旋转齿轮，定位柱体的下端置于升降通道内，套体和升降套的内螺纹分别与定位柱体的上下两端螺纹相配合连接，第一轴承的内圈与升降驱动齿轮固定相连，第一轴承的外圈与底盘固定相连，第一驱动电机的转轴上固定有与升降驱动齿轮啮合的主动齿轮；定位柱体旋转时利用螺纹配合驱动定位柱体下降或上升、以及驱动升降套下降或上升，升降通道的内侧壁设置有定位凸起，且定位凸起插入升降套的外侧通槽内，平台的底面固定有圆盘，圆盘通过第二轴承与套体的上端连接；套体包括与旋转齿轮啮合的齿轮套和螺纹连接套，螺纹连接套的内螺纹与定位柱体上的螺纹相互配合螺纹连接，且齿轮套套接固定于螺纹连接套上，利用齿轮套旋转带动螺纹连接套旋转促使定位柱体的位置进行单独调节。两组自动行走驱动轮均包括驱动轮、位于驱动轮前侧的行走轮和位于驱动轮后侧的探伤轮，底盘上固定有探伤模块，探伤模块与各探伤轮通信相连。

作为优选，定位柱体包括容纳通道，容纳通道的内壁设置有两根第三液压缸，两根第三液压缸的活塞杆下端均设置有旋转电机，两旋转电机的转轴上均安装有用于检测轨道内侧螺母进行检测的第一螺母松动检测装置，两组第一螺母松动检测装置均包括第一横向位移驱动液压缸和第一固定架，第一横向位移驱动液压缸固定于旋转电机的转轴上，第一固定架固定于第一横向位移驱动液压缸的活塞杆上，两个第一固定架均包括第一支杆，第一支杆的端部设置有倾斜设置有第一视觉检测摄像头和第一检测机构，第一视觉检测摄像头和第一检测机构均与轨道内侧螺母的位置对应，第一检测机构包括第一检测套筒、位于第一检测套筒内的第一弹簧和第一检测块，第一弹簧的端部固定有第一杆体，第一杆体上固定有第一检测块，检测时检测块与轨道内侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置在轨道上行走的过程中，利用第一视觉检测摄像头检测轨道内侧螺母是否发生动作。

作为优选，两个第一固定架均还包括第二支杆，第二支杆的背面固定有推移液压缸，第二支杆的端部固定有第二视觉检测摄像头和活动块，推移液压缸的活塞杆贯穿第二支杆后与活动块固定相连，活动块上设置有吹风通道。

作为优选，两组自动行走驱动轮的旁侧分别设置有对轨道外侧的螺母进行检测的第二螺母松动检测装置；两组第二螺母松动检测装置均包括第二横向位移驱动液压缸、横向直线导轨、连接架、垂直升降驱动液压缸和第二固定架，第二横向位移驱动液压缸和横向直线导轨均固定于平台的底面，连接架固定于横向直线导轨的滑块上，垂直升降驱动液压缸固定于连接架上，第二固定架固定于垂直升降驱动液压缸的活塞杆上；两个第二固定架均包括第三支杆，第三支杆的端部设置有倾斜设置有第三视觉检测摄像头和第二检测机构，第三视觉检测摄像头和第二检测机构均与轨道内侧螺母的位置对应，第二检测机构包括第二检测套筒、位于第二检测套筒内的第二弹簧和第二检测块，第二弹簧的端部固定有第二杆体，第二杆体上固定有第二检测块，检测时检测块与轨道外侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置在轨道上行走的过程中，利用第三视觉检测摄像头检测轨道内侧螺母是否发生动作。

作为优选，平台包括第一滑移通道；两个第一自动伸缩杆均包括第一长杆、第一齿条、与第一齿条啮合的第一齿轮和第一伸缩液压缸，第一长杆、第一齿条、第一齿轮均位于第一滑移通道内，第一齿轮通过转轴旋转式安装于第一滑移通道的一端，第一齿条固定于第一长杆上，第一伸缩液压缸固定于第一长杆的外侧端；

两个第二自动伸缩杆均包括第二长杆、第二齿条、与第二齿条啮合的第二齿轮和第二伸缩液压缸，第二长杆、第二齿条、第二齿轮均位于第二滑移通道内，第二齿轮通过转轴旋转式安装于第一滑移通道的另一端，第二齿条固定于第二长杆上，第二伸缩液压缸固定于第二长杆的外侧端；

