CN211995619U - 一种车载轨道状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载轨道状态检测装置，属于轨道检测领域。包括用于安装在车体底端的车体底板、设置在车体底板底端的悬吊架、设置在悬吊架底侧两端的垂向2D传感器、设置在悬吊架中端内的惯导模块以及设置在悬吊架底侧并位于垂向2D传感器与惯导模块之间的斜向2D传感器，本实用新型实现了快速对车载轨道状态进行全方面检测的功能，同时本实用新型采用了精准可靠、安全高效率的数字激光检测技术与装备，实现实时监测，大数据、健康管理与智能运维，且可适应测量对象的表面变化，具有高精度、高可靠、抗干扰、全天候工作等优点。

Description

一种车载轨道状态检测装置

技术领域

本实用新型涉及轨道检测领域，具体涉及一种车载轨道状态检测装置。

背景技术

钢轨及轨道板是行车的基础，它们直接承受机车、车辆荷载，是轨道中最重要的组成部件，其技术状态直接影响铁路的运输能力和行车安全。所以对钢轨和轨道板的技术状态的综合监测尤为重要，特别是高速铁路的轨道测量，技术指标要求高，点位多。在现有技术当中，在对钢轨及轨道板进行检查时，都是通过工人逐一对各个点位进行人工检查来实现的。但是，动辄几十公里、上百公里乃至数千公里的钢轨的长度，需要检查的电位非常多。人工对其进行逐一检查的方式，不但工作强度大、效率低，检查的质量还不能得到有效地保证。并且，由于人工检查的工作量庞大，很难实现对轨道进行定期检查，以保证对轨道技术状态的变化进行及时监测。针对上述由于通过人工对轨道进行检查工作量庞大、检查周期长，导致的无法对轨道的变化进行实时监测的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种车载轨道状态检测装置，具体技术方案如下：

一种车载轨道状态检测装置，包括用于安装在车体底端的车体底板、设置在车体底板底端的悬吊架、设置在悬吊架底侧两端的垂向2D传感器、设置在悬吊架中端内的惯导模块以及设置在悬吊架底侧并位于垂向2D传感器与惯导模块之间的斜向2D传感器。

作为优选，垂向2D传感器与悬吊架垂直，并且垂向2D传感器的检测端朝向轨道钢轨扣件设置。

本实用新型中设置在悬吊架底侧两端的垂向2D传感器与悬吊架垂直连接，通过将垂向2D传感器的检测端朝向轨道钢轨扣件设置，对轨道两侧钢轨上的扣件脱落情况以及松动情况进行检测。

作为优选，斜向2D传感器的测试端朝向轨道钢轨内侧设置。

本实用新型中设置在悬吊架底侧的斜向2D传感器与悬吊架连接，通过将斜向2D传感器的测试端朝向轨道钢轨内侧设置，对轨道两侧的钢轨廓形进行检测，并对两组钢轨的内侧距进行测量。

作为优选，悬吊架上并位于惯导模块顶端设有密封盖板。

本实用新型通过设置在悬吊架上并位于惯导模块顶端的密封盖板，对悬吊架内的惯导模块进行密封处理，避免轨道车辆行进过程中溅射起的灰尘，石块以及水雾等渗入悬吊架内，从而对惯导模块的测量精度以及使用寿命造成影响。

作为优选，密封盖板上设有出线孔。

本实用新型中出线孔用于对悬吊架上的垂向2D传感器、惯导模块和斜向2D传感器的电源线、数据线的接口安装。

作为优选，车体底板与悬吊架之间设有防脱装置。

本实用新型通过在车体底板与悬吊架之间设置防脱装置，防止车体底板与悬吊架脱落。

作为优选，防脱装置包括设置在车体底板底侧的防脱孔、设置在悬吊架的防脱座以及设置在防脱孔与防脱座之间的防脱钢绳。

本实用新型通过将防脱钢绳的两端分别与车体底板底侧的防脱孔以及悬吊架上的防脱座固定连接，当悬吊架因为意外情况与车体底板脱落时，防脱钢绳能够拉紧防脱孔和防脱座，使悬吊架继续固定安装在车体底板上，避免悬吊架掉落在轨道上，影响轨道交通甚至造成严重的交通事故。

