一种用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说，涉及一种用于轨道车辆车底检修系统的导航驱动系统以及轨道车辆车底检修系统。

背景技术：

随着国家轨道交通行业的大力发展，高铁、动车组、地铁等轨道车辆的运行安全越来越受到关注，而轨道车辆的日常检修作业是保障轨道车辆运行安全和稳定的关键前提。由于目前现有轨道车辆人工检修作业存在工作效率低下、检修质量等各种问题，为了能更高效、更可靠地保障动车组等轨道车辆的运行安全和稳定，使用智能检修设备辅助或替代人工检修作业是一种必然的趋势。而轨道车辆车底巡检设备在进行检修作业时，由于被检修车辆进入检修轨道停车的位置是随机的，导致检修目标点位置无法固定。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统，所述导航驱动系统包括：

触发定位装置，其用于定位待检测轨道车辆中待检测目标点的位置，并生成减速信号和停车制动信号；

停车定位装置，其与所述触发定位装置连接，用于根据所述减速信号对巡检系统进行减速，并根据所述停车制动信号对所述巡检系统进行停车制动，以使得所述巡检系统定位停车在所述待检测目标点。

根据本发明的一个实施例，所述触发定位装置包括：

测距传感器，其用于检测自身与所述待检测轨道车辆的车底两侧和中间各零部件的距离信息；

第一控制器，其与所述测距传感器连接，用于根据所述距离信息生成所述减速信号或停车制动信号。

根据本发明的一个实施例，所述测距传感器包括轮对测距传感器和轮轴测距传感器，其中，

所述轮对测距传感器用于检测自身与所述待检测轨道车辆的车底两侧的零部件的距离信息，得到第一距离信息；

所述轮轴测距传感器用于检测自身与所述待检测轨道车辆的车底中间的零部件的距离信息，得到第二距离信息。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器配置为基于导航驱动系统当前运动距离、车辆头端位置、车型信息、轮对测距传感器和轮轴测距传感器安装标定距离，根据所述第一距离信息和第二距离信息判断是否检测到轮对或轮轴。

根据本发明的一个实施例，如果检测到轮对，所述第一控制器则配置为生成减速信号；

如果检测到轮轴，所述第一控制器则配置为生成停车制动信号。

根据本发明的一个实施例，所述齿轮齿条定位装置包括：

伺服驱动器和与所述伺服驱动器连接的伺服电机集成，其中，所述伺服驱动器与所述第一控制器连接，用于根据所接收到的所述减速信号或停车制动信号控制所述伺服电机集成的运行状态；

传动齿轮和齿条，其中，所述传动齿轮与所述伺服电机集成连接并与安装在运行轨道上的所述齿条相啮合；

所述伺服电机集成通过驱动所述传动齿轮转动而带动巡检系统沿着齿条方向运动。

根据本发明的一个实施例，当接收到所述停车制动信号时，所述伺服驱动器配置为根据所确定出的所述待检测目标点的位置与所述巡检系统上车底检修装置的安装位置的绝对距离确定所述绝对距离所对应的齿条齿数，根据所述齿条齿数确定所述传送齿轮的转动量。

根据本发明的一个实施例，所述伺服电机集成包括伺服电机、减速器和编码器。

根据本发明的一个实施例，所述伺服驱动器与所述编码器和伺服电机连接，其用于根据所述编码器所反馈的巡检系统的运行距离对所述伺服电机的转速进行调节，实现闭环控制。

本发明还提供了一种轨道车辆车底巡检系统，所述巡检系统包括：

巡检设备，其用于对轨道车辆车底进行检修；

导航驱动系统，其用于搭载所述巡检设备以将所述巡检设备运送至待检测目标点，其中，所述导航驱动系统包括如上任一项所述的导航驱动系统。

本发明所提供的用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统通过双重定位的方式来将检测设备精确、稳定地停在待检测目标的位置。该系统利用触发定位装置来定位随机停放的检修目标点位置，并适时触发减速和停车制动信号，停车定位装置则会分别响应上述减速信号和停车制动信号，最终将巡检设备一次性、精确地停在检修目标点位置。

