一种轨道车辆检测机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轨道车辆检测机器人，包括：车体及设置于所述车体的图像采集系统、定位系统及激光SLAM导航系统；支撑底盘，固定设置于车体底部，所述支撑底盘包括：箱体、舵轮系统及轨道轮，舵轮系统和轨道轮设置于所述箱体底部，所述舵轮系统的橡胶轮与轨道轮同轴连接；动作执行机构，设置于所述箱体中部；多自由度机械臂，固定于所述动作执行机构顶部；控制系统，设置于所述箱体内部，电性连接所述激光SLAM导航系统、所述定位系统、舵轮系统及所述动作执行机构；图像处理系统，设置于所述箱体内部，电性连接所述图像采集系统及控制系统。本申请的检测机器人通过所述舵轮系统及轨道轮实现提高检测车底时运动平稳性及在检修轨道外运动的灵活性。道外运动的灵活性。道外运动的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆检测机器人


[0001]本技术属于轨道车辆检修机器人
，尤其涉及一种轮轨两用变轨距轨道车辆检测机器人。

技术介绍

[0002]随着我国人口的增长，交通运输压力的增加，轨道交通凭借其运输量大、安全稳定的优点，在交通运输中所占得比重越来越大，因此，为了保障轨道交通运输的安全，必须加大对轨道车辆检修工作的投入力度，安全高效的提高轨道车辆的检修质量。
[0003]对于轨道车辆的检修，现阶段主要是通过人工作业的方式进行，例如在车辆的日检中，一列6
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8编组的列车，车底和车侧需要检修的零件上万，一般需要一个小时左右的时间，占整辆车日检时间的50％。这种传统的人工检修方式，工作量大，工作时间长，工作效率低，检修质量难以保障，因此，有部分检修机器人投入到车辆的日检工作中，用以代替人工进行检查，专利 CN201710010918公开了一种列车库检机器人和列车零部件检测方法，只能在一条固定的地沟中检修。
[0004]目前的检修方式存在以下一些问题：1)传统人工检查作业需要消耗大量的时间和人力，检测效率比较低，检修质量难以评估和保障；2)人工检查的结果主要依赖作业人员的业务素质，可靠性和准确性无法完全保证，且人工检查无法记录作业过程，结果记录性不强；3)目前检修机器人运行的轨道安装在轨道车辆地沟底部，因此只能用于对轨道车辆底部进行检查，不能对车辆其他部位进行查看，检测覆盖面不足；4)由于轨道车辆的特殊性，其检修库中一般存在多条检修轨道，轨道车辆通常在检修库相对应的检修轨道上进行检修，目前的检修机器人只能在某一条特定的检修轨道中进行作业，无法越过检修轨道的斜坡到达另一条检修轨道，因此检修库中有多少条检修轨道，就需要配备多少台检修机器人，投入成本很高。

