CN219056255U - 一种铁路轨道自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轨道测量技术领域，公开了一种铁路轨道自动检测装置，包括动力车体、支撑单元、平衡车体以及自动检测单元，动力车体与支撑单元的一侧固定连接，动力车体的底端与一侧铁路轨道的顶端接触，且动力车体通信连接有外部的控制中心，平衡车体与支撑单元的另一侧固定连接，且平衡车体的底端与另一侧铁路轨道的顶端接触，自动检测单元设置于动力车体的内部，且自动检测单元与动力车体电性连接。本实用新型解决了现有技术存在的人力成本投入大，工作量大以及实用性低的问题。

Description

一种铁路轨道自动检测装置

技术领域

本实用新型属于轨道测量技术领域，具体涉及一种铁路轨道自动检测装置。

背景技术

随着现代交通业的快速发展，人们逐渐通过新的交通工具代替传统的出行方式，到达人力无法触及的地域，轨道交通便是这些交通工具中的佼佼者，因其搭乘方便、覆盖范围较广，且较为经济实惠，受到广大出行者的青睐，为保障轨道交通的安全通行，在长时间使用后需要进行维护，针对轨道之间的间距形变以及产生缝隙这一系列安全隐患进行检测排除，现有技术中对铁路轨道进行检测，大多采用人工方式，通过工作人员进行铁路轨道沿途观测，人力成本投入大，工作量大，虽然目前已经研究出许多针对铁路轨道的智能检测装置，但是还是需要工作人员进行现场操作，无法进行远程控制，实用性低。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的人力成本投入大，工作量大以及实用性低的问题，提出一种铁路轨道自动检测装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种铁路轨道自动检测装置，包括动力车体、支撑单元、平衡车体以及自动检测单元，动力车体与支撑单元的一侧固定连接，动力车体的底端与一侧铁路轨道的顶端接触，且动力车体通信连接有外部的控制中心，平衡车体与支撑单元的另一侧固定连接，且平衡车体的底端与另一侧铁路轨道的顶端接触，自动检测单元设置于动力车体的内部，且自动检测单元与动力车体电性连接。

进一步地，动力车体包括第一外壳，设置于第一外壳内部的主控电路板、电动机和电源，以及设置于第一外壳底部的动力轮和导向轮，第一外壳的底端沿前进方向设置有贯通的第一凹槽，第一凹槽的竖截面内宽度大于铁路轨道的竖截面外宽度，且第一凹槽的内壁高度小于铁路轨道的外壁高度，动力轮和导向轮沿前进方向且分别设置于第一凹槽底端的前后两侧，且动力轮和导向轮均与铁路轨道的顶端接触，主控电路板分别与电动机、电源以及自动检测单元电性连接，且主控电路板通信连接有外部的控制中心，主控电路板电动机的输出轴设置有主动齿轮，动力轮的主轴设置有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

进一步地，主控电路板包括主控模块、无线通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块、电源管理模块以及图像处理模块，主控模块分别与无线通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块、电池管理模块以及图像处理模块电性连接，电机驱动模块与电动机电性连接，电源管理模块与电源电性连接，A/D转换模块和图像处理模块均与自动检测单元通信连接，无线通信模块通信连接有外部的控制中心。

进一步地，平衡车体包括第二外壳，设置于第一外壳内部的配重块，以及设置于第二外壳底部的至少两个的辅助轮，第二外壳的底端沿前进方向设置有贯通的第二凹槽，第二凹槽的竖截面内宽度大于铁路轨道的竖截面外宽度，且第二凹槽的内壁高度小于铁路轨道的外壁高度，至少两个辅助轮沿前进方向且均匀设置于第二凹槽的底端。

进一步地，支撑单元包括至少两个结构相同的支撑部件，每个支撑部件包括固定杆、嵌套管以及弹簧，固定杆的一端与动力车体的一侧固定连接，固定杆的另一端嵌套且可拆卸的插入嵌套管一端的内部，且固定杆插入嵌套管的该端与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与嵌套管的内部固定连接，嵌套管远离固定杆的另一端外部与平衡车体的一侧固定连接，且嵌套管的内部与固定杆的接触部分设置有滑轨。

