CN216159853U - 一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，所述自动检测装置至少包括轨道检测系统、行走机构和计算机系统，所述轨道检测系统与计算机系统电性连接并搭载于所述行走机构之上，所述行走机构设置于所述内嵌式磁悬浮轨道供电系统的第一供电轨和第二供电轨之上；所述轨道检测系统包括几何参数检测模块，所述几何参数检测模块被配置为通过测距传感器完成内嵌式磁悬浮轨道供电系统中相同侧供电轨与反应轨间的距离测量以及完成两供电轨间的距离测量。通过本实用新型的自动检测装置，代替了人工日常巡检，对内嵌式磁悬浮供电系统进行全自动检测，节约了人力成本。

Description

一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置

技术领域

本实用新型属于测量测试技术领域，尤其涉及一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置。

背景技术

在内嵌式中低速磁悬浮交通系统中，供电系统是极其重要的组成部分，供电轨和反应轨的性能对于整个系统的正常、安全运行都至关重要。

在内嵌式磁浮车辆运行过程中，直线电机通过置于行走机构下方的供电轨获得动力电能驱动车辆行走，感应电磁铁通过与置于行走机构上方的反应轨形成电磁吸力，使车辆悬浮。在运行过程中，反应轨和供电轨的钳距，供电柜轨距会存在几何参数超限的情况，供电轨也会由于落车摩擦等因素产生磨损，一旦反应轨和供电轨几何参数超限或发生机械故障，不仅影响内嵌式磁悬浮车辆正常运行，严重时，还会造成重大的安全事故。

因此，对供电系统中双侧反应轨到供轨的钳距、供电轨之间的轨距、供电轨磨损程度的自动检测、数据分析处理、故障报警、数据分析，并提供相应的人机交互方式，确保供电轨和反应轨长期处于良好状态，在内嵌式磁悬浮车辆供电系统至关重要。

由于内嵌式磁悬浮交通系统属于前沿的技术，因此对于供电系统的检测，目前尚未有成熟的产品，仍旧采用传统的日常人工巡检的方式进行，该方式具有以下特点：

a)检测效率低，浪费大量时间；

b)受人为因素和检测工具影响，误差较大；

c)至少需要2人以上合作完成，劳动强度大；

d)诊断评价粗糙，缺陷判断标准不一；

e)无法进行后期综合全面的数据处理。

目前，虽然有一些自动检测装置用在地铁线路上对接触轨的各类参数检测，然而针对内嵌式磁悬浮供电系统尚未有专用装置进行数据全面采集处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了克服现有技术问题，提供了一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，通过该装置实现了内嵌式磁悬浮轨道供电系统几何参数的自动化测量，避免了传动人工巡检的各种问题。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，所述自动检测装置至少包括轨道检测系统、行走机构和计算机系统，所述轨道检测系统与计算机系统电性连接并搭载于所述行走机构之上，所述行走机构设置于所述内嵌式磁悬浮轨道供电系统的第一供电轨和第二供电轨之上；所述轨道检测系统包括几何参数检测模块，所述几何参数检测模块被配置为通过测距传感器完成内嵌式磁悬浮轨道供电系统中相同侧供电轨与反应轨间的距离测量以及完成两供电轨间的距离测量。

根据一个优选的实施方式，所述几何参数检测模块至少包括6个测距传感器，分别为第一测距传感器、第二测距传感器、第三测距传感器、第四测距传感器、第五测距传感器和第六测距传感器，其中，第一测距传感器和第二测距传感器竖直设置并装配于所述行走机构的一侧，分别被配置为用于完成第一反应轨距行走机构顶部的距离测量以及用于完成第一供电轨距行走机构底部的距离测量；第三测距传感器和第四测距传感器竖直设置并装配于所述行走机构的另一侧，分别被配置为用于完成第二反应轨距行走机构顶部的距离测量以及用于完成第二供电轨距行走机构底部的距离测量；第五测距传感器和第六测距传感器水平设置并装配于所述行走机构的底部，且第五测距传感器和第六测距传感器分别被配置为用于完成第一供电轨和第二供电轨距测距传感器距离的测量。

根据一个优选的实施方式，所述轨道检测系统还包括图像采集模块，所述图像采集模块有两组安装于第一供电轨和第二供电轨上的图像采集系统构成，所述图像采集模块被配置用于完成第一供电轨和第二供电轨的表部图像采集。

