自移动式轨道交通巡检车的制作方法

本实用新型属于轨道交通检测技术领域，尤其是涉及一种自移动式轨道交通巡检车。

背景技术：

随着高速铁路和城市轨道交通的发展，线路的检测需求越来越大。目前，高铁和城市轨道交通检测需求主要包括轨道绝对坐标测量、线路限界检测、隧道结构断面检测、站台间距检测、接触网状态监测、轨距测量、超高测量、附属设备权属调查等。

传统的检测方法是以人工巡检的方式通过全站仪、道尺、激光测距仪等测量设备对各项检测内容进行逐一检测，人工巡检难以避免漏检等情况发生，导致检测效率低下、外业工作连大、数据处理繁琐、检测成本高。

目前，随着技术的快速发展，国内外学者开始利用巡检车进行检测，完成对轨道交通的各项检测，但是，巡检车的体积过大、重量大，携带不便，无法适应日常监测的需要，在巡检时通常是位于轨道的外侧，无法放置到轨道上精确检测，并且在巡检时由于与扫描装置的配合难度大，测量成本高，无法满足轨道交通的检测监测需求。

因此，基于上述工程应用需求和上述技术问题，亟需研发一种能够解决上述技术问题的自移动式轨道交通巡检车。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简单、快速获取铁路/城轨周边的测量数据、测量效率高、检测成本低的自移动式轨道交通巡检车。

本实用新型的技术方案如下：

一种自移动式轨道交通巡检车，包括车架、安装所述车架上的用于驱动车架移动的行走机构；

所述车架包括支撑箱和水平安装在支撑箱上的工作平台；

所述行走机构包括对称设置在支撑箱两侧的两组驱动组件，每组所述驱动组件包括驱动支撑腿、随动支撑腿、安装在驱动支撑腿上的驱动电机、受驱动的驱动轮和受驱动的随动轮，所述驱动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，所述驱动支撑腿的下方设有连接板，且在该连接板的下方设有电机盒，所述驱动电机安装在所述电机盒内，且该驱动电机的输出轴穿过电机盒与驱动轮连接，所述驱动轮设置在驱动支撑腿的外侧，所述随动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，所述随动支撑腿的外侧底部设有安装盒，且在该安装盒内安装有转轴，所述转轴穿过安装盒与随动轮连接，所述随动轮设置在随动支撑腿的外侧，所述电机盒靠近驱动轮的一侧上以及安装盒靠近随动轮的一侧上均设有可旋转的顶轮以用于在巡检车行驶中分别顶住轨道的内侧，当驱动电机运行时，驱动轮转动带动随动轮同步转动以使行走机构在轨道上移动。

在上述技术方案中，两组所述驱动组件包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件包括第一驱动支撑腿、第一随动支撑腿、安装在第一驱动支撑腿上的第一驱动电机、受驱动的第一驱动轮和受驱动的第一随动轮，所述第一驱动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，另一端通过第一驱动电机与第一驱动轮连接，所述第一驱动支撑腿的底部通过连接板安装有第一电机盒，所述第一驱动电机安装在第一电机盒内，且该第一驱动电机的输出轴穿过第一电机盒与第一驱动轮连接，所述第一驱动轮设置在所述第一驱动支撑腿的外侧，所述第一随动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，所述第一随动支撑腿的外侧底部设有第一安装盒，且在该第一安装盒内安装有转轴，所述转轴穿过第一安装盒与第一随动轮连接，以使该第一随动轮设置在第一随动支撑腿的外侧；所述第二驱动组件包括第二驱动支撑腿、第二随动支撑腿、安装在第二驱动支撑腿上的第二驱动电机、受驱动的第二驱动轮和受驱动的第二随动轮，所述第二驱动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，另一端通过第二驱动电机与第二驱动轮连接，所述第二驱动支撑腿的底部通过连接板安装有第二电机盒，所述第二驱动电机安装在第二电机盒内，且该第二驱动电机的输出轴穿过第二电机盒与第二驱动轮连接，所述第二驱动轮设置在所述第二驱动支撑腿的外侧，所述第二随动支撑腿的一端与支撑箱可拆卸地连接，所述第二从随动支撑腿的外侧底部设有第二安装盒，且在该第二安装盒内安装有转轴，所述转轴穿过第二安装盒与第二随动轮连接，以使该第二随动轮设置在第二随动支撑腿的外侧。

