CN219619113U - 轨道检测单元及检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轨道检测单元及检测设备，包括安装主体、至少四个线激光传感器以及二维相机，由于四个线激光传感器均按预先设计的排布固定安装在安装主体上，其相对位置固定，因此线激光传感器之间的位置精度非常高，在移动检测时可有效避免传感器之间的位置变动，获得高精度的轨道廓形线；由于具有二维相机，因此能够获取轨道上表面图像，基于该图像可预先判断轨道的多种缺陷，如掉块、磨损、光带偏移等，再结合获取的廓形线进一步检测掉块、磨损的深度等，可节省计算设备的算力，有效提高计算效率。此外，轨道检测单元作为独立模块设计，可作为一个整体进行拆装，拆装维护方便，可有效避免维护过程中线激光传感器之间的位置变动。

Description

轨道检测单元及检测设备

技术领域

本实用新型属于轨道检测技术领域，具体涉及一种轨道检测单元及检测设备。

背景技术

为保障轨道的运行安全，需要定期对轨道进行检测，以及时发现轨道上表面掉块、磨损、轨面变形等问题，并及时排除这些问题。以往是检测人员通过卡尺等检测工具沿线人工进行多次测量，这样检测效率很低，且由于需要测量核对的项目繁多，停线检查维护时间有限，人工方式往往难以在限时内完成所有项目的测量。

因此，为提高检测效率，出现了一种轨道检测车，在车上安装有多个线激光传感器等检测器，车轮中安装有用于测量移动距离的编码器，检测人员可推动该轨道检测车沿轨道移动，在移动过程中获取轨道的廓形，再根据获得的廓形进行计算分析，从而可快速完成轨道的检测。然而，这样的轨道检测车也存在一些问题：每个线激光传感器只能获取钢轨部分的廓形线，需要将多个传感器获取的部分廓形线拼接成完成廓形线，为实现高精度拼接，就需要多个传感器之间的相对位置固定且精确，然而，目前多个传感器均直接安装在车上，难以保证精确的相对位置，而影响了检测精度。此外，现有技术的检测车多用于检测正线轨道，多个线激光传感器覆盖范围较少，难以应对多种不同类型轨道的一次性检测。

因此，为解决上述问题，需要一种具有相应优化设计的轨道检测设备。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够获取更精确的轨道廓形线以及轨道上表面图像的轨道检测单元及包含该轨道检测单元的检测设备，从而可更精确地检测轨道的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种轨道检测单元，其特征在于，包括：安装主体，设置在所述轨道上方；至少四个线激光传感器，均固定安装在所述安装主体上且朝向所述轨道，沿所述轨道周向排列，分别用于获取所述轨道的部分廓形线，其投射的线激光的平面均共面且与所述轨道的横断面共面；以及二维相机，固定安装在所述安装主体上且朝向所述轨道，用于获取所述轨道的上表面图像，其中，第二、第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方，第一、第四个所述线激光传感器分别位于所述轨道的外侧和内侧，第一个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的下颚部分，该下颚部分用于作为廓形检测的基准位置，相邻两个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线存在重叠，四个所述激光传感器获取的所述部分廓形线拼接形成所述轨道的连续的廓形线。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，第二个所述线激光传感器位于所述轨道的上方外侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分外侧表面以及上表面，第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分内侧表面以及上表面。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道包括正线轨道以及设置在所述正线轨道一侧的尖轨，第三个所述线激光传感器位于所述尖轨的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述正线轨道的上表面、所述尖轨的上表面以及部分内侧表面，第四个所述线激光传感器位于所述尖轨的内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述尖轨的部分内侧表面。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述安装主体包括：壳体，下方开口；多个连接支架，安装在所述壳体内，分别用于固定安装各个所述线激光传感器；以及多个加强用支架，固定安装在所述壳体内，用于加强所述壳体的结构强度。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述壳体的一端具有朝向所述轨道突出的突出部，当所述检测设备载置在所述轨道上时，所述突出部位于所述轨道的外侧，第一个所述线激光传感器安装在所述突出部内。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，还包括：第五个所述线激光传感器，位于所述轨道的上方，其投射的线激光的平面与所述轨道的横断面相垂直，用于获取所述轨道的上表面的端面线，该端面线用于检测所述轨道的上表面的波磨。