进一步地，自动检测单元包括红外线测距传感器、车速传感器、温度传感器、湿度传感器、角度传感器、位置传感器、海拔传感器、第一高清摄像机组以及第二高清摄像机组，红外线测距传感器、温度传感器、湿度传感器、角度传感器、位置传感器以及海拔传感器均与A/D转换模块通信连接，且红外线测距传感器的检测端安装于固定杆插入嵌套管的该端面处且面向平衡车体设置，角度传感器设置于动力车体的主动轮的主轴处，第一高清摄像机组和第二高清摄像机组均通过线缆与图像处理模块通信连接，第一高清摄像机组设置于动力车体的前方，且第一高清摄像机组面向动力车体侧的铁路轨道设置，第二高清摄像机设置于平衡车体的前方，且第二高清摄像机组面向平衡车体侧的铁路轨道设置。

进一步地，第一高清摄像机组和第二高清摄像机组结构相同，第一/二高清摄像机组包括支撑杆、圆弧形的固定架以及至少两个的高清摄像头，支撑杆的一端与动力/平衡车体前方的第一/二外壳固定连接，且支撑杆的另一端与固定架的顶端中间固定连接，至少两个的高清摄像头均匀的设置于固定架的底端，且高清摄像头与铁路轨道成角度设置。

进一步地，固定架沿前进方向的一侧设置有挡泥板。

进一步地，还包括光伏发电板和稳压器，光伏发电板设置于支撑单元的外部顶端，且光伏发电板与稳压器电性连接，稳压器设置于动力车体的内部，且稳压器与电源管理模块电性连接。

进一步地，光伏发电板、动力车体、支撑单元以及平衡车体均设置有防水层。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的动力车体搭载自动检测单元对铁路轨道进行自动检测，避免了使用人工方式，降低了人工成本投入和工作人员的工作量，同时通过控制中心对铁路轨道自动检测装置进行远程控制和数据传输，提高了铁路轨道自动检测的效率和实用性。

本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。

附图说明

图1是本实用新型中铁路轨道自动检测装置的结构正视图。

图2是本实用新型中动力车体的侧剖视图。

图3是本实用新型中平衡车体的侧剖视图。

图4是本实用新型中支撑部件的帧剖视图。

图中，1、动力车体；11、第一外壳；12、主控电路板；13、电动机；14、电源；15、动力轮；16、导向轮；17、第一凹槽；2、平衡车体；21、第二外壳；22、配重块；23、辅助轮；24、第二凹槽；3、支撑部件；31、固定杆；32、嵌套管；33、弹簧；34、滑轨；4、红外线测距传感器；51、支撑杆；52、固定架；53、高清摄像头；54、挡泥板；6、光伏发电板；7、铁路轨道。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种铁路轨道自动检测装置，包括动力车体1、支撑单元、平衡车体2以及自动检测单元，动力车体1与支撑单元的一侧固定连接，动力车体1的底端与一侧铁路轨道7的顶端接触，且动力车体1通信连接有外部的控制中心，平衡车体2与支撑单元的另一侧固定连接，且平衡车体2的底端与另一侧铁路轨道7的顶端接触，自动检测单元设置于动力车体1的内部，且自动检测单元与动力车体1电性连接。

动力车体1为铁路轨道自动检测装置提供动力，并且控制中心控制动力车体1，并接收自动检测单元采集的铁路轨道7的相关检测数据，实现了远程控制和数据传输，支撑单元和平衡车体2用于保持平衡，防止车体脱轨损坏，保证了车体的安全性。

作为优选，如图2所示，动力车体1包括第一外壳11，设置于第一外壳11内部的主控电路板12、电动机13和电源14，以及设置于第一外壳11底部的动力轮15和导向轮16，第一外壳11的底端沿前进方向设置有贯通的第一凹槽17，第一凹槽17的竖截面内宽度大于铁路轨道7的竖截面外宽度，且第一凹槽17的内壁高度小于铁路轨道7的外壁高度，动力轮15和导向轮16沿前进方向且分别设置于第一凹槽17底端的前后两侧，且动力轮15和导向轮16均与铁路轨道7的顶端接触，主控电路板12分别与电动机13、电源14以及自动检测单元电性连接，且主控电路板12通信连接有外部的控制中心，主控电路板12电动机13的输出轴设置有主动齿轮，动力轮15的主轴设置有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