作为优选，斜向2D传感器与悬吊架之间设有第一安装座。

斜向2D传感器和悬吊架通过第一安装座固定连接，使斜向2D传感器以及悬吊架能够跟随车辆沿车载轨道移动，实时监控轨道的不平顺状态。

作为优选，斜向2D传感器与车体底板的倾斜角度为30°。

作为优选，悬吊架与车体底板之间设有第二安装座。

悬吊架和车体底板通过第二安装座固定连接，使悬吊架以及车体底板能够跟随车辆沿车载轨道移动，实时监控轨道不平顺状态变化，实现车辆运行过程中对轨道的实时动态测量。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中设置在悬吊架底侧两端的垂向2D传感器与悬吊架连接，并对轨道两侧钢轨上的扣件脱落情况以及松动情况进行检测，设置在悬吊架底侧的斜向2D传感器对轨道两侧的钢轨廓形进行检测，并对两组钢轨的内侧距进行测量；同时设置在悬吊架中端内的惯导模块对车体姿态进行测量，从而动态评价轨道状态。由此本实用新型实现了快速对车载轨道状态进行全方面检测的功能，同时本实用新型采用了精准可靠、安全高效率的数字激光检测技术与装备，实现实时监测，大数据、健康管理与智能运维，且可适应测量对象的表面变化，具有高精度、高可靠、抗干扰、全天候工作等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本实用新型的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通'、”相连”、“连接“应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1到图4，本实用新型包括设置在车体底侧并与车体固定连接的车体底板1以及设置在车体底板1底侧的悬吊架2，悬吊架2与车体底板1之间设有用于连接的第二安装座10，悬吊架2和车体底板1通过第二安装座10固定连接，使悬吊架2以及车体底板1能够跟随车辆沿车载轨道移动，实时监控车载轨道的运行状态并对长距离的轨道进行检测，实现作业时对车载轨道的实时动态测量，从而实现作业前后轨廓的对比，及时监控作业效果，大大提高了检测工作效率。

参见图1到图2，悬吊架2底侧的两端设有用于零件轮廓分析或运动部件进行轮廓分析的垂向2D传感器3，两组垂向2D传感器3相对于悬吊架2对称设置。垂向2D传感器3通过柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标物表面形成漫反射，使反射光在CMOS上成像后，通过检测位置及形状的变化测量位移和形状。垂向2D传感器3与悬吊架2垂直，并且垂向2D传感器3的检测端朝向轨道钢轨扣件设置，本实用新型中设置在悬吊架2底侧两端的垂向2D传感器3与悬吊架2垂直连接，通过将垂向2D传感器3的检测端朝向轨道钢轨扣件设置，对轨道两侧钢轨上的扣件脱落情况以及松动情况进行检测。

参见图2到图3，悬吊架2的中端内设有用于测量车体姿态的惯导模块4，惯导模块4内置惯性导航系统，惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。惯性导航系统的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。悬吊架2上并位于惯导模块4顶端设有密封盖板6，本实用新型通过设置在悬吊架2上并位于惯导模块4顶端的密封盖板6，对悬吊架2内的惯导模块4进行密封处理，避免轨道车辆行进过程中溅射起的灰尘，石块以及水雾等渗入悬吊架2内，从而对惯导模块4的测量精度以及使用寿命造成影响。

惯导模块4采用的型号为PwrPak7-E1，为高集成度的NovAtelSPAN组合导航系统，内部包含OEM7GNSS板卡，内置存储、WiFi并具有丰富的输入/输出接口。惯导模块4采用紧耦合技术，555跟踪通道，支持全系统多频点解算，内置Wi-Fi连接以及16GB存储。本实用新型通过设置在悬吊架2中端内的惯导模块4对车体姿态进行测量，从而便于测量人员动态评价轨道状态，具有高精度、高可靠、抗干扰、全天候工作等优点。

参见图1到图3，悬吊架2的底侧并位于垂向2D传感器3与惯导模块4之间设有斜向2D传感器5，两组斜向2D传感器5亦相对于悬吊架2对称设置。斜向2D传感器5亦通过柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标物表面形成漫反射，使反射光在CMOS上成像后，通过检测位置及形状的变化测量位移和形状。斜向2D传感器5与悬吊架2之间设有用于连接第一安装座9。斜向2D传感器5和悬吊架2通过第一安装座9固定连接，使斜向2D传感器5以及悬吊架2能够跟随车辆沿车载轨道移动，实时监控车载轨道的运行状态并对长距离的轨道进行检测。

参见图2到图4，斜向2D传感器5与车体底板1的倾斜角度为30°，并且斜向2D传感器5的测试端朝向轨道钢轨内侧设置，本实用新型中设置在悬吊架2底侧的斜向2D传感器5与悬吊架2连接，通过将斜向2D传感器5的测试端朝向轨道钢轨内侧设置，对轨道两侧的钢轨廓形进行检测，并对两组钢轨的内侧距进行测量。并且密封盖板6的顶端设有出线孔7，出线孔7用于对悬吊架2上的垂向2D传感器3、惯导模块4和斜向2D传感器5的电源线、数据线的接口安装。

