CN217781722U - 用于轨道梁的检验车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轨道梁的检验车。检验车包括机架、行走轮、导向轮、面线扫描传感器、惯性导航系统与控制器；面线扫描传感器连接至机架，面线扫描传感器用于采集轨道梁的外表面的轮廓参数；惯性导航系统连接至机架，以用于采集机架的行走参数；控制器连接至机架，控制器电连接至面线扫描传感器和惯性导航系统。由此，检验车包括面线扫描传感器和惯性导航系统，在检验车沿轨道梁的延伸方向移动的过程中，控制器通过面线扫描传感器采集轨道梁的外表面的轮廓参数，并通过惯性导航系统采集机架的行走参数，采集轨道梁的外表面的轮廓参数和机架的行走参数方便，检测速度快，无需人工采集。

Description

用于轨道梁的检验车

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，具体而言涉及用于轨道梁的检验车。

背景技术

轨道交通的轨道梁需要定期测量，以确定需要检验的轨道梁的数据。现今，轨道梁的测量都是通过人工采用激光全站仪、直尺等测量工具手动测量，并手动记录测量数据，测量速度慢。此外，一些轨道梁的位置高，或者在偏远地区。因此通过人工测量的难度大。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于轨道梁的检验车，检验车包括：

机架；

行走轮，行走轮可转动地连接至机架，行走轮用于沿轨道梁的行走面滚动；

导向轮，导向轮可转动地连接至机架，导向轮用于沿轨道梁的导向面滚动，以对检验车导向；

面线扫描传感器，面线扫描传感器连接至机架，面线扫描传感器用于采集轨道梁的外表面的轮廓参数；

惯性导航系统，惯性导航系统连接至机架，以用于采集机架的行走参数，行走参数包括速度、偏航角和位置；

控制器，控制器连接至机架，控制器电连接至面线扫描传感器和惯性导航系统，以接收行走参数和轮廓参数。

根据本实用新型的用于轨道梁的检验车，检验车包括面线扫描传感器和惯性导航系统，在检验车沿轨道梁的延伸方向移动的过程中，控制器通过面线扫描传感器采集轨道梁的外表面的轮廓参数，并通过惯性导航系统采集机架的行走参数，采集轨道梁的外表面的轮廓参数和机架的行走参数方便，检测速度快，无需人工采集。

可选地，检验车还包括角度传感器，角度传感器连接至行走轮，以采集表示行走轮的转动角度和转动速度的转动信息。

可选地，面线扫描传感器包括第一面线扫描传感器，沿机架的高度方向，第一面线扫描传感器位于行走轮的下边沿的上侧，以用于采集行走面的轮廓参数。

可选地，面线扫描传感器包括第二面线扫描传感器，沿机架的长度方向，第二面线扫描传感器位于导向轮的侧方，以用于采集导向面的轮廓参数。

可选地，沿机架的长度方向，第二面线扫描传感器位于导向轮的外边沿的内侧，以用于采集导向面的轮廓参数。

可选地，面线扫描传感器包括第三面线扫描传感器，沿机架的长度方向，第三面线扫描传感器位于导向轮的远离第二面线扫描传感器的侧方，以用于采集轨道梁的远离导向轮的外侧面的轮廓参数。

可选地，沿机架的长度方向，第二面线扫描传感器和第三面线扫描传感器之间设置有第一面线扫描传感器。

可选地，面线扫描传感器为激光扫描仪，并且/或者

所述导向轮的轴向方向垂直于所述行走轮的轴向方向。

可选地，检验车还包括牵引部，沿机架的宽度方向，牵引部位于机架的侧方，并连接至机架，以用于牵引机架。

可选地，检验车还包括定位器，定位器连接至机架，定位器电连接至控制器，定位器用于定位机架。

附图说明

为了使本实用新型的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本实用新型。可以理解这些附图只描绘了本实用新型的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本实用新型。

