一种轨道智能养护机器人的制作方法

本发明属于轨道养护
技术领域：
，具体涉及一种轨道智能养护机器人。
背景技术：
：轨道养护trackmaintenance为保证轨道状态良好，使列车按规定速度安全、平稳、不间断运行而进行的各项轨道养护作业。也称养路。它包括恢复轨道各组成部件性能的轨道更新、修理，预防和消除轨道在列车动力作用及其他影响下所产生的变形、病害等的经常维修工作。为保证行车安全及轨道各部件处于良好状态，延长轨道各部件的使用寿命，避免轨道设备因长期失修而造成的经济损失，保证轨道状态良好。对于轨道的线路维修，以保持轨道几何形位和轨面平顺为主，通过起道、捣固、改道、拨道等作业，使轨距、水平、方向、高低等达到维修标准的良好状态；保养轨道各组成部分，包括更换个别伤损和磨耗逾限的部件。维修工作还包括巡查线路和检测轨道状态。然而，现有的轨道线路维修，功能单一，一项维护只能通过一种设备进行，维护效率低。技术实现要素：为此，本发明提供一种轨道智能养护机器人，以解决现有轨道养护效率低的问题。为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种轨道智能养护机器人，包括：控制器、行走单元、检测单元、监视单元、养护单元和远程控制单元；所述控制器内设处理器，所述控制器与远程控制单元通信连接；所述行走单元包括：底架，所述底架底面两侧间隔设置有行走轮，所述底架通过行走轮架设于两平行铺设的轨道上；驱动组件，架设于底架底面中部，所述驱动组件驱动行走轮带动底架沿轨道行进；电动机，架设于底架上，所述驱动组件的输入端与电动机的输出端连接，所述电动机的输入端与控制器的输出端通信连接；电源，架设于底架上，所述控制器的输入端与电源电性连接；所述检测单元包括：两三维扫描仪，两所述三维扫描仪分别架设于对应行进方向前端的底架宽度方向两端，两所述三维扫描仪的扫描端分别朝向轨道，形成对轨道的几何形位扫描，所述三维扫描仪与控制器通信连接，形成扫描数据的传输和控制指令的接收；所述监视单元包括：监视器，架设于对应行进方向前端的底架宽度方向中部，所述监视器与控制器通信连接，形成影像数据的传输；所述养护单元包括：横梁，所述横梁设置于对应行进方向后端的底架长度方向外侧，所述横梁长度方向两侧面分别沿横梁长度方向开设滑槽，所述横梁上表面设置有滑块，所述滑块两端滑动嵌设于滑槽，所述横梁长度方向一端设置驱动电机，所述驱动电机输入端与控制器通信连接，所述驱动电机的输出端与滑块连接，驱动电机驱动滑块沿横梁长度方向滑移；机械臂，架设于所述滑块上，所述机械臂的输入端与控制器通信连接；养护件，所述养护件可拆卸地装设于机械臂的端头部位，所述养护件包括抓取件、钻取件、切割件、起道件和捣固件，所述机械臂的端头部位设置有分别与所述抓取件、钻取件、切割件、起道件和捣固件相对应的端头接口，所述抓取件、钻取件、切割件、起道件或捣固件通过端口插头与对应的端头接口通信连接，形成抓取件、钻取件、切割件、起道件或捣固件在机械臂的端头部位上的装设。进一步地，所述驱动组件包括依次连接的变速器、离合器和差速器，所述变速器的输入端与电动机连接，所述差速器的输出端与行走轮连接；所述电源为锂电池或蓄电池。进一步地，所述检测单元还包括两激光定位器，所述激光定位器的定位端朝向轨道外侧面，所述激光定位器的输入端与控制器通信连接，一个激光定位器和一个三维扫描仪联动。进一步地，所述监视器通过一监测支架架设于底架上表面上方，所述监视器旋转架设于监测支架上。进一步地，位于电源、监视器以及控制器外侧的底架上表面装设有清洗罐，所述清洗罐内装清洗液、清水或药液，所述清洗罐的输出端连接有清洗管，所述清洗管远离清洗罐一端延伸至机械臂端头部位，所述清洗管上依次设置有分别与控制器通信连接的清洗泵和清洗阀。进一步地，所述机械臂为4自由度机械臂；所述控制器内设置有与处理器通信连接的接口识别模块，形成对接入端头接口的端口插头的识别；所述养护件与机械臂的端头部位之间为磁吸式连接；所述横梁底面通过支撑轮架设于轨道上。进一步地，所述底架上表面架设有与控制器通信连接的红外热成像仪，形成对施工人员的体温检测以及体温检测数据的传输，所述控制器内设置有与处理器通信连接的温度数据存储库。进一步地，所述监视器内置与控制器通信连接的ai人脸识别模块，形成对施工人员的人脸图像的抓取和人脸数据的传输，所述控制器内设有分别与处理器通信连接的施工人员数据库和报警模块；所述处理器内设人脸比对模块，形成对人脸数据的比对。进一步地，所述控制器与远程控制单元通过5g或wifi形成无线通信连接；所述远程控制单元与监视器之间通过wifi形成无线通信连接；所述远程控制单元装设于手机、平板电脑或pc内，所述远程控制单元内装地图构建模块。