CN220924104U - 一种地铁隧道巡检车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地铁隧道巡检车，包括车体，车体底部通过转向架安装有车轮，车体外侧面沿环向设有闭环结构的固定件，所述固定件上通过支撑组件安装有多个探地雷达，多个探地雷达在固定件上沿360°闭环线分布，所述支撑组件包括第一支撑座，第一支撑座通过第一旋转机构与第二支撑座连接以带动第二支撑座绕第一轴线旋转，第二支撑座通过第二旋转机构与探地雷达连接以带动探地雷达绕第二轴线旋转，第一轴线和第二轴线相互垂直，探地雷达通过服务器与上位计算机连接，本实用新型的隧道巡检车实现了隧道内混凝土质量的全覆盖检测。

Description

一种地铁隧道巡检车

技术领域

本实用新型涉及地铁隧道巡检技术领域，具体涉及一种地铁隧道巡检车。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

地铁隧道内的基础设施缺陷主要包含钢轨变形、钢轨波磨、道床裂纹、扣件松动、螺栓缺失、接触网参数变动、接触网悬挂状态变动、隧道壁渗水裂纹脱块、设备侵入限界、隧道混凝土空洞、隧道衬砌外的土石空洞等。以上缺陷会严重影响列车行车安全，存在安全隐患，因此定期的检测和维修必不可少。但是，目前地铁隧道内没有集成综合检测手段，检测效率低，人力成本高。尤其是随着各城市轨道运营线路的不断增加，相应的巡检任务量不断升高，需要组建规模庞大的巡检队伍和管理团队，因此，巡检的效率、准确性和安全性均不能保证。为解决地铁隧道内基础设施检测效率低、人力成本高的现状，适用于地铁隧道基础设施的综合巡检车辆十分必要。

申请号:CN201610919317.4的中国发明专利公开了一种地铁网轨综合检测车，该车的主要检测钢轨和接触网参数。但是该装置存在不能检测道床、接触网悬挂状态、隧道和限界的问题。申请号:CN203651812U的中国实用新型专利公开了一种“货运重载铁路综合检测列车”，车体上安装有钢轨探伤系统、无线场强度检测系统、路基道床检测系统、隧道限界检测系统、轨道检测系统、综合检测系统、线路巡检系统、接触网检测系统、红外轴温检测系统及信号检测系统，但是该发明分为三辆车，且检测功能仍不全面，无隧道内部混凝土质量巡检功能，且无法对隧道内混凝土进行360°全覆盖检测，尤其是钢轨及疏散平台下混凝土质量存在检测盲区，且检测数据不能实时上传。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种地铁隧道巡检车，能够实现对隧道内部混凝土质量的巡检，而且能够实现360°全覆盖检测，功能性更强。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例提供了一种地铁隧道巡检车，包括车体，车体底部通过转向架安装有车轮，车体外侧面沿环向设有闭环结构的固定件，所述固定件上通过支撑组件安装有多个探地雷达，多个探地雷达在固定件上沿360°闭环线分布，所述支撑组件包括第一支撑座，第一支撑座通过第一旋转机构与第二支撑座连接以带动第二支撑座绕第一轴线旋转，第二支撑座通过第二旋转机构与探地雷达连接以带动探地雷达绕第二轴线旋转，第一轴线和第二轴线相互垂直，探地雷达通过服务器与上位计算机连接。

可选的，所述固定件采用由工字钢制成的闭环结构，工字钢的内侧翼缘板与车体固定连接，多个探地雷达固定在工字钢的外侧翼缘板上。

可选的，所述第一旋转机构包括第一蜗杆，第一蜗杆的两端与第一支撑座转动连接，第一蜗杆与第一涡轮相啮合，第一涡轮固定在第一涡轮轴上，第一涡轮轴与第一支撑座转动连接，且第一涡轮轴穿过第一支撑座后与第二支撑座的底端固定连接。

可选的，所述第二旋转机构包括第二蜗杆，第二蜗杆与第二支撑座转动连接，第二蜗杆与第二涡轮啮合，第二涡轮与第二涡轮轴固定，第二涡轮轴与第二支撑座转动连接，且穿过第二支撑座后与探地雷达座固定连接，探地雷达固定在探地雷达座上。

