CN210653093U - 轨道交通隧道三维移动检测小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨道交通隧道三维移动检测小车，其包括基架、扫描仪、MCU控制器和轨道车轮组件，基架的底部设置有:在非轨道面移动的移动组件；活动连接基架底部和移动组件的活动连接组件；在移动组件处于工作状态时支撑在移动组件和基架之间以给予移动组件在竖直方向的力并使其工作状态稳定的固定组件。本实用新型具有稳定行驶在非轨道路面的效果，活动连接组件可以自由控制移动组件在工作和收纳状态的切换，固定组件维持移动组件的工作状态，并让车身重量在竖直方向均匀分布至移动组件上，以增加活动连接组件的寿命，且使移动组件能够维持工作状态。

Description

轨道交通隧道三维移动检测小车

技术领域

本实用新型涉及轨道交通检测设备技术领域，尤其是涉及一种轨道交通隧道三维移动检测小车。

背景技术

轨道运输已成为最主要的交通工具，它包括地铁和铁路，其中存在大量的穿山和地下隧道，隧道建成后，受沿线建设施工项目、地质条件、材料性能劣化等综合因素的影响，会导致隧道结构出现渗漏水(泥)、衬砌裂损及混凝土掉块等典型病害。隧道病害必须及时检测并加以治理，否则会影响轨道运输的正常运营，甚至引发风险事件或事故。

三维激光扫描技术，因为高效率、高精度的特点广泛运用在隧道检测中，通过发射高密度的激光实现点云数据的全面采集，利用其配套的点云处理软件根据点云数据及其生成的激光全息影像可快速、准确、全面地实现地铁结构形态的快速获取及隧道病害识别。

为省人省工、提高效率，将惯导、距离传感器、里程计等各种高精度的传感器与可进行高速测量数据采集的三维激光扫描仪集成在轨道小车上，协同完成高精度点云测量数据的采集，目前已经存在一种如图5所示的轨道交通隧道三维移动检测小车装置，包括基架1、扫描仪2、MCU控制器3和轨道车轮组件4，基架1用于承载所述扫描仪2和MCU控制器3，轨道车轮组件4与基架1转动连接，并至少包括一组提供行进驱动力的主动轮组件41，主动轮41组件包括与MCU控制器3电连接的驱动电机411。

将一系列的检测组件设置于一辆小车上，大大增加了小车的重量，小车本身只设置有行驶于轨道上的轨道车轮组件4，因为它的材质和设计不适合在非轨道路面行驶，所以将轨道交通隧道三维移动检测小车运送至轨道上就必须需要借助车辆、复杂的机构甚至可能需要吊车，但多数隧道位于深山导致车辆和大型设备无法进入，这样检测小车移动到已铺铁轨的隧道前的运输过程尤为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轨道交通隧道三维移动检测小车，具备可在非轨道路面行驶的优点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轨道交通隧道三维移动检测小车，包括基架、扫描仪、MCU控制器和轨道车轮组件，所述基架底部设置有:用于在非轨道面移动的移动组件；用于活动连接基架底部和移动组件的活动连接组件，所述活动连接组件驱动所述移动组件在收纳状态和工作状态之间切换；以及用于在所述移动组件处于工作状态时支撑在移动组件和基架之间以给予所述移动组件在竖直方向的力并使其工作状态稳定的固定组件。

通过采用上述技术方案，当检测小车在执行检测任务时，其通过轨道车轮组件在轨道上滚动行进，此时移动组件通过活动连接组件收纳在基架下方，当检测小车在非轨道路面行进时，则通过活动连接组件将移动组件活动至工作状态，并由固定组件提供移动组件与基架之间的支撑力，由此通过移动组件在非轨道路面行进，方便检测小车的转移。

本实用新型进一步设置为：所述所述移动组件为履带。

通过采用上述技术方案，履带大幅减少了路况对检测小车的限制，在恶劣路况下，履带通过性相比于普通轮更高，且具备优秀的抗翻倾和越野能力，所需要的推动力更小。

本实用新型进一步设置为：所述履带包括有三个履带轮，其中两个位于前进方向的前端，两个中的一个履带轮位于另一个履带轮的前进方向的斜上方。

通过采用上述技术方案，在前进方向形成的倒梯形履带轮设计相比于两轮式履带大大提高了检测小车的越野能力，能够轻松越过石子，应对存在垂直高度差的路况也具备爬上爬下的能力。