主控电路板12控制动力车体1的正常工作，并且接收自动检测单元采集的铁路轨道7的相关检测数据发送至外部的控制中心，电动机13通过主动齿轮、从动齿轮以及导向轮16的联动带动动力车体1运动，第一凹槽17用于防止车体脱轨，电源14为动力车体1提供正常工作电压。

作为优选，主控电路板12包括具体型号为STM32F103C8T6的主控模块、具体型号为AI-NR10的无线通信模块、具体型号为AJ65SBT-64AD的A/D转换模块、具体型号为L298N的电机驱动模块、具体型号为6EP1333-4BA00的电源管理模块以及具体型号为TMS320C6678的图像处理模块，主控模块分别与无线通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块、电池管理模块以及图像处理模块电性连接，电机驱动模块与电动机13电性连接，电源管理模块与电源14电性连接，A/D转换模块和图像处理模块均与自动检测单元通信连接，无线通信模块通信连接有外部的控制中心。

主控模块控制其他模块正常工作，无线通信模块建立主控电路板12与控制中心的传输和控制通道，A/D转换模块将自动检测单元采集的铁路轨道7的相关检测数据模拟信号转换为数字信号，便于传输，电机驱动模块根据控制中心发送的控制信号驱动电动机13启动，电池管理模块管理电源14为其他模块供电，图像处理模块对自动检测单元采集的图像和视频数据进行处理。

作为优选，如图3所示，平衡车体2包括第二外壳21，设置于第一外壳11内部的配重块22，以及设置于第二外壳21底部的两个的辅助轮23，第二外壳21的底端沿前进方向设置有贯通的第二凹槽24，第二凹槽24的竖截面内宽度大于铁路轨道7的竖截面外宽度，且第二凹槽24的内壁高度小于铁路轨道7的外壁高度，两个辅助轮23沿前进方向且均匀设置于第二凹槽24的底端。

配重块22用于调整铁路轨道自动检测装置的重心位置，防止铁路轨道自动检测装置速度过快导致的侧翻，提高了安全性，辅助轮23减小与铁路轨道7的摩擦。

作为优选，如图4所示，支撑单元包括两个结构相同的支撑部件3，每个支撑部件3包括固定杆31、嵌套管32以及弹簧33，固定杆31的一端与动力车体1的一侧固定连接，固定杆31的另一端嵌套且可拆卸的插入嵌套管32一端的内部，且固定杆31插入嵌套管32的该端与弹簧33的一端固定连接，弹簧33的另一端与嵌套管32的内部固定连接，嵌套管32远离固定杆31的另一端外部与平衡车体2的一侧固定连接，且嵌套管32的内部与固定杆31的接触部分设置有滑轨34。

固定杆31、嵌套管32以及弹簧33的联动保证动力车体1与平衡车体2之间的距离弹性，当铁路轨道7之间的间距变大，弹簧33拉伸以适应，当铁路轨道7之间的间距变小，弹簧33压缩以适应，同时支撑部件3用于支撑动力车体1与平衡车体2。

作为优选，自动检测单元包括具体型号为GP2Y0A710K0F100的红外线测距传感器4、具体型号为SE0003的车速传感器、具体型号为pt100的温度传感器、具体型号为ADAM-3600的湿度传感器、具体型号为SCA610-CA1H1G的角度传感器、具体型号为GT-U7的位置传感器、具体型号为SCP1000的海拔传感器、第一高清摄像机组以及第二高清摄像机组，红外线测距传感器4、温度传感器、湿度传感器、角度传感器、位置传感器以及海拔传感器均与A/D转换模块通信连接，且红外线测距传感器4的检测端安装于固定杆31插入嵌套管32的该端面处且面向平衡车体2设置，角度传感器设置于动力车体1的主动轮的主轴处，第一高清摄像机组和第二高清摄像机组均通过线缆与图像处理模块通信连接，第一高清摄像机组设置于动力车体1的前方，且第一高清摄像机组面向动力车体1侧的铁路轨道7设置，第二高清摄像机设置于平衡车体2的前方，且第二高清摄像机组面向平衡车体2侧的铁路轨道7设置。