本实用新型提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述二维相机的数量为两个以上。

本实用新型提供了一种检测设备，其特征在于，包括：安装车架，可移动地载置在两条所述轨道上，两个上述轨道检测单元，可拆卸地安装在所述安装车架上，分别用于获取两条所述轨道的廓形线及上表面图像。

本实用新型提供的检测设备，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道检测单元的安装主体与所述安装车架之间通过多个分度销进行连接及定位，使得所述安装主体位于对应的所述轨道上方，且安装在所述安装主体上的多个线激光传感器沿该轨道周向排列。

本实用新型提供的检测设备，还可以具有这样的技术特征，还包括：推车把手，可拆卸且可转动地安装在所述安装车架上，用于供检测人员推动所述检测设备；把手调节机构，设置在所述推车把手和所述安装车架的连接位置处，用于调节所述推车把手相对于所述安装车架的角度；以及计算设备，安装在所述安装车架上并与两个所述轨道检测单元中的线激光传感器以及二维相机通信连接，用于接收所述线激光传感器获取的所述廓形线及所述二维相机获取的上表面图像，并基于所述廓形线及所述上表面图像进行计算分析。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的轨道检测单元及检测设备，包括安装主体、至少四个线激光传感器以及二维相机，由于四个线激光传感器均按预先设计的排布固定安装在安装主体上，其相对位置固定，因此线激光传感器之间的位置精度非常高，在沿轨道移动检测时也可有效避免线激光传感器之间的位置变动，从而可获得高精度的轨道廓形线，有利于轨道廓形的检测；由于具有二维相机以及多个线激光传感器，因此能够获取轨道图像以及轨道廓形数据，能够用于从种轨道项目的检测。此外，轨道检测单元作为独立模块设计，可作为一个整体进行拆装，拆装维护方便，也可有效避免维护过程中线激光传感器之间的位置变动，保持其精确的相对位置。

进一步，第一个线激光传感器设置在轨道外侧，获取的部分廓形线覆盖轨道的下颚部分，由于在列车行驶时不与该下颚部分接触，因此下颚部分基本没有磨损情况，并且下颚部分的廓形线具有一个易于识别的角部，同时下颚位置的生产要求误差也比钢轨的其他位置小，因此获取下颚部分的廓形线并将其作为廓形检测的基准位置，可提高廓形检测的精度。

进一步，相邻两个线激光传感器获取的部分廓形线存在重叠，在进行拼接时，通过重叠部分能够提高拼接的精度，从而得到更精确的轨道廓形线。

进一步，由于四个线激光传感器沿轨道周向排列且均朝向轨道，其中一个设置在轨道外侧、一个设置在轨道内侧，两个设置在轨道上方，其共同覆盖的范围更大，包括轨道的内外侧、上表面，可适用于不同类型轨道的一次性检测。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中检测设备及轨道的立体图；

