CN114918894A - 基于5g通信的铁路机房巡检机器人定位系统及巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结构简单、可精确控制探测装置定位的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统及巡检机器人。所述铁路机房巡检机器人为挂设于吊轨上行进的挂轨机器人，所述挂轨机器人包括行走装置、折叠伸缩臂装置以及探测装置，所述行走装置装设于所述吊轨上，所述折叠伸缩臂装置装设于行走装置上，所述探测装置装设于折叠伸缩臂装置的伸缩端，所述定位系统包括用于确定行走装置于吊轨上进行位置的第一定位机构，用于确定折叠伸缩臂装置折叠旋转角度的第二定位机构，以及用于确定折叠伸缩臂装置伸缩长度的第三定位机构。基于5G通信的铁路机房巡检机器人，包括如上所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统。
Description
技术领域
本发明涉及铁路机房巡检技术，尤其涉及基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统及巡检机器人。
背景技术
随着国家大力推进轨道交通发展，铁路里程越来越长，运维越来越重要。铁路沿线通信信号机房(主要为线路所、中继站信号机房)在日常维护中存在以下问题：
(1)线路所、中继站均位于交通不便的偏远山区，路途遥远、险路较多，现场巡检工作效率较低，不利于信号设备的正常运营，且现场巡检均为夜间作业，交通安全风险大。
(2)既有监测系统对室内环境、设备外观状态不能实现远程监视，不能直接对设备运行状态进行实时观察，设备异常状态不能及时发现，不利于提前防范信号设备故障。
(3)中心技术人员对中继站远程技术支持手段缺乏，一旦发生设备故障时，仅能通过电话了解现场情况，不利于故障判断、处理和应急指挥，造成故障延时较长，影响正常行车。
为了解决上述问题，现有技术中出现了可应用于铁路机房的巡检机器人，例如：公开号为CN108388194A的中国专利文献，公开了以轮轨机器人与挂轨机器人相结合的巡检系统，公告号为CN208841396U的中国专利文献，公开了可翻转并下放探测装置的挂轨机器人巡检系统，以上两种系统均为铁路机房的远程智能巡检提供了平台，但是现有系统时有出现故障误判的情况，经研究发现，造成误判的原因之一在于探测装置对同一探测点的多次成像精度误差较大，而造成成像精度误差的重要原因就是探测装置的定位不准确。在现有系统中，一般是采用UWB定位、wifi定位或GPS定位，经验证，上述几种定位方式均不能满足铁路机房巡检机器人探测装置的定位精度要求。
发明内容
本发明克服现有技术困难，提供了一种结构简单、可精确控制探测装置定位的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统及巡检机器人。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，所述铁路机房巡检机器人为挂设于吊轨上行进的挂轨机器人，所述挂轨机器人包括行走装置、折叠伸缩臂装置以及探测装置，所述行走装置装设于所述吊轨上，所述折叠伸缩臂装置装设于行走装置上，所述探测装置装设于折叠伸缩臂装置的伸缩端，所述定位系统包括用于确定行走装置于吊轨上进行位置的第一定位机构，用于确定折叠伸缩臂装置折叠旋转角度的第二定位机构，以及用于确定折叠伸缩臂装置伸缩长度的第三定位机构。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述第一定位机构包括与所述吊轨贴合，且在所述挂轨机器人行进时相对所述吊轨滚动的计数轮。
所述计数轮为与所述吊轨上所设齿条啮合的齿轮。
所述齿轮为所述行走装置中驱动挂轨机器人行进的驱动轮。
所述第一定位机构还包括校准组件，所述校准组件包括多个基准点和用于探测基准点的基准探头，所述多个基准点沿所述吊轨的长度方向分设，所述基准探头固定于所述行走装置上。
所述第二定位机构为一组行程开关，所述行程开关包括限位端和触发端，所述限位端固定于行走装置上，所述触发端设置于折叠伸缩臂装置的旋转驱动端，并随折叠伸缩臂装置同步旋转。
所述第三定位机构为计量伸缩卷带，所述计量伸缩卷带的旋转端装设于所述折叠伸缩臂装置与行走装置的连接端，所述计量伸缩卷带的伸缩端连接于所述折叠伸缩臂装置与探测装置的连接端。