在上述技术方案中，所述第一驱动支撑腿、第二驱动支撑腿设置在支撑箱的前部两侧，第一随动支撑腿、第二随动支撑腿设置在支撑箱的后部两侧。

在上述技术方案中，所述第一驱动电机、第二驱动电机采用低压大扭矩闭环伺服电机，能够对电机起步和刹车设置斜坡时间，确保起步和刹车过程的平稳；当巡检车正常行进过程中，采用双闭环控制，在每个驱动电机上安装转速编码器，所述转速编码器用于检测巡检车的行走距离与速度，通过电枢相位和电机输出轴转速进行实时监测，并与设定行驶速度进行比较，实时调整伺服电机的当前转速，以确保行驶速度的恒定、平稳。

在上述技术方案中，所述第一驱动轮及第二驱动轮对称设置在所述支撑箱的前部两侧，所述第一随动轮和第二随动轮对称设置在支撑箱的后部两侧。

在上述技术方案中，所述第二电机盒靠近第二驱动轮的一侧上以及所述第二安装盒靠近第二随动轮的一侧上均设有可旋转的第二顶轮，所述第一电机盒靠近第一驱动轮的一侧上以及第一安装盒靠近第一随动轮的一侧上均设有可旋转的第一顶轮，所述第二电机盒上安装有轨距传感器，两个所述第一顶轮和两个第二顶轮分别通过支杆水平设置在驱动支撑腿及随动支撑腿上，所述第一电机盒上的支杆竖直设置，所述第一顶轮安装在支杆的底部，所述第二电机盒上的支杆竖直设置，所述第二电机盒上的支杆上安装有弹性件，且第二顶轮安装在第二电机盒上的支杆底部，以用于带动所述第二顶轮与轨道弹性接触，以使巡检车行驶时，第一顶轮及第二顶轮顶住轨道内侧，对横向轨道间距的变化进行实时补偿，确保巡检车在行驶时驱动轮及随动轮始终压紧在检测的轨道上，有效防止巡检车在行进过程中偏离轨道以使小车完全贴合轨面行进，避免出现脱轨、卡轨的发生。

在上述技术方案中，所述第一驱动轮、第二驱动轮、第一随动轮和第二随动轮采用绝缘材料，以保证巡检车与轨道的绝缘性，所述第二顶轮及第一顶轮采用陶瓷轮。

在上述技术方案中，所述支撑箱的后部安装有电池盒，所述电池盒内设有用于供电的蓄电池。

在上述技术方案中，所述工作平台的中间设有用于安装扫描仪的扫描仪支架；所述工作平台上设有电源稳压器和操作面板，所述蓄电池与电源稳压器、操作面板、转速编码器和轨距传感器电连接，所述操作面板上设有急停按钮以用于防止巡检车失控。

在上述技术方案中，所述车架内部的中心设有双轴倾角传感器，用于获取工作平台的倾角，且所述获取频率达到100hz，所述双轴倾角传感器与蓄电池电连接。

在上述技术方案中，所述支撑箱内设有用于控制驱动电机运行的工控机，所述工控机与电源稳压器、蓄电池、轨距传感器、转速编码器电连接，工控机控制巡检车在轨道上前进、停止、后退行驶及调速，可以控制驱动电机的速度在1-5km/h内任意设定行驶速度。

在上述技术方案中，所述第二驱动支撑腿的一侧上设有轨距传感器，所述轨距测量传感器为接触式轨距测量传感器，测量精度为0.1mm。

在上述技术方案中，所述锂电池用于为巡检车及轨距传感器供电，输出电压为48v，容量40ah，以保证巡检车连续工作6-8小时。

在上述技术方案中，所述支撑箱的前部设有前方照明灯，所述支撑箱的两侧对称设有侧方照明灯。

在上述技术方案中，所述支撑箱的一侧设有一手推杆，所述手推杆的底端与支撑箱连接，所述手推杆的顶端安装有一放置平台。

在上述技术方案中，所述放置平台内可放置14寸平板电脑。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.本实用新型的巡检车的上设有驱动轮和随动轮，在伺服电机的驱动下，控制巡检车的所有轮同步运行，并且可以控制巡检车在轨道上以1-5km/h匀速行进，保证了巡检车行驶的稳定性，减少巡检车在测量过程中的振动。