图2是本实用新型实施例一中检测设备及轨道的侧视图；

图3是本实用新型实施例一中安装车架及移动机构的立体图；

图4是本实用新型实施例一中承载轮的立体图；

图5是本实用新型实施例一中承载轮的剖视图；

图6是本实用新型实施例一中里程轮的立体图；

图7是本实用新型实施例一中里程轮的剖视图；

图8是本实用新型实施例一中轨道检测单元的立体图；

图9是本实用新型实施例一中四个线激光传感器投射的线激光与轨道的相对位置示意图；

图10是本实用新型实施例一中第一线激光传感器获取的廓形线图；

图11是本实用新型实施例一中第三线激光传感器获取的廓形线图；

图12是图1中框A内部分的放大图；

图13是本实用新型实施例二中轨道结构的示意图；

图14是本实用新型实施例二中第三线激光传感器获取的廓形线图；

图15是本实用新型实施例三中第五线激光传感器投射的线激光与轨道的相对位置示意图。

附图标记：

检测设备10；安装车架20；车架主体部21；检测单元连接部22；检测单元安装孔221；移动机构连接部23；连接端部231；移动机构30；承载轮31；承载轮体311；承载轮主体部3111；承载轮倒角部3112；承载轮限位部3113；支撑轴312；轴承313；里程轮32；里程轮支架321；里程轮体322；嵌合槽3221；转动轴323；距离检测单元324；弹簧组件325；连接柱3251；套接件3252；弹簧件3253；轨道检测单元40；壳体41；斜部411；壳体连接孔412；突出部411a；挡板42；二维相机45；第一线激光传感器46a；第二线激光传感器46b；第三线激光传感器46c；第四线激光传感器46d；第五线激光传感器46e；把手47；分度销48；推车把手50；把手调节机构60；调节扳手61；压紧组件62；限位板63；计算设备载置架70；正线轨道91；尖轨92。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本实用新型的轨道检测单元及检测设备作具体阐述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

<实施例一>

本实施例提供一种检测设备，用于检测轨道的廓形及上表面缺陷。本实施例中，轨道包括正线轨道，也称基本轨，即两条平行设置的工字形钢轨。

图1、图2分别是本实施例中检测设备及轨道的立体图和侧视图。

如图1、图2所示，检测设备10载置在正线轨道91上，其包括安装车架20、移动机构30、两个轨道检测单元40、推车把手50、把手调节机构60以及计算设备(图中仅示出计算设备载置架70)。其中，安装车架20通过移动机构30载置在两条正线轨道上，能够沿正线轨道移动。两个轨道检测单元40分别可拆卸地安装在安装车架20上两端，分别位于两条正线轨道上方，用于检测对应的正线轨道91的廓形及上表面缺陷。推车把手50通过把手调节机构60可拆卸地安装在安装车架20上部，用于供检测人员推动检测设备10沿正线轨道移动，从而沿线进行检测。把手调节机构60用于调节推车把手50相对于安装车架20的角度，便于检测人员推行。计算设备用于接收轨道检测单元40检测得到的信号并对其进行计算分析，从而得到检测结果。

图3是本实施例中安装车架及移动机构的立体图。

如图3所示，安装车架20为金属框架，包括车架主体部21、两个检测单元连接部22以及移动机构连接部23。

车架主体部21大致呈方形盒状，两侧具有开口，车架主体部21内靠近两侧开口的位置安装有X型的加强用支架，以加强其结构强度。

两个检测单元连接部22从车架主体部21开口的两侧延伸出，每个检测单元连接部22包括一对大致呈L形的板状件，每个L形的板状件上开设有三个圆形的检测单元安装孔221，用于连接一个轨道检测单元40。本实施例中，检测单元连接部22和车架主体部21一体形成。

移动机构连接部23安装在车架主体部21以及检测单元连接部22下方，具有四个连接端部231，分别位于两个检测单元连接部22的端部的两侧。

移动机构30包括四个承载轮31以及两个里程轮32。

四个承载轮31分别通过支架固定安装在承载轮连接部23的四个连接端部231。两个里程轮32分别通过支架安装在两个连接端部231处，且里程轮32位于一侧的两个承载轮31之间。检测设备10放置在正线轨道上时，每侧通过两个承载轮31载置在两条正线轨道上，可沿正线轨道稳定移动，在移动时，里程轮32可测量移动的距离(里程)。

图4、图5分别是本实施例中承载轮的立体图和剖视图。

如图4、图5所示，承载轮31包括承载轮体311、支撑轴312以及两个轴承313。

承载轮体311用于贴合在轨道上滚动，从而使检测设备10移定沿轨道移动。承载轮体311由绝缘材料制成，为陶瓷轮体或是POM材料的轮体。承载轮体311包括一体形成的承载轮主体部3111、承载轮倒角部3112以及承载轮限位部3113。承载轮主体部3111呈圆柱状；承载轮倒角部3112呈圆锥状，从承载轮主体部3111的一端向外侧延伸出，其直径逐渐变小；承载轮限位部3113大致呈环状，从承载轮主体部3111的另一端沿承载轮主体部3111的径向延伸出。当检测设备10载置在正线轨道91上时，承载轮主体部3111的侧面与正线轨道91的上表面相抵接，承载轮倒角部3112位于正线轨道91的外侧，承载轮限位部3113与正线轨道91的轨头的内侧相抵接。