本发明具有如下优点：所述轨道智能养护机器人，集成了轨道检测、施工现场监测和轨道养护，功能强大，减少作业班组和施工人员；检测单元内三维扫描仪对轨道进行轨道几何参数视频检测和控制器对监测数据的自动分析，通过数据分析结果，控制器操控机械臂定位，并可在10秒内在线自动更换功能装置(可以实现打磨抓取，钻取，切割，起道，捣固。作业过程可以实施消防灭火和喷洒药物等功能)，施工精度高，减少误判率，降低维护成本。监视单元的设计，使得所述轨道智能养护机器人还可以替代安防人员对整个施工情况做全程实时监测：对作业施工人员人脸识别、人体体温识别、异常体温识别、口罩佩戴识别、不规范穿戴警告、警示提醒播报等工作职责。对作业前的上线设备进行记录，下线回收识别和拍照等功能；行走单元配合控制器的设计，可在在规划区域内进行铁路线上和施工车间内24小时不间断巡逻监控。远程控制单元采用综合轨检大数据5g控制平台，通过5g技术与控制器进行通讯，获得养护机器人的状态(位置)，实现远程操控行驶的速度、方向，根据检测单元内三维扫描仪检测数据识别病害的位置，自动根据标准廓形进行对比，分析打磨的深度和角度(通过iroman-profile1.0软件实现)；机械臂除了可以用于钢轨打磨以外，机械臂的端头部位设置对应不同装置的端头接口，通过控制器内的接口识别模块自动识别接入相应端头接口的不同装置(抓取件、钻取件、切割件、起道件和捣固件)，10秒内可在线自动更换功能装置，可以分别实现抓取，钻取，切割，起道，捣固等功能。通过监视器来维护现场作业情况。激光雷达构建地图，根据线路设计图的轨道几何参数以及限界参数定位并自动识别障碍；超限部分实时报警；(通过krabandroid10.0软件实现)远程控制单元为app，装设于手机、平板电脑或pc内，为安卓系统软件，内装地图构建模块(krabandroid10.0)，从而实现操控养护机器人构建地图与实时导航等功能。远程控制单元用于控制轨道智能养护机器人的移动、位置设定、导航目标及路径显示。所述远程控制单元通过wifi与监视器无线通信连接，完成wifi视频监测及控制功能，完成app建地图和自主导航功能。附图说明为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。图1为本发明实施例1提供的一种轨道智能养护机器人的结构示意图；图2为本发明实施例1提供的一种轨道智能养护机器人的控制关系示意图；图中：100、控制器，101，处理器，102，接口识别模块，103、温度数据存储库，104、施工人员数据库，105、报警模块，106、人脸比对模块；200、行走单元，201、底架，202、行走轮，203、驱动组件，204、电动机，205、电源，206、清洗罐，207、清洗泵，208、清洗阀，209、红外热成像仪；300、检测单元，301、三维扫描仪，302、激光定位器；400、监视单元，401、监视器，402、监测支架，403、ai人脸识别模块；500、养护单元，501、横梁，502、滑槽，503、滑块，504、驱动电机，505、机械臂、506、端头部位，507、养护件；600、远程控制单元，601、地图构件模块。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。其中，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。实施例1参见图1～2，本发明所提供的一种轨道智能养护机器人，包括：控制器100、行走单元200、检测单元300、监视单元400、养护单元500和远程控制单元600；所述控制器100内设处理器101，所述控制器100与远程控制单元600通信连接；所述行走单元200包括：底架201，所述底架201底面两侧间隔设置有行走轮202，所述底架201通过行走轮202架设于两平行铺设的轨道(未图示)上；驱动组件203，架设于底架201底面中部，所述驱动组件203驱动行走轮202带动底架201沿轨道行进；电动机204，架设于底架201上，所述驱动组件203的输入端与电动机204的输出端连接，所述电动机204的输入端与控制器100的输出端通信连接；电源205，架设于底架201上，所述控制器100的输入端与电源205电性连接；所述检测单元300包括：两三维扫描仪301，两所述三维扫描仪301分别架设于对应行进方向前端的底架201宽度方向两端，两所述三维扫描仪301的扫描端分别朝向轨道，形成对轨道的几何形位扫描，所述三维扫描仪301与控制器100通信连接，形成扫描数据的传输和控制指令的接收；所述监视单元400包括：监视器401，架设于