一种集成化的离缝检测车的制作方法

1.本实用新型属于轨道交通工程检测技术领域，具体涉及一种集成化的离缝检测车。


背景技术：

2.板式无砟轨道的主要病害类型之一是轨道结构的层间离缝。离缝的产生，一方面会影响轨道的平顺性及动力响应，另外，也不可避免地改变了轨道板与支撑层(砂浆层)之间的接触状态及纵向温度力传递特性，影响轨道结构稳定性。
3.鉴于层间离缝在线路中普遍存在，且离缝高度大小不一。在现有条件下，铁路维修工人必须进行现场测量，初步掌握线路上轨道结构层间离缝分布情况后，才能制定维修方案，实现有效治理。
4.由于高速铁路日间全封闭运营，对轨道结构层间离缝的检查主要依靠在夜间维修天窗人工展开，轨道结构层间离缝测量的主要工具为塞尺。这种检查方式存在如下弊端：(1)夜间可视条件差，对轨道结构离缝检查难以做到精细化；(2)人工探査主观性强，由于线路检测范固较大，导致检测效率低；(3)在长距离作业中，人工记录离缝对应的线路里程及轨道板编号可靠性不高，记漏、记错在所难免。为此需要开发轨道板离缝自动化检测设备。
5.目前市面上有少量的轨道板离缝自动化检测车，这些离缝检测车一般整体构造、储存和运输，因此都将控制器外设安装在车架顶部，便于与其他电气设备连接；但这些离缝检测车在使用过程中不便于打包存储和运输，需要占用相对较大的空间，成本也相应地增加，若将车体拆解，外设的控制器易受损，也增加了车体打包的难度。


技术实现要素：

6.本实用新型涉及一种集成化的离缝检测车，至少可解决现有技术的部分缺陷。
7.本实用新型涉及一种集成化的离缝检测车，包括车架和控制器，所述车架的底部设有适于在列车轨道上行走的行走机构，所述车架的至少一个横向端设有用于采集轨道板与支撑层交界处轮廓信息的离缝检测器件，所述车架内形成有收容腔，所述控制器布置于所述收容腔内；所述车架表面设有与所述控制器电连接的接线端子，所述离缝检测器件通过数据线与所述接线端子电连接。
8.作为实施方式之一，所述车架包括第一架体和第二架体，所述第一架体与所述第二架体均为长条形架体，所述第一架体的长度方向垂直于所述行走机构的行走方向，所述第二架体的长度方向平行于所述行走机构的行走方向，所述第一架体与所述第二架体连接构成为t型车架。
9.作为实施方式之一，所述收容腔形成于所述第一架体内。
10.作为实施方式之一，所述第一架体与所述第二架体可拆卸连接。
11.作为实施方式之一，所述第一架体与所述第二架体的长度相同。
12.作为实施方式之一，所述离缝检测器件连接有用于驱动其在检测位与避让位之间
切换的避障驱动机构，所述避障驱动机构包括检测臂和避障驱动单元，所述检测臂包括两个臂杆和两个关节块，两个臂杆平行设置并且每个臂杆的两端分别与两个关节块铰接，从而所述检测臂构成为平衡四连杆机构；其中一个关节块安装于所述车架上，所述检测盒安设于另一关节块上，所述避障驱动单元的输出端与其中一个臂杆铰接。
13.作为实施方式之一，所述检测臂的长度与所述第一架体的长度相同。
14.作为实施方式之一，所述行走机构包括3个行走轮，其中2个行走轮布置于所述第二架体的前后两端，另外1个行走轮布置于所述第一架体的远离所述第二架体的一端。
15.作为实施方式之一，所述行走机构包括多个行走轮，各所述行走轮均配置有用于控制其轮面与轮轴之间电传导通断的绝缘控制单元。
16.作为实施方式之一，所述行走轮包括轮轴和轮毂，所述轮毂包括同轴固定的外环金属毂和内环绝缘毂，所述内环绝缘毂安装于所述轮轴上；所述绝缘控制单元包括金属连接件，所述金属连接件可拆卸安装于所述轮轴上并且外缘与所述外环金属毂接触。
17.本实用新型至少具有如下有益效果：
18.本实用新型将控制器集成于车架内布置，使设备集成度更高，减小检测车拆解后的占用空间，控制器可随车架一般打包、储存和运输，同时能更好地保护控制器，提高其使用寿命。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的离缝检测车的一个视角下的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的离缝检测车的另一视角下的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的检测盒的结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的行走轮的结构示意图。
