一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部以及过岔方法技术

本发明专利技术涉及轨道交通巡检领域。目的是提供一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部以及过岔方法，用以解决轨道巡检机器人在通过道岔区时无法进行自适应过岔的难题，使得轨道巡检机器人不需要人工辅助或道岔转换配合也能够顺利通过道岔区完成巡检计划，从根本上提高巡检效率。技术方案是：一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，包括底盘、设置在底盘底部的两对走行轮、驱动走行轮转动的动力机构；其特征在于：所述底盘上分别工控机、结构光摄像机、电池与传感器，底盘的两侧分别设有导向轮、用于收放导向轮的升降机构、用于驱动导向轮横向移动的平移机构、连接导向轮与升降机构的自锁型气弹簧。的自锁型气弹簧。的自锁型气弹簧。

【技术实现步骤摘要】
一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部以及过岔方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通巡检领域，尤其是涉及一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部以及过岔方法。

技术介绍

[0002]在轨道交通系统中，轨道结构作为直接承载上方列车的主要结构，其稳定可靠的服役状态是保障线路安全的关键。目前在轨道结构的日常维护检查中，大部分线路仍然需要工务人员在运营天窗内定期上道巡检，这种人工巡检的运维方式受气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约，同时也有工作量大、信息化程度低、管理成本高等缺点。
[0003]目前轨道巡检向着智能化、无人化的趋势发展，也出现了轨检小车、轨道巡检机器人等自动化巡检设备，并且采用人工推行或自走行的方式在轨道上运行，能够在一定程度上提升巡检水平。但现有巡检设备通过区间道岔区段时，其走行部自身通过能力有限，无法配合巡检计划实现自适应顺畅过岔，通常需要人工辅助才能顺利通过，部分情况还可能需要道岔转换锁闭配合。在通过固定心轨辙叉时还可能因有害空间发生掉道，这无疑降低了区间巡检效率，同时也使得无人化、智能化巡检无法实现。因此，推进轨道交通工务巡检智能化的进程，提升轨道巡检设备，尤其是轨道智能巡检机器人走行部的自适应过岔能力就显得极为必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提供一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部以及过岔方法，用以解决轨道巡检机器人在通过道岔区时无法进行自适应过岔的难题，使得轨道巡检机器人不需要人工辅助或道岔转换配合也能够顺利通过道岔区完成巡检计划，从根本上提高巡检效率。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，包括底盘、设置在底盘底部的两对走行轮、驱动走行轮转动的动力机构；其特征在于：所述底盘上分别工控机、结构光摄像机、电池与传感器，底盘的两侧分别设有导向轮、用于收放导向轮的升降机构、用于驱动导向轮横向移动的平移机构、连接导向轮与升降机构的自锁型气弹簧；
[0007]所述工控机分别电连接动力机构、结构光摄像机、升降机构、平移机构、传感器、自锁型气弹簧；所述每对走行轮的轮背距离小于一侧尖轨与另一侧基本轨的间距，每对走行轮的轮背距离大于护轨与翼轨的间距。
[0008]所述平移机构包括可水平滑动地定位在底盘上的滑动座、可转动地定位在底盘上的丝杆、与丝杆啮合并与滑动座固定的螺母、驱动丝杆转动的平移电机。
[0009]所述升降机构包括由滑动座、前连杆、后连杆、支架板组成的四杆机构以及驱动四杆机构运动的液压缸；所述导向轮可转动地定位在轮架上，自锁型气弹簧的两端与轮架及
支架板固定；所述导向轮设置在前后两对走形轮之间，升降机构可带动导向轮下降至走行轮下方。
[0010]所述滑动座的滑动方向、丝杆的轴线方向、自锁型气弹簧的伸缩方向均水平布置并且垂直于走行部的移动方向；所述升降机构各铰接轴的轴线方向平行于走行部的移动方向；所述导向轮的轴线方向竖直布置。
[0011]所述走形轮包括带锥形踏面的轮体以及设置在轮体内侧的轮缘。
[0012]所述结构光摄像机包括结构光投影仪和摄像头。
[0013]所述传感器包括走行轮摄像机、导向轮微动开关。
[0014]一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部的过岔方法，包括以下步骤：
[0015]1)导向轮位于初始位置，走行部沿着轨道前进，结构光摄像机拍摄前方轨道图像，工控机根据图像判断前方是否出现道岔区，出现道岔区进入步骤2)；
[0016]2)工控机判断道岔开通方向，道岔开通方向与巡检方向一致进入步骤3)，不一致进入步骤4)；
[0017]3)工控机先控制升降机构降下靠近道岔未开通方向一侧的导向轮，工控机控制导向轮进行刚性限位推动走行部往道岔开通方向一侧横移，传感器监测到走行轮的车缘贴住基本轨时工控机控制导向轮回到初始位置，进入步骤5)：
[0018]4)工控机控制升降机构降下两侧导向轮，工控机控制靠近道岔开通方向一侧的导向轮进行刚性限位推动走行部往道岔未开通方向一侧横移，传感器监测到走行轮的车缘贴住基本轨时工控机控制刚性限位的导向轮回到对齐位置；