2.在巡检车的支撑腿上分别设置了可旋转的4个顶轮，4个顶轮有效防止小车在行进过程中偏离轨道，保证巡检车完全贴合轨面行进，提高巡检车行驶的稳定性。

3.本实用新型的巡检车的驱动电机上设有转速编码器以同步采集里程数据，里程测量精度高。

附图说明

图1是本实用新型的自移动式轨道交通三维扫描系统的立体结构图；

图2是本实用新型的自移动式轨道交通三维扫描系统的俯视图；

图3是本实用新型的自移动式轨道交通三维扫描系统的主视图；

图4是本实用新型的自移动式轨道交通三维扫描系统的侧视图；

图中：

1、第一驱动支撑腿2、工作平台3、操作面板

4、第二驱动支撑腿5、第二顶轮6、轨距传感器

7、手推杆8、扫描仪支架9、电源稳压器

10、第一驱动轮11、第一随动轮12、第一顶轮

13、电池盒14、第一随动支撑腿15、第二随动支撑腿

16、第二随动轮17、第二驱动轮18、放置平台

19、支撑箱20、第二电机盒21、第二安装盒

22、第一电机盒23、第一安装盒

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，决不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，定义巡检车的水平方向为车辆的x轴方向，巡检车的竖直的前后方向为车辆的y轴方向。

如图所示，本实用新型的自移动式轨道交通巡检车，包括车架、安装所述车架上的用于驱动车架移动的行走机构；

所述车架包括支撑箱19和水平安装在支撑箱19上的工作平台2；

所述行走机构包括对称设置在支撑箱19左右两侧的两组驱动组件，每组所述驱动组件包括驱动支撑腿、随动支撑腿、安装在驱动支撑腿上的驱动电机、受驱动的驱动轮和受驱动的随动轮，所述驱动支撑腿位于所述巡检车的前侧，所述随动支撑腿位于所述巡检车的后侧(即沿y轴方向的后侧)，所述驱动支撑腿的一端与支撑箱19可拆卸地连接，所述驱动支撑腿的下方设有连接板，且在该连接板的下方设有电机盒，所述驱动电机安装在所述电机盒内，且该驱动电机的输出轴穿过电机盒与驱动轮连接，所述驱动轮设置在驱动支撑腿的外侧，所述随动支撑腿的一端与支撑箱19可拆卸地连接，所述随动支撑腿的外侧底部设有安装盒，且在该安装盒内安装有转轴，所述转轴穿过安装盒与随动轮连接，所述随动轮设置在随动支撑腿的外侧，所述电机盒靠近驱动轮的一侧上以及安装盒靠近随动轮的一侧上均设有可旋转的顶轮以用于在巡检车行驶中分别顶住轨道的内侧，当驱动电机运行时，驱动轮转动带动随动轮同步转动以使行走机构在轨道上移动。

进一步地说，两组所述驱动组件包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件位于所述支撑箱19在x轴方向的左侧，所述第二驱动组件位于所述支撑箱19在x轴方向的右侧，所述第一驱动组件包括第一驱动支撑腿1、第一随动支撑腿14、安装在第一驱动支撑腿1上的第一驱动电机、受驱动的第一驱动轮10和受驱动的第一随动轮11，所述第一驱动支撑腿1的一端与支撑箱19可拆卸地连接，另一端通过第一驱动电机与第一驱动轮10连接，所述第一驱动支撑腿1的底部通过连接板安装有第一电机盒22，所述第一驱动电机安装在第一电机盒22内，且该第一驱动电机的输出轴穿过第一电机盒22与第一驱动轮10连接，所述第一驱动轮10设置在所述第一驱动支撑腿1的外侧，所述第一随动支撑腿14的一端与支撑箱19可拆卸地连接，所述第一随动支撑腿14的外侧底部设有第一安装盒23，且在该第一安装盒23内安装有转轴，所述转轴穿过第一安装盒23与第一随动轮11连接，以使该第一随动轮11设置在第一随动支撑腿14的外侧。

所述第二驱动组件包括第二驱动支撑腿4、第二随动支撑腿15、安装在第二驱动支撑腿4上的第二驱动电机、受驱动的第二驱动轮17和受驱动的第二随动轮16，所述第二驱动支撑腿4的一端与支撑箱19可拆卸地连接，另一端通过第二驱动电机与第二驱动轮17连接，所述第二驱动支撑腿4的底部通过连接板安装有第二电机盒20，所述第二驱动电机安装在第二电机盒20内，且该第二驱动电机的输出轴穿过第二电机盒20与第二驱动轮17连接，所述第二驱动轮17设置在所述第二驱动支撑腿4的外侧，所述第二随动支撑腿15的一端与支撑箱19可拆卸地连接，所述第二从随动支撑腿的外侧底部设有第二安装盒21，且在该第二安装盒21内安装有转轴，所述转轴穿过第二安装盒21与第二随动轮16连接，以使该第二随动轮16设置在第二随动支撑腿15的外侧。

