CN117549927A - 一种永磁轨道用磁检车系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种永磁轨道用磁检车系统，包括永磁轨道和磁检车，磁检车包括车体框架，车体框架下端设置导向轮系和支撑轮系、上端设置霍尔探头组件，车体框架下端设置有轨道架一和轨道架二，导向轮系包括设置在轨道架一下端的浮动压紧导轮、设置于轨道架二下端的固定导轮，永磁轨道设于轨道架一和轨道架二之间，固定导轮的滚轮水平设置且始终紧贴接触永磁轨道的侧面，浮动压紧导轮的滚轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道相对的另一侧面；霍尔探头组件设于永磁轨道的正上方。本申请使用永磁轨道一侧边作为磁检车的纵向移动的基准，同时永磁轨道另一侧装有浮动压紧导轮，可确保基准侧的滚轮始终紧贴永磁轨道的侧面，保证磁检车纵向移动的精度。

Description

一种永磁轨道用磁检车系统

技术领域

本申请属于永磁轨道检测技术领域，具体涉及一种永磁轨道用磁检车系统。

背景技术

永磁轨道铺设在钢结构平台上，用于给高温超导磁悬浮列车提供悬浮力和钉扎导向力。铺设完成后，需要对用永磁轨道上方的磁场进行检测，主要检测内容为磁场强度和磁场平顺性。已公开的现有技术有中国专利CN201910296300.1、CN202210000660.4和CN202111595689.3等。现有技术的检测手段有两个，方法1是使用简易工装固定霍尔探头，通过工装与永磁轨道的限位，确保霍尔探头与永磁轨道的横向和垂向相对位置，测量完一个点，手动将工装移动至下一个点进行测量。方法2是使用霍尔传感器阵列来检测磁场，霍尔传感器阵列固定在其他驱动机构上，通过驱动结构带动霍尔传感器自动移动。

方法1的缺点是：探头需要手动移动，数据需要手工记录，费时费力，且数据无法与测量位置自动关联。

方法2的缺点是：1.霍尔传感器阵列与永磁轨道之间无相对位置约束，测量时无法确保霍尔传感器阵列横向和垂向位置固定。2.测量数据无法与测量位置自动关联。3.驱动机构行走在永磁轨道安装平台上，但安装平台是由多块钢板拼接而成，钢板有倒角而且相接处存在缝隙。行走机构的车轮移动到缝隙处，车轮中心会降低，从而导致整个驱动机构和固定在其上的霍尔阵列高度改变，影响磁场测量的精度。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种永磁轨道用磁检车系统。本发明的技术思路是：设计一款磁检车，可自动行驶在永磁轨道的安装平台上，磁检车交错布置6个支撑轮，可防止磁检车运动到平台钢板接缝处时，整体高度产生变化。同时，磁检车以其中一条磁轨的侧边为横向基准，可确保磁检车整体与永磁轨道的横向相对位置。另外，磁检车底部布置有编码轮，编码轮与编码器连接，磁检车沿着永磁轨道的铺设方向运动时，编码轮转动带动编码器旋转，通过控制系统可准确记录对应测量点的位置信息和表磁数值，两者一一对应绑定，在电脑端自动记录。

一种永磁轨道用磁检车系统，包括永磁轨道、安装于永磁轨道上方且能够沿所述永磁轨道的纵向延伸方向行走的磁检车，所述磁检车包括车体框架，车体框架下端设置导向轮系和支撑轮系以及上端设置霍尔探头组件，所述车体框架下端设置有相互平行的轨道架一和轨道架二，所述导向轮系包括设置在轨道架一下端的浮动压紧导轮、以及设置于轨道架二下端的固定导轮，所述永磁轨道设置于车体框架下端的轨道架一和轨道架二之间，固定导轮的滚轮水平设置且始终紧贴接触永磁轨道的侧面，浮动压紧导轮的滚轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道相对的另一侧面，以保证磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动的精度；所述霍尔探头组件设于永磁轨道的正上方用于对其检测。

进一步地，所述轨道架一的下端设置有一排至少两个浮动压紧导轮以及浮动压紧驱动轮，浮动压紧驱动轮的驱动轮连接有用于驱动其水平转动的驱动机构，所述浮动压紧驱动轮的驱动轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道的一侧面，在驱动机构的运行作用下，能够驱动磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动。

更进一步地，所述浮动压紧导轮以及浮动压紧驱动轮均包括安装轮支架组件，安装轮支架组件包括安装轮支架、导向轴、压缩弹簧和弹簧调节支架组件，安装轮支架一侧固定设置有两个导向轴且两个导向轴可横向活动地穿设在弹簧调节支架组件上，弹簧支架组件固定设置在所述轨道架一的下端，弹簧调节支架组件与安装轮支架一侧之间再设置所述压缩弹簧；

