CN217835638U - 轨道巡检装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型轨道巡检装置，属于轨道检测领域，目的是实现随列车进行图像采集检测。包括检测梁、道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备；在检测梁沿其横向的两端的顶部安装有吊装座；所述道床巡检设备的道床传感器模块一、道床传感器模块二和道床传感器模块三沿检测梁横向均匀安装于检测梁，且道床扫描面平行于检测梁所在的竖向平面；所述钢轨表面巡检设备的钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二沿检测梁横向安装于检测梁。由于随列车运行检测，能第一时间发现轨道隐患，实时性好。轨道全断面图像和钢轨顶面图像双重检测，有效提高缺陷识别准确率。巡检过程无需人工参与，节约成本、模块化设计安装维护简单。

Description

轨道巡检装置

技术领域

本实用新型属于轨道检测领域，具体的是轨道巡检装置。

背景技术

截至2022年2月，我国内地共有51个城市开通运营城市轨道交通线路272条，运营里程8819公里，城市轨道交通规模不断扩张，已成为市内通勤的主要方式。轨道是城市轨道交通重要的基础设施，轨道的健康状况对列车安全运行具有直接影响，为了保证轨道交通的安全运营，必须建立高效可靠的轨道巡检机制。

传统的轨道线路巡检方式是利用夜间线路空闲时间，安排巡检工作人员进行人工巡检。这种方式存在如下诸多弊端：其一、造成人力资源浪费大、巡检效率低；其二、巡检过程受到线路客观条件、巡检人员经验积累和工作积极性等诸多因素影响巡检结果的可靠性。

为了解决人工巡检存在的问题，专业轨道巡检车被引入轨道巡检工作中。专业轨道巡检车具有较高的巡检效率和结果可靠性，但专业轨道巡检车辆初始投入和后续维护投入高，因而不能日常化运行，只能作为人工巡检的补充。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种轨道巡检装置，其可直接安装的客运车辆上，在客运车辆运行期间完成巡检数据采集，通过分析采集的图像数据可以实现对轨枕和道床板的开裂及掉块、道床空间异物入侵、扣件缺失、钢轨表面裂纹等常见的病害监测。

本实用新型采用的技术方案是：轨道巡检装置，包括检测梁、道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备；

在检测梁沿其横向的两端的顶部分布安装有用于与车体底部连接的吊装座；

所述道床巡检设备包括道床传感器模块一、道床传感器模块二和道床传感器模块三；道床传感器模块一、道床传感器模块二和道床传感器模块三沿检测梁横向均匀安装于检测梁，且道床扫描面平行于检测梁所在的竖向平面；

所述钢轨表面巡检设备包括钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二；钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二沿检测梁横向安装于检测梁，且钢轨传感器模块一与钢轨传感器模块二之间的横向间距与待检轨道的左轨和右轨之间的轨距相适配。

进一步的，所述道床传感器模块一位于左轨上方对左轨两旁道床和左轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块三位于右轨上方对右轨两旁道床和右轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块二位于轨道中线上方对中间部分道床扫描成像。

进一步的，所述钢轨表面巡检设备的钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二沿着检测梁横向安装于检测梁，钢轨传感器模块一位于左轨上方对左轨顶面扫描成像，钢轨传感器模块二位于右轨上方对右轨顶面扫描成像。

进一步的，钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二的钢轨扫描面与检测梁所在的竖向平面呈一定倾斜角。

进一步的，在钢轨传感器模块一与检测梁之间以及钢轨传感器模块二与检测梁之间分别设置有角度调整板；

所述角度调整板包括调整部和位于调整部两侧的耳部，角度调整板的耳部通过连接螺栓安装于检测梁，调整部的底面呈沿着检测梁纵向倾斜的斜面；

所述钢轨传感器模块一以及钢轨传感器模块二的底座安装于调整部的底面。

进一步的，所述检测梁上沿其横向设置有左腔体、中间腔体和右腔体；

所述道床传感器模块一和钢轨传感器模块一安装于左腔体；所述道床传感器模块三和钢轨传感器模块二安装于右腔体；所述道床传感器模块二安装于中间腔体；且沿着检测梁纵向，道床传感器模块一、道床传感器模块二和道床传感器模块三位于钢轨传感器模块一和钢轨传感器模块二后方；