支撑轴312的一端呈三角板状，通过铆接方式紧固在连接端部231a，支撑轴312的延伸方向与承载轮连接部23的面方向平行。滚轮部件311通过两个轴承313安装在支撑轴312上，以支撑轴312为转轴进行转动。

图6、图7分别是里程轮的立体图和剖视图。

如图6、图7所示，里程轮32包括里程轮支架321、里程轮体322、转动轴323、距离检测单元324(距离检测编码器)、两个弹簧组件325。

转动轴323两端分别可转动地连接在里程轮支架321上，里程轮体322安装在转动轴323上，与其同步转动。里程轮体322的外形与承载轮体311的承载轮主体部3111以及承载轮倒角部3112类似，不再赘述。里程轮体322内部具有与距离检测单元324相匹配的嵌合槽3221。距离检测单元324嵌合安装在里程轮体322的嵌合槽3221内，并且也安装在转动轴323上，与其同步转动。当检测设备10载置在正线轨道91上，里程轮体322也与正线轨道91的上表面相抵接，随着检测设备10移动，里程轮体322随之转动，带动转动轴323以及距离检测单元324同步转动，距离检测单元324检测得到移动距离。

弹簧组件325包括连接柱3251、套接件3252以及弹簧件3253。

里程轮支架321上方开设有两个安装孔，连接柱3251两端都具有台阶状结构，其一端与移动机构连接部23的连接端部231a固定连接，另一端安装在里程轮支架321的一个安装孔中。

套接件3252可活动地套接在连接柱3251上，可沿其长度方向移动。弹簧件3253一端与套接件3252相抵接，另一端与里程轮支架321的上表面相抵接，套接件3252上表面与连接端部231a相抵接，从而能够通过弹簧件3253的弹性力将里程轮体322压紧在正线轨道91上。

图8是本实施例中轨道检测单元的立体图。

如图8所示，轨道检测单元40包括壳体41、多块挡板42、把手47、以及设置在壳体内部未示出的多个连接支架、多个加强用支架、一个二维相机以及四个线激光传感器。

壳体41为金属壳体，沿壳体41的长度方向，一侧呈长方体状，用于与安装车架20进行连接，另一侧具有一个斜部411，且斜部411下方的一端从壳体41的下表面进一步延伸，形成一个向下的突出部411a。壳体41的宽度方向的两侧具有开口，在两侧开口处可拆卸地安装有塑料材质的挡板42。这样可以减轻轨道检测单元40的整体重量，并且拆卸下挡板42可方便地检查内部的传感器和相机。把手47固定安装在壳体41的上表面上，在拆装轨道检测单元40时供检测人员握持。本实施例中，以壳体41的长度方向为基准，把手47倾斜地安装，这样检测人员握持把手47将轨道检测单元40整体拆卸下时可更稳定，轨道检测单元40在不易产生转动。

壳体41下方开口，当检测设备10载置在正线轨道91上时，壳体41内部的二维相机45、四个线激光传感器与其正下方的一段正线轨道91之间无遮挡。

此外，壳体41上开设有六个圆形的壳体连接孔412，分布在壳体41最大的两个表面的边缘部，在其中一个表面上有三个壳体连接孔412，其中两个位于壳体41的长度方向的一侧，另一个位于壳体41高度方向的一侧(下侧)。安装主体20的检测单元连接部22的六个检测单元安装孔221开设在与六个壳体连接孔412对应的位置。在安装时，将轨道检测单元40放置到检测单元连接部22处，壳体41与检测单元连接部22部分重叠，将壳体41上的六个壳体连接孔412与检测单元连接部22的六个检测单元安装孔221对齐，并在对齐的六组孔中安装六个分度销48，从而将轨道检测单元40连接固定在安装主体20上，同时，分度销48也具有定位功能，能够将两个轨道检测单元40与安装主体20进行锁定，使其之间保持精准的相对位置，从而保证检测设备10载置在轨道上时，两个轨道检测单元40能与对应侧的正线轨道91精确定位。

五个连接支架固定安装在壳体41内部，分别用于固定安装四个线激光传感器和一个二维相机。本实施例中，连接支架的外形呈长方体状，开设有沿其厚度方向贯通的减轻孔，连接支架的长度方向的两端分别通过多个连接件(螺钉)固定安装在壳体41的两面上，线激光传感器、二维相机通过多个连接件(螺钉)固定安装在相应的连接支架上。相对于壳体41的顶面，各个连接支架倾斜地安装。