所述浮动压紧导轮包括带轴承的滚轮，所述浮动压紧驱动轮包括带轴承的驱动轮，滚轮或驱动轮通过轴承可转动地安装在相应的安装轮支架组件的滚轮支架上，通过对压缩弹簧压缩或放松，从而调节滚轮或驱动轮对永磁轨道侧面的压紧力。

更进一步地，所述弹簧调节支架组件包括导向套、导向轴连接板、调节螺栓和螺母，导向套数量是两个且固定设置在所述轨道架一的下端部位上，所述两个导向轴从两个导向套中分别穿出并与导向轴连接板连接，螺母设于两个导向套之间并固定设置在所述轨道架一的下端部位上，螺母中配合螺纹连接调节螺栓，调节螺栓的一端与压缩弹簧的一端紧密接触，压缩弹簧的另一端固定设置在滚轮支架上。

更进一步地，所述驱动机构包括电机，电机固定设在相应的滚轮支架顶部表面上，电机的输出轴竖向穿入滚轮支架内与驱动轮固定连接，电机的输出轴旋转带动驱动轮转动，驱动轮与永磁轨道的一侧面接触，在摩擦力作用下，可驱动整个磁检车移动；其中，车体框架上部还设置有蓄电池和电机控制系统，所述电机通过导线与蓄电池和电机控制系统连接。

进一步地，所述支撑轮系包括在车体框架底部设置的若干支撑轮，若干支撑轮分成两排布置，每排至少3个，一排的前后两个支撑轮与另一排的前后两个支撑轮分别同轴，两者中间位置的支撑轮不同轴，错开安装。

更进一步地，车体框架底部设置6个支撑轮，6个支撑轮分成两排布置，每排3个；其中一排支撑轮的中间支撑轮位置设置在距离前支撑轮的间距为1/3～1/4前后支撑轮间距处，另一排支撑轮的中间支撑轮位置设置在距离后支撑轮的间距为1/3～1/4前后支撑轮间距处。

更进一步地，车体框架下端还设置有与轨道架二平行的支撑架，支撑架和轨道架一分别设于轨道架二的两侧外，所述支撑架和轨道架一的底部分别设置一排所述的支撑轮；

所述永磁轨道的数量为两个且平行间隔设置，其中一个永磁轨道设置于所述车体框架下端的轨道架一和轨道架二之间，该永磁轨道的一侧面作为磁检车纵向移动的基准；另一个永磁轨道设置于所述车体框架下端的轨道架二和支撑架之间；两个永磁轨道正上方均设置有霍尔探头组件。

进一步地，所述车体框架的下端还设有编码轮组件，编码轮组件包括转轴、设置于一侧的编码器以及设置于另一侧的支架、拉伸弹簧和编码滚轮，所述转轴以及拉伸弹簧的一端分别固定在所述车体框架的下端，车体框架下端还设置有供编码器活动的安装洞，支架一端设置于转轴上并可绕转轴转动，编码器的外壳穿过车体框架下端的安装洞并与支架的另一端连接，编码滚轮固定设置在编码器的轴上，拉伸弹簧另一端固定设置在支架靠近编码器的一端上。

进一步地，所述霍尔探头组件包括XY微调滑台、探头固定座和霍尔探头，霍尔探头固定设置在探头固定座上，探头固定座可通过XY微调滑台在垂向和横向调节位置，用于补偿安装误差，确保测量位置精确。

本申请取得的有益效果是：

1)6个支撑轮中的中间两个支撑轮交错布置可确保磁检车在纵向平稳移动，不被平台钢板接缝影响。

2)增加编码器，将磁轨位置信息与该位置磁场数据绑定的功能。

3)使用永磁轨道一侧边作为磁检车的纵向移动的基准，而不是现有技术中使用轨道安转平台侧边作为基准。同时，在永磁轨道另一侧装有驱动轮和浮动压紧导轮，可确保基准侧的滚轮始终紧贴永磁轨道的侧面，保证磁检车纵向移动的精度。