对应行进方向前端的底架201宽度方向中部，所述监视器401与控制器100通信连接，形成影像数据的传输；所述养护单元500包括：横梁501，所述横梁501设置于对应行进方向后端的底架201长度方向外侧，所述横梁501长度方向两侧面分别沿横梁501长度方向开设滑槽502，所述横梁501上表面设置有滑块503，所述滑块503两端滑动嵌设于滑槽502，所述横梁501长度方向一端设置驱动电机504，所述驱动电机504输入端与控制器100通信连接，所述驱动电机504的输出端与滑块503连接，驱动电机504驱动滑块503沿横梁501长度方向滑移；机械臂505，架设于所述滑块503上，所述机械臂505的输入端与控制器100通信连接；养护件507，所述养护件507可拆卸地装设于机械臂505的端头部位506，所述养护件507包括抓取件(未图示)、钻取件(未图示)、切割件(未图示)、起道件(未图示)和捣固件(未图示)，所述机械臂505的端头部位506设置有分别与所述抓取件、钻取件、切割件、起道件和捣固件相对应的端头接口(未图示)，所述抓取件、钻取件、切割件、起道件或捣固件通过端口插头与对应的端头接口通信连接，形成抓取件、钻取件、切割件、起道件或捣固件在机械臂505的端头部位506上的装设。进一步地，所述驱动组件203包括依次连接的变速器(未图示)、离合器(未图示)和差速器(未图示)，所述变速器的输入端与电动机204连接，所述差速器的输出端与行走轮202连接；所述电源205为锂电池或蓄电池。进一步地，所述检测单元300还包括两激光定位器302，所述激光定位器302的定位端朝向轨道外侧面，所述激光定位器302的输入端与控制器100通信连接，一个激光定位器302和一个三维扫描仪301联动。激光定位器302的设计，可与三维扫描仪301联动，帮助三维扫描仪301精准定位，提升扫描精度。进一步地，所述监视器401通过一监测支架402架设于底架201上表面上方，所述监视器401旋转架设于监测支架402上。进一步地，位于电源205、监视器401以及控制器100外侧的底架201上表面装设有清洗罐206，所述清洗罐206内装清洗液、清水或药液，所述清洗罐206的输出端连接有清洗管(未图示)，所述清洗管远离清洗罐206一端延伸至机械臂505端头部位506，所述清洗管上依次设置有分别与控制器100通信连接的清洗泵207和清洗阀208。清洗罐206的设计，可对施工现场喷洒清洗机、药液或清水，进行消毒、清洗消防处理，提升施工环境安全性。进一步地，所述机械臂505为4自由度机械臂；所述控制器100内设置有与处理器101通信连接的接口识别模块102，形成对接入端头接口的端口插头的识别；所述养护件507与机械臂505的端头部位之间为磁吸式连接；所述横梁501底面通过支撑轮(未图示)架设于轨道上。机械臂505除了可以用于钢轨打磨以外，机械臂的端头部位设置对应不同装置的端头接口，通过控制器内的接口识别模块自动识别接入相应端头接口的不同装置(抓取件、钻取件、切割件、起道件和捣固件)，10秒内可在线自动更换功能装置，可以分别实现抓取，钻取，切割，起道，捣固等功能。从而实现在一台机器人上实现多种养护功能的整合。进一步地，所述控制器100与远程控制单元600通过5g或wifi形成无线通信连接；所述远程控制单元600与监视器401之间通过wifi形成无线通信连接；所述远程控制单元600装设于手机、平板电脑或pc内，所述远程控制单元600内装地图构建模块601。其中，所述地图构建模块601采用krabandroid10.0软件，所述krabandroid10.0软件配合激光雷达构建地图，从而实现操控养护机器人构建地图与实时导航等功能。远程控制单元用于控制轨道智能养护机器人的移动、位置设定、导航目标及路径显示，同时，可根据线路设计图的轨道几何参数以及限界参数定位并自动识别障碍；超限部分实时报警。本发明所提供的一种轨道智能养护机器人的使用方式如下：使用时，远程控制单元600向控制器100发送指令，启动控制器100，控制器100启动驱动组件203驱动行走轮202带动底架201沿轨道行进，底架201行进过程中，三维扫描仪301扫描轨道，得到并生成轨道的形貌扫描检测数据，三维扫描仪301将得到的形貌扫描检测数据上传至控制器100，控制器100内处理器101对上传的形貌扫描检测数据进行分析，得出轨道需要何种养护(例如抓取、钻取、切割、起道或捣固)的分析结果传输至机械臂505，根据分析结果，在机械臂505的端头部位506装设相应的抓取件、钻取件、切割件、起道件或捣固件，对轨道进行相应的养护，实现所述轨道养护机器人在行进过程中对轨道的前端检测、后端养护的配合。