多个加强用支架固定安装在壳体41内部，用于加强壳体41的结构强度。本实施例中，加强用支架均呈X状，其端部固定安装在壳体41的两面上。其中一个较大的加强用支架安装在靠近壳体41的顶面的位置，另一个较大的安装在斜部411内，这两个较大的加强用支架上还开设有多个减轻孔。两个较小的加强用支架安装在靠近壳体41的下方开口处。

二维相机通过一个连接支架固定安装在壳体41内，其摄像头朝下，当检测设备10载置在轨道上时，二维相机朝向轨道的上表面，用于拍摄获取轨道的二维图像，从而可对轨道的上表面等进行检测。

四个线激光传感器分别通过相应的连接支架固定安装在壳体41内，当检测设备10载置在正线轨道上时，四个线激光传感器的检测端部均朝向正线轨道91。

图9是本实施例中四个线激光传感器投射的线激光的示意图。

如图9所示，壳体41内安装有二维相机45及四个线激光传感器。为便于叙述，由图9中从左向右方向，将四个线激光传感器分别记作第一线激光传感器46a、第二线激光传感器46b、第三线激光传感器46c、第四线激光传感器46d。

线激光传感器投射的线激光形成扇形平面，四个线激光传感器投射的线激光的平面均共面，且与正线轨道91的横断面共面。四个激光传感器投射的线激光完全覆盖正线轨道91的上表面、内侧表面以及部分的外侧表面。因此，通过这四个线激光传感器能够获取正线轨道91的同一个横断面的多道部分廓形线，这多道部分廓形线能够拼接形成正线轨道91的连续的廓形线，该廓形线用于检测正线轨道91的廓形。

本实施例中，四个线激光传感器的型号相同。四个线激光传感器安装在同一平面内，该平面与正线轨道91的一个横断面共面。

图10是本实施例中第一线激光传感器获取的廓形线图。

如图9及图10所示，第一线激光传感器46a安装在壳体41的突出部411a内，且大致水平设置。当检测设备10载置在正线轨道91上时，第一线激光传感器46a位于正线轨道91的外侧，其投射的线激光覆盖正线轨道91的部分外侧表面，其中包括正线轨道91的下颚部分91a。由于在列车运行过程中不接触下颚部分91a，因此这部分基本不受到磨损，且下颚部分91a的廓形线具有一个易于识别的角部，因此该下颚部分91a的廓形线用于作为廓形检测的基准位置。

第二线激光传感器46b倾斜地安装在壳体41内顶部。当检测设备10载置在正线轨道91上时，第二线激光传感器46b位于正线轨道91的上方外侧，其投射的线激光覆盖正线轨道91的部分外侧表面以及上表面，获得相应的断续的廓形线。

图11是本实施例中第三激光传感器获取的廓形线图。

如图9及图11所示，第三线激光传感器46c倾斜地安装在壳体41内顶部。当检测设备10载置在正线轨道91上时，第三线激光传感器46c位于正线轨道91的上方内侧，其投射的线激光覆盖正线轨道91的上表面及内侧表面。由于内侧轨腰处的结构与列车行驶不相关，无需检测，因此本实施例中，在第三线激光传感器46c获取的正线轨道91上表面和内侧表面的廓形线后，仅保留其中上表面以及与上表面相接的一部分内侧表面的(即轨头处侧面的)廓形线。

第四线激光传感器46d倾斜地安装在壳体41内顶部。当检测设备10载置在正线轨道91上时，第四线激光传感器46d位于正线轨道91的上方内侧。第四线激光传感器46d用于检测正线轨道91内侧的尖轨的廓形，在本实施例中不使用。

此外，如图9所示，第二线激光传感器46b获得的廓形线、第三线激光传感器46c获得的廓形线有部分重叠。同理地，第一线激光传感器46a、第二线激光传感器46b获得的廓形线也有部分重叠；第三线激光传感器46c、第四线激光传感器46d获得的廓形线也有部分重叠。

