轨道巡检装置的制作方法

1.本公开涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种轨道巡检装置。


背景技术：

2.近些年，铁路、地铁等轨道交通行业迅速发展，在车辆运行的过程中，行驶的安全性与轨道的状态密切相关，例如轨道出现较大程度的磨损或裂纹，轨距不满足要求等，均会影响列车的运行安全性。
3.目前对于轨道的巡检主要依靠人工来完成，巡检人员劳动强度大，而且难以保证检测精度。后来虽然出现了自动巡检装置，但是由于轨道在接头处过渡不太平滑，或者两侧轨道可能出现高度差，自动巡检装置在轨道上运行时难免会产生颠簸或轮子悬空的现象，从而影响轨道检测的准确度。


技术实现要素：

4.本公开的实施例提供了一种轨道巡检装置，能够提高轨道检测的准确度。
5.本公开的实施例提供了一种轨道巡检装置，包括：
6.行走部件，被配置为使轨道巡检装置在两条轨道上沿第一方向移动，两条轨道沿第二方向间隔设置，第二方向垂直于第一方向；
7.底盘部件，设在行走部件上，底盘部件包括第一梁、第二梁和连接杆，第一梁和第二梁沿第一方向间隔设置，连接杆设在第一梁和第二梁之间且沿第一方向延伸，连接杆的两端分别与第一梁和第二梁连接，且相对于第一梁和第二梁可转动地设置；和
8.检测组件，设置于底盘部件，被配置为对轨道的情况进行检测。
9.在一些实施例中，第一梁和第二梁均沿第二方向延伸，连接杆位于第一梁沿第二方向的中间位置。
10.在一些实施例中，检测组件包括两个拍摄部件，安装于第一梁和第二梁中的至少一个上，两个拍摄部件各自的照射面被构造为分别朝向两条轨道，用于分别拍摄两条轨道的图像。
11.在一些实施例中，还包括控制器，被配置为将拍摄的图像与预存的正常图像进行对比，以识别出轨道的损伤情况。
12.在一些实施例中，还包括调节机构，拍摄部件通过调节机构安装于第一梁或第二梁上，调节机构被配置为调节拍摄部件的位置和姿态中的至少一种。
13.在一些实施例中，调节机构包括：第一杆和第二杆，在垂直于第一方向的平面内，第一杆的第一端与第一梁或第二梁可转动地连接，第二杆的第一端与第一杆的第二端可转动地连接，第二杆的第二端安装拍摄部件。
14.在一些实施例中，检测组件包括：轨距检测部件，设在第一梁或第二梁上，轨距检测部件包括沿第二方向间隔设置的第一测距传感器和第二测距传感器，被配置为分别检测与同侧的轨道的距离；
15.其中，轨距为第一测距传感器和第二测距传感器分别与同侧的轨道的距离，以及第一测距传感器和第二测距传感器的距离之和。
16.在一些实施例中，轨距检测部件设有两组，分别设在第一梁和第二梁上，且在第二方向上的设置位置相同，轨距被配置为在两组轨距检测部件中的两个第一测距传感器对正，且两个第二测距传感器对正的情况下获得。
17.在一些实施例中，检测组件还包括超声检测部件，被配置为检测轨道周围是否存在障碍物。
18.在一些实施例中，还包括清扫部件，设在底盘部件沿第一方向的外侧与轨道对应的位置，被配置为对轨道进行清扫。
19.在一些实施例中，清扫部件包括：
20.安装架，与第一梁或第二梁固定；和
21.扫刷部，设在安装架上，被配置为通过与轨道接触进行清扫；和
22.挡板，设在安装架上，且在第一方向上位于扫刷部的外侧，被配置为预先去除轨道上的杂物。
23.在一些实施例中，挡板相对于安装架高度可调地设置。
24.在一些实施例中，挡板包括：
25.第一板，竖直设置，且沿第一方向安装于安装架的外侧面；
26.第二板，竖直设置，沿第一方向位于第一板的外侧，且相对垂直于第一方向的平面朝向轨道的外侧倾斜；和