具体实施方式
24.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1和图2，本实用新型实施例提供一种集成化的离缝检测车，包括车架1和控制器(未图示)，所述车架1的底部设有适于在列车轨道上行走的行走机构，所述车架1的至少一个横向端设有用于采集轨道板与支撑层交界处轮廓信息的离缝检测器件。其中，优选为车架1的两个横向端均设有离缝检测器件，以提高轨道板离缝状况检测的准确性；可以理解地，所谓的横向垂直于车架1行进方向，也即上述车架1在列车轨道上行走时，该车架1的横向即平行于轨道横向。
26.本实施例中，优选地，该离缝检测器件包括激光轮廓传感器202，该激光轮廓传感
器202的激光发射方向平行于水平向，采用激光轮廓传感器202采集层间离缝状态，激光束能深入离缝内部，具有较高的敏感性、分辨率和准确性等特点，同时可以实现可视化，结果直观可靠。上述激光轮廓传感器202优选为安设于一检测盒201上且位于检测盒201的朝向车架1的一侧，车架1在轨道上行走时，该激光轮廓传感器202也即朝向了轨道侧，与轨道板与支撑层交界处水平正对。其中，该激光轮廓传感器202为集成模块；在其中一个实施例中，该激光轮廓传感器202采用基恩士的相应系列激光轮廓传感器202。显然地，上述激光轮廓传感器202优选为与上述控制器电连接或通讯连接，该控制器用于获取并分析该激光轮廓传感器202采集的轮廓数据，判断是否产生离缝。当然，通过上述控制器储存轮廓数据，而通过人工判断是否产生离缝也是可行的方案。
27.在另外的实施例中，上述离缝检测器件包括离缝拍照相机205，所述离缝拍照相机205的摄像头轴线平行于水平向，用于采集轨道板与支撑层交界处的图像信息。同样地，该离缝拍照相机205与上述控制器电连接或通讯连接，该控制器用于获取并分析该离缝拍照相机205采集的图像信息，判断是否产生离缝。当然，通过上述控制器储存图像信息，而通过人工判断是否产生离缝也是可行的方案。
28.在进一步优选的方案中，上述离缝检测器件包括激光轮廓传感器202和离缝拍照相机205，可进一步提高测量结果的准确性，通过激光轮廓传感器202采集的轮廓数据与离缝拍照相机205采集的图像信息结合，能更直观地呈现轨道板离缝状态，便于制定维护方案。对于上述包括检测盒201的情况，所述激光轮廓传感器202以及所述离缝拍照相机205均安设于所述检测盒201上且均位于检测盒201的朝向车架1的一侧。
29.进一步优化上述离缝检测车的结构，如图1，车架1上设有避障驱动机构，上述离缝检测器件与该避障驱动机构连接从而具有水平正对于轨道板与支撑层交界处的检测位以及避开其行进路径上的障碍物的避让位。在其中一个实施例中，如图1，上述避障驱动机构包括检测臂51和避障驱动单元52，检测臂51包括两个臂杆511和两个关节块512，两个臂杆511平行设置并且每个臂杆511的两端分别与两个关节块512铰接，从而检测臂51构成为平衡四连杆机构；其中一个关节块512安装于车架11上，离缝检测器件安设于另一关节块512上，避障驱动单元52的输出端与其中一个臂杆511铰接。以下定义安装于车架11上的关节块512为第一关节块512，定义另一关节块512为第二关节块512；两个臂杆511优选为上下平行布置，定义其中一个臂杆511为第一臂杆511，另一臂杆511为第二臂杆511，第一臂杆511位于第二臂杆511上方。可以理解地，上述各铰接结构的铰接轴轴向均平行于水平向。
30.在可选的实施例中，如图1和图2，上述两个关节块512可采用槽钢式结构，臂杆511的端部伸入至关节块512的槽腔内并与关节块512的槽壁铰接，结构小巧美观，而且关节块512的槽壁可对臂杆511的摆动运动进行导向，可提高检测臂51活动的稳定性和可靠性。
31.通过上述的避障驱动单元52可以带动检测臂51活动，进而带动离缝检测器件升降；在其中一个实施例中，如图1和图2，避障驱动单元52包括直线电缸，直线电缸的壳体铰接在车架11上，该直线电缸的输出端显然与其中一个臂杆511铰接，例如与第一臂杆511铰接，可选地，该直线电缸的壳体铰接安装在上述第一关节块512上。通过上述的避障驱动单元52与平衡四连杆机构式检测臂51配合，可带动离缝检测器件在检测位与避让位之间切换，离缝检测器件在检测位时是水平正对于轨道板与支撑层交界处的，对于两侧设置有侧向挡块的轨道，该侧向挡块以及轨道两侧可能存在的其它障碍物会与离缝检测器件的行进