推车把手50的端部通过转轴可转动地安装在安装车架20的车架主体部21上方，且该端部具有可拆装的结构。

图12是图1中框A内部分的放大图。

如图12所示，把手调节机构60用于调节推车把手50相对于安装车架20的角度，从而便于检测人员推动检测设备10。把手调节机构60包括调节扳手61、压紧组件62以及两个限位板63，两个限位板63分别安装在推车把手50的转轴的两侧，将推车把手50的纵向杆的一端夹在中间。调节扳手61、压紧组件62分别安装在两个限位板63的外侧。转动调节扳手61，就可以带动压紧组件62，使其处于压紧或放松状态，在放松状态时，检测人员就可转动调节推车把手50的角度，然后再转动调节扳手61，使压紧组件62恢复压紧状态，此时推车把手50的角度就固定住。

计算设备与两个轨道检测单元40中的二维相机、线激光传感器均通信连接，用于接收二维相机获取的轨道上表面图像、线激光传感器获取的轨道廓形线，并对其进行计算分析，得到检测结果。图中仅示出了用于载置该计算设备的计算设备载置架70，其可拆卸地安装在推车把手50上端的横杆上。本实施例中，计算设备为笔记本电脑，计算设备载置架70包括载置板以及从载置板一侧延伸出的钩状凸起，笔记本电脑能够放置在载置板上，一侧被钩状凸起扣住。

在使用时，检测人员将检测设备10载置到正线轨道91上，并将其调整至预定的起始位置，在计算设备上启动相应的检测程序，并从起始位置开始推动检测设备10沿轨道移动。在移动过程中，二维相机45拍摄得到正线轨道91的多个位置的上表面图像，四个线激光传感器检测得到正线轨道91的多个横断面的廓形线。同时，在移动过程中，里程轮32测得检测设备10的移动距离，计算设备将采集得到的廓形线、上表面图像与对应的移动距离对应存储，并进一步基于这些数据进行计算分析，检测出到轨道的表面缺陷及其程度。

实施例一作用与效果

根据本实施例提供的轨道检测单元30及检测设备10，包括安装主体20、至少四个线激光传感器以及二维相机45，由于四个线激光传感器均按预先设计的排布固定安装在壳体41内，其相对位置固定，因此线激光传感器之间的位置精度非常高，在沿轨道移动检测时也可有效避免线激光传感器之间的位置变动，从而可获得高精度的轨道廓形线，有利于轨道廓形的检测；由于具有二维相机45以及多个线激光传感器，因此能够获得轨道图像以及轨道廓形数据，能够用于多种轨道项目的检测。此外，轨道检测单元40作为独立模块设计，可作为一个整体进行拆装，拆装维护方便，也可有效避免维护过程中线激光传感器之间的位置变动。

进一步，第一个线激光传感器46a设置在轨道外侧，获取的部分廓形线覆盖轨道的下颚部分，由于在列车行驶时不与该下颚部分接触，因此下颚部分基本没有磨损情况，并且下颚部分的廓形线具有一个易于识别的角部，因此获取下颚部分的廓形线并将其作为廓形检测的基准位置，可提高廓形检测的精度。

进一步，相邻两个线激光传感器获取的部分廓形线存在重叠，在进行拼接时，通过重叠部分能够提高拼接的精度，从而得到更精确的轨道廓形线。

进一步，四个线激光传感器46a-46d沿轨道周向排列且均朝向轨道，其中一个设置在轨道外侧、一个设置在轨道内侧，一个设置在轨道上方外侧，一个设置在轨道上方内侧，且各个线激光传感器的角度适当，因此四个线激光传感器的共同覆盖的范围更大，可适用于不同类型轨道的一次性检测，例如在岔道处，也可以有效覆盖到正线轨道内侧的尖轨。

实施例中，四个线激光传感器46a-46d以及二维相机45均安装在壳体41内，壳体41底部开口。通过这样，能够在不影响检测的同时有效遮挡外部光源，避免外部光源变化对检测造成影响。进一步，壳体41为金属壳体，其最大的两个表面上具有开口，开口处可拆卸地安装有塑料材质的挡板42，这样能够减轻壳体41的整体重量，并且拆卸下挡板42后，就能够方便地对壳体41内的线激光传感器及二维相机45进行检查维护。