本实用新型进一步设置为：所述活动连接组件包括套筒、连杆和拉杆，所述套筒与所述移动组件固定连接，所述连杆的两端与所述基架底部相连接，所述套筒套于所述连杆并形成转动连接，所述基架的底面固定有用于导向所述拉杆的导向滑块，所述拉杆与导向滑块滑动连接，所述拉杆上设置有固定块，所述套筒外侧设有曲线滑槽，所述固定块的一端滑动连接于所述曲线滑槽内，在推拉所述拉杆带动所述固定块相对所述曲线滑槽滑动时，所述套筒旋转并带动所述移动组件在收纳状态和工作状态相互转换。

通过采用上述技术方案，套筒使与其固定连接的移动组件可围绕连杆旋转，再通过推拉拉杆使固定块做水平移动，使固定块在曲线滑槽中滑动并带动套筒旋转，已达到通过推拉拉杆控制移动组件在收纳状态和工作状态自由转化，导向滑块使拉杆只在水平面运动而不会因重力拖于地面阻碍检测小车的运动。

本实用新型进一步设置为：所述曲线滑槽的起始和终止位置分别位于所述套筒两端，且从所述曲线滑槽在所述连杆横截面上的投影为圆心角成90°的扇形的弧边。

通过采用上述技术方案，固定块的滑动可使曲线滑槽转动90°，在收纳状态时移动组件为平放状态，以连杆为圆心旋转90°后移动组件垂直于水平面达到工作状态。

本实用新型进一步设置为：所述连杆通过减振弹簧和避震器与所述基架连接。

通过采用上述技术方案，减振弹簧吸收移动组件受到的来自凹凸路面的冲击并传导，避震器抑制减振弹簧吸震后反弹时的震荡并吸收其传导的能量，使基架、基架上部的检测设备与基架下部的移动组件、活动连接组件分离并形成两个系统，避免在恶劣路面行驶时检测小车的检测设备大量震动以造成的设备损伤。

本实用新型进一步设置为：所述拉杆上设有铰接点，在所述拉杆完全拉出时所述铰接点位于基架俯视角度正投影的边缘外侧，所述基架的侧面设有用于卡接所述拉杆的U型卡槽，所述铰接点位于U型卡槽的正下方。

通过采用上述技术方案，为使检测小车可在非轨道的路面移动，需要拉动拉杆，拉出后的拉杆过长且不固定会影响检测小车的运动，因此在拉杆上设置铰接点，使拉杆在拉出后可向上折叠，并在基架侧面对应的位置设置卡接拉杆的U型卡槽，当拉杆被拉动至极限位置的过程中，铰接点通过导向滑块并最终位于U型卡槽的正下方，向上折叠拉杆使其卡接于U型卡槽，此时拉杆形成L型的固定状态，以最大程度避免移动组件因受到地面冲击而使套筒与连杆产生的相对转动。

本实用新型进一步设置为：所述固定组件包括贯穿基架上下表面的螺孔以及螺纹连接在螺孔内的螺杆，所述螺杆的上部设有可供手部转动的旋转杆，所述螺杆的下部具有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的底端设有用于抵接所述移动组件的嵌块，所述移动组件与所述嵌块抵接处设有供嵌入的盲孔。

通过采用上述技术方案，在通过拉动拉杆使移动组件达到工作状态后，在基架上端手动旋转旋转杆，使螺杆向下旋进，并使缓冲弹簧的底端嵌块压入盲孔，此时缓冲弹簧受压压紧并和螺杆一起将检测小车的重量竖直分担到移动组件上，缓冲弹簧也具备一定的减震效果，螺杆和缓冲弹簧的组合大大减少了移动组件受到路面冲击而使套筒与连杆产生的相对转动，也分担了活动连接组件受到的扭力。