附图说明

图1为本申请磁检车的立体结构示意图；

图2为本申请磁检车底面的立体结构示意图；

图3为本申请固定导轮和浮动压紧导轮的立体结构示意图；

图4为本申请浮动压紧导轮在车体框架上安装的截面结构示意图；

图5为本申请浮动压紧驱动轮及其与电机连接的结构示意图；

图6为本申请车体框架的支撑架下端安装支撑轮和编码轮组件的结构示意图；

图7为本申请编码轮组件的结构示意图；

图8为本申请霍尔探头组件的结构示意图；

图9为本申请在轨道架一和轨道架二底部安装支撑轮系的结构示意图；

图10为本申请磁检车进行检测状态时浮动压紧导轮的滚轮以及固定导轮的滚轮与永磁轨道的相对两侧接触的结构示意图；

图11为本申请的磁检车在两个永磁轨道上进行检测时的整体结构示意图，图中标记了本申请说明的纵向、横向和垂向的方位；

图12为本申请的磁检车在永磁轨道上进行检测时的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1-12

一种永磁轨道用磁检车系统，包括永磁轨道7、安装于永磁轨道7上方且能够沿所述永磁轨道7的纵向延伸方向行走的磁检车，磁检车包括车体框架1，车体框架1下端设置导向轮系2和支撑轮系3以及上端设置霍尔探头组件5。所述车体框架1下端设置有相互平行的轨道架一和轨道架二，车体框架1下端还设置有与轨道架二平行的支撑架，支撑架和轨道架一分别设于轨道架二的两侧外。

所述永磁轨道的数量为两个且平行间隔设置，其中一个永磁轨道设置于所述车体框架1下端的轨道架一和轨道架二之间，该永磁轨道的一侧面作为磁检车纵向移动的基准；另一个永磁轨道设置于所述车体框架1下端的轨道架二和支撑架之间；两个永磁轨道正上方均设置有霍尔探头组件5。

支撑轮系3包括在车体框架1底部设置的若干支撑轮301，若干支撑轮301分成两排布置，每排至少3个，一排的前后两个支撑轮与另一排的前后两个支撑轮分别同轴，两者中间位置的支撑轮301不同轴，错开安装。

进一步地，车体框架1底部设置6个支撑轮301，6个支撑轮分成两排布置，每排3个，所述支撑架和轨道架一的底部分别设置一排3个所述的支撑轮301。其中一排支撑轮301的中间支撑轮位置设置在距离前支撑轮的间距为1/3～1/4前后支撑轮间距处，另一排支撑轮301的中间支撑轮位置设置在距离后支撑轮的间距为1/3～1/4前后支撑轮间距处。当本申请的磁检车在两个永磁轨道上进行检测时，支撑轮系3的6个支撑轮301在永磁轨道的安装平台的上表面行走，保持磁检车的车体高度始终不变。

所述导向轮系包括3组固定导轮201、2组浮动压紧导轮202和1组浮动压紧驱动轮，3组固定导轮201均匀间隔成排设置于轨道架二下端，固定导轮201的滚轮通过转轴固定在车体框架的轨道架二下端，滚轮内有轴承，可绕转轴自由转动。2组浮动压紧导轮202间隔设置于轨道架一下端，浮动压紧导轮202包括带轴承的滚轮2021、安装轮支架2022、导向轴2023、导向套2024、导向轴连接板2025、调节螺栓2026、螺母2027和压缩弹簧2028，导向套2024数量是两个且固定设置在所述轨道架一的下端部位上，所述两个导向轴2023的一端分别从两个导向套2024中穿出并与导向轴连接板2025连接，两个导向轴2023的另一端分别与安装轮支架2022的一侧固定连接，螺母2027设于两个导向套2024之间并固定设置在所述轨道架一的下端部位上，螺母2027中配合螺纹连接调节螺栓2026，调节螺栓2026的一端与压缩弹簧2028的一端紧密接触，压缩弹簧2028的另一端固定设置在滚轮支架2022一侧端上，滚轮2021通过轴承可转动地安装在滚轮支架2022的另一侧端上，转动调节螺栓2026可对压缩弹簧2028压缩或放松，从而调节滚轮2021的压紧力。

一个永磁轨道设置于车体框架1下端的轨道架一和轨道架二之间，固定导轮201的滚轮水平设置且始终紧贴接触永磁轨道的侧面，浮动压紧导轮202的滚轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道相对的另一侧面，以保证磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动的精度；霍尔探头组件5设于永磁轨道的正上方用于对其检测。

所述1组浮动压紧驱动轮设置于轨道架一的下端、且位于所述2组浮动压紧导轮202的中间位置，浮动压紧驱动轮的驱动轮连接有用于驱动其水平转动的驱动机构4，所述浮动压紧驱动轮的驱动轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道的一侧面，在驱动机构4的运行作用下，能够驱动磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动。

