CN212500409U - 一种轻便型轨道检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种轻便型轨道检测装置，包括两平行设置的框架梁和固定在两框架梁上的小车平台板，每一框架梁下端面左、右侧均固定有车轮，位于同一框架梁下方的两车轮通过转轴相连。小车平台板上端面搭载用于检测轨距的轨距检测装置、用于检测轨道检测装置加速度的加速度传感器、用于检测轨道检测装置水平度的倾角传感器、用于对检测数据进行处理的工控机、用于驱动轨道检测装置沿轨道移动的驱动装置和用于为轨道检测装置供电的电源模块。本实用新型的轨道检测装置结构简单，其采用加速度传感器和倾角传感器，极大的缩减了轨道检测装置的体积，降低了轨道检测装置的成本，并提升了轨道检测装置的便携性，可节省轨道检测人力物力，降本增效。
Description
技术领域
本实用新型属于铁路轨道安检装置技术领域，涉及一种轻便型轨道检测装置。
背景技术
轨道车辆重量大、车次多，在不断的运行过程及自然环境等多方面因素影响下，会造成轨道形变，严重时，将影响列车的运行，甚至威胁到乘客的生命安全。因此，轨道关键指标 (包括轨道超高、三角坑和轨距)检测是轨道日常维护必不可少的环节。
传统检测装置主要为静态轨检小车，通过搭载的全站仪、棱镜、倾斜传感器等进行测量，并计算获取关键几何特征的测量值，通过“走走停停”模式精确测量钢轨在轨道控制网内的绝对三维坐标、轨距和水平等参数，并据此评估轨道几何状态。全站仪在每一站都需要架站、调平等操作，费时费力，测量效率低下。并且，全站仪在对棱镜进行三维测量时，易受外界环境，尤其是光线的影响。多种因素导致传统检测装置已不符合当前轨道交通高速发展带来的检测需求。
现有技术中，搭载惯性导航系统的轨检小车，其搭载轨距、里程等传感器实现轨道关键几何检测指标的采集工作。该型轨检小车去掉了全站仪架站式测量，虽然在一定程度上提高了测量效率，延长了测量装置的测量范围。然而，该型轨检小车因惯性导航系统原因(常用的惯性导航系统体积较为庞大)导致体积庞大，同时所依赖的惯性导航系统价格高昂。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提出一种轻量化、自驱动的轻便型轨道检测装置。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种轻便型轨道检测装置，包括两平行设置的框架梁和固定在两框架梁上的小车平台板，每一框架梁下端面左、右侧均固定有车轮，位于同一框架梁下方的两车轮通过转轴相连；
所述小车平台板上搭载用于检测轨距的轨距检测装置、用于检测所述轨道检测装置加速度的加速度传感器、用于检测所述轨道检测装置水平度的倾角传感器、用于对检测数据进行处理的工控机、用于驱动所述轨道检测装置沿轨道移动的驱动装置和用于为所述轨道检测装置供电的电源模块。
进一步地，所述小车平台板包括第一安装板、第二安装板和第三安装板，第一、第二和第三安装板自左向右依次间隔设置并与所述两框架梁通过螺钉固定；
所述电源模块和所述工控机固定在所述第三安装板上，所述加速度传感器、所述倾角传感器和所述驱动装置固定在所述第二安装板上；所述轨距检测装置的数量为两个，两轨距检测装置分别固定在所述第一安装板上前、后侧位置。
进一步地，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机输出轴端部固定有第一齿轮，位于前侧的转轴上对应位置固定有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮通过链条相连；所述伺服电机与所述工控机相连。
进一步地，所述轨距检测装置包括直线位移传感器、站板、第二变向轮、变向轮固定座和紧固弹簧，所述直线位移传感器固定安装在所述第一安装板上，所述站板竖直设置，所述站板顶部与所述直线位移传感器伸缩杆端部通过带双头螺丝的连接杆相固连；所述站板外侧面底部位置开设有与所述变向轮固定座相匹配的卡槽，所述变向轮固定座卡接固定在所述站板上，并与所述站板保持垂直；所述第二变向轮通过螺栓固定在所述变向轮固定座下方；所述直线位移传感器下方设置有固定板，所述固定板竖直设置并焊接固定在对应框架梁上，所述紧固弹簧套接在一调节螺栓上，所述调节螺栓依次穿过所述固定板和所述站板并通过螺母固定，所述紧固弹簧位于所述固定板和所述站板之间；四个车轮中，位于右侧的两车轮位置安装有配套的第一变向轮。
进一步地，上述轻便型轨道检测装置还包括避障雷达，所述避障雷达安装在后侧的框架梁外端面中间位置，面向所述轨道检测装置行进方向；所述避障雷达与所述工控机相连。
进一步地，上述轻便型轨道检测装置还包括用于检测到数据异常时用于预警的警报器和用于显示所述轨道检测装置运行状态的指示灯，所述警报器安装在所述第一安装板上，所述指示灯安装在所述第三安装板上，所述警报器和所述指示灯分别与所述工控机相连。
进一步地，四个车轮中，其中一个车轮位置安装有用于测量所述轨道检测装置行进距离的里程计。
进一步地，上述轻便型轨道检测装置还包括用于显示测得的关键几何指标的LED显示屏，所述LED显示屏集成在所述工控机上。
进一步地，上述轻便型轨道检测装置还包括配重板，所述配重板安装在所述第二安装板下方。
进一步地，所述两框架梁外端面上均间隔固定有两用于搬运所述轨道检测装置的把手。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的轨道检测装置结构简单，易于拆装，其与传统基于惯性导航系统的轨检小车相比，采用加速度传感器和倾角传感器，极大的缩减了轨道检测装置的体积，降低了轨道检测装置的成本，并提升了轨道检测装置的便携性，可节省轨道检测人力物力，降本增效。