27.第三板，连接在第一板的底部和第二板的顶部之间。
28.在一些实施例中，安装架包括：
29.第一安装部，与第一梁或第二梁固定；
30.第二安装部，沿第一方向位于第一安装部外侧，并与第一安装部形成l形结构，且第二安装部与第一安装部可转动地连接；
31.配重，设在第二安装部上；和
32.弹性元件，两端分别连接于第一安装部的顶端和第二安装部的外端；
33.其中，扫刷部设在第二安装部的底部。
34.在一些实施例中，扫刷部包括多个密布的金属丝。
35.在一些实施例中，还包括防撞部件，设在第一梁和第二梁中靠近轨道巡检装置前进方向的梁的外侧面。
36.在一些实施例中，还包括报警部件，被配置为在轨道巡检装置自身故障或受到外界干扰时报警。
37.在一些实施例中，还包括驱动部件，行走部件包括前轮组和后轮组，驱动部件被配置为对前轮组或后轮组提供动力。
38.在一些实施例中，还包括推杆，设在第一梁或第二梁上，被配置为在驱动部件发生故障时在外力作用下带动轨道巡检装置行走。
39.在一些实施例中，推杆相对于第一梁或第二梁可转动地设置，以使推杆折叠至安装推杆的第一梁或第二梁上。
40.在一些实施例中，推杆的顶端设有支架，被配置为在轨道巡检装置调试时放置移
动终端。
41.在一些实施例中，还包括：
42.电池盒，固定于第一梁或第二梁沿第一方向的内侧，在第二方向上，电池盒的两侧均通过加强梁与安装电池盒的第一梁或第二梁连接；和
43.电池，设在电池盒内。
44.本公开实施例的轨道巡检装置，底盘部件采用h形结构，且连接杆相对于第一梁和第二梁可转动地设置，在单侧轨道出现不平或者两侧轨道存在高度差时，会迫使第一梁和/或第二梁会在轨道的作用下相对于连接杆相对转动，从而使底盘部件的姿态能够根据轨道情况灵活地自适应调整，保证行走部件与轨道可靠接触，使轨道巡检装置在轨道上的行走更加平稳，能够提高检测部件检测的准确性和精度。而且，底盘部件的结构简单，重量轻，实现了轨道巡检装置的轻量化，使用方便。
附图说明
45.此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本技术的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
46.图1为本公开轨道巡检装置的一些实施例的结构示意图；
47.图2为本公开轨道巡检装置的一些实施例的俯视图；
48.图3为本公开轨道巡检装置中清扫部件的一些实施例的结构示意图。
49.附图标记说明
50.1、底盘部件；11、第一梁；12、第二梁；13、连接杆；2、行走部件；3、轨道；4、拍摄部件；5、调节机构；51、第一杆；52、第二杆；6、轨距检测部件；61、第一测距传感器；62、第二测距传感器；
51.7、清扫部件；71、安装架；711、第一安装部；712、第二安装部；7121、侧架；7122、横杆；72、扫刷部；73、挡板；731、第一板；732、第二板；733、第三板；734、长圆孔；75、配重；76、固定杆；77、弹性元件；8、超声检测部件；9、报警部件；10、推杆；11、第一梁；12、第二梁；14、电池盒；15、加强梁；20、支架；30、移动终端；40、照明部件；50、电池；60、防撞部件。
具体实施方式
52.以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
53.本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
54.此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。在下文中，同样的附图标记表示同样的元件。