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的检验车连接至轨道梁的立体示意图；

图2为图1的检验车的仰视图；

图3为图1的检验车连接至轨道梁的俯视图；

图4为图1的检验车连接至轨道梁的左侧视图；

图5为图1的检验车连接至轨道梁的右侧视图；以及

图6为图1的检验车的立体示意图。

附图标记说明

110：轨道梁 111：横壁

112：竖壁 113：行走面

114：导向面 115：外侧面

120：机架 121：安装板

122：导向架 123：安装腿

124：第一加强腿 125：第二加强腿

126：第三加强腿 127：传感器安装腿

128：牵引部 130：行走轮

140：导向轮 150：面线扫描传感器

151：第一面线扫描传感器 152：第二面线扫描传感器

153：第三面线扫描传感器 160：惯性导航系统

170：控制器 180：角度传感器

190：定位器 200：弹性组件

210：数据采集器 220：信息处理单元

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

以下参照附图对本实用新型的优选实施方式进行说明。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

在本文中，本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其它含义，例如特定的顺序等。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型提供了一种用于轨道梁110的检验车。检验车能够沿轨道梁110的延伸方向移动。在检验车沿轨道梁110的延伸方向移动的过程中，检验车能够采集轨道梁110的外表面的轮廓参数。

如图1、图3至图5所示，轨道梁110包括两个竖壁112和横壁111。两个竖壁112平行。两个竖壁112沿轨道梁110的宽度方向间隔设置。横壁111位于竖壁112的下方，并连接至竖壁112的下端。这样，轨道梁110的横截面(该横截面垂直于轨道梁110的长度方向)构造为“凹”结构。

轨道梁110包括外表面。外表面包括行走面113和侧面。侧面垂直于轨道梁110的宽度方向。侧面包括外侧面115(沿轨道梁110的宽度方向，远离轨道梁110的中心的侧面)和内侧面(沿轨道梁110的宽度方向，靠近轨道梁110的中心的侧面)。其中，内侧面构成导向面114。竖壁112的上表面构成行走面113。行走面113垂直于侧面。

可以理解，在未示出的实施方式中，轨道梁也可以仅包括两个竖壁，而不包括横壁。这样，轨道梁的横截面构造为“11”结构。

请参考图1至图6，检验车包括机架120。机架120为大致长方体结构的钢结构件。检验车连接至轨道梁110的情况下，机架120的宽度方向平行于轨道梁110的延伸方向，机架120的长度方向平行于轨道梁110的宽度方向，机架120的高度方向平行于轨道梁110的高度方向。

机架120包括安装板121、导向架122与安装腿123。安装板121为矩形板材。安装板121位于机架120的上端。导向架122由型材(例如矩形钢)焊接成型。导向架122为大致长方体结构。沿机架120的长度方向，导向架122位于机架120的大致中间位置。导向架122位于安装板121的下方。导向架122的上端连接至安装板121。安装腿123为型材件(例如矩形钢件)。安装腿123的长度方向平行于机架120的高度方向。安装腿123位于安装板121的下方。安装腿123的上端连接至安装板121的角部。由此，机架120的结构简单。

优选地，如图1、图4至图6所示，机架120还包括加强腿。加强腿为型材件(例如矩形钢件)。加强腿倾斜于机架120的高度方向。加强腿包括第一加强腿124和第二加强腿125。第一加强腿124的一端连接至安装腿123，第一加强腿124的另一端连接至安装板121，以加强安装腿123和安装板121的连接强度。第二加强腿125的一端连接至安装板121，第二加强腿125的另一端连接至导向架122，以加强导向架122和安装板121的连接强度。

请参考图2、图4与图5，检验车还包括行走轮130和移动转轴。行走轮130为柱状结构。行走轮130的轴向方向平行于机架120的长度方向。行走轮130通过移动转轴可转动地连接至安装板121。检验车连接至轨道梁110的情况下，行走轮130位于行走面113的上方。行走轮130的外表面接触至行走面113。这样。检验车沿轨道梁110的延伸方向移动的情况下，行走轮130能够用于沿行走面113滚动。由此，方便检验车的沿轨道梁110的延伸方向的移动。

如图2所示，行走轮130包括第一行走轮和第二行走轮。沿机架120的长度方向，第一行走轮和第二行走轮间隔设置。第一行走轮用于沿一个竖壁112的行走面113滚动。第二行走轮用于沿另一个竖壁112的行走面113滚动。第一行走轮为两个。两个第一行走轮沿机架120的宽度方向间隔设置。第二行走轮为两个。两个第二行走轮沿机架120的宽度方向间隔设置。由此，机架120的沿轨道梁110的延伸方向的移动更加平稳。