附图说明
图1为本实用新型的轻便型轨道检测装置的结构示意图；
图2为轨距检测装置的结构示意图；
图3为本实用新型的轻便型轨道检测装置的工作状态示意图；
图4为本实用新型的轻便型轨道检测装置中的电路连接结构示意图；
附图标记：1-小车平台板，101-第一安装板，102-第二安装板，103-第三安装板，2-框架梁，3-车轮，4-转轴，5-第一变向轮，6-伺服电机，7-第二齿轮，8-链条，9-轨距检测装置， 901-直线位移传感器，902-站板，903-第二变向轮，904-变向轮固定座，905-紧固弹簧，906- 连接杆，10-加速度传感器，11-倾角传感器，12-工控机，13-电源模块，14-把手，15-轨道， 16-避障雷达。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的轻便型轨道检测装置作进一步地详细说明。
如图1所示，一种轻便型轨道检测装置，包括两平行设置的框架梁2和固定在两框架梁 2上的小车平台板1，每一框架梁2下端面左、右侧均固定有车轮3，位于同一框架梁2下方的两车轮3通过转轴4相连。同一框架梁2下方的两车轮3间距与轨道15的宽度保持一致，参见图4。
小车平台板1上搭载用于检测轨距的轨距检测装置9、用于检测轨道检测装置加速度的加速度传感器10、用于检测轨道检测装置水平度的倾角传感器11、用于对检测数据进行处理的工控机12、用于驱动轨道检测装置沿轨道15移动的驱动装置和用于为轨道检测装置供电的电源模块13。
具体地，小车平台板1包括第一安装板101、第二安装板102和第三安装板103，第一、第二和第三安装板自左向右依次间隔设置并与两框架梁2通过螺钉固定。
电源模块13和工控机12固定在第三安装板103上，加速度传感器10、倾角传感器11和驱动装置固定在第二安装板102上。轨距检测装置9的数量为两个，两轨距检测装置9分别固定在第一安装板101上前、后侧位置。
本实施例中，驱动装置包括伺服电机6，伺服电机6输出轴端部固定有第一齿轮，位于前侧的转轴4上对应位置固定有第二齿轮7，第一齿轮和第二齿轮7通过链条8相连。伺服电机6与工控机12相连，参见图4。
如图2所示，轨距检测装置9包括直线位移传感器901、站板902、第二变向轮903、变向轮固定座904和紧固弹簧905，直线位移传感器901固定安装在第一安装板101上，站板902竖直设置，站板902顶部与直线位移传感器901伸缩杆端部通过带双头螺丝的连接杆906相固连。站板902外侧面底部位置开设有与变向轮固定座904相匹配的卡槽，变向轮固定座904卡接固定在站板902上，并与站板902保持垂直。第二变向轮903通过螺栓固定在变向轮固定座904下方。直线位移传感器901下方设置有固定板，固定板竖直设置并焊接固定在对应框架梁2上，紧固弹簧905套接在一调节螺栓上，调节螺栓依次穿过固定板和站板902 并通过螺母固定，紧固弹簧905位于固定板和站板902之间。四个车轮3中，位于右侧的两车轮3位置安装有配套的第一变向轮5。
作为上述方案的改进，上述轨道检测装置还包括避障雷达16、用于检测到数据异常时用于预警的警报器、用于显示轨道检测装置运行状态的指示灯和用于显示测得的关键几何指标的LED显示屏。避障雷达16安装在后侧的框架梁2外端面中间位置，面向轨道检测装置行进方向。避障雷达16与工控机12相连，检测轨道检测装置前方是否有障碍物，工控机12控制伺服电机6的运转，实现实时避障。警报器安装在第一安装板101上，指示灯安装在第三安装板103上，警报器和指示灯分别与工控机12相连。LED显示屏集成在工控机12上。
四个车轮3中，其中一个车轮3位置安装有用于测量轨道检测装置行进距离的里程计(现有技术)。第二安装板102下方安装有配重板，有助于保证轨道检测装置平稳行进。两框架梁 2外端面上均间隔固定有两用于搬运轨道检测装置的把手14。
倾角传感器11、加速度传感器10、避障雷达16、里程计、伺服电机6、LED显示屏、警报器和两直线位移传感器901分别与工控机12相连，工控机12中集成有用于数据存储的存储单元。
本实用新型的轻便型轨道检测装置的测量原理为：
轨距的测量，紧固弹簧905的压力将第二变向轮903紧贴在轨道15上，直线位移传感器记录初始值l0。随着轨道检测装置的行进，轨距的变化会导致紧固弹簧905收缩(或伸长) 量的变化，站板902同步移动，最终转化为直线位移电信号，由直线位移传感器901的参数可得到轨距的变化量Δ，则真实的轨距值l＝l0+Δ。
轨道超高测量，倾角传感器11测量出轨道检测装置的倾角α，结合轨距值l，则轨道超高h＝l*tan(α)。
三角坑测量，工控机12获取各传感器测得的数据，进行组合解算得到轨道检测装置框架的的三维位置和姿态，结合轨距测量值和框架尺寸，推算轨道15左、右两钢轨的三维坐标，结合轨距测量值和框架尺寸，推算左、右两钢轨的三维坐标，结合设计线型参数计算左、右钢轨的轨向和高低偏差量，计算左、右钢轨不平顺性等各项参数，评估轨道几何状态，该方法为现有技术(陈起金，基于A-INS组合导航的铁路轨道几何状态精密测量技术研究)。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种轻便型轨道检测装置，其特征在于，包括两平行设置的框架梁(2)和固定在两框架梁(2)上的小车平台板(1)，每一框架梁(2)下端面左、右侧均固定有车轮(3)，位于同一框架梁(2)下方的两车轮(3)通过转轴(4)相连；