55.本公开中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置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公开保护范围的限制。如图1所示，后续提到的“第一方向”为轨道3的延伸方向，即轨道巡检装置的移动方向，定义为x向；“第二方向”为两条轨道3间隔设置的方向，第二方向在水平面内垂直于第一方向，第二方向定义为y向；“第三方向”垂直与第一方向和第二方向所在的平面，为高度方向，定义为z向。
56.如图1和图2所示，本公开提供了一种轨道巡检装置，可用于铁路、地铁或隧道内轨道等的巡检，能够实现自动巡检。
57.在一些实施例中，本公开的轨道巡检装置包括：行走部件2、底盘部件1和检测部件。
58.其中，行走部件2被配置为使轨道巡检装置在两条轨道3上沿第一方向x移动，两条轨道3沿第二方向y间隔设置。行走部件2可以通过滚动实现行走，例如轮子，图1中，行走部件2包括四个轮子，每条轨道3均与两个轮子配合；或者行走部件2也可以通过滑动实现行走，例如，使行走部件2卡在轨道3的侧面上。
59.底盘部件1设在行走部件2上，底盘部件1包括第一梁11、第二梁12和连接杆13，第一梁11和第二梁12沿第一方向x间隔设置，连接杆13设在第一梁11和第二梁12之间且沿第一方向x延伸，连接杆13的两端分别与第一梁11和第二梁12连接，且相对于第一梁11和第二梁12可转动地设置。
60.检测组件设置于底盘部件1，被配置为对轨道3的情况进行检测，轨道3的情况包括轨道3自身的状态和/或轨道3周围空间的情况。
61.本公开该实施例的轨道巡检装置，底盘部件1采用h形结构，且连接杆13相对于第一梁11和第二梁12可转动地设置，在单侧轨道3出现不平或者两侧轨道3存在高度差时，会迫使第一梁11和/或第二梁12会在轨道3的作用下与连接杆13相对转动，从而使底盘部件1的姿态能够根据轨道3情况灵活地自适应调整，保证行走部件与轨道3可靠接触，使轨道巡检装置在轨道3上的行走更加平稳，能够提高检测部件检测的准确性和精度。而且，底盘部件1的结构简单，重量轻，实现了轨道巡检装置的轻量化，使用方便。
62.例如，在对铁路轨道进行巡检时，铁路轨道难以到达较高的精度，两侧的轨道在制造或铺设时难免会出现高度差，而且经过长期使用后，轨道的磨损也可能导致两侧轨道出现高度差，且两节轨道的接头部位也会出现连接不平滑的现象，因此，本公开的轨道巡检装置能够更好地适应铁路轨道的参数误差，从而达到较高的检测准确性，从而代替人工检测。
63.如图1和图2所示，第一梁11和第二梁12均沿第二方向y延伸，第一梁11和第二梁12可横跨于两条轨道3，连接杆13位于第一梁11沿第二方向y的中间位置，连接杆13垂直于第一梁11和第二梁12。
64.此种结构能够使底盘部件1在第二方向y相对于连接杆13对称，一方面能够使底盘部件1的重量分布均匀，使轨道巡检装置的行走更加平稳；而且，使连接杆13位于两条轨道3之间的中间位置，能够使底盘部件1两侧的调节结构对称，对应两条轨道3的适应性保持一致。
65.在一些实施例中，轨道巡检装置还包括驱动部件，行走部件2包括前轮组和后轮组，驱动部件被配置为对所述前轮组或所述后轮组提供动力。该实施例能够使前轮组和后
轮组的运行速度保持一致，从而使轨道巡检装置能够更稳定地在轨道3上行走。较优地，驱动部件被配置为对前轮组提供动力，可防止底盘部件1前端在轨道巡检装置在启动时出现抬起的现象。