三维扫描仪301的采用，可避免对轨道表面的接触，检测速度快、精度高、多视角全自动拼接；轨道几何参数3d检测摄像头，非接触式白光扫描；三位扫描仪301配合激光检测仪采集轨道的几何参数，波磨，廓形，鱼鳞伤损等相关参数。所述三维扫描仪301(3dscan)能在5秒内获取到百万个非常规则的扫描点数据；测量精度可达0.008～0.05mm；采用标记点自动拼接技术，多个视角的数据的全自动拼接让拼接精度很高；解析度高、景深大，高密度的点云资料，物体的精细部位可以清晰表述，景深范围为300-500mm；支持asc、iges、stl、obj和dxf等数据格式，能够与pro/e、ug,imageware、geomagic和autocad等多种设计软件接口。所述三维扫描仪301(3dscan)型号及技术规格如下表所示：产品型号3dscan扫描方式非接触式面扫描单幅扫描范围(mm2)不限制最大测量范围(mm3)不限制测量精度(mm)0.001～0.05单幅扫描点数(像素)2620,000单面扫描速度＜5s平均点距(mm)0.15～0.3输出文件格式asc,iges,stl,vrml,dxf等拼接方式标记点全自动拼接,智能融合为单层点云操作系统xp、win7、win8或win10所述地图构件模块601软件可以导出qti和std报告，波形图和excel统计表，自动绘制路线图，缺陷位置在百度地图上显示。采用专用无线蓝牙连接，安卓采集系统。可在在规划区域内进行铁路线上和施工车间内24小时不间断巡逻监控。机器人可在指定区域内，按照设定路线和速度，做到24小时不间断巡逻。在巡逻过程中保持高度警备，发现异常时能及时上报。机器人可兼具空旷户外空间和复杂室内空间巡逻。可远程自主巡逻，遇紧急状况时也可远程操作；此外，所述底架201上还可挂载其他检测设备对轨道实现不同目的(例如轨道几何，道岔几何，尖轨降低值，辙岔心轨降低值，廓形垂磨，波磨，扣件检测，高速摄像系统，涡流探伤，限界检测，接触网检测)的检测，该其他检测设备分别与控制器100通信连接。实施例2所述底架201上表面架设有与控制器100通信连接的红外热成像仪209，形成对施工人员的体温检测以及体温检测数据的传输，所述控制器100内设置有与处理器101通信连接的温度数据存储库103。轨道智能养护机器人通过监测单元400和红外热成像仪209对整个施工情况做全程实时监测。其中，所述红外热成像仪209采用海曼热成像仪和红外迈来芯mlx90614-dc非接触式红外热传感器相配合。搭载高精度红外热成像仪209和温度数据存储库103，可迅速识别人体和轨道，监测体温和温度。对轨道线路施工人员，和施工人数较多的场合进行体温快速排查，一旦发现发热人员，立即触发报警，并通知相关人员对异常人员进行医学复查。进一步地，可搭载对轨道进行温度检测的热敏传感器，可以尽快识别钢轨的应力和温度变化，自动通知施工人员进行钢轨应力放散的处理。其余同实施例1。实施例2所述监视器401内置与控制器100通信连接的ai人脸识别模块403，形成对施工人员的人脸图像的抓取和人脸数据的传输，所述控制器100内设有分别与处理器101通信连接的施工人员数据库104和报警模块105；所述处理器101内设人脸比对模块106，形成对人脸数据的比对。具有ai人脸识别和/或ai人体识别功能。可主动对出现在监控画面内的人体进行识别和人脸识别，并同时进行人脸数据抓取和记录。其中，ai人脸识别和ai人体识别为现有技术。机器人自带的人脸比对系统，可以实时比对施工人员数据库，一旦发现外埠未上报人员，则触发报警至管理平台，并报警联动，可做到远距离、快速、无接触式重点人员布控预警。机器人可做到特定行为识别，在工作时，当发现施工人员有未按规定穿戴防护用具时，机器人则立刻进行语音警告，并把警告信息实时上传至后台。可对机器人播放音频进行设置管理，选择防疫宣讲音频文件传输至机器人后台，在机器人进行常规巡逻任务时进行播放。远程对话：施工人员与安全管理人员进行远程对话，进行远程引导，工作协调联动。ai人体识别功能对施工人员的作业行为规范，打斗，吸烟、打电话等行为进行识别并按照需要进行警示及制止。机器人自带物体识别系统(krabandroid10.0软件)。可识别扣件缺失，钢轨断裂，剥离掉块和鱼鳞伤损，并进行数据库比对。一旦发现异常，机器人实时上传异常信息预警信息，并同时在现场开启警告语音程序。提醒作业人员是否做维护处理。其余同实施例1。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页1 2 3 

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除