第一长杆和第二长杆错位设置，第一伸缩液压缸的活塞杆端部和第二伸缩液压缸的活塞杆端部固定定位套。

作为优选，平台还包括两个第二滑移通道和两个第三滑移通道，两根第一滑移杆的位置分别各第一伸缩液压缸的位置对应，两根第二滑移杆的位置分别各第二伸缩液压缸的位置对应，两根第一滑移杆分别置于各第二滑移通道内，两根第二滑移杆分别置于各第三滑移通道内。

作为优选，底盘上安装有第一减震系统和第二减震系统，一组自动行走驱动轮的驱动轮安装于第一减震系统上，另一组自动行走驱动轮的驱动轮安装于第二减震系统上；第一减震系统和第二减震系统均包括活动件和两个位置相互对应设置的减震器，两个减震器分别固定于底盘侧边两个凸起固定板上，且活动件的两端分别与两个减震器固定相连，两组驱动轮均包括行走电机和行走滚轮，一组驱动轮的行走电机固定于第一减震系统的活动件上，另一组驱动轮的行走电机固定于第二减震系统的活动件上，且行走滚轮与行走电机的转轴固定相连。

作为优选，升降套的底部设置限位块。

本发明所设计的一种城市轨道交通自动巡检设备，其与现有技术相比具备有益效果如下：

1、利用驱动机构的第一自动伸缩杆、第二自动伸缩杆、第一液压缸、第二液压缸和升降装置的相互配合动作促使自动行走巡检装置被自动移入至轨道上，或者自动从轨道上移开；自动被移入轨道上后，自动行走巡检装置被驱动在轨道上行走，从而在行走的过程中探伤轮对轨道进行探伤；

2、利用第一螺母松动检测装置和第二螺母松动检测装置的检测机构和视觉摄像头像配合来自动判断螺母是否存在松动情况；解决现有技术中在螺栓紧固检查都是通过人工进行检查，检查起来较为缓慢，而且浪费大量的人工的技术问题。

3、自动行走巡检装置被驱动在轨道上行走后，利用吹风通道出风对，轨道的细小异物进行吹落。

附图说明

图1是整体结构示意图(一)；

图2是第一检测机构(136)结构示意图；

图3是整体结构示意图(二)；

图4是A处放大图；

图5是自动行走巡检装置整体结构示意图(一)；

图6是第二检测机构(347)结构示意图；

图7是自动行走巡检装置整体结构示意图(二)；

图8是自动行走巡检装置整体结构示意图(三)；

图9是自动行走巡检装置整体结构示意图(四)；

图10是自动行走巡检装置整体结构示意图(五)；

图11是第一螺母松动检测装置容纳于容纳通道内的结构示意图；

图12是平台的剖视图；

图13是控制室顶部的剖视图；

图14是自动行走巡检装置的底部结构示意图。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-图13所示，本实施例所描述的一种城市轨道交通自动巡检设备，包括自动行走巡检装置100和控制自动行走巡检机构对应进入轨道或从轨道上离开的驱动机构200；自动行走巡检装置100包括自动行走装置12和设置于自动行走装置12上的升降装置11。

驱动机构200包括平台21和固定于平台21上的控制室22，平台21的左右两侧分别设置有两个第一自动伸缩杆31和两个第二自动伸缩杆32，控制室22的顶部左右两侧分别滑移连接有两个第一滑移杆23和两个第二滑移杆24，两个第一自动伸缩杆31和两个第二自动伸缩杆32的端部均设置有定位套27，两定位套27内分别滑移设置有第一定位杆28和第二定位杆29，定位杆的下端设置有滚动轮，第一滑移杆23的外侧端固定有垂直设置的第一液压缸25，第二滑移杆24的外侧端固定有垂直设置的第二液压缸26，第一液压缸25的活塞杆与第一定位杆28固定，第二液压缸26的活塞杆与第二定位杆29固定；其中控制室22内设置有液压泵，以对液压缸进行供液，其结构设置便于自动行走巡检装置100进入轨道或从轨道上离开，提升使用性能，且结构设计合理。第一定位杆28和第二定位杆29的侧壁均设置有凸块，定位套的内壁设置长形槽271，凸块281对应插入长形槽271内，以防止在定位杆升降移动时发生旋转。