进一步地说，所述第一驱动支撑腿1、第二驱动支撑腿4设置在支撑箱19的前部两侧，第一随动支撑腿14、第二随动支撑腿15设置在支撑箱19的后部两侧。

进一步地说，所述第一驱动电机、第二驱动电机采用低压大扭矩闭环伺服电机，能够对电机起步和刹车设置斜坡时间，确保起步和刹车过程的平稳；当巡检车正常行进过程中，采用双闭环控制，在每个驱动电机上安装转速编码器，所述转速编码器用于检测巡检车的行走距离与速度，通过电枢相位和电机输出轴转速进行实时监测，并与设定行驶速度进行比较，实时调整伺服电机的当前转速，以确保行驶速度的恒定、平稳。

进一步地说，在所述支撑箱19的y轴方向上，第一驱动轮10及第二驱动轮17为前轮，第一随动轮11和第二随动轮16为后轮的前驱式设计，有效避免前后轴同时驱动而造成的转速不同步，有效减少窜动、打滑。

进一步地说，所述第二电机盒20靠近第二驱动轮17的一侧上以及所述第二安装盒21靠近第二随动轮16的一侧上均设有可旋转的第二顶轮5，所述第一电机盒22靠近第一驱动轮10的一侧上以及第一安装盒23靠近第一随动轮11的一侧上均设有第一顶轮12，所述第二电机盒20上安装有轨距传感器6，两个第一顶轮12和两个第二顶轮5分别通过支杆水平设置在驱动支撑腿及随动支撑腿上，所述第一电机盒上的支杆竖直设置，所述第一顶轮安装在支杆的底部，所述第二电机盒上的支杆竖直设置，所述第二电机盒上的支杆上安装有弹性件，且第二顶轮安装在第二电机盒上的支杆底部，以用于带动所述第二顶轮与轨道弹性接触，以使在巡检车行驶时，第一顶轮固定顶紧轨道的一侧内壁，而第二顶轮可弹性地卡紧轨道的另一侧内壁，对横向轨道间距的变化进行实时补偿，确保巡检车在行驶时驱动轮及随动轮始终压紧在检测的轨道上，有效防止巡检车在行进过程中偏离轨道以使小车完全贴合轨面行进，避免出现脱轨、卡轨的发生。

进一步地说，所述驱动轮和随动轮采用绝缘材料，以保证巡检车与轨道的绝缘性，所述第一顶轮及第二顶轮采用陶瓷轮。

进一步地说，所述支撑箱19的后部安装有电池盒13，所述电池盒13内设有用于供电的蓄电池。

进一步地说，所述工作平台2的中间设有用于安装扫描仪的扫描仪支架8；所述工作平台2上设有电源稳压器9和操作面板3，所述电源稳压器9、操作面板3与蓄电池电连接，所述操作面板3上设有急停按钮以用于防止巡检车失控。

进一步地说，所述支撑箱19内设有用于控制驱动电机运行的工控机，所述工控机与电源稳压器9、蓄电池电连接，工控机控制巡检车的在轨道上前进、停止、后退行驶及调速，可以控制驱动电机的速度在1-5km/h内任意设定行驶速度。

进一步地说，所述第二驱动支撑腿4的一侧上设有轨距传感器6，所述轨距测量传感器为接触式轨距测量传感器，测量精度为0.1mm。

进一步地说，所述锂电池用于为巡检车、轨距传感器6供电，输出电压为48v，容量40ah，以保证巡检车连续工作6-8小时。

实施例2

在实施例1的基础上，所述支撑箱19的前部设有前方照明灯，所述支撑箱19的两侧对称设有侧方照明灯。

进一步地说，所述支撑箱19的一侧设有一手推杆7，所述手推杆7的底端与支撑箱19连接，所述手推杆7的顶端安装有一放置平台18。

进一步地说，所述放置平台18内可放置14寸平板电脑，所述工控机内设有通讯模块，所述通讯模块与外部的平板电脑连接以用于远程控制所述巡检车的运行。

实施例3

在实施例2的基础上，所述支撑箱19的前部设有位移传感器(通过激光测距的原理来感应前方障碍物)，在前方有障碍物的情况下，可以向巡检车发送信号通过平板电脑向工控机发送信号而使巡检车制动以确保安全。

进一步地说，所述车架内部中心设有双轴倾角传感器，用于获取工作平台2的倾角，且所述获取频率达到100hz，所述双轴倾角传感器与蓄电池电连接。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的等同变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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