通过双重定位的有机衔接，本系统能够使得轨道车辆车底巡检系统不再受到轨道车辆停靠位置的约束，而是能够自动、准确地确定出待检测目标的位置。同时，本系统还能够实现在不同检修目标点之间的高速运行，从而有效提高轨道车辆车底的检修效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的导航驱动系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的轨道车辆车底巡检系统的装配示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的车底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

轨道车辆车底巡检设备在进行检修作业时，由于被检修车辆进入检修轨道停车的位置是随机的，这样也就导致检修目标点位置无法固定。同时，检修规程限定了作业时间，因此巡检设备也就需要在不同检修目标点之间需较高速度运行。本发明所提供的用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统则可以实现在检修目标位置随机的情况下，使得巡检设备能够在较高速度运行的过程中，一次性精确停到检修目标点位置，并保证停车的定位精度。

图1示出了本实施例所提供的用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统的结构示意图，图2示出了本实施例所提供的应用了上述导航驱动系统的轨道车辆车底巡检系统的装配示意图。其中，轨道车辆巡检系统还包括用于对轨道车辆车底进行检修巡检设备。导航驱动系统用于搭载上述巡检设备以将所述巡检设备运送至待检测目标点。

以下结合图1和图2来做进一步的说明。

如图1所示，本实施例所提供的用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统优选地包括触发定位装置100以及停车定位装置200。其中，触发定位装置100用于定位待检测轨道车辆中待检测目标点的位置，并生成减速信号和停车制动信号。

停车定位装置200与触发定位装置100连接，其能够根据触发定位装置100所传输来的减速信号对巡检系统进行减速，并根据触发定位装置100所传输来的停车制动信号对巡检系统进行停车制动，以使得巡检系统定位停车在待检测目标点。

本实施例中，触发定位装置100与停车定位装置200形成了双重定位模式。其中，触发定位装置100通过对待检测轨道车辆中待检测目标点的位置进行定位，可以确定随机停放的目标检修位置，并适时地生成减速信号以及停车制动信号。而停车定位装置200则能够在接收到触发定位装置100所传输来的减速信号或是停车制动信号后，控制导航驱动系统进入减速运行模式或是停车制动模式，从而使得巡检系统中的巡检设备能够一次性精确地停在检修目标地位置，并且还能够保证停车定位精度。

如图1所示，本实施例中，触发定位装置100优选地包括测距传感器和第一控制器105。测距传感器能够检测自身与待检测轨道车辆的车底两侧和中间各零部件的距离信息。第一控制器105与测距传感器连接，其能够根据测距传感器所传输来的距离信息生成减速信号或是停车制动信号。

其中，为了实现对随机停放的目标检修位置(即待检测目标点的位置)进行准确识别，本实施例中，上述预测传感器优选地通过对比识别对比识别目标检修位置处具有特殊特征的零部件，以定位检修目标点位置。本实施例中，通过实物考察发现轮对及轮轴具有特殊性，因此如图1所示，上述测距传感器优选地包括轮对测距传感器103和轮轴测距传感器104。

如图2所示，本实施例中，测距传感器优选地包含两个轮对测距传感器103，这两个轮对测距传感器103安装在导航驱动系统的前端顶部两侧。这两个轮对测距传感器103其能够在导航驱动系统快速运行的过程中实时采集自身与待检测车辆的车底两侧零部件(例如轮对101)的距离信息，从而得到第一距离信息。

同样的，为了保证检测结果的准确性和可靠性，本实施例中，测距传感器优选地也包含两个轮轴测距传感器104，这两个轮轴测距传感器104优选地安装在导航驱动系统的前端顶部中间位置。这两个轮轴测距传感器104其能够在导航驱动系统快速运行的过程中实时采集自身与待检测车辆的车底中间的零部件(例如轮轴102)的距离信息，从而得到第二距离信息。