浮动压紧驱动轮的结构与浮动压紧导轮202的结构基本相同，区别只是只是将浮动压紧导轮202组件内的带轴承的滚轮2021更换为驱动轮401。驱动机构4包括电机402，电机402固定设在浮动压紧驱动轮的结构的滚轮支架2022顶部表面上，电机402的输出轴竖向穿入滚轮支架2022内与驱动轮401固定连接，电机402的输出轴旋转带动驱动轮401转动，驱动轮401与永磁轨道的一侧面接触，在摩擦力作用下，可驱动整个磁检车移动；其中，车体框架1上部还设置有蓄电池和电机控制系统，所述电机402通过导线与蓄电池和电机控制系统连接。

霍尔探头组件5包括XY微调滑台501、探头固定座502和霍尔探头503，霍尔探头503固定设置在探头固定座502上，探头固定座502可通过XY微调滑台501在垂向和横向调节位置，用于补偿安装误差，确保测量位置精确。

车体框架1的下端还设有编码轮组件6，更具体地是所述支撑架下端设置所述编码轮组件6，编码轮组件6包括转轴603、设置于支撑架下端外侧的编码器604以及设置于支撑架下端内侧的支架601、拉伸弹簧602和编码滚轮605。对照图6-7，转轴603以及拉伸弹簧602的一端分别固定在所述车体框架1的下端，编码器604的轴上安装编码滚轮605，所述支撑架下端还设置有供编码器604活动的安装洞，支架601一端设置于转轴603上并可绕转轴603转动，编码器604的外壳穿过所述支撑架下端的安装洞并与支架601的另一端连接，拉伸弹簧602另一端固定设置在支架601靠近编码器604的一端上。当编码滚轮605发生转动时，支架601绕转轴603转动，并带动拉伸弹簧602伸缩活动。

本发明结构中，磁检车底部设置有6个支撑轮，磁检车重量分布在6个支撑轮上，其中中间两个支撑轮错开布置，磁检车在通过永磁轨道的安装平台缝隙时，车体高度保持不变，从而确保霍尔探头与永磁轨道之间的距离保持不变，检测出的数据更加精确可靠。避免了现有技术中磁检车经过间隙时，高度突变的问题。磁检车是上还设有固定导轮和浮动压紧导轮，固定导轮的滚轮与永磁轨道一侧接触，浮动压紧导轮的滚轮与永磁轨道另一侧接触。浮动压紧导轮在弹簧作用下，可确保固定导轮的滚轮与永磁轨道始终保持紧密接触，从而确保了霍尔探头与永磁轨道的纵向距离。另一方面，避免了两侧都布置固定导轮时，永磁轨道由于加工和组装导致的宽度误差，固定导轮会出现卡死或者与永磁轨道侧边有间隙的问题。

磁检车底部布置的编码器和编码滚轮，通过控制系统采集编码器的脉冲，可以计算出磁检车的移动速度和移动距离，控制系统可将距离数值与该距离处的磁场绑定记录，然后传送至电脑记录，方便后续根据磁场异常值，精确定位磁场异常点。避免了现有技术磁检车只能检测磁场，但无位置信息无法精确定位异常点的问题。同时，为确保编码滚轮与行驶轨道面不打滑，采用了拉伸弹簧张紧的方式，保证编码滚轮与行驶轨道面始终良好接触。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (10)

1.一种永磁轨道用磁检车系统，包括永磁轨道、安装于永磁轨道上方且能够沿所述永磁轨道的纵向延伸方向行走的磁检车，其特征在于所述磁检车包括车体框架（1），车体框架（1）下端设置导向轮系和支撑轮系（3）以及上端设置霍尔探头组件（5），所述车体框架（1）下端设置有相互平行的轨道架一和轨道架二，所述导向轮系包括设置在轨道架一下端的浮动压紧导轮（202）、以及设置于轨道架二下端的固定导轮（201），所述永磁轨道设置于车体框架（1）下端的轨道架一和轨道架二之间，固定导轮（201）的滚轮水平设置且始终紧贴接触永磁轨道的侧面，浮动压紧导轮（202）的滚轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道相对的另一侧面，以保证磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动的精度；所述霍尔探头组件（5）设于永磁轨道的正上方用于对其检测。

2.如权利要求1所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述轨道架一的下端设置有一排至少两个浮动压紧导轮（202）以及浮动压紧驱动轮，浮动压紧驱动轮的驱动轮连接有用于驱动其水平转动的驱动机构（4），所述浮动压紧驱动轮的驱动轮水平设置且可调节压紧度地接触永磁轨道的一侧面，在驱动机构（4）的运行作用下，能够驱动磁检车沿着永磁轨道的纵向延伸方向移动。