一种基于5G通信的铁路机房巡检机器人，包括如上所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统。
本发明具有以下有益效果：
本发明的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，包括用于确定行走装置于吊轨上进行位置的第一定位机构，用于确定折叠伸缩臂装置折叠旋转角度的第二定位机构，以及用于确定折叠伸缩臂装置伸缩长度的第三定位机构。该定位系统通过三组定位机构的配合，可以精确定位探测装置的位置，使得探测装置的重复定位精度大大提升，大幅度缩减因定位精度不够而引起的多次成像相对误差，使得铁路机房巡检机器人的故障判断准确率有效提升。
本发明的基于5G通信的铁路机房巡检机器人由于具有相应的技术特征，因此也具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统实施例的结构示意图。
图2为本发明基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统实施例中探测装置处于下放状态的结构示意图。
图3为本发明基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统实施例的剖视结构示意图。
图4为本发明基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统实施例中折叠伸缩臂装置的局部剖视示意图。
在附图中：
10、吊轨；11、齿条；20、挂轨机器人；21、行走装置；22、折叠伸缩臂装置；23、探测装置；31、第一定位机构；311、计数轮；312、校准组件；3121、基准点；3122、基准探头；32、第二定位机构；321、限位端；322、触发端；33、第三定位机构；331、计量伸缩卷带。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图4所示，本发明的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统实施例中，铁路机房巡检机器人为挂设于吊轨10上行进的挂轨机器人20，该挂轨机器人20包括行走装置21、折叠伸缩臂装置22以及探测装置23，行走装置21装设于吊轨10上，用于驱动挂轨机器人20沿吊轨10行进，折叠伸缩臂装置22装设于行走装置21上，探测装置23装设于折叠伸缩臂装置22的伸缩端，通过折叠伸缩臂装置22的旋转和伸缩驱动探测装置23的下放和收回。本实施例的定位系统包括用于确定行走装置21于吊轨10上进行位置的第一定位机构31，用于确定折叠伸缩臂装置22折叠旋转角度的第二定位机构32，以及用于确定折叠伸缩臂装置22伸缩长度的第三定位机构33。该定位系统通过三组定位机构的配合，可以精确定位探测装置23的位置，使得探测装置23的重复定位精度大大提升，大幅度缩减因定位精度不够而引起的多次成像相对误差，使得铁路机房巡检机器人的故障判断准确率有效提升。
本实施例中，第一定位机构31为包括与吊轨10贴合、且在挂轨机器人20行进时相对吊轨10滚动的计数轮311，该计数轮311为与吊轨10上所设齿条11啮合的齿轮，并且为行走装置21中驱动挂轨机器人20行进的驱动轮，通过驱动轮的转动圈数计算挂轨机器人20以及其所搭载的探测装置23的相对于吊轨10的具体位置。
本实施例中，第一定位机构31还包括校准组件312，校准组件312包括多个基准点3121和用于探测基准点3121的基准探头3122，多个基准点3121沿吊轨10的长度方向分设，基准探头3122固定于行走装置21上，基准探头3122每探测到一个基准点3121便可使计数轮311以该基准点3121为基准，计算相对位置，通过这种方式可以减少累积误差，提高第一定位机构31的定位精度。
本实施例中，第二定位机构32为一组行程开关，行程开关包括限位端321和触发端322，限位端321固定于行走装置21上，触发端322设置于折叠伸缩臂装置22的旋转驱动端，并随折叠伸缩臂装置22同步旋转，在触发端322随着折叠伸缩臂装置22同步旋转时，运动至限位端321所在位置，即控制折叠伸缩臂装置22停止转动，从而精准控制折叠伸缩臂装置22上探测装置23的相对角度位置。在探测装置23下放时，由于折叠伸缩臂装置22在重垂线位置上的受力情况最稳定，可使探测装置23达到最稳定的图像和视频获取效果，因此，本实施例中的第二定位机构32将折叠伸缩臂装置22的下放位置限定在其重垂线上。