左腔体的前侧开口经前侧左盖板封闭，后侧开口经过后侧左盖板封闭；中间腔体的前侧开口经前侧中间盖板封闭，后侧开口经过后侧中间盖板封闭；右腔体的前侧开口经前侧右盖板封闭，后侧开口经过后侧右盖板封闭。

进一步的，在检测梁的底部与左腔体对应处以及与右腔体对应处分别设置有钢轨表面观察窗；

在检测梁的底部与左腔体对应处、与中间腔体对应处以及与右腔体对应处分别设置有道床观察窗。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的轨道巡检装置，检测梁用于安装道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备，将这些用于巡检的部件集中在检测梁上，形成一个整体，便于安装。在安装时，使得将各个部件先在检测梁上进行安装就位，然后将检测梁安装到列车底部即可。随着列车沿着轨道前行，载运检测梁跟着沿轨道前行，从而实现轨道纵向的检测。

吊装座用于将检测梁安装于列车底部，通过连接螺栓穿过吊装座上的螺栓孔与列车底部相连接，安装方便，易于拆卸。

道床巡检设备用于采集轨道全断面图像数据。钢轨表面巡检设备采集高分辨率、高对比度的钢轨顶面图像数据。辅助定位设备跟踪列车实时位置，使得道床巡检设备和钢轨表面巡检设备获取的数据与轨道纵向位置相对应。

正是因为该检测梁搭载于列车上进行检测，巡检效率高，检测速率高达一百千米每小时。由于随列车运行检测，能第一时间发现轨道隐患，实时性好。轨道全断面图像和钢轨顶面图像双重检测，有效提高缺陷识别准确率。巡检过程无需人工参与，节约成本、模块化设计安装维护简单。

附图说明

图1为本实用新型正面结构示意图；

图2为本实用新型背面结构示意图；

图3为本实用新型观察窗结构示意图；

图4为图1的左视图；

图5为钢轨传感器模块一/钢轨传感器模块二检测主视图；

图6为图5的左视图；

图7为角度调整板结构示意图。

图中，检测梁1、左腔体1A、中间腔体1B、右腔体1C、前侧左盖板1D、后侧左盖板1E、前侧中间盖板1F、后侧中间盖板1G、前侧右盖板1H、后侧右盖板1M、钢轨表面观察窗1N、道床观察窗1P、吊装座2、道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B、道床传感器模块三 3C、道床扫描面3D、钢轨传感器模块一4A、钢轨传感器模块二4B、钢轨扫描面4C、角度调整板5、调整部5A、耳部5B、航空插座6、左轨7A、右轨7B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

轨道巡检装置，包括检测梁1、道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备；

在检测梁1沿其横向的两端的顶部分布安装有用于与车体底部连接的吊装座2；

所述道床巡检设备包括道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C；道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C沿检测梁1横向均匀安装于检测梁1，且其道床扫描面3D平行于检测梁1所在的竖向平面；

所述钢轨表面巡检设备包括钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B；钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B沿检测梁1横向安装于检测梁1，且钢轨传感器模块一4A 与钢轨传感器模块二4B之间的横向间距与待检轨道的左轨和右轨之间的轨距相适配。

本实用新型公开的轨道巡检装置，检测梁1用于安装道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备，将这些用于巡检的部件集中在检测梁1上，形成一个整体，便于安装。在安装时，使得将各个部件先在检测梁1上进行安装就位，然后将检测梁1安装到列车底部即可。当然，安装时，检测梁1沿着轨道横向安装，并非沿着轨道纵向延伸方向安装，以使得轨道横向各处均得到检测，随着列车沿着轨道前行，载运检测梁1跟着沿轨道前行，从而实现轨道纵向的检测。

其中，吊装座2用于将检测梁1安装于列车底部，通过连接螺栓穿过吊装座2上的螺栓孔与列车底部相连接，安装方便，易于拆卸。

道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C沿检测梁1横向均匀安装于检测梁1，且其道床扫描面3D平行于检测梁1所在的竖向平面。

道床扫描面3D是指传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C扫描光线传播方向围成的面，道床扫描面3D平行于检测梁1所在的竖向平面，以使检测梁1安装到位后，传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C工作时，其道床扫描面3D平行于道床横向垂直断面。由于道床上的扣件、轨枕、道床板等漫反射较强，道床扫描面3D平行于道床横向垂直断面，能保证扫描图像的质量。