自动行走装置12包括底盘10和设置于底盘10相对两侧的自动行走驱动轮，底盘10上设置有升降通道102，升降装置11包括套体114、升降套148、上下两端部分别具有螺纹的定位柱体110、套于定位柱体110上的第一轴承117、套接固定于定位柱体110上的升降驱动齿轮111、固定于底盘10上的第一驱动电机113、第二驱动电机116以及套接固定于第二驱动电机116转轴上的旋转齿轮115，定位柱体110的下端置于升降通道102内，套体114和升降套148的内螺纹分别与定位柱体110的上下两端螺纹相配合连接，第一轴承117的内圈与升降驱动齿轮111固定相连，第一轴承117的外圈与底盘10固定相连，第一驱动电机113的转轴上固定有与升降驱动齿轮111啮合的主动齿轮112；定位柱体110旋转时利用螺纹配合驱动定位柱体110下降或上升、以及驱动升降套148下降或上升，升降通道102的内侧壁设置有定位凸起151，且定位凸起151插入升降套148的外侧通槽150内，平台21的底面固定有圆盘500，圆盘500通过第二轴承119与套体114的上端连接；其中定位凸起151与通槽150的配合保证定位柱体110和升降套148下移或上升的运行更加稳定可靠，第二驱动电机116固定于圆盘500上。

套体114包括与旋转齿轮115啮合的齿轮套149和螺纹连接套118，螺纹连接套118的内螺纹与定位柱体110上的螺纹相互配合螺纹连接，且齿轮套149套接固定于螺纹连接套118上，利用齿轮套149旋转带动螺纹连接套118旋转促使定位柱体110的位置进行单独调节；由于齿轮套149和升降套148存在高度差，因此升降套148下移的空间有限，然而套体114还存在下移空间，因此如要增加套体114与升降套148的长度，可进行单独控制齿轮套149旋转，而带动螺纹连接套118旋转促使定位柱体110的位置进行单独下移或上升调节。

两组自动行走驱动轮均包括驱动轮15、位于驱动轮15前侧的行走轮124和位于驱动轮15后侧的探伤轮122，底盘10上固定有探伤模块153，探伤模块153与各探伤轮122通信相连。其中探伤轮122采用超声探伤轮122，使得自动行走巡检装置100在轨道上行走过程中对轨道进行探伤，当发现轨道存在伤损时，将信号反馈至探伤模块153，探伤模块153将信号处理后传送至控制室22内的控制器221，控制器221得到反馈，而进行在预设的行程中，利用控制室22内的GPS定位模块进行在预设行程中定位标记，以进行修复。

自动行走巡检装置100自动移入轨道上时，第一驱动电机113驱动主动齿轮112旋转，而带动升降驱动齿轮111旋转，促使定位柱体110旋转，此时定位柱体110与套体114和升降套148的螺纹配合下定位柱体110和升降套148下移，将整体设备顶起上升，第一驱动电机113功率采用大功率电机，以配合将整体设备顶起，并且第一液压缸25和第二液压缸26处于收缩状态，使得第二定位杆29高于轨道，然后第二自动伸缩杆32和第二滑移杆24伸出，并跨过两根轨道，此时第二自动伸缩杆32上的第二液压杆伸展，使得第二定位杆29上的滚动轮与轨道外侧的地面接触，第二定位杆29的滚动轮抵靠在用于铺设轨道的垫块侧壁上，然后第一液压缸25和第二液压缸26同步伸展，并且第一驱动电机113驱动主动齿轮112反向旋转，而带动升降驱动齿轮111旋转，促使定位柱体110旋转，此时定位柱体110与套体114和升降套148的螺纹配合下定位柱体110和升降套148上升，使得自动行走巡检装置100的高度较小，达到自动行走巡检装置100高于轨道，然后第二自动伸缩杆32和第二滑移杆24收缩，带动自动行走巡检装置100横向位移，只是自动行走巡检装置100位于轨道的上方，且两侧驱动轮15和两侧探伤轮122分别与轨道对应，此时，第二驱动电机116驱动旋转齿轮115旋转，而驱动齿轮套149旋转，利用齿轮套149旋转带动螺纹连接套118旋转促使定位柱体110下移，达到驱动轮15和探伤轮122与轨道接触；最后第一液压缸25和第二液压杆驱动第一定位杆28和第二定位杆29上升，驱动轮15驱动旋转，使得自动行走巡检装置100在轨道上行走，并探伤检测。