可选的，所述车体的底面安装有车体振动加速度传感器和道床巡检装置，车体的行走轮的车轴上安装有速度传感器，车体振动加速度传感器、道床巡检装置和速度传感器均与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

可选的，车体的转向架端部安装有钢轨检测系统，所述钢轨检测系统包括钢轨廓形检测装置、钢轨几何参数检测装置以及钢轨波磨检测装置。

可选的，所述车体的顶面和底面安装有接触网检测系统以采集接触网数据，接触网检测系统与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

可选的，所述车体的顶面安装有接触网悬挂状态巡检装置，接触网悬挂状态巡检装置与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

可选的，所述车体的车头安装有限界检测装置和隧道壁表面质量巡检装置，限界检测装置和隧道壁表面质量巡检装置与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

可选的，所述车体的顶面设置有无线传输系统，服务器通过无线传输系统连接远程监控终端。

上述本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的地铁隧道巡检车，设有闭环状结构的固定件，固定件设有多个沿360°闭环线分布的探地雷达，且通过第一旋转机构和第二旋转机构，探地雷达的角度能够任意调整，通过探地雷达实现了隧道内部混凝土质量巡检功能，而且通过探地雷达沿360°闭合线的分布以及角度的调整，能够实现隧道内混凝土的无死角全覆盖检测，不存在检测盲区，克服了现有的轨道巡检车无法实现隧道内部混凝土质量无盲区检测的缺陷，整个地铁隧道巡检车的功能性更强。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型实施例1整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1隧道内部混凝土质量检测系统设置示意图；

图3是本实用新型实施例1固定件与多个探地雷达装配示意图；

图4是本实用新型实施例1探地雷达与支撑组件装配示意图一；

图5是本实用新型实施例1探地雷达与支撑组件装配示意图二；

图6是本实用新型实施例1探地雷达与支撑组件装配主视图；

图7是本实用新型实施例1探地雷达检测区域示意图；

图8是本实用新型实施例1探地雷达检测原理示意图；

图9是本实用新型实施例1钢轨检测系统设置示意图；

图10是本实用新型实施例1钢轨检测系统检测区域示意图；

图11是本实用新型实施例1道床检测系统设置示意图；

图12是本实用新型实施例1道床检测系统检测区域示意图；

图13是本实用新型实施例1道床检测系统和车体振动加速度传感器在车体宽度方向分布图；

图14是本实用新型实施例1接触网检测系统设置示意图；

图15是本实用新型实施例1接触网检测系统检测区域示意图；

图16是本实用新型实施例1接触网悬挂状态巡检装置设置示意图；

图17是本实用新型实施例1接触网悬挂状态巡检装置检测区域示意图；

图18是本实用新型实施例1限界检测装置设置示意图；

图19是本实用新型实施例1限界检测装置检测区域示意图；

图20是本实用新型实施例1隧道壁表面质量巡检装置设置示意图；

图21是本实用新型实施例1隧道壁表面质量巡检装置检测区域示意图；

其中，1.车体，2.转向架，3.驾驶室，4.电力单元，5.车轮，6.会议间，7.检测间，8.车地无线传输系统，9.电气控制单元，10.工字钢，11.探地雷达，12.隧道内部混凝土，13.第一支撑座，14.第二支撑座，15.第一蜗杆，16.第一涡轮轴，17.第二蜗杆，18.第二涡轮轴，19.探地雷达座，20.服务器，21.上位计算机，22.钢轨廓形检测装置，23.钢轨几何参数检测装置，24.钢轨波磨检测装置，25.车体振动加速度传感器，26.速度传感器，27.钢轨，28.道床巡检装置，29.道床，30.接触网，31.接触网检测装置，32.振动补偿装置，33.接触网悬挂状态巡检装置，34.限界检测装置，35.隧道壁表面质量巡检装置。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种地铁隧道巡检车，如图1所示，包括车体1，车体1的底部通过转向架2连接有车轮5，车体1内的两端为驾驶室3，驾驶室3之间为检测间7和会议间6，车体1底面中部位置设置有电力单元4，用于对车体1安装的所有检测设备及车体的其余设备进行供电，电力单元4为一台柴油发电机组、油箱及电气附属装置，电气附属装置对柴油发电机组电源进行转换，所述车体1的顶面前侧安装有电气控制单元9，用于对车体的电气元件控制。