道床巡检设备用于采集轨道全断面图像数据。钢轨表面巡检设备采集高分辨率、高对比度的钢轨顶面图像数据。辅助定位设备跟踪列车实时位置，使得道床巡检设备和钢轨表面巡检设备获取的数据与轨道纵向位置相对应。

道床巡检设备和钢轨表面巡检设备均由传感器模块组成，如，道床巡检设备包括道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C；钢轨表面巡检设备包括钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B。这些传感器模块均由一个高速线阵相机和一个激光光源封装组成，在任意物距范围内高速线阵相机扫描区域覆盖于激光光源照射区域内。高速线阵相机可采用2K分辨率52KHz行频线阵相机、8mm镜头、激光光源可以为808nm红外激光光源等。

为了能够得到完整的道床图像，所述道床传感器模块一3A位于左轨上方对左轨两旁道床和左轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块三3C位于右轨上方对右轨两旁道床和右轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块二3B位于轨道中线上方对中间部分道床扫描成像。

为了采集准确的钢轨顶面图像，优选的，所述钢轨表面巡检设备的钢轨传感器模块一4A 和钢轨传感器模块二4B沿着检测梁1横向安装于检测梁1，钢轨传感器模块一4A位于左轨上方对左轨顶面扫描成像，钢轨传感器模块二4B位于右轨上方对右轨顶面扫描成像。

钢轨由于列车车轮长期摩擦，比较光滑，直接反射强、漫反射弱，故容易过曝。为了规避过曝现象，提高获取的图像的质量，钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B的钢轨扫描面4C与检测梁1所在的竖向平面呈一定倾斜角。即检测梁1安装就位后，钢轨扫描面4C与道床横向垂直断面呈一定倾斜角。倾斜角为θ,2°≤θ≤7°。

为了实现调整钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B的钢轨扫描面4C与道床横向垂直断面之间的倾斜角度，可以通过对检测梁1进行加工来实现。本实施方式中，优选的，在钢轨传感器模块一4A与检测梁1之间以及钢轨传感器模块二4B与检测梁1之间分别设置有角度调整板5；

所述角度调整板5包括调整部5A和位于调整部5A两侧的耳部5B，角度调整板5的耳部 5B通过连接螺栓安装于检测梁1，调整部5A的底面呈沿着检测梁1纵向倾斜的斜面；

所述钢轨传感器模块一4A以及钢轨传感器模块二4B的底座安装于调整部5A的底面。

该角度调整板5安装方便，且可以通过更换不同角度的角度调整板5来调整钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B的倾斜角度，使用方便。

各传感器模块可直接安装于检测梁1外周，但是，本实施方式中，所述检测梁1上沿其横向设置有左腔体1A、中间腔体1B和右腔体1C；

所述道床传感器模块一3A和钢轨传感器模块一4A安装于左腔体1A；所述道床传感器模块三3C和钢轨传感器模块二4B安装于右腔体1C；所述道床传感器模块二3B安装于中间腔体1B；且沿着检测梁1纵向，道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三3C位于钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B后方；

左腔体1A的前侧开口经前侧左盖板1D封闭，后侧开口经过后侧左盖板1E封闭；中间腔体1B的前侧开口经前侧中间盖板1F封闭，后侧开口经过后侧中间盖板1G封闭；右腔体1C 的前侧开口经前侧右盖板1H封闭，后侧开口经过后侧右盖板1M封闭。

检测梁1上设置中空的腔体，首先将各个传感器模块内置于对应的腔体内，对传感器模块起到保护作用，降低在使用过程中对传感器模块的损坏，延长各个传感器模块的使用寿命；其次，中空腔体的设置，减轻了检测梁1的重量。

在检测梁1的底部与左腔体1A对应处以及与右腔体1C对应处分别设置有钢轨表面观察窗1N；钢轨传感器模块一4A和钢轨传感器模块二4B透过钢轨表面观察窗1N采集轨道顶面的图像。

在检测梁1的底部与左腔体1A对应处、与中间腔体1B对应处以及与右腔体1C对应处分别设置有道床观察窗1P。道床传感器模块一3A、道床传感器模块二3B和道床传感器模块三 3C透过道床观察窗1P采集道床图像。