红外线测距传感器4采集固定杆31与嵌套管32之间的距离变化，从而获取铁路轨道7之间的间距变化，例如，原始的铁路轨道7的间距为X厘米，当行驶至某一处时固定杆31与嵌套管32之间距离变短Y厘米，此时铁路轨道7的间距为X-Y厘米，温度传感器、湿度传感器用于采集铁路轨道自动检测装置的自身温湿度数据，用于工作人员掌控装置运行状态，车速传感器、位置传感器、海拔传感器采集铁路轨道自动检测装置的车速、经纬度位置、海拔数据，用于工作人员掌控装置的行驶位置，角度传感器采集动力轮15的旋转圈数，可得到装置当前的行驶距离，第一高清摄像机组以及第二高清摄像机组用于采集铁路轨道7两侧的图像和视频数据，用于寻找铁路轨道7的形变、破损等。

作为优选，第一高清摄像机组和第二高清摄像机组结构相同，第一/二高清摄像机组包括支撑杆51、圆弧形的固定架52以及两个的高清摄像头53，支撑杆51的一端与动力/平衡车体2前方的第一/二外壳固定连接，且支撑杆51的另一端与固定架52的顶端中间固定连接，两个的高清摄像头53均匀的设置于固定架52的底端，且高清摄像头53与铁路轨道7成角度设置。

作为优选，固定架52沿前进方向的一侧设置有挡泥板54。

作为优选，还包括光伏发电板6和稳压器，光伏发电板6设置于支撑单元的外部顶端，且光伏发电板6与稳压器电性连接，稳压器设置于动力车体1的内部，且稳压器与电源管理模块电性连接。

当装置的内部电源电量耗尽，可通过光伏发电板6进行发电，稳压器稳定至正常工作电压，对内部电源进行充电，保证装置的续航能力。

作为优选，光伏发电板6、动力车体1、支撑单元以及平衡车体2均设置有防水层，装置所处环境复杂，防水层防止内部模块短路，提高了装置的安全性。

本实用新型提供的动力车体搭载自动检测单元对铁路轨道进行自动检测，避免了使用人工方式，降低了人工成本投入和工作人员的工作量，同时通过控制中心对铁路轨道自动检测装置进行远程控制和数据传输，提高了铁路轨道自动检测的效率和实用性。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种铁路轨道自动检测装置，其特征在于：包括动力车体(1)、支撑单元、平衡车体(2)以及自动检测单元，所述的动力车体(1)与支撑单元的一侧固定连接，动力车体(1)的底端与一侧铁路轨道(7)的顶端接触，且动力车体(1)通信连接有外部的控制中心，所述的平衡车体(2)与支撑单元的另一侧固定连接，且平衡车体(2)的底端与另一侧铁路轨道(7)的顶端接触，所述的自动检测单元设置于动力车体(1)的内部，且自动检测单元与动力车体(1)电性连接。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的动力车体(1)包括第一外壳(11)，设置于第一外壳(11)内部的主控电路板(12)、电动机(13)和电源(14)，以及设置于第一外壳(11)底部的动力轮(15)和导向轮(16)，所述的第一外壳(11)的底端沿前进方向设置有贯通的第一凹槽(17)，所述的第一凹槽(17)的竖截面内宽度大于铁路轨道(7)的竖截面外宽度，且第一凹槽(17)的内壁高度小于铁路轨道(7)的外壁高度，所述的动力轮(15)和导向轮(16)沿前进方向且分别设置于第一凹槽(17)底端的前后两侧，且动力轮(15)和导向轮(16)均与铁路轨道(7)的顶端接触，所述的主控电路板(12)分别与电动机(13)、电源(14)以及自动检测单元电性连接，且主控电路板(12)通信连接有外部的控制中心，主控电路板(12)所述的电动机(13)的输出轴设置有主动齿轮，动力轮(15)的主轴设置有从动齿轮，所述的主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