技术实现思路

[0005]针对相关技术中存在的不足之处，本技术提供了一种轮轨两用轨道车辆检测机器人，解决现有检修机器人检修效率低、功能单一的问题，以提高工作效率。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种轨道车辆检测机器人，包括：
[0007]车体；
[0008]支撑底盘，固定设置于所述车体底部，所述支撑底盘包括：箱体、舵轮系统及轨道轮，所述舵轮系统和轨道轮设置于所述箱体底部，所述舵轮系统的橡胶轮与所述轨道轮同轴连接，所述轨道轮的外径小于所述橡胶轮的外径，所述轨道轮的踏面半径和检测轨道的总高度大于橡胶轮的半径；
[0009]动作执行机构，设置于所述箱体中部；
[0010]多自由度机械臂，固定于所述动作执行机构顶部；
[0011]图像采集系统，设置于所述车体上，用于拍摄轨道车辆底部；
[0012]定位系统，设置于所述车体上，用于获取所述检测机器人的位置；
[0013]控制系统，设置于所述箱体内部，所述控制系统电性连接所述定位系统、舵轮系统及所述动作执行机构；
[0014]图像处理系统，设置于所述箱体内部，所述图像处理系统电性连接所述图像采集系统及控制系统，所述图像处理系统用于获取并基于预设算法分析采集的图像，对分析得到的故障分级标注并报警；
[0015]激光SLAM导航系统(Simultaneous Localization And Mapping),设置于所述车体上，所述激光SLAM导航系统电性连接所述控制系统，用于对作业现场进行构图并自主导航。
[0016]基于如上结构，本申请实施例无需替换车轮即可以实现橡胶轮式行走和轨道轮式行走，保证了检测机器人在检修轨道内检测车底时运动的平稳性，又提高了在检修轨道外运动的灵活性。
[0017]在其中一些实施例中，所述舵轮系统还包括驱动系统、转向系统，所述驱动系统和所述转向系统连接所述橡胶轮、轨道轮的传动轴。
[0018]通过所述驱动系统实现所述检测机器人的四驱驱动，所述检测机器人可正向、反向爬越检修轨道的斜坡，以实现跨越不同的检修轨道；通过所述转向系统实现至少180
°
转向，以切换横向行驶、纵向行驶，同时轨道轮之间的轨距也不同，可实现变轨距行驶。
[0019]在其中一些实施例中，所述检测机器人的行驶方向包括：横向行驶、纵向行驶；所述检测机器人的适用轨距包括：第一轨距、第二轨距，所述第二轨距大于所述第一轨距。
[0020]在其中一些实施例中，所述箱体设置为凹字型结构。
[0021]在其中一些实施例中，所述动作执行机构包括：
[0022]水平动作机构，嵌入设置于所述箱体的中部凹陷处，所述水平动作机构沿所述凹陷处执行水平直线运动；
[0023]垂直动作机构，竖立固定设置于所述水平动作机构的滑块上，所述多自由度机械臂固定设置于所述垂直动作机构的顶部。
[0024]基于如上结构，实现了有效降低多自由度机械臂的初始安装高度，使其低于检修轨道的轨道平面高度，有利于保证多自由度机械臂的作业空间，且不影响检修轨道上轨道车辆的正常行驶。
[0025]在其中一些实施例中，所述图像采集系统包括：
[0026]线扫图像采集模块，左右对称竖立设置于所述车体顶部，用于对轨道车辆底部进行高清图像采集；
[0027]机械臂图像采集模块，固定于所述多自由度机械臂末端，用于对轨道车辆底部遮挡区域进行多角度拍摄，提高图像采集的全面性。
[0028]在其中一些实施例中，所述定位系统包括：
[0029]激光定位模块，设置于所述支撑底盘前部，用于定位所述检测机器人的当前位置；
[0030]面阵相机定位模块，设置于所述车体顶部且位于所述线扫图像采集模块前侧，所述激光定位模块与面阵相机定位模块配合实现粗定位和精定位。
[0031]在其中一些实施例中，待检修轨道的斜坡两侧设置有呈喇叭口状的辊子导向装置，以对检测机器人上下坡过程进行机械限位。
[0032]在其中一些实施例中，所述激光定位模块包括多个激光距离传感器，所述多个激光距离传感器间隔设置于所述箱体顶部，至少一所述激光距离传感器用于标定是否行驶至轨道车辆底部，至少一激光距离传感器用于标定待检修的轨道车辆车底转向架的轮轴中心，以进行检修机器人采图作业的定位。
[0033]在其中一些实施例中，所述激光SLAM导航系统包括：
[0034]激光雷达模块，设置于所述车体顶部；
[0035]集成控制盒，固定设置于所述车体内部且电性连接所述激光雷达模块。
[0036]基于所述激光SLAM导航系统，当检测机器人爬出检修轨道地沟进入检修轨道上平面时，自动导航以检查轨道车辆两侧车体。
[0037]基于上述技术方案，本技术实施例中轨道车辆检测机器人可以实现橡胶轮式及轨道轮式行走方式的切换，保证机器人检查轨道车辆彻底时运动平稳性和导向准确性的前提下，提高机器人的越障能力和灵活性；此外，通过所述转向系统的控制实现变轨功能，有效扩大了机器人的适用范围。
附图说明
[0038]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆检测机器人，其特征在于，包括：车体及设置于所述车体的图像采集系统、定位系统及激光SLAM导航系统；支撑底盘，固定设置于所述车体底部，所述支撑底盘包括：箱体、舵轮系统及轨道轮，所述舵轮系统和轨道轮设置于所述箱体底部；动作执行机构，设置于所述箱体中部；多自由度机械臂，固定于所述动作执行机构顶部；控制系统，设置于所述箱体内部，所述控制系统电性连接所述激光SLAM导航系统、所述定位系统、舵轮系统及所述动作执行机构；图像处理系统，设置于所述箱体内部，所述图像处理系统电性连接所述图像采集系统及控制系统，其中，所述舵轮系统的橡胶轮与所述轨道轮同轴连接，所述轨道轮的外径小于所述橡胶轮的外径，所述轨道轮的踏面半径和检测轨道的总高度大于橡胶轮的半径。2.根据权利要求1所述的轨道车辆检测机器人，其特征在于，所述舵轮系统还包括驱动系统、转向系统，所述驱动系统和所述转向系统连接所述橡胶轮、轨道轮的传动轴。3.根据权利要求2所述的轨道车辆检测机器人，其特征在于，所述检测机器人的行驶方向包括：横向行驶、纵向行驶，所述检测机器人的适用轨距包括：第一轨距、第二轨距，所述第二轨距大于所述第一轨距。4.根据权利要求3所述的轨道车辆检测机器人，其特征在于，所述箱体设置为凹字型结构。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王明海，宋阳，李翔，刘泽雪，贾鲁男，厉承臻，孟森，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：