66.如图1所示，轨道巡检装置还包括推杆10，设在第一梁11或第二梁12上，被配置为在驱动部件发生故障时在外力作用下带动轨道巡检装置行走。例如，可通过巡检人员拉动推杆10使轨道巡检装置行走，推杆10相对于底盘部件1呈角度设置，可垂直设置或者朝向前进方向倾斜。较优地，若第一梁11靠近前进方向设置，推杆10设在第一梁11上，更加方便向推杆10施加外力。
67.该实施例能够在自动驱动行走功能故障的情况下，仍能利用轨道巡检装置上的检测部件实现轨道3的巡检，使巡检任务在顺利完成的前提下，仍然保证检测的准确性。
68.如图1所示，推杆10相对于第一梁11或第二梁12可转动地设置，以使推杆10折叠至安装推杆10的第一梁11或第二梁12上，可转动连接位置可位于推杆10底端。例如，推杆10沿第二方向y所在的竖直平面折叠90
°
后可与第一梁11或第二梁12自身的长度方向一致。
69.该实施例既能在自动驱动行走功能故障的情况下，通过对推杆10施加外部作用使轨道巡检装置行走实现检测，又能在自动巡检工作模式下，将推杆10折回，以减小推杆10占用的高度以及带来的额外阻力，例如，在对铁路轨道或隧道内轨道进行巡检时，可能会遇到较大的风力，将推杆10收回可减小轨道巡检装置在行走过程中的晃动，从而提高检测准确性。
70.如图1所示，推杆10的顶端设有支架20，被配置为在轨道巡检装置调试时放置移动终端30，例如笔记本电脑、平板电脑、手机等。
71.该实施例能够在调试轨道巡检装置时，使推杆10处于打开状态，并在支架上防止移动终端30，以灵活地对轨道巡检装置进行调试。
72.在一些实施例中，为了对轨道巡检装置供电，可为驱动部件提供动力或者照明。轨道巡检装置还包括：电池盒14和电池50，电池盒14固定于第一梁11或第二梁12沿第一方向x的内侧，在第二方向y上，电池盒14的两侧均通过加强梁15与安装电池盒14的第一梁11或第二梁12连接；电池50设在电池盒14内。为了使轨道巡检装置在第二方向y上重量分布均匀，使两侧受力均匀，电池盒14设在第一梁11或第二梁12沿第二方向y的中间位置，而且通过两侧的加强梁15进行加固，可提高电池盒14与底盘部件1连接的刚性。
73.在一些实施例中，轨道巡检装置还包括照明部件40，用于提供照明。该实施例能够适应于在光线较暗，或者夜间进行巡检任务。
74.下面对检测部件进行说明。
75.在一些实施例中，如图1所示，检测组件包括两个拍摄部件4，安装于第一梁11和第二梁12中的至少一个上，两个拍摄部件4可以都安装于第一梁11上，也可都安装于第二梁12上，或者其中一个拍摄部件4安装于第一梁11上，另一个拍摄部件4安装于第二梁12上。两个拍摄部件4各自的照射面被构造为分别朝向两条轨道3，即沿第二方向y朝外照射，用于分别拍摄两条轨道3的图像。
76.进一步地，轨道巡检装置可还包括控制器，控制器可设在底盘部件1上，例如采用单片机、plc、dsp等，也可设在控制站中，控制器无线接收拍摄部件4的图像，控制器被配置为将拍摄的图像与预存的正常图像进行对比，以通过学习算法识别出轨道3的损伤情况。损
伤情况包括裂纹、磨损等病害。
77.如图1所示，轨道巡检装置还包括调节机构5，拍摄部件4通过调节机构5安装于第一梁11或第二梁12上，调节机构5被配置为调节拍摄部件4的位置和姿态中的至少一种。
78.该实施例通过设置调节机构5，能够灵活地调节拍摄部件4的位置和姿态中的至少一种，以获得较佳的拍摄角度，从而获得清晰的图像，进而提高对轨道3损伤情况识别的准确性。例如，对于特定的轨道，可调试过程中进行调节，后续使用过程可保持该位置。