动行走巡检装置在轨道上行走过程中对轨道内侧螺母进行检测，其具体检测方式：定位柱体110包括容纳通道120，容纳通道120的内壁设置有两根第三液压缸131，两根第三液压缸131的活塞杆下端均设置有旋转电机132，两旋转电机132的转轴上均安装有用于检测轨道内侧螺母进行检测的第一螺母松动检测装置13，两组第一螺母松动检测装置13均包括第一横向位移驱动液压缸133和第一固定架134，第一横向位移驱动液压缸133固定于旋转电机132的转轴上，第一固定架134固定于第一横向位移驱动液压缸133的活塞杆上，两个第一固定架134均包括第一支杆135，第一支杆135的端部设置有倾斜设置有第一视觉检测摄像头137和第一检测机构136，第一视觉检测摄像头137和第一检测机构136均与轨道内侧螺母的位置对应，第一检测机构136包括第一检测套筒144、位于第一检测套筒144内的第一弹簧145和第一检测块147，第一弹簧145的端部固定有第一杆体146，第一杆体146上固定有第一检测块147，检测时检测块与轨道内侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置100在轨道上行走的过程中，利用第一视觉检测摄像头137检测轨道内侧螺母是否发生动作。

基于上述，当需要对轨道内侧的螺母进行检测时，第一检测块147在第一弹簧145作用下与轨道内侧螺母抵触，当即使抵触螺母，而自动行走巡检装置100仍在缓慢行走，第一视觉检测摄像头137检测轨道内侧螺母未发生动作，即螺母的顶面线未超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母紧固状态；当抵触螺母，而自动行走巡检装置100仍在缓慢行走，第一视觉检测摄像头137检测轨道内侧螺母发生旋转，使得螺母上升，致使螺母的顶面线超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母松动，此时控制器221发生警告，并通过GPS定位对预设行程中的位置进行螺母松动标记，提醒维修工人进行螺母紧固，而维修工人根据接收到的预设行程中的位置，找到对应松动螺母进行紧固操作。

当不需要使用螺母检测时，第三液压缸131的活塞杆再次伸出，使得整体检测装置完全位于升降套148的下方，然后旋转电机132驱动第一螺母松动检测装置13向内侧旋转，同时第一横向位移驱动液压缸133的活塞杆收缩，使得第一螺母松动检测装置13整体长度缩短，然后第三液压缸131的活塞杆完全收缩，使得第一螺母松动检测装置13被收纳入容纳通道120内，并且两个第一螺母松动检测装置13倾斜并相互平行的置于容纳通道120内，使用时恢复如图2所示的状态。

优选地，两个第一固定架134均还包括第二支杆140，第二支杆140的背面固定有推移液压缸141，第二支杆140的端部固定有第二视觉检测摄像头138和活动块154，推移液压缸141的活塞杆贯穿第二支杆140后与活动块154固定相连，活动块154上设置有吹风通道139，第二视觉检测摄像头138检测轨道上情况，并进行录像，推移液压缸141的活塞杆推出，吹风通道139通过管道与控制室22内的吹风机222连接，吹风通道139出风对轨道上的小异物进行吹落。

优选地，两组自动行走驱动轮的旁侧分别设置有对轨道外侧的螺母进行检测的第二螺母松动检测装置34；两组第二螺母松动检测装置34均包括第二横向位移驱动液压缸342、横向直线导轨341、连接架343、垂直升降驱动液压缸344和第二固定架345，第二横向位移驱动液压缸342和横向直线导轨341均固定于平台21的底面，连接架343固定于横向直线导轨341的滑块上，垂直升降驱动液压缸344固定于连接架343上，第二固定架345固定于垂直升降驱动液压缸344的活塞杆上；两个第二固定架345均包括第三支杆，第三支杆的端部设置有倾斜设置有第三视觉检测摄像头346和第二检测机构347，第三视觉检测摄像头346和第二检测机构347均与轨道内侧螺母的位置对应，第二检测机构347包括第二检测套筒348、位于第二检测套筒348内的第二弹簧349和第二检测块351，第二弹簧349的端部固定有第二杆体350，第二杆体350上固定有第二检测块351，检测时第二检测块与轨道外侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置100在轨道上行走的过程中，利用第三视觉检测摄像头346检测轨道内侧螺母是否发生动作。第二横向位移驱动液压缸342对第二螺母松动检测装置34的横向位置进行调节，垂直升降驱动液压缸344对第二螺母松动检测装置34的垂直位置进行调节，并控制第二螺母松动检测装置34上升收缩。

当需要对轨道内侧的螺母进行检测时，第二检测块351在第二弹簧349作用下与轨道外侧螺母抵触，当即使抵触螺母，而自动行走巡检装置100仍在缓慢行走，第三视觉检测摄像头346检测轨道外侧螺母未发生动作，即螺母的顶面线未超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母紧固状态；当抵触螺母，而自动行走巡检装置100仍在缓慢行走，第三视觉检测摄像头346检测轨道外侧螺母发生旋转，使得螺母上升，致使螺母的顶面线超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母松动，此时控制器221发生警告，并通过GPS定位对预设行程中的位置进行螺母松动标记，提醒维修工人进行螺母紧固，而维修工人根据接收到的预设行程中的位置，找到对应松动螺母进行紧固操作。垂直升降驱动液压缸344不工作时，处于收缩状态。