运动发生干涉，在这种情况下，上述避障驱动单元52与检测臂51配合可使离缝检测器件处于避让位，以避开各障碍。
32.通过设置避障机构，使离缝检测器件可避开其行进路径上的各种障碍，避障机构采用平衡四连杆机构式检测臂51，利用平衡四连杆机构的比例放大特性和随遇平衡特性，基于其比例放大特性可以在小尺寸检测臂51的情况下即可获得所需的离缝检测器件升降行程，可显著地提高离缝检测器件避障的响应速度，在避障后可快速回位；基于其随遇平衡特性可以保证离缝检测器件升降运动以及平移运动的平稳性，减少离缝检测器件的晃动，可提高离缝检测器件的检测准确性。
33.进一步优选地，如图1，检测臂51还包括伸缩导杆513，伸缩导杆513的两端分别与两个臂杆511铰接，并且伸缩导杆513端部所连接的铰接轴轴向平行于关节块512所连接的铰接轴轴向。显然地，该伸缩导杆513具有可伸缩特性；通过设置该伸缩导杆513，可进一步提高两个臂杆511活动的协调性和一致性，即进一步提高了离缝检测器件升降运动的响应速度和稳定性。在其中一个实施例中，如图1，伸缩导杆513的其中一端与安装于车架11上的关节块512上的铰接轴连接，也即与第一关节块512上的铰接轴铰接，进一步地，该伸缩导杆513与第一臂杆511的相应端的铰接轴铰接。
34.进一步优化上述实施例，上述检测机构还包括测障单元203，通过上述测障单元203与上述避障驱动单元52联锁配合，可以实现该检测车自动避障。该测障单元203可采用传感器，即其包括测障传感器，超声波传感器、激光传感器、红外传感器、雷达传感器等均适用于本实施例中；在另外的实施例中，也可采用测障相机，进一步可采用测障相机与测障传感器配合，通过该测障相机可知悉前方障碍物的类型、高度，从而使离缝检测器件更安全地避障。
35.上述测障单元203优选为与上述离缝检测器件一体化安装，例如，如图3，二者均安装在检测盒201上，该测障单元203沿离缝检测器件行进方向安设于检测盒201的前端，或者，测障单元203有两组且沿离缝检测器件行进方向分别安设于检测盒201的前端和后端。其中，对于在检测盒201前端和后端分别安设测障单元203的情况，可实现检测车双向检测的目的，例如可以往复地对某块轨道板的离缝情况进行检测，提高检测准确率，例如可以在某处离缝检测数据缺失时，返回至该处进行补充检测等。
36.进一步优化上述实施例，如图1和图2，上述检测盒201上安装有防撞机构3，该防撞机构3用于防止检测盒201撞击障碍物而出现损伤，则该防撞机构3宜沿车架11行进方向位于检测盒201的前侧。在其中一个实施例中，上述防撞机构3可以是安装在检测盒201前端的橡胶块、防撞弹簧等弹性构件；在另外的实施例中，如图2，上述防撞机构3包括防撞轮31，该防撞轮31通过防撞支架32安装在检测盒201上，该防撞支架32可安装在检测盒201顶部或者安装在检测盒201的安装支杆4上，防撞轮31显然是可转动安装在该防撞支架32上的，该防撞轮31的轮轴轴向平行于水平向并且垂直于轨道纵向(也即垂直于车架11行进方向)，在通过上述防撞轮31预先撞击障碍物以保护检测盒201的同时，防撞轮31可在侧向挡块等障碍物表面滚动，因此检测盒201仍可同步上升以避障。
37.进一步优化上述实施例，由于离缝检测器件需要在检测位与避让位之间切换，因此需要保证对该离缝检测器件位置定位的准确性，优选地，在上述检测盒201的底端还设有测距单元204，该测距单元204可采用测高传感器等测距器件，同样地，该测高传感器可采用
超声波传感器、激光测距传感器、红外测距传感器等。
38.进一步优化上述实施例，上述行走机构包括多个行走轮13，在其中一个实施例中，如图1，该车架1配置三个行走轮13，三个行走轮13呈三角形布置，在保证车架1运行稳定性、顺畅性的前提下，简化车架1的结构，减少车架1部件数量及占用空间，便于车架1运输；具体地，其中2个行走轮13布置于所述车架1的其中一个横向端，另外1个行走轮13布置于所述车架1的另一个横向端。