检测梁1顶部装配有航空插座6，通过航空插座6电缆连接提供工作电源和数据通道。

Claims (7)

1.轨道巡检装置，其特征在于：包括检测梁(1)、道床巡检设备、钢轨表面巡检设备和辅助定位设备；

在检测梁(1)沿其横向的两端的顶部分布安装有用于与车体底部连接的吊装座(2)；

所述道床巡检设备包括道床传感器模块一(3A)、道床传感器模块二(3B)和道床传感器模块三(3C)；道床传感器模块一(3A)、道床传感器模块二(3B)和道床传感器模块三(3C)沿检测梁(1)横向均匀安装于检测梁(1)，且道床扫描面(3D)平行于检测梁(1)所在的竖向平面；

所述钢轨表面巡检设备包括钢轨传感器模块一(4A)和钢轨传感器模块二(4B)；钢轨传感器模块一(4A)和钢轨传感器模块二(4B)沿检测梁(1)横向安装于检测梁(1)，且钢轨传感器模块一(4A)与钢轨传感器模块二(4B)之间的横向间距与待检轨道的左轨和右轨之间的轨距相适配。

2.如权利要求1所述的轨道巡检装置，其特征在于：所述道床传感器模块一(3A)位于左轨上方对左轨两旁道床和左轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块三(3C)位于右轨上方对右轨两旁道床和右轨扣件扫描成像；所述道床传感器模块二(3B)位于轨道中线上方对中间部分道床扫描成像。

3.如权利要求1或2所述的轨道巡检装置，其特征在于：所述钢轨表面巡检设备的钢轨传感器模块一(4A)和钢轨传感器模块二(4B)沿着检测梁(1)横向安装于检测梁(1)，钢轨传感器模块一(4A)位于左轨上方对左轨顶面扫描成像，钢轨传感器模块二(4B)位于右轨上方对右轨顶面扫描成像。

4.如权利要求3所述的轨道巡检装置，其特征在于：钢轨传感器模块一(4A)和钢轨传感器模块二(4B)的钢轨扫描面(4C)与检测梁(1)所在的竖向平面呈一定倾斜角。

5.如权利要求4所述的轨道巡检装置，其特征在于：在钢轨传感器模块一(4A)与检测梁(1)之间以及钢轨传感器模块二(4B)与检测梁(1)之间分别设置有角度调整板(5)；

所述角度调整板(5)包括调整部(5A)和位于调整部(5A)两侧的耳部(5B)，角度调整板(5)的耳部(5B)通过连接螺栓安装于检测梁(1)，调整部(5A)的底面呈沿着检测梁(1)纵向倾斜的斜面；

所述钢轨传感器模块一(4A)以及钢轨传感器模块二(4B)的底座安装于调整部(5A)的底面。

6.如权利要求1所述的轨道巡检装置，其特征在于：所述检测梁(1)上沿其横向设置有左腔体(1A)、中间腔体(1B)和右腔体(1C)；

所述道床传感器模块一(3A)和钢轨传感器模块一(4A)安装于左腔体(1A)；所述道床传感器模块三(3C)和钢轨传感器模块二(4B)安装于右腔体(1C)；所述道床传感器模块二(3B)安装于中间腔体(1B)；且沿着检测梁(1)纵向，道床传感器模块一(3A)、道床传感器模块二(3B)和道床传感器模块三(3C)位于钢轨传感器模块一(4A)和钢轨传感器模块二(4B)后方；

左腔体(1A)的前侧开口经前侧左盖板(1D)封闭，后侧开口经过后侧左盖板(1E)封闭；中间腔体(1B)的前侧开口经前侧中间盖板(1F)封闭，后侧开口经过后侧中间盖板(1G)封闭；右腔体(1C)的前侧开口经前侧右盖板(1H)封闭，后侧开口经过后侧右盖板(1M)封闭。

7.如权利要求6所述的轨道巡检装置，其特征在于：在检测梁(1)的底部与左腔体(1A)对应处以及与右腔体(1C)对应处分别设置有钢轨表面观察窗(1N)；

在检测梁(1)的底部与左腔体(1A)对应处、与中间腔体(1B)对应处以及与右腔体(1C)对应处分别设置有道床观察窗(1P)。

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