79.在一些实施例中，如图1所示，调节机构5包括：第一杆51和第二杆52，在垂直于第一方向x的平面内，第一杆51的第一端与第一梁11或第二梁12可转动地连接，第二杆52的第一端与第一杆51的第二端可转动地连接，第二杆52的第二端安装拍摄部件4。在图1中，两个第一杆51均连接在第二梁12朝向第一梁11的侧面，第一杆51的长度可大于第二杆52。
80.该实施例中，第一杆51主要调节拍摄部件4的高度和与轨道3的拍摄距离，第二杆52主要调节拍摄部件4的拍摄角度，同时也能对其高度进行微调。通过第一杆51和第二杆52配合，能够灵活地获得较佳的拍摄角度，从而获得清晰的图像，进而提高对轨道3损伤情况识别的准确性。
81.在一些实施例中，如图1所示，检测组件包括：轨距检测部件6，设在第一梁11或第二梁12上，用于检测两条轨道3之间的距离。轨距检测部件6包括沿第二方向y间隔设置的第一测距传感器61和第二测距传感器62，被配置为分别检测与同侧的轨道3的距离。
82.其中，轨距为第一测距传感器61和第二测距传感器62分别与同侧的轨道3的距离，以及第一测距传感器61和第二测距传感器62的距离之和。为了便于检测，并提高检测准确性，可使第一梁11和第二梁12沿第二方向设置。
83.该实施例能够在轨道巡检装置行走的过程中，实时地检测出两条轨道3之间的距离，可通过控制器自动判断出轨距超标的位置。
84.在一些实施例中，如图2所示，轨距检测部件6设有两组，分别设在第一梁11和第二梁12上，且在第二方向y上的设置位置相同，轨距被配置为在两组轨距检测部件6中的两个第一测距传感器61对正，且两个第二测距传感器62对正的情况下获得。
85.在理想情况下，两个第一测距传感器61对正，且两个第二测距传感器62也对正，但是在实际行进过程中，由于两侧轨道3的高度不同，或者轨道3存在弯道，会使两个第一测距传感器61出现位置偏差，或两个第二测距传感器62出现位置偏差的情况，位置偏差包括沿第二方向y和第三方向z的位置偏差。通过控制器判断测距传感器的对正情况，能够判断出轨距检测的时机，以提高轨距检测的准确性。
86.在一些实施例中，如图1所示，检测组件还包括超声检测部件8，可设在第一梁11远离第二梁12的侧面上，被配置为检测轨道3周围是否存在障碍物。控制器能够在接收到轨道周围存在障碍物的信号时，使轨道巡检装置停止行走，待及时清除障碍物后再行走。
87.在一些实施例中，轨道巡检装置还包括防撞部件60，例如防撞条，设在第一梁11和第二梁12中靠近前进方向的梁外侧面。通过设置防撞部件60，能够在轨道巡检装置在于其它物体碰撞时减小冲击力，以防受到损坏。
88.在一些实施例中，轨道巡检装置还包括报警部件9，例如声光报警器，被配置为在轨道巡检装置自身故障或受到外界干扰时报警。该实施例能够在轨道巡检装置出现故障或受到外界干扰时及时提醒维护人员，以便进行后续处理，以免轨道巡检装置长时间停留在
轨道上带来危险。
89.在上述实施例的基础上，如图1所示，本公开的轨道巡检装置还包括清扫部件7，设在底盘部件1沿第一方向x的外侧与轨道3对应的位置，被配置为对轨道3进行清扫。
90.该实施例能够通过清扫部件7扫除轨道3表面的杂物、灰尘或锈蚀等，使轨道巡检装置的行走更加稳定顺畅，防止遇到较大的杂物发生倾翻，还能提高轨道检测的准确性和可靠性。
91.如图3所示，清扫部件7包括：安装架71、扫刷部72和挡板73。其中，安装架71与第一梁11或第二梁12固定；扫刷部72设在安装架71上，被配置为通过与轨道3接触进行清扫；挡板73设在安装架71上，且在第一方向x上位于扫刷部72的外侧，被配置为预先去除轨道3上的杂物，挡板73的底端高于轨道3的上表面，以免影响轨道巡检装置的行走。