39.进一步可选地，如图1和图2，所述车架1包括第一架体11和第二架体12，所述第一架体11与所述第二架体12均为长条形架体，所述第一架体11的长度方向垂直于所述行走机构的行走方向，所述第二架体12的长度方向平行于所述行走机构的行走方向，所述第一架体11与所述第二架体12连接构成为t型车架1。同样地，采用t型车架1，在保证车架1运行稳定性、顺畅性的前提下，能够简化车架1的结构。可设置上述第一架体11与第二架体12可拆卸装配，便于车架1的储存和运输，螺栓连接等常规的可拆卸连接方式均适用于本实施例中；尤其地，第一架体11与第二架体12的长度相同，则车架1在拆解为两个架体后，可放置于一个货箱内，便于设备部件的打包、储存和运输。进一步地，可设置上述检测臂51的长度与第一架体11的长度相同，则检测臂51也可与两个架体一并放置于同一个货箱内，进一步地便于设备部件的打包、储存和运输。
40.对于上述设有3个行走轮13的方案，相应地，其中2个行走轮13布置于第二架体12上(例如布置在第二架体12的前后两端)，另外1个行走轮13布置于第一架体11上，例如布置于第一架体11的远离第二架体12的一端。
41.作为优选的方案，所述车架1内形成有收容腔，所述控制器布置于所述收容腔内；所述车架1表面设有与所述控制器电连接的接线端子14，所述离缝检测器件通过数据线与所述接线端子14电连接。有别于常规的将控制器外设于车架1上布置，本实施例中，将控制器集成于车架1内布置，使设备集成度更高，减小检测车拆解后的占用空间，控制器可随车架1一般打包、储存和运输，同时能更好地保护控制器，提高其使用寿命。
42.上述控制器可采用计算机等常规设备，其具体结构以及接线端子14与控制器之间的电路结构、接线端子14与离缝检测器件之间的电路结构均为常规电路结构，是本领域技术人员容易设计确定的，所涉及的数据采集等自动控制过程为常规自动化控制方式，无需另外编程。
43.在上述车架1包括第一架体11和第二架体12的结构中，优选地，所述收容腔形成于所述第一架体11内，便于分别与车架1两端的离缝检测器件连接。
44.上述车架1可以由人工推动，例如在车架1上设有手动推柄，便于控制车架1的行走速度，更准确地测量轨道板状况；也可以采用自动驱动的方式，例如至少部分行走轮13配置有行走驱动电机。可选地，上述车架1可在轨道上双向行走，可实现离缝检测车双向检测的目的，工作更为灵活，能有效提高作业效率以及检测准确性；双向行走方式例如可以是设计上述行走驱动电机为可正反转驱动的电机，通过电机驱动车架1双向行走是常规技术，此处不作赘述。
45.进一步优选地，如图4，各行走轮13均配置有用于控制其轮面与轮轴131之间电传导通断的绝缘控制单元，通过设置绝缘控制单元控制行走轮13轮面与轮轴131之间的电传导通断，可使行走轮13在绝缘状态与非绝缘状态之间切换，从而满足不同条件的列车轨道
的轨道板检测工作要求，相应地扩展离缝检测车的适用范围；结构简单且易于操作，避免反复更换行走轮13而带来的工作量增加、检测效率降低等问题。在其中一个实施例中，如图4，行走轮13包括轮轴131和轮毂(二者可通过滚珠轴承135等进行装配连接)，轮毂包括同轴固定的外环金属毂132和内环绝缘毂133，内环绝缘毂133安装于轮轴131上；进一步地，绝缘控制单元包括金属连接件134，金属连接件134可拆卸安装于轮轴131上并且外缘与外环金属毂132接触(可选地，该金属连接件134与上述滚珠轴承135连接)。从而，通过控制金属连接件134是否安装在轮轴131上可以控制行走轮13的轮面与轮轴131之间的电传导通断，当金属连接件134安装在轮轴131上时，上述外环金属毂132与轮轴131之间可通过该金属连接件134实现电传导关系的连通，上述行走轮13为非绝缘轮；将金属连接件134从轮轴131上取下时，外环金属毂132与轮轴131之间的电传导关系即被切断，上述行走轮13为绝缘轮。
46.其中，可选地，上述金属连接件134为环形构件并且套装固定在轮轴131上，例如通过轴向限位环/限位销等固定。当然，通过螺钉等将金属连接件134固定在内环绝缘毂133等位置上也为可行方案，此处不作一一例举。
47.其中，可选地，上述内环绝缘毂133为塑料毂体，当然也可采用其它的电绝缘材料。
48.当然，并不限于上述的绝缘控制方式，例如通过在上述内环绝缘毂133内设置控制电路以控制行走轮13的轮面与轮轴131之间的电传导通断等，这是本领域技术人员容易设计的，此处不作一一详述。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。