3.如权利要求2所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述浮动压紧导轮（202）以及浮动压紧驱动轮均包括安装轮支架组件，安装轮支架组件包括安装轮支架（2022）、导向轴（2023）、压缩弹簧（2028）和弹簧调节支架组件，安装轮支架（2022）一侧固定设置有两个导向轴（2023）且两个导向轴（2023）可横向活动地穿设在弹簧调节支架组件上，弹簧支架组件固定设置在所述轨道架一的下端，弹簧调节支架组件与安装轮支架（2022）一侧之间再设置所述压缩弹簧（2028）；

所述浮动压紧导轮（202）包括带轴承的滚轮（2021），所述浮动压紧驱动轮包括带轴承的驱动轮（401），滚轮（2021）或驱动轮通过轴承可转动地安装在相应的安装轮支架组件的滚轮支架（2022）上，通过对压缩弹簧（2028）压缩或放松，从而调节滚轮（2021）或驱动轮对永磁轨道侧面的压紧力。

4.如权利要求3所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述弹簧调节支架组件包括导向套（2024）、导向轴连接板（2025）、调节螺栓（2026）和螺母（2027），导向套（2024）数量是两个且固定设置在所述轨道架一的下端部位上，所述两个导向轴（2023）从两个导向套（2024）中分别穿出并与导向轴连接板（2025）连接，螺母（2027）设于两个导向套（2024）之间并固定设置在所述轨道架一的下端部位上，螺母（2027）中配合螺纹连接调节螺栓（2026），调节螺栓（2026）的一端与压缩弹簧（2028）的一端紧密接触，压缩弹簧（2028）的另一端固定设置在滚轮支架（2022）上。

5.如权利要求3所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述驱动机构（4）包括电机（402），电机（402）固定设在相应的滚轮支架（2022）顶部表面上，电机（402）的输出轴竖向穿入滚轮支架（2022）内与驱动轮（401）固定连接，电机（402）的输出轴旋转带动驱动轮（401）转动，驱动轮（401）与永磁轨道的一侧面接触，在摩擦力作用下，可驱动整个磁检车移动；其中，车体框架（1）上部还设置有蓄电池和电机控制系统，所述电机（402）通过导线与蓄电池和电机控制系统连接。

6.如权利要求1所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述支撑轮系（3）包括在车体框架（1）底部设置的若干支撑轮（301），若干支撑轮（301）分成两排布置，每排至少3个，一排的前后两个支撑轮与另一排的前后两个支撑轮分别同轴，两者中间位置的支撑轮（301）不同轴，错开安装。

7.如权利要求6所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于车体框架（1）底部设置6个支撑轮（301），6个支撑轮分成两排布置，每排3个；其中一排支撑轮（301）的中间支撑轮位置设置在距离前支撑轮的间距为1/3~1/4前后支撑轮间距处，另一排支撑轮（301）的中间支撑轮位置设置在距离后支撑轮的间距为1/3~1/4前后支撑轮间距处。

8.如权利要求6所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于车体框架（1）下端还设置有与轨道架二平行的支撑架，支撑架和轨道架一分别设于轨道架二的两侧外，所述支撑架和轨道架一的底部分别设置一排所述的支撑轮（301）；

所述永磁轨道的数量为两个且平行间隔设置，其中一个永磁轨道设置于所述车体框架（1）下端的轨道架一和轨道架二之间，该永磁轨道的一侧面作为磁检车纵向移动的基准；另一个永磁轨道设置于所述车体框架（1）下端的轨道架二和支撑架之间；两个永磁轨道正上方均设置有霍尔探头组件（5）。

9.如权利要求1所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述车体框架（1）的下端还设有编码轮组件（6），编码轮组件（6）包括转轴（603）、设置于一侧的编码器（604）以及设置于另一侧的支架（601）、拉伸弹簧（602）和编码滚轮（605），所述转轴（603）以及拉伸弹簧（602）的一端分别固定在所述车体框架（1）的下端，车体框架（1）下端还设置有供编码器（604）活动的安装洞，支架（601）一端设置于转轴（603）上并可绕转轴（603）转动，编码器（604）的外壳穿过车体框架（1）下端的安装洞并与支架（601）的另一端连接，编码滚轮（605）固定设置在编码器（604）的轴上，拉伸弹簧（602）另一端固定设置在支架（601）靠近编码器（604）的一端上。

10.如权利要求1所述的一种永磁轨道用磁检车系统，其特征在于所述霍尔探头组件（5）包括XY微调滑台（501）、探头固定座（502）和霍尔探头（503），霍尔探头（503）固定设置在探头固定座（502）上，探头固定座（502）可通过XY微调滑台（501）在垂向和横向调节位置，用于补偿安装误差，确保测量位置精确。