请参考图1、图2、图4至图6，检验车还包括导向轮140和导向转轴。导向轮140的轴向方向平行于机架120的高度方向。也就是说，导向轮140的轴向方向垂直于行走轮130的轴向方向。导向轮140的外周面用于接触至导向面114，以沿导向面114滚动。这样，在机架120沿轨道梁110的延伸方向移动的过程中，导向轮140能够调节机架120的行进方向，以使机架120转向，从而为检验车导向。导向轮140用于调节机架120的行进方向，以使机架120转向的原理大致相同于现有的沿轨道梁110的延伸方向移动的轨道车辆的导向轮的原理，这里不再赘述。

优选地，导向轮140通过导向转轴可转动地连接至导向架122的下端。沿机架120的长度方向，导向轮140位于导向架122的侧方。由此，检验车的结构简单。

如2图所示，导向轮140包括第一导向轮和第二导向轮。沿机架120的长度方向，第一导向轮和第二导向轮间隔设置。第一导向轮用于沿一个竖壁112的导向面114滚动。第二导向轮用于沿另一个竖壁112的导向面114滚动。第一导向轮为两个。两个第一导向轮沿机架120的宽度方向间隔设置。第二导向轮为两个。两个第二导向轮沿机架120的宽度方向间隔设置。由此，机架120的转向更加平稳。

检验车还包括面线扫描传感器150。面线扫描传感器150利用非接触方式向待测物体的待测量面或待测量线发射光束和接受待测物体反射的光束。进而得出待测物体的待测量面或待测量线的轮廓参数(表示待测量面或待测量线的形状和位置的参数)。

面线扫描传感器150连接至机架120。这样，在检验车沿轨道梁110的延伸方向移动的过程中，面线扫描传感器150向轨道梁110的外表面发出光束，以扫描轨道梁110的外表面，从而采集轨道梁110的外表面的轮廓参数。轮廓参数包括表示外表面的空间位置的位置参数和表示外表面的轮廓的形状参数。

检验车还包括惯性导航系统160。惯性导航系统160(INS，Inertial NavigationSystem)也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航系统160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。

请参考图1、图3至图6，惯性导航系统160连接至安装板121。在检验车沿轨道梁110的延伸方向移动的过程中，惯性导航系统160用于采集机架120的行走参数。行走参数包括机架120的速度、机架120的偏航角与机架120的位置等信息。

请继续参考图1、图3至图6，检验车还包括控制器170(工控电脑)。控制器170连接至安装板121。控制器170电连接至面线扫描传感器150和惯性导航系统160，以接收行走参数和轮廓参数。这样，控制器170能够对行走参数和轮廓参数存储或处理。控制器170还能够通过无线通信方式将行走参数和轮廓参数发送至其他设备。

需要说明的是，本文中的电连接包括通过导线连接和通过无线通信方式连接，以传输信号。

本实施方式中，检验车包括面线扫描传感器150和惯性导航系统160，在检验车沿轨道梁110的延伸方向移动的过程中，控制器170通过面线扫描传感器150采集轨道梁110的外表面的轮廓参数，并通过惯性导航系统160采集机架120的行走参数，采集轨道梁110的外表面的轮廓参数和机架120的行走参数方便，检测速度快，无需人工采集。

优选地，如图2、图4至图5所示，检验车还包括角度传感器180。角度传感器180可以为旋转编码器。角度传感器180连接至行走轮130，以采集表示行走轮130的转动角度和转动速度的角度信号。角度传感器180电连接至控制器170。这样，控制器170能够接收角度传感器180采集的角度信号，进而可以通过角度信号确定检验车的移动路程和移动速度。由此，方便确定检验车的移动路程和移动速度。

优选地，旋转编码器为增量式光电编码器。旋转编码器的行程精度为0.005mm。由此，可以提高角度信息的精度。

优选地，如图1至图6所示，面线扫描传感器150包括第一面线扫描传感器151、第二面线扫描传感器152与第三面线扫描传感器153。第一面线扫描传感器151连接至安装板121。沿机架120的高度方向，第一面线扫描传感器151位于行走轮130的下边沿的上侧。沿机架120的长度方向，第一面线扫描传感器151位于行走面113处。这样，第一面线扫描传感器151能够向行走面113发射光束，以用于采集行走面113的轮廓参数。

如图4和图5所示，第二面线扫描传感器152连接至导向架122。沿机架120的长度方向，第二面线扫描传感器152位于导向轮140的侧方。沿机架120的高度方向，第二面线扫描传感器152位于第一面线扫描传感器151的下方。第二面线扫描传感器152可以向导向面114发射光束，以用于采集导向面114的轮廓参数。