优选地，平台21包括第一滑移通道210；两个第一自动伸缩杆31均包括第一长杆312、第一齿条314、与第一齿条314啮合的第一齿轮313和第一伸缩液压缸312，第一长杆312、第一齿条314、第一齿轮313均位于第一滑移通道210内，第一齿轮313通过转轴旋转式安装于第一滑移通道210的一端，第一齿条314固定于第一长杆312上，第一伸缩液压缸312固定于第一长杆312的外侧端；两个第二自动伸缩杆32均包括第二长杆321、第二齿条324、与第二齿条324啮合的第二齿轮323和第二伸缩液压缸322，第二长杆321、第二齿条324、第二齿轮323均位于第二滑移通道211内，第二齿轮323通过转轴旋转式安装于第一滑移通道210的另一端，第二齿条324固定于第二长杆321上，第二伸缩液压缸322固定于第二长杆321的外侧端；第一长杆312和第二长杆321错位设置，第一伸缩液压缸312的活塞杆端部和第二伸缩液压缸322的活塞杆端部固定定位套27。其中第一齿轮313和第二齿轮323上的转轴分别与齿轮减速箱连接，齿轮减速箱与电机连接，从而第一齿轮313或第二齿轮323旋转，来驱动第一长杆312和第二长杆321作伸缩动作，其结构设置使得伸缩稳定可靠。

上述中，当需要自动行走巡检装置100自动移入轨道上，第一定位杆28的滚动轮与地面接触，第二定位杆29的滚动轮已抵靠在用于铺设轨道的垫块侧壁上的情况下，第一齿轮313逆时针旋转，第二齿轮323顺时针旋转，第二齿轮323旋转作为主驱动力，促使第一齿轮313和第二齿轮323在分别在第一齿条314和第二齿条324上向右滚动，从而达到平台21发生向右位移，促使自动行走巡检装置100也向右位移，直至自动行走巡检装置100位于轨道上方，第一伸缩液压缸312和第二伸缩液压缸322在伸出距离较长的情况下使用。

优选地，平台21还包括两个第二滑移通道211和两个第三滑移通道212，两根第一滑移杆23的位置分别各第一伸缩液压缸312的位置对应，两根第二滑移杆24的位置分别各第二伸缩液压缸322的位置对应，两根第一滑移杆23分别置于各第二滑移通道211内，两根第二滑移杆24分别置于各第三滑移通道212内，其结构设置使得第一滑移杆23和第二滑移杆24的位移更加稳定，并且结构设计合理。

优选地，底盘10上安装有第一减震系统和第二减震系统，一组自动行走驱动轮的驱动轮15安装于第一减震系统上，另一组自动行走驱动轮的驱动轮15安装于第二减震系统上；第一减震系统和第二减震系统均包括活动件142和两个位置相互对应设置的减震器143，两个减震器143分别固定于底盘10侧边两个凸起固定板101上，且活动件142的两端分别与两个减震器143固定相连，两组驱动轮15均包括行走电机123和行走滚轮121，一组驱动轮15的行走电机123固定于第一减震系统的活动件142上，另一组驱动轮15的行走电机123固定于第二减震系统的活动件142上，且行走滚轮121与行走电机123的转轴固定相连，避免在行走过程中发生较大震动，而影响控制室22内的器件，其减震器143包括减震弹簧。

优选地，升降套148的底部设置限位块152，其结构设置使得升降套148上升后的极限位置得到限位。

待巡检结束，自动行走巡检装置100自动从轨道上移出时，第一液压缸25和第二液压缸26伸展，第一定位杆28和第二定位杆29上的滚动轮与地面抵触，然后第二驱动电机116驱动旋转齿轮115反向旋转，而驱动齿轮套149旋转，利用齿轮套149旋转带动螺纹连接套118旋转促使定位柱体110上升，达到驱动轮15和探伤轮122与轨道远离，基于第二定位杆29的滚动轮抵靠在用于铺设轨道的垫块侧壁，然后第一齿轮313旋转，使得第一长杆312伸出，并且第一伸缩液压杆也伸出，再然后第一齿轮313顺时针旋转，第二齿轮323逆时针旋转，第一齿轮313旋转作为主驱动力，促使第一齿轮313和第二齿轮323在分别在第一齿条314和第二齿条324上向左滚动，由于第二长杆321和第二齿条324无法动作，从而达到平台21发生向左位移，促使自动行走巡检装置100也向左位移，直至自动行走巡检装置100位于轨道外侧的地面上方，此时第一驱动电机113驱动主动齿轮112旋转，而带动升降驱动齿轮111旋转，促使定位柱体110旋转，此时定位柱体110与套体114和升降套148的螺纹配合下定位柱体110和升降套148下移，将整体设备顶起顶柱，第二液压缸26收缩，促使第二定位杆29的滚动轮高于轨道，此时单独驱动第二齿轮323旋转，将第二长杆321收缩，从而完成自动离开轨道。

