CN206131993U - 一种中低速磁悬浮f轨检测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中低速磁悬浮F轨检测机器人，包括机架、折叠弯折机构、检测控制机构，机架横跨在待检测的中低速磁悬浮两个F轨之间；折叠弯折机构共设有两组，其分设于机架的两端，并位于F轨的上方，每组折叠弯折机构上均设置有行走轮对和卡位轮对；检测控制机构包括F轨参数检测传感器、测距传感器、摄像机，F轨参数检测传感器设在折叠弯折机构上，测距传感器设在机架上，并位于两个F轨之间，摄像机安装在机架的上方。本实用新型可有效解决现有检测装置费时费力、测量精度低的问题，具有检测效率高、测量精度高等优点。

Description

一种中低速磁悬浮F轨检测机器人

技术领域

本实用新型属于磁悬浮F轨检测领域，更具体地，涉及一种中低速磁悬浮F轨检测机器人。

背景技术

磁悬浮交通是一种低噪声无碳交通，是未来城市交通发展的重要方向之一。中低速磁浮技术是通过安装在车体上的电磁铁与F型轨道相互构成磁场闭合磁路，通过气隙感应器装置调节电磁铁的励磁电流，调整电磁铁与轨道之间的吸力(使磁浮间隙保持在8～10mm)，以保持电磁铁与轨道之间的距离稳定，实现列车稳定悬浮。F轨轨缝宽度，感应板横向错位，感应板垂直错位，以及F轨的平顺性等影响电磁反应，引起磁浮列车剧烈地点头和浮沉振动，甚至引起列车与轨道相互摩擦碰撞，影响磁浮列车推进系统的工作，从而影响旅客乘坐列车的舒适性和安全性。因此，需对磁悬浮F轨各项参数进行检测。

中低速磁悬浮特殊截面形状的F型轨不同于传统轮轨交通的“工”字型轨道，其截面特有的几何形态使得现有动态轨检设备无法应对F型轨各种特有的内部几何形态参数测量。现有轮轨轨道动态检测设备只能对普通“工”型轨道几何参数状态进行测量，而无法用于中低速磁悬浮特有的F型轨的测量和检测。中低速磁悬浮的F型截面形状与高速磁浮列车的轨道也不相同，高速磁浮列车悬浮间隙面为齿槽结构，而中低速磁浮列车F型轨的悬浮间隙面为平面，另高速磁浮列车轨道外端面为垂直宽平板，而中低速磁浮列车F型轨的外端面为倾斜平面。因此，现有的高速磁浮列车轨检设备也无法适用于中低速磁浮列车轨道的测量。

为解决上述问题，现有技术中研究设计了一些适用于中低速磁悬浮的F轨监测设备，例如，CN101761004B公开了一种用于中低速磁悬浮F型轨的轨道检测仪，其包括可行走机架以及装设于可行走机架上的数据测量系统，数据测量系统包括轨距测量机构和F型轨几何参数测量机构，可行走机架包括左板式机架和右板式机架，该检测仪结构简单紧凑、运行稳定、使用方便；又如，CN201653922U公开了一种中低速磁悬浮F型轨轨缝检测仪，其包括T型板式机架、行走机构、连接轴机构、压紧导向机构、轨缝参数测量装置、刹车机构和数据采集分析系统，该检测仪体积小，重量轻，维护方便。

现有技术公开的上述F轨监测仪虽然体积小、重量轻、结构简单、使用方便，但采用人工作业。由于中低速磁悬浮多为高架、开放式的轨道结构，F轨的轨距、线路里程、水平轨缝等几何参数的测量采用人工作业，作业效率低、测量精度差，仅适用于线路较短的试验线路上，无法在运营线上推广。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种检测机器人，其中结合中低速磁悬浮高架、开放式的轨道结构的特点，相应设计了适用于中低速磁悬浮F轨的检测装置，并对其关键组件如机架、折叠弯折机构、检测控制机构的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有检测装置人工作业费时费力、测量精度低等问题，具有检测效率高、测量精度高等优点。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种中低速磁悬浮F轨检测机器人，包括机架、折叠弯折机构、检测控制机构，其中：

所述机架用于安装所述折叠弯折机构和检测机构，其横跨在待检测的中低速磁悬浮两个F轨之间；

所述折叠弯折机构共设有两组，其分设于所述机架的两端，并位于F 轨的上方，每组所述折叠弯折机构上均设置有行走轮对和卡位轮对，其中所述行走轮对与所述F轨的上表面接触，并沿着F轨的上表面移动，所述卡位轮对与所述F轨的外侧面接触，并沿着F轨的外侧面移动；

所述检测控制机构包括F轨参数检测传感器、测距传感器、摄像机，其中所述F轨参数检测传感器设在所述折叠弯折机构上，所述测距传感器设在所述机架上并位于两个F轨之间，所述摄像机安装在所述机架的上方。