如图2-图6所示，所述检测间7和会议间6交界的车体的外侧面设有一圈沿车体1外侧面设置的闭环结构的固定件。固定件沿车体截面轮廓线设置，与车体焊接固定，不影响车体内部空间的贯通。固定件上设置有多个探地雷达构成隧道内部混凝土质量检测系统。

所述固定件采用工字钢10制成，工字钢10的内侧翼缘板通过螺栓与车体1固定连接，工字钢10的外侧翼缘板通过支撑组件固定有多个探地雷达11，探地雷达11用于对隧道内部混凝土12质量进行检测看，分析隧道混凝土内部的裂纹、空洞，以及隧道衬砌外部的土石空洞等缺陷。

本实施例中，如图7-图8所示，为了实现对隧道内部混凝土进行无盲区检测，多个探地雷达在固定件上沿360°的闭环线分布。

同时为了便于探地雷达的无盲区检测，所述支撑组件能够带动探地雷达11朝向任意方向进行调整，以满足检测需求。

所述支撑组件包括第一支撑座13，第一支撑座13包括固定板，固定板通过螺栓与工字钢10的外侧翼缘板固定连接，固定板的中心位置设置有第一方管。

第一方管通过第一旋转机构与第二支撑座14连接。

所述第一旋转机构包括第一蜗杆15，第一蜗杆15位于第一方管内部空间的上部位置，第一蜗杆15的两端通过轴承与第一方管转动连接，第一蜗杆15伸出至第一方管外部的杆段为螺纹段，螺纹段上螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母与第一方管外侧面压紧后，能够实现第一蜗杆15的锁紧固定。

所述第一蜗杆15与位于其下方的第一涡轮相啮合，第一涡轮的轴线与第一蜗杆的轴线相互垂直，第一涡轮与第一涡轮轴固定连接，第一涡轮轴16通过轴承与第一方管转动连接，且第一涡轮轴16的两端伸出至第一方管外部并且与第二支撑座14的底端固定连接，转动第一蜗杆15，第一蜗杆15能够带动第一涡轮转动，进而通过第一涡轮轴16带动第二支撑座14绕第一轴线转动。

所述第二支撑14座通过第二旋转机构与探地雷达11连接，能够带动探地雷达11绕第二轴线转动，第二轴线与第一轴线相互垂直。

所述第二支撑座14采用第二方管，第二方管底部设有两个耳板，两个耳板分别与第一涡轮轴16的两个端部通过螺栓固定连接。

所述第二旋转机构包括第二蜗杆17，第二蜗杆17的轴线与第一蜗杆15的轴线相互垂直，第二蜗杆17位于第二方管内部空间上部，第二蜗杆17的两端通过轴承与第二方管转动连接，第二蜗杆17伸出至第二方管外部的杆段为螺纹杆，螺纹杆上螺纹连接有锁紧螺母，当锁紧螺母压紧在第二方管外表面时，实现了第二蜗杆与第二方管的锁紧固定。

第二蜗杆17与位于其下方的第二涡轮相啮合，第二涡轮与第二涡轮轴18固定，第二涡轮轴18的轴线垂直于第一涡轮轴16的轴线，第二涡轮轴18通过轴承与第二方管转动连接，第二涡轮轴18的端部伸出至第二方管外部并通过螺栓与探地雷达座19固定连接，探地雷达11固定在探地雷达座19上。

由于第一轴线和第二轴线相互垂直，因此探地雷达能够朝向任意方向调整角度，满足对隧道内混凝土的无死角全覆盖检测需求。

所述探地雷达11与车体检测间内部的服务器20连接，服务器20与检测间内部的上位计算21机连接。

车体在隧道内沿轨道行走时，探地雷达11实时采集隧道质量数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机显示分析数据。