本实用新型进一步设置为：所述基架在所述螺孔上方设有支撑套，所述支撑套具有顶板，所述旋转杆穿过所述顶板并转动连接。

通过采用上述技术方案，支撑套在手动旋转旋转杆时提供了支撑点并限制了旋转的中心，避免了因多次旋转而造成的螺孔磨损和扩大，仅供旋转杆通过的顶板和支撑套形成的封闭腔室不仅防止螺杆在水平面的位移，还起到了防尘的作用。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.检测小车通过移动组件可在非轨道的路面上行驶，通过活动连接组件自由控制移动组件的收纳和工作状态，通过固定组件给与工作状态下移动组件竖直方向的力，保证重量被均匀地分散并保护部件的寿命；

2.使用履带作为移动组件可以大幅减少了路况对检测小车的限制，提高检测小车的越野能力，且具备优秀的抗翻倾和越野能力，所需要的推动力更小；

3.通过减振弹簧和避震器连接连杆和基架底面，降低移动组件受到的来自路面的冲击对基架上部的传导，减少扫描仪和MCU控制器受到的震动；

4.拉杆拉出后可向上翻折并卡接于基架侧面，不会影响检测小车的运动；

5.手摇旋转杆旋进螺杆，使缓冲弹簧压紧并使嵌块嵌入移动组件的盲孔，以分担活动连接组件受到的扭力，将检测小车的重量垂直分散到移动组件上，且具有一定的缓冲功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的立体装配图；

图3是本实用新型实施例的基架底部结构示意图；

图4是本实用新型实施例的工作状态时基架及其底部结构示意图；

图5是现有技术的整体结构示意图。

附图标记：1、基架；2、扫描仪；3、MCU控制器；4、轨道车轮组件；41、主动轮组件；411、驱动电机；5、移动组件 ；51、履带；511、履带轮；512、外壳；5121、盲孔；513、轴承；6、活动连接组件；61、套筒；611、曲线滑槽；62、连杆；621、减振弹簧；622、避震器；63、拉杆；631、固定块；632、铰接点；64、导向滑块；65、U型卡槽；7、固定组件；71、螺杆；711、旋转杆；712、缓冲弹簧；7121、嵌块72、螺孔73、限位环；74、支撑套；741、顶板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种轨道交通隧道三维移动检测小车，包括基架1、扫描仪2、MCU控制器3、轨道车轮组件4和基架1底部的移动组件5、活动连接组件6、固定组件7。

参照图2，检测小车本身具有轨道车轮组件4，但轨道车轮无法在非轨道路面行驶，考虑到隧道未完成时底面多石子、大多数的铁路隧道处于深山野林之中，在基架1下部增设可以适应复杂地形的履带51作为移动组件5，履带带有动力源，动力源采用现有技术中的驱动电机，在恶劣路况下，履带51通过性相比于普通轮更高，且具备优秀的抗翻倾和越野能力，所需要的推动力更小，本实施例移动组件5为履带51，在另一实施例中也可以为两侧前后共四个的橡胶轮胎。

参照图4，履带51包括有三个履带轮511，其中两个位于前进方向的前端，两个中的一个履带轮511位于另一个履带轮511的前进方向的斜上方，履带51设计有半包的外壳512包围履带轮511的上部，并固定履带轮511的轴承513，这种倒梯形三轮式履带51的设计相比于两轮式履带51大大提高了其越野能力，能够轻松越过石子，应对存在垂直高度差的路况也具备爬上爬下的能力。

为方便实施例表述清楚，以水平面为基准面：履带51平放悬空时规定为收纳状态；履带51垂直于水平面时规定为工作状态。

参照图2，活动连接组件6包括：用于活动连接基架1底部和履带51的套筒61、连杆62以及拉杆63，用于导向拉杆63的导向滑块64，用于固定拉杆63的U型卡槽65。

参照图3，套筒61与履带51固定连接，连杆62的两端通过减振弹簧621和避震器622与基架1底部相连接，减振弹簧621吸收履带51受到的来自路面冲击的能量并传导，避震器622抑制减振弹簧621吸震后反弹时的震荡和吸收其传导的能量，使基架1本身和上部的检测设备与基架1下部的履带51单独形成两个系统，避免在恶劣路面行驶时检测小车的检测设备因大量震动而造成的设备损伤。

套筒61套于连杆62并形成转动连接，套筒61使与其固定连接的履带51可围绕连杆62旋转，基架1的底面固定有用于导向拉杆63的导向滑块64，拉杆63与其滑动连接，导向滑块64使拉杆63只在水平面运动而不会因重力拖于地面阻碍检测小车的运动。