进一步，壳体41具有一个斜部411，斜部411的下部为突出部411a，第一线激光传感器46a大致水平地安装在该突出部411a内，这样就能够使第一线激光传感器46a位于轨道外侧且大致与轨道在相同高度，保证其能够获取到轨道的下颚部分的廓形线。并且，这样可以在保证遮光效果的同时减小壳体41的尺寸以及整体重量。

实施例中，轨道检测单元40的壳体41与安装车架20之间通过六个分度销48进行固定连接及定位。采用分度销48，使得轨道检测单元40与安装车架20之间的相对位置精准，也即载置在轨道上时，轨道检测单元40与轨道的相对位置精准，能够获得更精准的廓形线。并且在检测人员推动检测设备10移动的过程中，分度销48也可保持轨道检测单元40与安装车架20之间的相对位置，从而提高移动过程中的检测精度。

实施例中，安装车架20通过移动机构30载置在轨道上，移动机构30包括四个承载轮31以及两个里程轮32。里程轮32设置在一侧的两个承载轮31之间，且里程轮32包含弹簧组件325，可将其里程轮支架321及里程轮体322压紧在轨道上。现有技术中都是将编码器直接安装在承载轮中，在承载轮出现打滑或因轨面缺陷而颠簸时，会导致距离测量不准确，而影响廓形检测。而本实施例中，里程轮32独立于承载轮31之外，即使承载轮31出现打滑等现象，通过弹簧组件325仍可将里程轮体322压紧在轨面上，从而可测得精确的距离，进而保证廓形检测的精度。

实施例中，安装车架20上安装有可拆卸、可调节角度的推车把手50，因此检测人员可方便地调节推车把手50的角度，从而更稳定、更省力地推动检测设备10。

实施例中，检测设备10还包括计算设备(笔记本电脑)，放置在推车把手50上端的载置架70上，因此在推行过程中，检测人员还可以通过计算设备方便地观察数据获取情况，并在数据获取出现问题时及时检修调整。

<实施例二>

本实施例中，轨道包括正线轨道以及正线轨道一侧的尖轨。

图13是本实施例中轨道的结构示意图。

如图13所示，尖轨92设置在正线轨道91(基本轨)的内侧，本实施例中，检测设备10用于检测正线轨道及其一侧的尖轨的廓形。

图14是本实施例中第三线激光传感器获取的廓形图。

如图14所示，当存在尖轨92时，第三线激光传感器46c位于尖轨92的上方，获得的廓形线包括正线轨道91的上表面的廓形线以及尖轨92上端面的廓形线。

当存在尖轨92时，第四线激光传感器46d获得的廓形线包括尖轨92部分上端面以及内侧表面的廓形线。第三线激光传感器46c、第四线激光传感器46d获得的廓形线同样有部分重叠，能够拼接成尖轨92的连续的廓形线。

此外，在道岔处还设有护轨和心轨。由于承载轮31的承载轮体311具有承载轮倒角部3112，因此能够避让护轨，使检测设备10顺利通过。在进入心轨前，承载轮31会有一段悬空距离，通过承载轮倒角部3112还能够引导承载轮31平稳地进入心轨，并且避免心轨的尖端直接撞击承载轮31，使得里程轮32的测量能够更准确。

因此，本实施例的检测设备10能够在基本轨以及道岔处使用，检测基本轨以及尖轨的廓形。

本实施例中，其他结构与实施例一中相同，不再重复说明。

<实施例三>

本实施例中，轨道检测单元30包括五个线激光传感器，其中第一至第四线激光传感器的设置与实施例一中相同，不再赘述。第五线激光传感器主要用于轨道上表面的波磨等检测，也可协助其他功能检测，例如协助用于检测正线轨道的轨缝。

图15是本实施例中第五线激光传感器投射的线激光的示意图。

如图15所示，第五线激光传感器46e也通过连接支架安装在壳体41内顶部，且位于二维相机45旁，第五线激光传感器46e大致竖直地设置。第五线激光传感器46e与其他线激光传感器相垂直地安装，其投射的线激光的平面与其他激光传感器投射的线激光的平面相垂直，也与正线轨道91的横断面相垂直，也即与正线轨道91的延伸方向平行。第五线激光传感器46e投射的线激光的平面与正线轨道91的上表面相交，其获得的为正线轨道91上表面的端面线。