作为进一步优选的，每组所述折叠弯折机构上均设置有两组行走轮对和两组卡位轮对，这两组行走轮对和这两组卡位轮对均沿着所述F轨的延伸方向布置。

作为进一步优选的，所述折叠弯折机构包括行走轮安装板和卡位轮折叠板，所述行走轮安装板竖直设置并安装在所述机架上，其中所述行走轮对安装在所述行走轮安装板的下方；所述卡位轮折叠板通过卡位轮连接支架安装在所述行走轮安装板的侧面，并位于F轨的侧方，所述卡位轮对安装在所述卡位轮折叠板下方的侧面，并与所述F轨的外侧面接触。

作为进一步优选的，所述测距传感器为超声波或红外测距传感器，其布置在所述机架的前后侧。

作为进一步优选的，所述摄像机通过伸缩杆安装在所述机架的上方。

作为进一步优选的，所述机架上还设置有外接接口。

作为进一步优选的，所述检测机器人还设置有自主巡航模块，所述自主巡航模块安装在所述机架的下方。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型可完成对F轨参数的测量，具有体积小、结构轻、携带方便的特点，同时还具有测量精度高、检测效率高等优点，可随车到达作业地点落轨即可进行检测，可有效用于中低速磁浮的F轨维护和安全运营。

2.本实用新型的折叠弯折机构共设有两组，分设于机架的两端，检测时卡位轮折叠板可在轨道落轨时向下打开以扣住F轨的侧沿，并沿着F轨运动，检测结束后，其离开轨道时可向上折起，以减小机器人的整体体积，具有携带方便、落轨即可工作的特点。

3.本实用新型的折叠弯折机构上的行走轮对和卡位轮对均设计成双轮结构，可有效防止机器人通过F轨与轨枕连接的螺栓时产生颠簸，使检测参数更加准确。

4.本实用新型的机架的上方设置有摄像机，该摄像机可实现轨道及轨道沿线的图像采集，并且其可升降的安装在机架上，可实现多方位、多角度的图像拍摄。

5.本实用新型检测机器人的前后均设置有测距传感器，通过测距可使检测机器人遇障碍时自动停车，实现机器人的防撞功能；本实用新型还设置有与远程控制台可通信联系的外接接口，以实现数据的远程交互。

附图说明

图1是本实用新型实施例的中低速磁悬浮F轨检测机器人的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的中低速磁悬浮F轨检测机器人的主视图；

图3是本实用新型实施例的中低速磁悬浮F轨检测机器人的左视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型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。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种中低速磁悬浮F轨检测机器人，其主要包括机架11、折叠弯折机构、检测控制机构，其中，机架11作为支撑机构，用于固定安装折叠弯折机构和检测控制机构，所述折叠弯折机构用于安装轮对，以实现检测机器人在F轨4上的移动，所述检测控制机构用于检测F轨的各项参数，并用于自主控制机器人的运动。通过上述各个机构的相互配合，可实现机器人对F轨进行自主检测，机器人具有检测精度高、效率高等优点。

下面将对各个机构和部件进行详细的说明和描述。

如图1所示，机架11作为其他部件的支撑部件，其水平设置，并且横跨在待检测的中低速磁悬浮列车的两个F轨之间，其布置方向与F轨的延伸方向垂直。

如图1-3所示，折叠弯折机构共设有两组，其分设于所述机架的两端，并且与机架可折叠的相连。未使用时，两组折叠弯折机构向上折起，以减小检测机器人的整体体积，使用时，两组折叠弯折机构打开，正好位于两个F轨的上方。具体的，每组所述折叠弯折机构上均设置有行走轮对5和卡位轮对。其中，行走轮对5包括一对行走轮，其与所述F轨的上表面接触，并沿着F轨的上表面移动，其中一个是被动轮一个是主动轮，主动轮对是电机轮。该行走轮对设计成双轮结构，可有效防止机器人通过F轨与轨枕连接的螺栓时产生颠簸，使检测参数更加准确。所述卡位轮对2包括一对卡位轮，其与所述F轨的外侧面接触，并沿着F轨的外侧面移动，该卡位轮对可保证机器人沿着轨道行走，并且在弯道处可提供差速功能。卡位轮对2是没有动力的被动轮，起卡位、限位以及防脱轨的作用。

进一步的，本实用新型的实施例中每组折叠弯折机构上均设置有两组行走轮对5和两组卡位轮对2，由此两组行走轮对5中的四个行走轮沿着所述F轨的延伸方向布置，并可沿着F轨运动，对检测机器人的移动进行可靠的导向。同样，两组卡位轮对2中的四个卡位轮沿着所述F轨的延伸方向布置，并沿着F轨的外侧面运动，以此可有效保证检测机器人移动的可靠性。

具体的，折叠弯折机构包括行走轮安装板和卡位轮折叠板3，其中行走轮安装板竖直设置并安装在所述机架上，所述行走轮对安装在行走轮安装板的下方，所述卡位轮折叠板3通过卡位轮连接支架12安装在所述行走轮安装板的侧面，并位于F轨的侧方，所述卡位轮对安装在卡位轮折叠板3下方的侧面，并与F轨的外侧面接触，即卡位轮对位于卡位轮折叠板3下方的侧面与F轨的外侧面之间。折叠弯折机构未使用时，两组卡位轮折叠板向上折起，以减小行走装置的整体体积，使用时，两组卡位轮折叠板打开，使卡位轮卡装在F轨的外侧面。