拉杆63上设置有固定块631，套筒61外侧设有曲线滑槽611，曲线滑槽611的起始和终止位置分别位于套筒61两端，且在连杆62横截面上的投影为圆心角成90°的扇形的弧边，固定块631的一端滑动连接于曲线滑槽611内，在拉动拉杆63至极限位置时，固定块631水平滑动并带动套筒61旋转至极限角度90°，在收纳状态的履带51以连杆62为圆心旋转90°后达到工作状态，此时再推动拉杆63至底，履带51则由工作状态转化为收纳状态。

参照图4，为使检测小车可在非轨道的路面移动，需要拉动拉杆63，拉出后的拉杆63过长且不固定会影响检测小车的运动，因此在拉杆63上设置铰接点632，使拉杆63在拉出后可向上折叠，并在基架1侧面对应的位置设置卡接拉杆63的U型卡槽65，当拉杆63被拉动至极限位置的过程中，铰接点632通过导向滑块64并最终位于U型卡槽65的正下方，向上折叠拉杆63使其卡接于U型卡槽65，此时拉杆63形成L型的固定状态，最大程度避免套筒61与连杆62产生的相对转动：履带51运动时受地面反作用力而在外壳512朝向基架1底面方向产生转向力、导致与履带51固定连接的套筒61与连杆62的相对转动。

参照图2，固定组件7包括：用于在履带51处于垂直于水平面的状态时支撑在履带51和基架1之间以给予履带51在竖直方向的力并使其运动稳定的螺杆71和配套的螺孔72，用于限定螺杆71旋进极限位置的限位环73和用于为旋进螺杆71提供支撑的支撑套74。

参照图2，基架1设置有贯穿上下表面的螺孔72以及螺纹连接在螺孔72内的螺杆71，螺杆71的上部设有可供手部转动的旋转杆711，螺杆71的下部具有缓冲弹簧712，缓冲弹簧712的底端设有用于抵接所述履带51的嵌块7121，履带51的外壳512与嵌块7121抵接处设有供嵌入的盲孔5121,在通过拉动拉杆63使履带51达到工作状态后，手动旋转旋转杆711，使螺杆71向下旋进，并使缓冲弹簧712的底端嵌块7121压入盲孔5121，此时缓冲弹簧712受压压紧并和螺杆71一起将检测小车的重量竖直分担到履带51上，缓冲弹簧712也具备一定的减震效果，螺杆71和缓冲弹簧712的组合大大减少了履带51受到路面冲击而使套筒61与连杆62产生的相对转动，也分担了活动连接组件6受到的扭力。

参照图2，当旋进螺杆71时，肉眼无法准确确定螺杆71是否过多旋进，竖直方向向下过多的力会造成拉杆63受轴向力而损坏，所以在基架1上部的螺杆71设置限位环73，且限位环73无法穿过螺孔72，规定螺杆71伸出基架1底面的长度加上缓冲弹簧712被压紧的极限长度等于基架1底部至盲孔5121底部的距离时为螺杆71的旋进极限位置，当螺杆71被旋进至旋进极限位置，限位环73刚好卡于基架1上部的螺孔72处，使螺杆71到达旋进极限位置无法被继续旋进，以避免拉杆63和固定块631的损坏，限位环73固定于螺杆71上部的方式为焊接固定。

本实施例对螺杆71限位的采用的使限位环73，在另一实施例中也可以设置为螺母：螺杆71上的螺纹的上部极限位置为螺母刚好限制螺杆71的旋进极限位置，螺母在此螺纹处无法继续向上旋转。

参照图2，基架1在螺孔72的上方设有支撑套74，支撑套74容纳限位环73并固定于基架1上端面，支撑套74具有顶板741，旋转杆711穿过所述顶板741并转动连接，支撑套74在手动旋转旋转杆711时提供了支撑点并限制了旋转的中心，避免了因多次旋转而造成的螺孔72磨损和扩大，仅供旋转杆711通过的顶板741和支撑套74形成的封闭腔室不仅防止螺杆71在水平面的位移，还起到了防尘的作用。