92.该实施例能够先通过挡板73刮除轨道3上的杂物，例如，石块，沙子、纸屑等，使行走部件2顺利移动，防止发生侧倾或抖动，再通过扫刷部72刮除轨道3上表面的灰尘、污物、铁锈等，能够进一步提高行走部件2行走的平稳性，提高轨道检测准确性。
93.如图3所示，挡板73相对于安装架71高度可调地设置。若将挡板73调节到较低的位置，能够清除较小的杂物，但是在遇到轨道3上的不平顺之处则难以通过；若将挡板73调节到较高的位置，虽然能够保证顺利通过，则只能清除较大的杂物。对于待巡检的轨道3，可将挡板73调节至合适的高度，以在保证顺利通过的基础上清除更多的杂物。
94.如图3所示，挡板73包括：第一板731，竖直设置，且沿第一方向x安装于安装架71的外侧面，第一板731上可沿第二方向y间隔设置至少两个长圆孔734，并通过紧固件与安装架71固定；第二板732，竖直设置，沿第一方向x位于第一板731的外侧，且相对垂直于第一方向x的平面朝向轨道3的外侧倾斜；和第三板733，水平设置，连接在第一板731的底部和第二板732的顶部之间，由于第二板732倾斜设置，使第三板733呈三角形。
95.该实施例能够在轨道巡检装置行走的过程中，通过第二板732将轨道3上的杂物清除至轨道3的外侧，防止影响巡检过程，还能防止对车辆的行驶造成影响。
96.如图3所示，安装架71包括：第一安装部711、第二安装部712、配重75和弹性元件77。
97.其中，第一安装部711与第一梁11或第二梁12固定，第一安装部711可呈板状结构，在底部的中间位置设置三角形减重通槽。
98.第二安装部712沿第一方向x位于第一安装部711外侧，并与第一安装部711形成l形结构，且第二安装部712与第一安装部711可转动地连接，例如，第二安装部712包括两个截面为l形且开口朝外的侧架7121，两个侧架各自的一端与第一安装部711可转动地连接，各自的另一端通过横杆7122连接，挡板73可连接在横杆7122上。
99.配重75设在第二安装部712上，例如，设在两个侧架7121之间。
100.弹性元件77两端分别连接于第一安装部71的顶端和第二安装部71的外端，弹性元件77可以是弹簧；其中，扫刷部72设在第二安装部71的底部，也位于配重75的底部。为了便于固定弹性元件77，第一安装部711顶部沿第二方向y的两端分别设有一个固定杆76，第二安装部712沿第二方向y的两侧分别向外伸出一个固定杆76，弹性元件77的端部连接于固定杆76。
101.该实施例中，扫刷部72能够在配重75的作用下与轨道3紧密接触，以提高清扫效
果；而且，由于第二安装部712相对于第一安装部711可转动地连接，在扫刷部72接触到轨道3上略高起的部分时，扫刷部72及第二安装部712向上摆动，待通过高起部分后，扫刷部72回到原位置，在此过程中，由于受到弹性元件77的作用力，扫刷部72的回位比较平缓，防止对轨道3造成冲击或损伤。
102.在一些实施例中，扫刷部72包括多个密布的金属丝。此种扫刷部72能够更彻底地清除轨道3表面的污物，而且耐磨性较好，可提高使用寿命。
103.本公开的轨道巡检装置可设计为巡检机器人或巡检车辆等形式。在对一段特定长度的轨道进行巡检时，可使轨道巡检装置沿着正方向行走，待检查完毕后，再反向行走，在反向行走时，可以直接使驱动部件反转，也可以轨道巡检装置掉头。此种巡检方式能够通过两次的检查结果进行对比，以进一步提高检测的准确性。
104.以上对本公开所提供的一种轨道巡检装置进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。