多个探地雷达11固定在沿车体截面轮廓呈360°闭环设置的的工字钢10上，任意角度可调整，实现对钢轨底部、疏散平台底部区域的隧道混凝土质量无盲区检测，克服了现有的轨道巡检车无法实现隧道内部混凝土质量无盲区检测的缺陷。

如图9-图10所示，所述转向架2的端部安装有钢轨检测系统，钢轨检测系统运用GJ5车载高精度惯性基准测量原理、复杂环境下激光高精度动态测量技术以及多种精密传感器技术，实现对钢轨参数高精度、实时、动态检测；所述钢轨检测系统包括钢轨廓形检测装置22、钢轨几何参数检测装置23以及钢轨波磨检测装置24，可以检测钢轨的几何参数、廓形和波磨等参数，上述检测装置采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述。

其中，钢轨廓形检测装置22和钢轨几何参数检测装置23位于电力单元4的一侧，且分别位于其中一个转向架2的两个端部，钢轨波磨检测装置24位于电力单元4的另一侧，安装在另一个转向架2靠近电力单元4的端部。

钢轨廓形检测装置22、钢轨几何参数检测装置23、钢轨波磨检测装置24通过螺栓固定在转向架2端部，

钢轨廓形检测装置22、钢轨几何参数检测装置23及钢轨波磨检测装置24均与服务器20连接，服务器与上位计算机21连接。

所述车体1的底面安装有车体振动加速度传感器25，车体振动加速度传感器25设置在电力单元4和钢轨几何参数检测装置23之间的位置，所述车轮的车轴端部还安装有速度传感器26，所述车体振动加速度传感器25和速度传感器26均与服务器20连接，服务器20与上位计算机21连接。

车体作业行走时，钢轨廓形检测装置22、钢轨几何参数检测装置23、钢轨波磨检测装置24实时采集钢轨27数据传输到服务器20，车体振动加速度传感器25采集车体1的振动加速度数据传输至服务器20，速度传感器26采集车轴转速数据传输到服务器20，服务器20将收集到的所有数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据。

如图11-图13所示，所述车体底面还安装有道床巡检装置28，可以检测道床29裂纹、扣件松动、螺栓缺失等缺陷，其基于图像精确拍摄、3D成像、缺陷自动识别，实现对扣件、轨道板表面、轨枕和道床表面等区域的2D及3D图像动态实时采集，通过图像智能分析软件能够实时的识别缺陷；道床巡检装置28采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述。道床巡检装置28安装在靠近转向架2的位置，其与服务器20连接，车体1作业行走时，道床巡检装置28实时采集道床29数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据。

所述车体的顶部安装有接触网检测系统，可以检测接触网30导高、拉出值等参数，接触网检测系统采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述，所述接触网检测系统与服务器20连接，接触网检测系统运用复杂环境下激光高精度动态测量、高速车载在线测量误差动态补偿、高低压光电隔离及信号综合传输等技术，对地铁架空刚柔接触网几何参数及弓网动态作用参数在线检测；

如图14-图15所示，接触网检测系统包括接触网检测装置31、振动补偿装置32，接触网检测装置31安装在车顶、振动补偿装置32安装在靠近转向架2的车底，车体1作业行走时，接触网检测装置31实时采集接触网30数据传输至服务器20，振动补偿装置32采集车体1振动数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据。

如图16-图17所示，所述车体1的顶部还安装有接触网悬挂状态巡检装置33，接触网悬挂状态巡检装置33采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述。能够基于图像精确拍摄及缺陷自动识别、多参量同步精准定位等技术，实现对接触网悬挂区域进行高清成像，并实现对关键零部件的脱落、缺失、破损等缺陷识别。

车体1作业行走时，接触网悬挂状态巡检装置33实时采集接触网悬挂的汇流排、定位线夹、绝缘子、悬吊安装底座、T型头连接件等部件数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据。

所述车头安装有与服务器20连接的限界检测装置34和隧道壁表面质量巡检装置35。

如图18-图19所示，所述限界检测装置34采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述，其运用复杂环境下激光高精度动态测量技术、高速车载在线测量误差动态补偿技术等技术，对地铁设备限界进行动态检测。

车体1作业行走时，限界检测装置34实时采集隧道内设备限界数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据，如图19所示，所述限界检测装置34的检测区域为一圈闭环区域。