根据一个优选的实施方式，所述轨道检测系统还包括环境检测模块，所述环境检测模块被配置为基于温湿度计完成第一供电轨和/或第二供电轨处空气环境温湿度测量。

根据一个优选的实施方式，所述轨道检测系统还包括定位模块，所述定位模块被配置为通过安装在所述行走机构的车轮轴箱处的光电编码传感器完成行走机构行走距离测量。

根据一个优选的实施方式，所述行走机构为电动小车。

根据一个优选的实施方式，所述计算机系统由输入输出接口I/O、中央处理器CPU、存储单元、人机界面HMI和数据传输接口构成。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本实用新型的有益效果在于：通过本实用新型的自动检测装置，代替了人工日常巡检，对内嵌式磁悬浮供电系统进行全自动检测，节约人力成本。本实用新型通过对传感器的数量及计算方式的精确配置，达到检测内嵌式磁浮供电系统检测的目的；本实用新型装置提高了工作效率，保证了检测精度。

附图说明

图1是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置各功能模块示意图。

图2是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置中测距传感器的结构布置示意图。

图3是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置中测距传感器的计算机系统的模块连接示意图。

其中，10-自动检测装置，11-轨道检测系统，12-行走机构，13-计算机系统，111-第一测距传感器，112-第二测距传感器，113-第三测距传感器，114-第四测距传感器，115-第五测距传感器，116-第六测距传感器，121-电动小车，122-行走轮，20-内嵌式支撑体，21-第一反应轨，22-第二反应轨，23-第一供电轨，24-第二供电轨。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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”、“安装”、“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。

另外，本实用新型要指出的是，本实用新型中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本实用新型涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。

图1是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置各功能模块示意图，图2是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置中测距传感器的结构布置示意图，图3是本实用新型用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置中测距传感器的计算机系统的模块连接示意图。

参考图1、图2和图3所示，图中示出了一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置。所述自动检测装置10至少包括轨道检测系统11、行走机构12和计算机系统13。

其中，所述轨道检测系统11与计算机系统13电性连接并搭载于所述行走机构12之上。所述行走机构12设置于所述内嵌式磁悬浮轨道供电系统的第一供电轨23和第二供电轨24之上。实现由所述行走机构12带动所述轨道检测系统11和计算机系统13于供电轨上进行移动，从而完成对内嵌式磁悬浮轨道供电系统的沿线检测。

优选地，所述轨道检测系统11包括几何参数检测模块、图像采集模块、环境检测模块和定位模块。

其中，所述几何参数检测模块被配置为通过测距传感器完成内嵌式磁悬浮轨道供电系统中相同侧供电轨与反应轨间的距离测量以及完成两供电轨间的距离测量。

优选地，所述几何参数检测模块至少包括6个测距传感器，分别为第一测距传感器111、第二测距传感器112、第三测距传感器113、第四测距传感器114、第五测距传感器115和第六测距传感器116。

其中，第一测距传感器111和第二测距传感器112竖直设置并装配于所述行走机构12的一侧，分别被配置为用于完成第一反应轨21距行走机构12顶部的距离h1测量以及用于完成第一供电轨23距行走机构12底部的距离h2测量。

第三测距传感器113和第四测距传感器114竖直设置并装配于所述行走机构12的另一侧，分别被配置为用于完成第二反应轨22距行走机构12顶部的距离h3测量以及用于完成第二供电轨24距行走机构12底部的距离h4测量。

第五测距传感器115和第六测距传感器116水平设置并装配于所述行走机构12的底部，且第五测距传感器115和第六测距传感器116分别被配置为用于完成第一供电轨23和第二供电轨24距测距传感器距离的测量，即l1和l2的测量。

即是，几何参数检测模块用于检测行走机构12到左右两侧反应轨的距离h1、h3，检测轨道小车到左右两侧供电轨的距离h2、h4，及两侧供电轨的轨距l1+l2。

优选地，所述轨道检测系统11还包括图像采集模块。所述图像采集模块有两组安装于第一供电轨23和第二供电轨24上的图像采集系统构成，所述图像采集模块被配置用于完成第一供电轨23和第二供电轨24的表部图像采集。

从而实现通过采集的供电轨表部图像完成供电轨坡度和端部弯头几何参数信息的获取，并通过特征点提取，从而最终准确获得高精度供电轨磨耗参数。

优选地，所述轨道检测系统11还包括环境检测模块，所述环境检测模块被配置为基于温湿度计完成第一供电轨23和/或第二供电轨24处空气环境温湿度测量。环境检测模块采用温湿度计，实时检测轨道位置的温湿度值，使数据分析时更加精确。

优选地，所述轨道检测系统11还包括定位模块，所述定位模块被配置为通过安装在所述行走机构12的车轮轴箱处的光电编码传感器完成行走机构12行走距离测量。从而通过定位模块实现的定位功能，完成故障位置的准确信息提供。