当要使用履带51在非轨道面移动时，参照图4，于基架1底部边缘处拉动拉杆63至极限位置，履带51从平放的收纳状态旋转成为垂直于水平面的工作状态，此时盲孔5121位于螺孔72正下方，手动旋转旋转杆711使旋进螺杆71至旋进极限位置，限位环73卡于螺孔72上，缓冲弹簧712底部嵌块7121嵌入盲孔5121，此时基架1通过螺杆71和配套的螺孔72将重量在竖直方向传导至履带51，拉杆63拉至极限位置后向上翻折直至卡接于U型卡槽65中，此时拉杆63在铰接点632成90度，履带形成稳固的工作状态并通过驱动电机提供动力前进。

当推动小车行进到指定工位时，参照图1，手动向下翻折拉杆63至完全水平状态，向内推动拉杆63到底，此时拉杆63上的固定块631带动套筒61旋转90°，履带51由工作状态旋转至收纳状态，手动旋松螺杆71直至限位环73碰到支撑套74顶板741完成收纳操作。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道交通隧道三维移动检测小车，包括基架(1)、扫描仪(2)、MCU控制器(3)和轨道车轮组件(4)，其特征在于，所述基架(1)底部设置有:

用于在非轨道面移动的移动组件(5)；

用于活动连接基架(1)底部和移动组件(5)的活动连接组件(6)，所述活动连接组件(6)驱动所述移动组件(5)在收纳状态和工作状态之间切换；以及

用于在所述移动组件(5)处于工作状态时支撑在移动组件(5)和基架(1)之间以给予所述移动组件(5)在竖直方向的力并使其工作状态稳定的固定组件(7)。

2.根据权利要求1所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述移动组件(5)为履带(51)。

3.根据权利要求2所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述履带(51)包括有三个履带轮(511)，其中两个位于前进方向的前端，两个中的一个履带轮(511)位于另一个履带轮(511)的前进方向的斜上方。

4.根据权利要求1所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述活动连接组件(6)包括套筒(61)、连杆(62)和拉杆(63)，所述套筒(61)与所述移动组件(5)固定连接，所述连杆(62)的两端与所述基架(1)底部相连接，所述套筒(61)套于所述连杆(62)并形成转动连接，所述基架(1)的底面固定有用于导向所述拉杆(63)的导向滑块(64)，所述拉杆(63)与导向滑块(64)滑动连接，所述拉杆(63)上设置有固定块(631)，所述套筒(61)外侧设有曲线滑槽(611)，所述固定块(631)的一端滑动连接于所述曲线滑槽(611)内，在推拉所述拉杆(63)带动所述固定块(631)相对所述曲线滑槽(611)滑动时，所述套筒(61)旋转并带动所述移动组件(5)在收纳状态和工作状态相互转换。

5.根据权利要求4所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述曲线滑槽(611)的起始和终止位置分别位于所述套筒(61)两端，且从所述曲线滑槽(611)在所述连杆(62)横截面上的投影为圆心角成90°的扇形的弧边。

6.根据权利要求4所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述连杆(62)通过减振弹簧(621)和避震器(622)与所述基架(1)连接。

7.根据权利要求4所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述拉杆(63)上设有铰接点(632)，在所述拉杆(63)完全拉出时所述铰接点(632)位于基架(1)俯视角度正投影的边缘外侧，所述基架(1)的侧面设有用于卡接所述拉杆(63)的U型卡槽(65)，所述铰接点(632)位于U型卡槽(65)的正下方。

8.根据权利要求1所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述固定组件(7)包括贯穿基架(1)上下表面的螺孔(72)以及螺纹连接在螺孔(72)内的螺杆(71)，所述螺杆(71)的上部设有可供手部转动的旋转杆(711)，所述螺杆(71)的下部具有缓冲弹簧(712)，所述缓冲弹簧(712)的底端设有用于抵接所述移动组件(5)的嵌块(7121)，所述移动组件(5)与所述嵌块(7121)抵接处设有供嵌入的盲孔(5121)。

9.根据权利要求8所述的轨道交通隧道三维移动检测小车，其特征在于，所述基架(1)在所述螺孔(72)上方设有支撑套(74)，所述支撑套(74)具有顶板(741)，所述旋转杆(711)穿过所述顶板(741)并转动连接。

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