如图20-图21所示，所述隧道壁表面质量巡检装置35采用现有设备即可，其具体结构和工作原理在此不进行详细叙述，其基于复杂背景的高清数字成像技术，运用隧道成像装置能够准确的判断隧道表面的伤损情况(隧道衬砌渗水、掉块、裂缝等)以及发展趋势。

车体作业行走时，隧道壁表面质量巡检装置35实时采集隧道表面的数据传输至服务器20，服务器20将收集到的数据综合处理后，将处理结果传输在上位计算机21，上位计算机21实时显示分析数据，如图21所示，隧道壁表面质量巡检装置检测区域为沿隧道壁表面的一圈闭环区域。

本实施例中，所述车体的顶部还安装有车地无线传输系统8，服务器20通过车地无线传输系统8与远程监控平台连接，能够将采集的数据传递给远程监控平台。

本实施例的地铁隧道巡检车，集成“钢轨检测、道床巡检、接触网检测、接触网悬挂状态巡检、限界检测、隧道壁表面质量巡检系统和隧道内部混凝土质量检测”，在一辆车上高度集成七种检测功能。

采用高精度惯性基准测量原理、复杂环境下激光高精度动态测量技术、图像采集识别技术以及多种精密传感器技术，能够对地铁隧道内基础设施参数高精度、实时、动态综合检测，综合检测集成程度高，并配置车地无线传输功能能够将检测分析数据实时上传至其他终端，数据的共享方便。

隧道内部混凝土质量检测系统安装在车辆内部，其中的探地雷达通过360°调节结构，可实现隧道质量的全覆盖检测，尤其是覆盖钢轨和疏散平台底部，无检测盲区。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种地铁隧道巡检车，包括车体，车体底部通过转向架安装有车轮，其特征在于，车体外侧面沿环向设有闭环结构的固定件，所述固定件上通过支撑组件安装有多个探地雷达，多个探地雷达在固定件上沿360°闭环线分布，所述支撑组件包括第一支撑座，第一支撑座通过第一旋转机构与第二支撑座连接以带动第二支撑座绕第一轴线旋转，第二支撑座通过第二旋转机构与探地雷达连接以带动探地雷达绕第二轴线旋转，第一轴线和第二轴线相互垂直，探地雷达通过服务器与上位计算机连接。

2.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述固定件采用由工字钢制成的闭环结构，工字钢的内侧翼缘板与车体固定连接，多个探地雷达固定在工字钢的外侧翼缘板上。

3.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述第一旋转机构包括第一蜗杆，第一蜗杆的两端与第一支撑座转动连接，第一蜗杆与第一涡轮相啮合，第一涡轮固定在第一涡轮轴上，第一涡轮轴与第一支撑座转动连接，且第一涡轮轴穿过第一支撑座后与第二支撑座的底端固定连接。

4.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述第二旋转机构包括第二蜗杆，第二蜗杆与第二支撑座转动连接，第二蜗杆与第二涡轮啮合，第二涡轮与第二涡轮轴固定，第二涡轮轴与第二支撑座转动连接，且穿过第二支撑座后与探地雷达座固定连接，探地雷达固定在探地雷达座上。

5.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述车体的底面安装有车体振动加速度传感器和道床巡检装置，车体的行走轮的车轴上安装有速度传感器，车体振动加速度传感器、道床巡检装置和速度传感器均与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

6.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，车体的转向架端部安装有钢轨检测系统，所述钢轨检测系统包括钢轨廓形检测装置、钢轨几何参数检测装置以及钢轨波磨检测装置。

7.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述车体的顶面和底面安装有接触网检测系统以采集接触网数据，接触网检测系统与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

8.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述车体的顶面安装有接触网悬挂状态巡检装置，接触网悬挂状态巡检装置与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

9.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述车体的车头安装有限界检测装置和隧道壁表面质量巡检装置，限界检测装置和隧道壁表面质量巡检装置与车体内的服务器连接，服务器与车体内的上位计算机连接。

10.如权利要求1所述的一种地铁隧道巡检车，其特征在于，所述车体的顶面设置有无线传输系统，服务器通过无线传输系统连接远程监控终端。