[0019]导向轮进入尖轨后，工控机控制对齐位置导向轮进行刚性限位，走行部受到指向道岔未开通方向一侧的反作用力，迫使道岔未开通方向一侧的走行轮的轮缘紧贴尖轨侧面不断向上爬升并直至轮缘沿着尖轨上滚动，此时走行部位于倾斜状态；同时，工控机控制平移机构推动道岔未开通方向一侧的导向轮贴住尖轨；如果结构光摄像机、传感器监测到走行部掉道，工控机发生报警信号，走行部停止移动，等待人工处理；
[0020]当走行部进入曲尖轨后，轮缘在尖轨上滚动的前后走行轮自然滑落，走行轮的踏面重新回到基本轨上滚动，如果因意外造成前后走行轮的轮缘在基本轨上滚动而无法自然滑落，工控机控制刚性限位的导向轮回到初始位置并且工控机控制另一侧的自锁型气弹簧闭锁，走行部受到轨道挤压发生横移，强行推动走行轮滑落以使踏面回到基本轨上滚动；此时走行部回到水平状态，导向轮返回初始位置，进入步骤5)；如果结构光摄像机、传感器监测到走行部掉道，工控机发生报警信号，走行部停止移动，等待人工处理；
[0021]5)走行部通过心轨后，两侧的导向轮进行刚性限位，使走行部对中。
[0022]所述初始位置包括导向轮与底盘中心的水平间距最小，导向轮位于最高点位置；所述对齐位置包括导向轮与基本轨的间距等于尖轨内侧与基本轨的间距。
[0023]所述刚性限位包括平移机构推动滑动座平移使得导向轮连续顶推基本轨或尖轨的侧面，同时自锁型气弹簧闭锁。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术在不使用道岔扳道的情况下，能使走行部顺利过岔，该走行部整体结构简单合理、设计新颖、受力明确，走行轮与导向轮的特殊设计又使得走行部在过岔时不致发生掉道，自带的电池保障了走行部的整体续航；综上所述，本专利技术实现了轨道巡检机器人走行
部的自适应过岔，极大地节省了人工，提升了巡检效率，应用前景非常广阔。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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他的附图。
[0027]图1是本专利技术的立体结构示意图。
[0028]图2是本专利技术的右视结构示意图。
[0029]图3是本专利技术的通行状态示意图(平移机构和升降机构未启动)。
[0030]图4是本专利技术的过岔状态示意图(平移机构和升降机构启动)。
[0031]图5是图3的主视结构示意图。
[0032]图6是图4的主视结构示意图。
[0033]图7是本专利技术的升降机构的立体示意图之一(升降机构启动)。
[0034]图8是本专利技术的升降机构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，包括底盘(1)、设置在底盘底部的两对走行轮(2)、驱动走行轮转动的动力机构；其特征在于：所述底盘上分别工控机(3)、结构光摄像机(4)、电池(5)与传感器，底盘的两侧分别设有导向轮(6)、用于收放导向轮的升降机构、用于驱动导向轮横向移动的平移机构、连接导向轮与升降机构的自锁型气弹簧(7)；所述工控机分别电连接动力机构、结构光摄像机、升降机构、平移机构、传感器、自锁型气弹簧；所述每对走行轮的轮背距离小于一侧尖轨与另一侧基本轨的间距，每对走行轮的轮背距离大于护轨与翼轨的间距。2.根据权利要求1所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述平移机构包括可水平滑动地定位在底盘上的滑动座(8)、可转动地定位在底盘上的丝杆(9)、与丝杆啮合并与滑动座固定的螺母(10)、驱动丝杆转动的平移电机(11)。3.根据权利要求2所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述升降机构包括由滑动座、前连杆(12)、后连杆(13)、支架板(14)组成的四杆机构以及驱动四杆机构运动的液压缸(15)；所述导向轮可转动地定位在轮架(16)上，自锁型气弹簧的两端与轮架及支架板固定；所述导向轮设置在前后两对走形轮之间，升降机构可带动导向轮下降至走行轮下方。4.根据权利要求3所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述滑动座的滑动方向、丝杆的轴线方向、自锁型气弹簧的伸缩方向均水平布置并且垂直于走行部的移动方向；所述升降机构各铰接轴的轴线方向平行于走行部的移动方向；所述导向轮的轴线方向竖直布置。5.根据权利要求4所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述走形轮包括带锥形踏面的轮体(2.1)以及设置在轮体内侧的轮缘(2.2)。6.根据权利要求5所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述结构光摄像机包括结构光投影仪和摄像头。7.根据权利要求6所述的一种可自适应过岔的轨道巡检机器人走行部，其特征在于：所述传感器包括走行轮摄像机、导向轮微动开关。8.权利要求1
‑
7任一项所述走行部的过岔方法，包括以下步骤：1)导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵闻强，谢烨，杜逸，杨红运，曹德洪，金忠富，
申请(专利权)人：浙江省交通投资集团有限公司智慧交通研究分公司，
类型：发明
国别省市：