所述检测控制机构包括F轨参数检测传感器1、测距传感器6、摄像机10，所述F轨参数检测传感器1设在所述折叠弯折机构上，其共设有多个，以阵列的方式排布，其用于检测F轨的轨道参数，主要包括F轨轨缝宽度，感应板横向错位，感应板垂直错位，以及F轨的平顺性等，轨缝宽度采用PSD位移传感器，位移变化的时间结合运行的速度，即可计算出轨缝的宽度；感应板横向错位和垂直错位、平顺性同样可以用传感器阵列通过位移的不同做出分析与计算。所述测距传感器6设在所述机架上，并位于两个F轨之间，其具体为超声波或红外测距传感器，并以阵列的方式排布，检测机器人的前后均布置该测距传感器。具体的，在安全距离范围内，检测到行进线路有障碍，机器人控制电控驱动单元刹车，根据速度的不同设定安全距离不同，速度越快，安全距离越远，以此可使探伤机器人遇障碍时自动安全停车，实现机器人的防撞功能。所述摄像机10安装在所述机架的上方，其用于对轨道及轨道的沿线进行图像采集，可对异物入侵、侵限越界等情况进行观测，图像进行实时传输或存储本地，摄像机类型具体可为2D或3D摄像机，其具体通过伸缩杆9安装在机架的上方，可实现摄像机的升降，实现多方位多角度的拍摄。

具体的，本实用新型为了实现检测机器人的自由控制，其还设置有自主巡航模块7，自主巡航模块7类似汽车自动驾驶仪，其驱动控制部分可控制行走轮对5的主动轮运动即可带动机器人运动，以驱动机器人沿着F轨移动，实现机器人的自主行走控制，所述自主巡航模块7安装在所述机架的下方。自主巡航模块7可接收F轨参数检测传感器1、测距传感器6和摄像机10的检测数据，并对检测数据进行分析，获得所需的F轨轨道参数。自主巡航模块7内设有导航系统，机器人可根据导航的规划进行行走和检测，其主要是以GPS以及惯性导航为主，以里程标定为辅助的导航系统。为了实现将机器人测得的F轨轨道参数及时的进行传输与保存，便于操作人员对机器人的远程控制，在所述机架上还设置有外接接口13，以实现机器人与远程控制台的通信联系，实现数据的远程交互。所述机架上还设置有为自主巡航模块7提供电源的电池8，然而自主巡航模块7也可通过电缆与外部电源相连，通过外部电源提供巡航模块巡航所需的动力。当然，本实用新型的救援机器人也可以采用其他控制与驱动方式，例如由人工操作，或通过电缆与远程控制中心相连，实现远程控制等等。

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

Claims (7)

1.一种中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，包括机架(11)、折叠弯折机构、检测控制机构，其中：

所述机架(11)用于安装所述折叠弯折机构和检测机构，其横跨在待检测的中低速磁悬浮两个F轨之间；

所述折叠弯折机构共设有两组，其分设于所述机架(11)的两端，并位于F轨的上方，每组所述折叠弯折机构上均设置有行走轮对(5)和卡位轮对(2)，其中所述行走轮对(5)与所述F轨的上表面接触，并沿着F轨的上表面移动，所述卡位轮对(2)与所述F轨的外侧面接触，并沿着F轨的外侧面移动；

所述检测控制机构包括F轨参数检测传感器(1)、测距传感器(6)和摄像机(10)，其中所述F轨参数检测传感器(1)设在所述折叠弯折机构上，所述测距传感器(6)设在所述机架(11)上并位于两个F轨之间，所述摄像机(10)安装在所述机架的上方。

2.如权利要求1所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，每组所述折叠弯折机构上均设置有两组行走轮对(5)和两组卡位轮对(2)，这两组行走轮对(5)和这两组卡位轮对(2)均沿着所述F轨的延伸方向布置。

3.如权利要求2所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，所述折叠弯折机构包括行走轮安装板和卡位轮折叠板(3)，其中所述行走轮安装板竖直设置并安装在所述机架上，所述行走轮对(5)安装在所述行走轮安装板的下方；所述卡位轮折叠板(3)通过卡位轮连接支架安装在所述行走轮安装板的侧面，并位于F轨的侧方，所述卡位轮对(2)安装在所述卡位轮折叠板下方的侧面，并与所述F轨的外侧面接触。

4.如权利要求3所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，所述测距传感器(6)为超声波或红外测距传感器，其布置在所述机架的前后侧。

5.如权利要求4所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，所述摄像机(10)通过伸缩杆(9)安装在所述机架的上方。

6.如权利要求5所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，所述机架上还设置有外接接口。

7.如权利要求6所述的中低速磁悬浮F轨检测机器人，其特征在于，所述检测机器人还设置有自主巡航模块(7)，所述自主巡航模块(7)安装在所述机架的下方。