最后，上述中所有固定均根据实际情况进行螺栓固定或焊接固定，并且对驱动升降驱动齿轮111和齿轮套149的旋转圈数进行限定，以防止旋转过多而导致升降套148和定位柱体110发生脱离，并驱动圈数由控制器221内置程序设置，控制器221采用PLC控制器221，第一驱动电机和第二驱动电机均采用在断电后可进行刹车抱闸的伺服电机，所以第二驱动电机驱动齿轮套旋转时，定位柱体不能发生旋转，从而促使整体巡检装置进行升降动作。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，包括自动行走巡检装置（100）和控制自动行走巡检机构对应进入轨道或从轨道上离开的驱动机构（200）；自动行走巡检装置（100）包括自动行走装置（12）和设置于自动行走装置（12）上的升降装置（11）；

驱动机构（200）包括平台（21）和固定于平台（21）上的控制室（22），平台（21）的左右两侧分别设置有两个第一自动伸缩杆（31）和两个第二自动伸缩杆（32），控制室（22）的顶部左右两侧分别滑移连接有两个第一滑移杆（23）和两个第二滑移杆（24），两个第一自动伸缩杆（31）和两个第二自动伸缩杆（32）的端部均设置有定位套（27），两定位套（27）内分别滑移设置有第一定位杆（28）和第二定位杆（29），第一定位杆（28）和第二定位杆（29）的下端均设置有滚动轮，第一滑移杆（23）的外侧端固定有垂直设置的第一液压缸（25），第二滑移杆（24）的外侧端固定有垂直设置的第二液压缸（26），第一液压缸（25）的活塞杆与第一定位杆（28）固定，第二液压缸（26）的活塞杆与第二定位杆（29）固定；

自动行走装置（12）包括底盘（10）和设置于底盘（10）相对两侧的自动行走驱动轮，底盘（10）上设置有升降通道（102），升降装置（11）包括上下两端部分别具有螺纹的定位柱体（110）、套于定位柱体（110）上的第一轴承（117）、套接固定于定位柱体（110）上的升降驱动齿轮（111）、固定于底盘（10）上的第一驱动电机（113）、第二驱动电机（116）以及套接固定于第二驱动电机（116）转轴上的旋转齿轮（115），定位柱体（110）的下端置于升降通道（102）内，套体（114）和升降套（148）的内螺纹分别与定位柱体（110）的上下两端螺纹相配合连接，第一轴承（117）的内圈与升降驱动齿轮（111）固定相连，第一轴承（117）的外圈与底盘（10）固定相连，第一驱动电机（113）的转轴上固定有与升降驱动齿轮（111）啮合的主动齿轮（112）；定位柱体（110）旋转时利用螺纹配合驱动定位柱体（110）下降或上升、以及驱动升降套（148）下降或上升，升降通道（102）的内侧壁设置有定位凸起（151），且定位凸起（151）插入升降套（148）的外侧通槽（150）内，平台（21）的底面固定有圆盘（500），圆盘（500）通过第二轴承（119）与套体（114）的上端连接；套体（114）包括与旋转齿轮（115）啮合的齿轮套（149）和螺纹连接套（118），螺纹连接套（118）的内螺纹与定位柱体（110）上的螺纹相互配合螺纹连接，且齿轮套（149）套接固定于螺纹连接套（118）上，利用齿轮套（149）旋转带动螺纹连接套（118）旋转促使定位柱体（110）的位置进行单独调节；

两组自动行走驱动轮均包括驱动轮（15）、位于驱动轮（15）前侧的行走轮（124）和位于驱动轮（15）后侧的探伤轮（122），底盘（10）上固定有探伤模块（153），探伤模块（153）与各探伤轮（122）通信相连；