进一步优选地，沿机架120的长度方向，第二面线扫描传感器152位于导向轮140的外边沿(沿机架120的长度方向，导向轮140的远离机架120的中心的边沿)的内侧。如前所述，轨道梁110的横截面为“凹”形结构。检验车连接至轨道梁110的情况下，导向轮140位于两个竖壁112之间。第二面线扫描传感器152位于两个竖壁112之间。由此，能够采集横截面为“凹”形结构的轨道梁110的导向面114的轮廓参数。

可以理解，在未示出的实施方式中，轨道梁也可以只有一个竖壁。这样，检验车连接至轨道梁的情况下，沿轨道梁的宽度方向，导向轮位于竖壁的两侧，第二面线扫描传感器位于导向轮的外侧(沿轨道梁的宽度方向，导向轮的远离竖壁的侧方)，以采集导向面的轮廓参数。

优选地，请返回图6，机架120还包括传感器安装腿127。传感器安装腿127连接至导向架122的下端。第二面线扫描传感器152连接至传感器安装腿127。加强腿还包括第三加强腿126。第三加强腿126的一端连接至传感器安装腿127。第三加强腿126的一端连接至传感器导向架122。由此，能够加强传感器安装腿127和导向架122的连接强度。

如图1至图6所示，第三面线扫描传感器153连接至安装腿123的下端。沿机架120的长度方向，第三面线扫描传感器153位于导向轮140的远离第二面线扫描传感器152的侧方。如图4和图5所示，第三面线扫描传感器153位于轨道梁110的外侧面115的外侧(沿轨道梁110的宽度方向，外侧面115的远离轨道梁110的中心的一侧)。第三面线扫描传感器153能够向外侧面115发射光束，以用于采集外侧面115的轮廓参数。

进一步优选地，每一个导向面114均由两个沿机架120的宽度方向间隔设置的第二面线扫描传感器152采集其轮廓参数。每一个行走面113均由两个沿机架120的宽度方向间隔设置的第一面线扫描传感器151采集其轮廓参数。每一个外侧面均由两个沿机架120的宽度方向间隔设置的第三面线扫描传感器153采集其轮廓参数。由此，能够更加准确地采集轮廓参数。

优选地，面线扫描传感器150可以是激光扫描仪，以发出激光从而得出待测物体的待测量面或待测量线的轮廓参数。由此，能够更加准确的确定轨道梁110的外表面的轮廓参数。

进一步优选地，面线扫描传感器150可以是二维激光扫描仪。由此，方便面线扫描传感器150的选型。

优选地，面线扫描传感器150的测量的宽度尺寸的范围为0mm至180mm。面线扫描传感器150的测量的高度尺寸的范围为100mm-445mm。面线扫描传感器150的测量精度可达60um。由此，能够更加有效地测量轮廓参数。

优选地，沿机架120的长度方向，第二面线扫描传感器152和第三面线扫描传感器153之间设置有第一面线扫描传感器151。由此，检验车的结构简单。

优选地，行走轮130包括芯部和外周部。芯部为钢件。外周部为塑料件。外周部周向设置于芯部的外周侧。也就是说，芯部和外周部均为柱状结构。外周部套设并连接至芯部的外周面。这样，外周部的硬度大，检验车沿轨道梁110的延伸方向移动时，能够尽可能地减小行走轮130的外周变形，进而尽可能地减小测量数据的误差。

优选地，导向轮140为橡胶件。由此，导向轮140的重量小，弹性大。

优选地，如图4和图5所示，检验车还包括弹性组件200。弹性组件200可以为弹簧缓冲器。弹性组件200的一端连接至机架120，弹性组件200的另一端连接至导向轮140，以支撑导向轮140。弹性组件200用于沿机架120的长度方向缓冲导向轮140的移动，提高机架120的抗侧翻的性能。

如图1至图6所示，检验车还包括牵引部128。沿机架120的宽度方向，牵引部128位于机架120的侧方，并连接至机架120。这样，轨道车辆能够通过牵引部128牵引检验车。由此，方便牵引检验车。

优选地，行走轮130的外径尺寸为80mm，宽度尺寸为290mm。导向轮140外进尺寸为60mm，宽度尺寸为100mm。由此，方便行走轮130和导向轮140的选型。

检验车还包括定位器190。定位器190连接至安装板121。定位器190电连接至控制器170。定位器190用于定位机架120。

优选地，定位器190为GPS定位器。由此，方便定位器190的选型。

优选地，定位器190电连接至惯性导航系统160，以将其定位机架120的当前位置的定位信息发送至惯性导航系统160，然后惯性导航系统160将其采集的行走参数和定位信息发送至控制器170。