优选地，所述行走机构12为电动小车121。所述电动小车121包括行走轮122和车体。进一步地，所述车体内设置有电源模块、电机模块和控制模块。

例如，所述车体采用不锈钢加铝合金材质，整体采用轻量化设计。且车体设置有位置固定装置，避免在运行过程中出现横向移动,尺寸满足内嵌式磁悬浮系统限界条件。所述行走轮122可以采用无磁性耐磨橡胶轮，滚动灵活，运行时不会出现滑行、卡滞现象。所述电源模块为可充电锂电池。

优选地，所述计算机系统13由输入输出接口I/O、中央处理器CPU、存储单元、人机界面HMI和数据传输接口构成。

具体地，所述输入输出接口I/O将轨道检测系统11采集到的尺寸、温度等数据采集到计算机系统13中。中央处理器CPU将采集到的数据进行综合计算处理，得到精确的左右两侧钳距、两个供电轨之间的轨距，轨道磨损程度、环境温度等数据。

左右两侧钳距(供电轨到反应轨中心线之间的距离)H1，H2及轨距L(两侧供电轨中心线之间的距离)按照如下方式计算：H1＝h1+h2+第一测距传感器与第二测距传感器的间距；H2＝h3+h4+第三测距传感器与第四测距传感器的间距；L＝l1+l2。

存储单元对程序和各类数据进行实时存储，方便CPU调用写入。人机界面HMI提供专业的人机接口，可以实时显示当前监测数据、对超限数据进行故障报警提示人工处置，也可通过人工进行在线调整、确认等设置。

数据传输接口可以方便的将检测装置采集到的数据进行下载，传输，便于后期的数据分析处理。

通过本实用新型的自动检测装置，代替了人工日常巡检，对内嵌式磁悬浮供电系统进行全自动检测，节约人力成本。本实用新型通过对传感器的数量及计算方式的精确配置，达到检测内嵌式磁浮供电系统检测的目的；本实用新型装置提高了工作效率，保证了检测精度。

前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

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)

1.一种用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述自动检测装置(10)至少包括轨道检测系统(11)、行走机构(12)和计算机系统(13)，

所述轨道检测系统(11)与计算机系统(13)电性连接并搭载于所述行走机构(12)之上，所述行走机构(12)设置于所述内嵌式磁悬浮轨道供电系统的第一供电轨(23)和第二供电轨(24)之上；

所述轨道检测系统(11)包括几何参数检测模块，所述几何参数检测模块被配置为通过测距传感器完成内嵌式磁悬浮轨道供电系统中相同侧供电轨与反应轨间的距离测量以及完成两供电轨间的距离测量。

2.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述几何参数检测模块至少包括6个测距传感器，分别为第一测距传感器(111)、第二测距传感器(112)、第三测距传感器(113)、第四测距传感器(114)、第五测距传感器(115)和第六测距传感器(116)，

其中，第一测距传感器(111)和第二测距传感器(112)竖直设置并装配于所述行走机构(12)的一侧，分别被配置为用于完成第一反应轨(21)距行走机构(12)顶部的距离测量以及用于完成第一供电轨(23)距行走机构(12)底部的距离测量；

第三测距传感器(113)和第四测距传感器(114)竖直设置并装配于所述行走机构(12)的另一侧，分别被配置为用于完成第二反应轨(22)距行走机构(12)顶部的距离测量以及用于完成第二供电轨(24)距行走机构(12)底部的距离测量；

第五测距传感器(115)和第六测距传感器(116)水平设置并装配于所述行走机构(12)的底部，且第五测距传感器(115)和第六测距传感器(116)分别被配置为用于完成第一供电轨(23)和第二供电轨(24)距测距传感器距离的测量。

3.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述轨道检测系统(11)还包括图像采集模块，所述图像采集模块有两组安装于第一供电轨(23)和第二供电轨(24)上的图像采集系统构成，

所述图像采集模块被配置用于完成第一供电轨(23)和第二供电轨(24)的表部图像采集。

4.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述轨道检测系统(11)还包括环境检测模块，所述环境检测模块被配置为基于温湿度计完成第一供电轨(23)和/或第二供电轨(24)处空气环境温湿度测量。

5.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述轨道检测系统(11)还包括定位模块，所述定位模块被配置为通过安装在所述行走机构(12)的车轮轴箱处的光电编码传感器完成行走机构(12)行走距离测量。

6.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述行走机构(12)为电动小车。

7.如权利要求1所述的用于内嵌式磁悬浮轨道供电系统的自动检测装置，其特征在于，所述计算机系统(13)由输入输出接口I/O、中央处理器CPU、存储单元、人机界面HMI和数据传输接口构成。

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