小车平台板(1)上搭载用于检测轨距的轨距检测装置(9)、用于检测所述轨道检测装置加速度的加速度传感器(10)、用于检测所述轨道检测装置水平度的倾角传感器(11)、用于对检测数据进行处理的工控机(12)、用于驱动所述轨道检测装置沿轨道(15)移动的驱动装置和用于为所述轨道检测装置供电的电源模块(13)。
2.根据权利要求1所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，小车平台板(1)包括第一安装板(101)、第二安装板(102)和第三安装板(103)，第一、第二和第三安装板自左向右依次间隔设置并与所述两框架梁(2)通过螺钉固定；
电源模块(13)和工控机(12)固定在第三安装板(103)上，加速度传感器(10)、倾角传感器(11)和所述驱动装置固定在第二安装板(102)上；轨距检测装置(9)的数量为两个，两轨距检测装置(9)分别固定在第一安装板(101)上前、后侧位置。
3.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机(6)，伺服电机(6)输出轴端部固定有第一齿轮，位于前侧的转轴(4)上对应位置固定有第二齿轮(7)，所述第一齿轮和第二齿轮(7)通过链条(8)相连；伺服电机(6)与工控机(12)相连。
4.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，轨距检测装置(9)包括直线位移传感器(901)、站板(902)、第二变向轮(903)、变向轮固定座(904)和紧固弹簧(905)，直线位移传感器(901)固定安装在第一安装板(101)上，站板(902)竖直设置，站板(902)顶部与直线位移传感器(901)伸缩杆端部通过带双头螺丝的连接杆(906)相固连；站板(902)外侧面底部位置开设有与变向轮固定座(904)相匹配的卡槽，变向轮固定座(904)卡接固定在站板(902)上，并与站板(902)保持垂直；第二变向轮(903)通过螺栓固定在变向轮固定座(904)下方；直线位移传感器(901)下方设置有固定板，所述固定板竖直设置并焊接固定在对应框架梁(2)上，紧固弹簧(905)套接在一调节螺栓上，所述调节螺栓依次穿过所述固定板和站板(902)并通过螺母固定，紧固弹簧(905)位于所述固定板和站板(902)之间；四个车轮(3)中，位于右侧的两车轮(3)位置安装有配套的第一变向轮(5)。
5.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，还包括避障雷达(16)，避障雷达(16)安装在后侧的框架梁(2)外端面中间位置，面向所述轨道检测装置行进方向；避障雷达(16)与工控机(12)相连。
6.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，还包括用于检测到数据异常时用于预警的警报器和用于显示所述轨道检测装置运行状态的指示灯，所述警报器安装在第一安装板(101)上，所述指示灯安装在第三安装板(103)上，所述警报器和所述指示灯分别与工控机(12)相连。
7.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，四个车轮(3)中，其中一个车轮(3)位置安装有用于测量所述轨道检测装置行进距离的里程计。
8.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，还包括用于显示测得的关键几何指标的LED显示屏，所述LED显示屏集成在工控机(12)上。
9.根据权利要求2所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，还包括配重板，所述配重板安装在第二安装板(102)下方。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轻便型轨道检测装置，其特征在于，两框架梁(2)外端面上均间隔固定有两用于搬运所述轨道检测装置的把手(14)。
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|---|---|---|---|
| CN202021068792.3U CN212500409U (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种轻便型轨道检测装置 |
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| CN113085948A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-07-09 | 成都国铁电气设备有限公司 | 一种轨道综合检测系统 |
| CN113894824A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-01-07 | 浙江高信技术股份有限公司 | 一种轨道巡检机器人 |
| CN114808574A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 南京市计量监督检测院 | 一种轨距尺的自动标定校准系统及其方法 |
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