3.根据权利要求2所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的主控电路板(12)包括主控模块、无线通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块、电源管理模块以及图像处理模块，所述的主控模块分别与无线通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块、电池管理模块以及图像处理模块电性连接，所述的电机驱动模块与电动机(13)电性连接，所述的电源管理模块与电源(14)电性连接，所述的A/D转换模块和图像处理模块均与自动检测单元通信连接，所述的无线通信模块通信连接有外部的控制中心。

4.根据权利要求3所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的平衡车体(2)包括第二外壳(21)，设置于第一外壳(11)内部的配重块(22)，以及设置于第二外壳(21)底部的至少两个的辅助轮(23)，所述的第二外壳(21)的底端沿前进方向设置有贯通的第二凹槽(24)，所述的第二凹槽(24)的竖截面内宽度大于铁路轨道(7)的竖截面外宽度，且第二凹槽(24)的内壁高度小于铁路轨道(7)的外壁高度，至少两个所述的辅助轮(23)沿前进方向且均匀设置于第二凹槽(24)的底端。

5.根据权利要求4所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的支撑单元包括至少两个结构相同的支撑部件(3)，每个所述的支撑部件(3)包括固定杆(31)、嵌套管(32)以及弹簧(33)，所述的固定杆(31)的一端与动力车体(1)的一侧固定连接，固定杆(31)的另一端嵌套且可拆卸的插入嵌套管(32)一端的内部，且固定杆(31)插入嵌套管(32)的该端与弹簧(33)的一端固定连接，所述的弹簧(33)的另一端与嵌套管(32)的内部固定连接，所述的嵌套管(32)远离固定杆(31)的另一端外部与平衡车体(2)的一侧固定连接，且嵌套管(32)的内部与固定杆(31)的接触部分设置有滑轨(34)。

6.根据权利要求5所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的自动检测单元包括红外线测距传感器(4)、车速传感器、温度传感器、湿度传感器、角度传感器、位置传感器、海拔传感器、第一高清摄像机组以及第二高清摄像机组，所述的红外线测距传感器(4)、温度传感器、湿度传感器、角度传感器、位置传感器以及海拔传感器均与A/D转换模块通信连接，且红外线测距传感器(4)的检测端安装于固定杆(31)插入嵌套管(32)的该端面处且面向平衡车体(2)设置，所述的角度传感器设置于动力车体(1)的主动轮的主轴处，所述的第一高清摄像机组和第二高清摄像机组均通过线缆与图像处理模块通信连接，第一高清摄像机组设置于动力车体(1)的前方，且第一高清摄像机组面向动力车体(1)侧的铁路轨道(7)设置，第二高清摄像机设置于平衡车体(2)的前方，且第二高清摄像机组面向平衡车体(2)侧的铁路轨道(7)设置。

7.根据权利要求6所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的第一高清摄像机组和第二高清摄像机组结构相同，第一/二高清摄像机组包括支撑杆(51)、圆弧形的固定架(52)以及至少两个的高清摄像头(53)，所述的支撑杆(51)的一端与动力/平衡车体(2)前方的第一/二外壳固定连接，且支撑杆(51)的另一端与固定架(52)的顶端中间固定连接，至少两个的所述的高清摄像头(53)均匀的设置于固定架(52)的底端，且高清摄像头(53)与铁路轨道(7)成角度设置。

8.根据权利要求7所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的固定架(52)沿前进方向的一侧设置有挡泥板(54)。

9.根据权利要求3所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：还包括光伏发电板(6)和稳压器，所述的光伏发电板(6)设置于支撑单元的外部顶端，且光伏发电板(6)与稳压器电性连接，所述的稳压器设置于动力车体(1)的内部，且稳压器与电源管理模块电性连接。

10.根据权利要求9所述的铁路轨道自动检测装置，其特征在于：所述的光伏发电板(6)、动力车体(1)、支撑单元以及平衡车体(2)均设置有防水层。

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