因此，推动检测设备10进行检测，并将第五线激光传感器46e获得的端面线进行拼接，可得到多条连续的直线，相邻两条直线之间的间隙即为轨缝位置，从而可对轨缝进行检测。此外，若正线轨道91的上表面的部分缺陷也可以通过该端面线体现，例如上表面有缺块，则相应位置的端面线将出现弯曲段，结合该端面线将能够更好地分析轨道上表面的多种缺陷。

本实施例中，其他结构与实施例一中相同，不再重复说明。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式，而本实用新型不限于上述实施例的描述范围。

在上述实施例中，每个检测单元41包含一个二维相机45，用于拍摄钢轨上表面，获得相应的图像，在替代方案中，根据不同的检测需要，每个检测单元41也可以包含两个或更多个二维相机45。

Claims (10)

1.一种轨道检测单元，设置在检测设备中，用于获取轨道的廓形线及上表面图像，该检测设备载置在所述轨道上，其特征在于，包括：

安装主体，设置在所述轨道上方；

至少四个线激光传感器，均固定安装在所述安装主体上且朝向所述轨道，沿所述轨道周向排列，分别用于获取所述轨道的部分廓形线，其投射的线激光的平面均共面且与所述轨道的横断面共面；以及

二维相机，固定安装在所述安装主体上，用于获取所述轨道的图像，

其中，第二、第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方，

第一、第四个所述线激光传感器分别位于所述轨道的外侧和内侧，

第一个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的下颚部分，该下颚部分用于作为廓形检测的基准位置，

相邻两个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线存在重叠，四个所述激光传感器获取的所述部分廓形线拼接形成所述轨道的连续的廓形线。

2.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

其中，第二个所述线激光传感器位于所述轨道的上方外侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分外侧表面以及上表面，

第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分内侧表面以及上表面。

3.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

其中，所述轨道包括正轨以及设置在所述正轨一侧的尖轨，

第三个所述线激光传感器位于所述尖轨的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述正轨的上表面、所述尖轨的上表面以及部分内侧表面，

第四个所述线激光传感器位于所述尖轨的内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述尖轨的部分内侧表面。

4.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

其中，所述安装主体包括：

壳体，下方开口；

多个连接支架，安装在所述壳体内，分别用于固定安装各个所述线激光传感器；以及

多个加强用支架，固定安装在所述壳体内，用于加强所述壳体的结构强度。

5.根据权利要求4所述的轨道检测单元，其特征在于：

其中，所述壳体的一端具有朝向所述轨道突出的突出部，

当所述检测设备载置在所述轨道上时，所述突出部位于所述轨道的外侧，

第一个所述线激光传感器安装在所述突出部内。

6.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于，还包括：

第五个所述线激光传感器，位于所述轨道的上方，其投射的线激光的平面与所述轨道的横断面相垂直，用于获取所述轨道的上表面的端面线，该端面线用于检测所述轨道的上表面的波磨。

7.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

其中，所述二维相机的数量为两个以上。

8.一种检测设备，用于对轨道的廓形及上表面进行检测，其特征在于，包括：

安装车架，可移动地载置在两条所述轨道上，

两个轨道检测单元，可拆卸地安装在所述安装车架上，分别用于获取两条所述轨道的廓形线及上表面图像，

其中，所述轨道检测单元为权利要求1-6中任意一项所述的轨道检测单元。

9.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于：

其中，所述轨道检测单元的安装主体与所述安装车架之间通过多个分度销进行连接及定位，使得所述安装主体位于对应的所述轨道上方，且安装在所述安装主体上的多个线激光传感器沿该轨道周向排列。

10.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于，还包括：

推车把手，可拆卸且可转动地安装在所述安装车架上，用于供检测人员推动所述检测设备；

把手调节机构，设置在所述推车把手和所述安装车架的连接位置处，用于调节所述推车把手相对于所述安装车架的角度；以及

计算设备，安装在所述安装车架上并与两个所述轨道检测单元中的线激光传感器以及二维相机通信连接，用于接收所述线激光传感器获取的所述廓形线及所述二维相机获取的上表面图像，并基于所述廓形线及所述上表面图像进行计算分析。