当然，在本发明的其他实施例中，测距传感器所包含的轮对测距传感器和/或轮轴测距传感器的数量还可以为其他合理数据，本发明并不对此进行限定。

本实施例中，测距传感器优选地将采集到的距离信息(例如第一距离信息和第二距离信息)以模拟量信号的形式通过硬连接线传输至第一控制器105。当然，在本发明的其他实施例中，测距传感器与第一控制器105之间的信号传输形式还可以为其他合理行驶，本发明不限于此。例如，在本发明的一个实施例中，测距传感器还可以通过以太网或者无线通信网络来与第一控制器105进行数据通信。

本实施例中，第一控制器105优选的设置在导航驱动系统的控制箱中，其能够根据测距传感器所传输来的距离信号来相应地生成减速信号或是停车制动信号。具体地，第一控制器105优选地基于导航驱动系统当前运动距离、车辆头端位置、车型信息、轮对测距传感器和轮轴测距传感器安装标定距离，根据所接收到的第一距离信息和第二距离信息来判断是否检测到轮对或轮轴。

例如，第一控制器105可以结合车底巡检设备当前运行距离、车辆头端位置等信息并通过预设算法对数据进行处理，同时与该车型信息、轮对和轮轴测距传感器安装标定距离进行对比。若被检测零部件在车辆位置信息、距离特征信息符合轮对、轮轴条件，则判断被检测对象为检修目标点位置的轮对和轮轴。

由于轮对和轮轴的位置前后差距，在巡检系统运行过程中会先识别到轮对，再识别到轮轴，因此本实施例中，当识别到轮对时，第一控制器105则优选地会生成减速信号并将该减速信号传输至与之连接的停车定位装置200，从而控制巡检系统开始减速运行；当识别到轮对时，第一控制器105则优选地会生成停车制动信号并将该停车制动信号传输至停车定位装置200，从而控制巡检系统进入停车制动模式。

本实施例中，停车定位装置200优选地为齿轮齿条定位装置，这样也就可以通过齿轮与齿条的啮合来使得巡检系统能够一次性地、精确地停在待检测目标点的位置。

具体地，如图1和图2所示，停车定位装置200优选地包括：伺服驱动器201、伺服电机集成202、传动齿轮203以及齿条204。伺服驱动器201与第一控制器105和伺服电机集成202连接，其能够根据所接收到的减速信号或是停车制动信号来控制伺服电机集成202的运行状态，从而实现巡检系统的减速或是制动。

传动齿轮203与伺服电机集成202连接并与安装在运行轨道上的齿条204相啮合。这样伺服电机集成202也就可以通过驱动传动齿轮203转动而带动巡检系统沿着齿条204方向运动。

如图2所示，本实施例中，伺服驱动器201与伺服电机集成202采用来轴向一体化连接的方式，这样能够有效节省安装所占用的空间。伺服电机集成202优选地包括伺服电机、减速器和编码器。其中，伺服驱动器201与编码器和伺服电机连接，其能够根据编码器所反馈的巡检系统的运行距离对伺服电机的转速进行调节，从而形成稳定可靠的闭环控制。

本实施例中，当接收到减速信号是，伺服驱动器201会控制伺服电机减速转动，从而使得巡检系统能够减速行进。而当接收到停车制动信号时，伺服驱动器201则会根据所确定出的待检测目标点的位置与巡检系统上车底检修装置的安装位置的绝对距离确定绝对距离所对应的齿条齿数，进而根据该齿条齿数确定传送齿轮的转动量，这样也就可以利用齿轮齿条传动的高精度啮合特性来实现巡检系统的精确定位停车。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的用于轨道车辆车底巡检系统的导航驱动系统通过双重定位的方式来将检测设备精确、稳定地停在待检测目标的位置。该系统利用触发定位装置来定位随机停放的检修目标点位置，并适时触发减速和停车制动信号，停车定位装置则会分别响应上述减速信号和停车制动信号，最终将巡检设备一次性、精确地停在检修目标点位置。

通过双重定位的有机衔接，本系统能够使得轨道车辆车底巡检系统不再受到轨道车辆停靠位置的约束，而是能够自动、准确地确定出待检测目标的位置。同时，本系统还能够实现在不同检修目标点之间的高速运行，从而有效提高轨道车辆车底的检修效率。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

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