定位柱体（110）包括容纳通道（120），容纳通道（120）的内壁设置有两根第三液压缸（131），两根第三液压缸（131）的活塞杆下端均设置有旋转电机（132），两旋转电机（132）的转轴上均安装有用于检测轨道内侧螺母的第一螺母松动检测装置（13），两组第一螺母松动检测装置（13）均包括第一横向位移驱动液压缸（133）和第一固定架（134），第一横向位移驱动液压缸（133）固定于旋转电机（132）的转轴上，第一固定架（134）固定于第一横向位移驱动液压缸（133）的活塞杆上，两个第一固定架（134）均包括第一支杆（135），第一支杆（135）的端部设置有第一检测机构（136）和倾斜设置的第一视觉检测摄像头（137），第一视觉检测摄像头（137）和第一检测机构（136）均与轨道内侧螺母的位置对应，第一检测机构（136）包括第一检测套筒（144）、位于第一检测套筒（144）内的第一弹簧（145）和第一检测块（147），第一弹簧（145）的端部固定有第一杆体（146），第一杆体（146）上固定有第一检测块（147），检测时检测块与轨道内侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置（100）在轨道上行走的过程中，利用第一视觉检测摄像头（137）检测轨道内侧螺母是否发生动作；

两个第一固定架（134）均还包括第二支杆（140），第二支杆（140）的背面固定有推移液压缸（141），第二支杆（140）的端部固定有第二视觉检测摄像头（138）和活动块（154），推移液压缸（141）的活塞杆贯穿第二支杆（140）后与活动块（154）固定相连，活动块（154）上设置有吹风通道（139）；

自动行走巡检装置自动移入轨道上时，第一驱动电机驱动主动齿轮旋转，而带动升降驱动齿轮旋转，促使定位柱体旋转，此时定位柱体分别与套体和升降套的螺纹配合下定位柱体和升降套下移，将整体设备顶起上升，第一驱动电机功率采用大功率电机，以配合将整体设备顶起，并且第一液压缸和第二液压缸处于收缩状态，使得第二定位杆高于轨道，然后第二自动伸缩杆和第二滑移杆伸出，并跨过两根轨道，此时第二自动伸缩杆上的第二液压杆伸展，使得第二定位杆上的滚动轮与轨道外侧的地面接触，第二定位杆的滚动轮抵靠在用于铺设轨道的垫块侧壁上，然后第一液压缸和第二液压缸同步伸展，并且第一驱动电机驱动主动齿轮反向旋转，而带动升降驱动齿轮旋转，促使定位柱体旋转，此时定位柱体分别与套体和升降套的螺纹配合下定位柱体和升降套上升，使得自动行走巡检装置的高度较小，达到自动行走巡检装置高于轨道，然后第二自动伸缩杆和第二滑移杆收缩，带动自动行走巡检装置横向位移，只是自动行走巡检装置位于轨道的上方，且两侧驱动轮和两侧探伤轮分别与轨道对应，此时，第二驱动电机驱动旋转齿轮旋转，而驱动齿轮套旋转，利用齿轮套旋转带动螺纹连接套旋转促使定位柱体下移，达到驱动轮和探伤轮与轨道接触；最后第一液压缸和第二液压杆驱动第一定位杆和第二定位杆上升，驱动轮驱动旋转，使得自动行走巡检装置在轨道上行走，并探伤检测；

探伤轮采用超声探伤轮，使得自动行走巡检装置在轨道上行走过程中对轨道进行探伤，当发现轨道存在伤损时，将信号反馈至探伤模块，探伤模块将信号处理后传送至控制室内的控制器，控制器得到反馈，而进行在预设的行程中，利用控制室内的GPS定位模块进行在预设行程中定位标记，以进行修复；

自动行走巡检装置在轨道上行走过程中，需要对轨道内侧的螺母进行检测时，第一检测块在第一弹簧作用下与轨道内侧螺母抵触，当即使抵触螺母，而自动行走巡检装置仍在缓慢行走，第一视觉检测摄像头检测轨道内侧螺母未发生动作，即螺母的顶面线未超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母紧固状态；当抵触螺母，而自动行走巡检装置仍在缓慢行走，第一视觉检测摄像头检测轨道内侧螺母发生旋转，使得螺母上升，致使螺母的顶面线超过视觉检测系统的标记线，则判定为螺母松动，此时控制器发生警告，并通过GPS定位对预设行程中的位置进行螺母松动标记，提醒维修工人进行螺母紧固，而维修工人根据接收到的预设行程中的位置，找到对应松动螺母进行紧固操作；