惯性导航系统160连接到定位器190以具备定位功能。结合轨道梁110的位置信息，检验车可以将轨道梁110的轮廓参数同线路地图有机的结合在一起，并通过人机界面呈现给测试人员，以使检验车具备异常问题的快速定位功能，方便发现轨道梁的问题，从而排除问题。

优选地，惯性导航系统160的航向测量精度为0.005°，姿态测量精度为0.002，速度测量精度为1mm/s。由此，能够更加准确地测量行走参数。

优选地，检验车还包括数据采集器210和信息处理单元220。数据采集器210和信息处理单元220均连接至安装板121。数据采集器210连接至角度传感器180和面线扫描传感器150，以接收角度传感器180采集的角度信息和面线扫描传感器150采集的轮廓参数，并通过滤波、放大、采集等调理电路对角度信息和轮廓参数进行预处理。数据采集器210通过无线通信方式(例如以太网)连接至控制器，将经过预处理的角度信息和轮廓参数发送至控制器。

信息处理单元220电连接至惯性导航系统160，以接收行走参数和定位信息。信息处理单元220通过无线通信方式(例如以太网)连接至控制器，以将行走参数和定位信息发送至控制器。

本实施方式中，需要通过检验车工作时，轨道车辆以5kM/h至10kM/h的速度拉动检验车沿轨道梁110的延伸方向移动，在检验车移动的过程中，自动采集行走参数、轮廓参数和角度信息。这样，能够通过行走参数、轮廓参数和角度信息确定需要检验的轨道梁110的数据，满足轨道梁110的定期测量需求，操作简单，并且无需人工操作。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

Claims (10)

1.一种用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述检验车包括：

机架；

行走轮，所述行走轮可转动地连接至所述机架，所述行走轮用于沿所述轨道梁的行走面滚动；

导向轮，所述导向轮可转动地连接至所述机架，所述导向轮用于沿所述轨道梁的导向面滚动，以对检验车导向；

面线扫描传感器，所述面线扫描传感器连接至所述机架，所述面线扫描传感器用于采集所述轨道梁的外表面的轮廓参数；

惯性导航系统，所述惯性导航系统连接至所述机架，以用于采集所述机架的行走参数，所述行走参数包括速度、偏航角和位置；

控制器，所述控制器连接至所述机架，所述控制器电连接至所述面线扫描传感器和所述惯性导航系统，以接收所述行走参数和所述轮廓参数。

2.根据权利要求1所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述检验车还包括角度传感器，所述角度传感器连接至所述行走轮，以采集表示所述行走轮的转动角度和转动速度的转动信息。

3.根据权利要求1所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述面线扫描传感器包括第一面线扫描传感器，沿所述机架的高度方向，所述第一面线扫描传感器位于所述行走轮的下边沿的上侧，以用于采集所述行走面的所述轮廓参数。

4.根据权利要求3所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述面线扫描传感器包括第二面线扫描传感器，沿所述机架的长度方向，所述第二面线扫描传感器位于所述导向轮的侧方，以用于采集所述导向面的所述轮廓参数。

5.根据权利要求4所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，沿所述机架的长度方向，所述第二面线扫描传感器位于所述导向轮的外边沿的内侧，以用于采集所述导向面的所述轮廓参数。

6.根据权利要求4所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述面线扫描传感器包括第三面线扫描传感器，沿所述机架的长度方向，所述第三面线扫描传感器位于所述导向轮的远离所述第二面线扫描传感器的侧方，以用于采集所述轨道梁的远离所述导向轮的外侧面的所述轮廓参数。

7.根据权利要求6所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，沿所述机架的长度方向，所述第二面线扫描传感器和所述第三面线扫描传感器之间设置有所述第一面线扫描传感器。

8.根据权利要求1所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，

所述面线扫描传感器为激光扫描仪，并且/或者

所述导向轮的轴向方向垂直于所述行走轮的轴向方向。

9.根据权利要求1所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述检验车还包括牵引部，沿所述机架的宽度方向，所述牵引部位于所述机架的侧方，并连接至所述机架，以用于牵引所述机架。

10.根据权利要求1所述的用于轨道梁的检验车，其特征在于，所述检验车还包括定位器，所述定位器连接至所述机架，所述定位器电连接至所述控制器，所述定位器用于定位所述机架。

Images