本实施例中，第三定位机构33为计量伸缩卷带331，计量伸缩卷带331的旋转端装设于折叠伸缩臂装置22与行走装置21的连接端，计量伸缩卷带331的伸缩端连接于折叠伸缩臂装置22与探测装置23的连接端。折叠伸缩臂装置22伸缩时，计量伸缩卷带331随动伸缩，以此计量折叠伸缩臂装置22的伸缩长度，从而精确控制探测装置23的相对高度位置。
综上，通过第一定位机构31控制探测装置23与吊轨10的相对位置，通过第二定位机构32控制探测装置23的相对角度位置，通过第三定位机构33控制探测装置23的相对高度位置，即可实现探测装置23的精准机械定位，定位精度误差可有效控制在1mm的范围内。
本实施例的基于5G通信的铁路机房巡检机器人，包括上述实施例的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，具有相应的技术特征，因此也具有相应的技术效果，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，所述铁路机房巡检机器人为挂设于吊轨(10)上行进的挂轨机器人(20)，所述挂轨机器人(20)包括行走装置(21)、折叠伸缩臂装置(22)以及探测装置(23)，所述行走装置(21)装设于所述吊轨(10)上，所述折叠伸缩臂装置(22)装设于行走装置(21)上，所述探测装置(23)装设于折叠伸缩臂装置(22)的伸缩端，其特征在于：所述定位系统包括用于确定行走装置(21)于吊轨(10)上进行位置的第一定位机构(31)，用于确定折叠伸缩臂装置(22)折叠旋转角度的第二定位机构(32)，以及用于确定折叠伸缩臂装置(22)伸缩长度的第三定位机构(33)。
2.根据权利要求1所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述第一定位机构(31)包括与所述吊轨(10)贴合，且在所述挂轨机器人(20)行进时相对所述吊轨(10)滚动的计数轮(311)。
3.根据权利要求2所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述计数轮(311)为与所述吊轨(10)上所设齿条(11)啮合的齿轮。
4.根据权利要求3所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述齿轮为所述行走装置(21)中驱动挂轨机器人(20)行进的驱动轮。
5.根据权利要求4所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述第一定位机构(31)还包括校准组件(312)，所述校准组件(312)包括多个基准点(3121)和用于探测基准点(3121)的基准探头(3122)，所述多个基准点(3121)沿所述吊轨(10)的长度方向分设，所述基准探头(3122)固定于所述行走装置(21)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述第二定位机构(32)为一组行程开关，所述行程开关包括限位端(321)和触发端(322)，所述限位端(321)固定于行走装置(21)上，所述触发端(322)设置于折叠伸缩臂装置(22)的旋转驱动端，并随折叠伸缩臂装置(22)同步旋转。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述第三定位机构(33)为计量伸缩卷带(331)，所述计量伸缩卷带(331)的旋转端装设于所述折叠伸缩臂装置(22)与行走装置(21)的连接端，所述计量伸缩卷带(331)的伸缩端连接于所述折叠伸缩臂装置(22)与探测装置(23)的连接端。
8.根据权利要求7所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统，其特征在于：所述第三定位机构(33)为计量伸缩卷带(331)，所述计量伸缩卷带(331)的旋转端装设于所述折叠伸缩臂装置(22)与行走装置(21)的连接端，所述计量伸缩卷带(331)的伸缩端连接于所述折叠伸缩臂装置(22)与探测装置(23)的连接端。
9.一种基于5G通信的铁路机房巡检机器人，其特征在于：包括如权利要求1至8中任一项所述的基于5G通信的铁路机房巡检机器人定位系统。
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