自动行走巡检装置在轨道上行走过程中，不需要使用螺母检测时，第三液压缸的活塞杆再次伸出，使得整体检测装置完全位于升降套的下方，然后旋转电机驱动第一螺母松动检测装置向内侧旋转，同时第一横向位移驱动液压缸的活塞杆收缩，使得第一螺母松动检测装置整体长度缩短，然后第三液压缸的活塞杆完全收缩，使得第一螺母松动检测装置被收纳入容纳通道内，并且两个第一螺母松动检测装置倾斜并相互平行的置于容纳通道内，使用时恢复状态。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，两组自动行走驱动轮的旁侧分别设置有对轨道外侧的螺母进行检测的第二螺母松动检测装置（34）；两组第二螺母松动检测装置（34）均包括第二横向位移驱动液压缸（342）、横向直线导轨（341）、连接架（343）、垂直升降驱动液压缸（344）和第二固定架（345），第二横向位移驱动液压缸（342）和横向直线导轨（341）均固定于平台（21）的底面，连接架（343）固定于横向直线导轨（341）的滑块上，垂直升降驱动液压缸（344）固定于连接架（343）上，第二固定架（345）固定于垂直升降驱动液压缸（344）的活塞杆上；两个第二固定架（345）均包括第三支杆，第三支杆的端部设置有第二检测机构（347）和倾斜设置的第三视觉检测摄像头（346），第三视觉检测摄像头（346）和第二检测机构（347）均与轨道外侧螺母的位置对应，第二检测机构（347）包括第二检测套筒（348）、位于第二检测套筒（348）内的第二弹簧（349）和第二检测块（351），第二弹簧（349）的端部固定有第二杆体（350），第二杆体（350）上固定有第二检测块（351），检测时检测块与轨道外侧螺母抵触，并在自动行走巡检装置（100）在轨道上行走的过程中，利用第三视觉检测摄像头（346）检测轨道外侧螺母是否发生动作。

3.根据权利要求2所述的一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，平台（21）包括第一滑移通道（210）；两个第一自动伸缩杆（31）均包括第一长杆（311）、第一齿条（314）、与第一齿条（314）啮合的第一齿轮（313）和第一伸缩液压缸（312），第一长杆（311）、第一齿条（314）、第一齿轮（313）均位于第一滑移通道（210）内，第一齿轮（313）通过转轴旋转式安装于第一滑移通道（210）的一端，第一齿条（314）固定于第一长杆（311）上，第一伸缩液压缸（312）固定于第一长杆（311）的外侧端；

两个第二自动伸缩杆（32）均包括第二长杆（321）、第二齿条（324）、与第二齿条（324）啮合的第二齿轮（323）和第二伸缩液压缸（322），第二长杆（321）、第二齿条（324）、第二齿轮（323）均位于第二滑移通道（211）内，第二齿轮（323）通过转轴旋转式安装于第一滑移通道（210）的另一端，第二齿条（324）固定于第二长杆（321）上，第二伸缩液压缸（322）固定于第二长杆（321）的外侧端；

第一长杆（311）和第二长杆（321）错位设置，第一伸缩液压缸（312）的活塞杆端部和第二伸缩液压缸（322）的活塞杆端部固定定位套（27）。

4.根据权利要求3所述的一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，平台（21）还包括两个第二滑移通道（211）和两个第三滑移通道（212），两根第一滑移杆（23）的位置分别与各第一伸缩液压缸（312）的位置对应，两根第二滑移杆（24）的位置分别与各第二伸缩液压缸（322）的位置对应，两根第一滑移杆（23）分别置于各第二滑移通道（211）内，两根第二滑移杆（24）分别置于各第三滑移通道（212）内。

5.根据权利要求4所述的一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，底盘（10）上安装有第一减震系统和第二减震系统，一组自动行走驱动轮的驱动轮（15）安装于第一减震系统上，另一组自动行走驱动轮的驱动轮（15）安装于第二减震系统上；第一减震系统和第二减震系统均包括活动件（142）和两个位置相互对应设置的减震器（143），两个减震器（143）分别固定于底盘（10）侧边两个凸起固定板（101）上，且活动件（142）的两端分别与两个减震器（143）固定相连，两组驱动轮（15）均包括行走电机（123）和行走滚轮（121），一组驱动轮（15）的行走电机（123）固定于第一减震系统的活动件（142）上，另一组驱动轮（15）的行走电机（123）固定于第二减震系统的活动件（142）上，且行走滚轮（121）与行走电机（123）的转轴固定相连。

6.根据权利要求5所述的一种城市轨道交通自动巡检设备，其特征在于，升降套（148）的底部设置限位块（152）。

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