参见图3，车体底板1与悬吊架2之间设有用于防止车体底板1与悬吊架2脱落的防脱装置8。防脱装置8包括设置在车体底板1底侧的防脱孔81、设置在悬吊架2的防脱座82以及设置在防脱孔81与防脱座82之间的防脱钢绳83，防脱钢绳83的两端分别与车体底板1底侧的防脱孔81以及悬吊架2上的防脱座82固定连接，当悬吊架2因为意外情况与车体底板1脱落时，防脱钢绳83能够拉紧防脱孔81和防脱座82，使悬吊架2继续固定安装在车体底板1上，避免悬吊架2掉落在轨道上，影响轨道交通甚至造成严重的交通事故。垂向2D传感器3和斜向2D传感器5的型号均为LJ-X8000，感测头输入最多为2台，使用2台时，感测头A、B为相同型号。垂向2D传感器3的采样周期触发间隔为：[2D模式]最高为1kHz(1ms)*1；[3D模式]连接LJ-X8000系列时，最高4kHz(250μs)*2；连接LJ-V7000系列时，最高64kHz(16μs)*3(型号末尾B的辉度输出类型为最高8kHz(125μs))*4。检测注册程序数量：SD卡1、2最多各能存储1000个(受SD卡容量以及设定内容的限制)，可外部切换。主轮廓/基准图像数量：[2D模式]每个设定每个探头最大为200(取决于SD卡容量)；[3D模式]每个设定最大为400(取决于SD卡容量)。存储卡支持OP-87133(512MB)、CA-SD1G(1GB)、CA-SD4G(4GB)、CA-SD16G(16GB)，工具数量：[2D模式]100个/设置(其中20个为错位修正用)；[3D模式]最大100个/设置。

其中，垂向2D传感器3和斜向2D传感器5的接口包括：

控制输入接口：20点(输入端子台5点、并行I/O15点)；

控制输出接口：28点(输出端子台6点、并行I/O22点)，PhotoMOSFET*5；

RS-232C接口：数值输出以及控制输入输出(不能与使用RS-232C端口的PLC链接同时使用)，支持的最大波特率为230400bps；

PLC链接接口：使用Ethernet或RS-232C端口进行数值输出以及控制输入输出(不能与EtherNet/IPTM同时使用。使用RS-232C端口时，不能与RS-232C无协议通信同时使用)

Ethernet接口：数值输出以及控制输入输出，连接随附的基恩士生产的计算机应用软件，除了上述功能，还可以上传或下载检测设定、进行各种模拟、收发或远程连接包括轮廓/图像在内的各种数据，并支持FTP客户端/服务器功能、VNC服务器功能以及BOOTP功能。

本实用新型通过设置在悬吊架2底侧两端的垂向2D传感器3与悬吊架2连接，并对轨道两侧钢轨上的扣件脱落情况以及松动情况进行检测，设置在悬吊架2底侧的斜向2D传感器5对轨道两侧的钢轨廓形进行检测，并对两组钢轨的内侧距进行测量；同时设置在悬吊架2中端内的惯导模块4对车体姿态进行测量，从而动态评价轨道状态。由此本实用新型实现了快速对车载轨道状态进行全方面检测的功能，同时本实用新型采用了精准可靠、安全高效率的数字激光检测技术与装备，实现实时监测，大数据、健康管理与智能运维，且可适应测量对象的表面变化，具有高精度、高可靠、抗干扰、全天候工作等优点。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载轨道状态检测装置，其特征在于，包括用于安装在车体底端的车体底板(1)、设置在车体底板(1)底端的悬吊架(2)、设置在悬吊架(2)底侧两端的垂向2D传感器(3)、设置在悬吊架(2)中端内的惯导模块(4)以及设置在悬吊架(2)底侧并位于垂向2D传感器(3)与惯导模块(4)之间的斜向2D传感器(5)。

2.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述垂向2D传感器(3)与悬吊架(2)垂直，并且所述垂向2D传感器(3)的检测端朝向轨道钢轨扣件设置。

3.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述斜向2D传感器(5)的测试端朝向轨道钢轨内侧设置。

4.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述悬吊架(2)上并位于惯导模块(4)顶端设有密封盖板(6)。

5.根据权利要求4所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述密封盖板(6)上设有出线孔(7)。

6.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述车体底板(1)与悬吊架(2)之间设有防脱装置(8)。

7.根据权利要求6所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述防脱装置(8)包括设置在车体底板(1)底侧的防脱孔(81)、设置在悬吊架(2)的防脱座(82)以及设置在防脱孔(81)与防脱座(82)之间的防脱钢绳(83)。

8.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述斜向2D传感器(5)与悬吊架(2)之间设有第一安装座(9)。

9.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述斜向2D传感器(5)与车体底板(1)的倾斜角度为30°。

10.根据权利要求1所述的车载轨道状态检测装置，其特征在于，所述悬吊架(2)与车体底板(1)之间设有第二安装座(10)。

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