铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车制造技术

本实用新型专利技术涉及铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车，包括轨道小车、线结构激光传感器、光电编码器、GPS接收机、同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置；其连接关系在于：所述轨道小车跨于两侧钢轨上；所述线结构激光传感器设置轨道小车上；所述光电编码器安装在轨道小车车轮的中心轴上；GPS接收机的天线设置在轨道小车上、接收机设置在同步控制电路内；所述同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置依次安装在轨道小车内。本实用新型专利技术能够实现铁路扣件的精确定位；实现铁路弹条扣件的完整性检查；实现铁路弹条扣件紧固状态的自动检测；记录铁路扣件的详细信息；实现铁路弹条扣件紧固状态的报警。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Automatic checking trolley for fastening state of railway elastic strip fastener

The utility model relates to an automatic check car 38Si7 fastening state, including rail car, line structure laser sensor, photoelectric encoder, GPS receiver, synchronous control circuit, power supply device and embedded computer; is the connection between the cross rail car rail on both sides; the line structure laser sensor is arranged on the rail car the central axis; the photoelectric encoder is installed on the rail car wheel; antenna GPS receiver is arranged on the rail car, the receiver set in synchronous control circuit; the synchronous control circuit, embedded computer and power devices are mounted on a rail car. The precise positioning of the utility model can realize the integrity check of railway fasteners; railway elastic fastener; realizing the automatic detection of 38Si7 fastening state; recording details of railway fastener; alarm 38Si7 fastening state.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于仪器科学与
，涉及一种对铁路弹条扣件紧固状态进行检查的设备，特别涉及一种基于多传感器集成技术与激光测微技术的铁路弹条扣件紧固状态进行自动检查的小车。
技术介绍
轨道扣件系统是轨道结构的关键部件，主要由螺栓、螺母、平垫圈、弹条、绝缘块、铁垫板、绝缘缓冲垫板、轨下垫板、锚固螺栓、重型弹簧垫圈、平垫块等组成。扣件失效主要表现为扣件缺失、弹条断裂、紧固螺栓松动、弹条弹性失效等状态。轨道扣件系统的基本功能包括:保持轨距、防止钢轨爬行、增大轨道框架刚度、提供弹性、提供轨道绝缘，保证轨道电路正常工作和调整钢轨位置。扣件失效将会改变钢轨的弹性和刚性，改变轨道轨距、平顺度，提高列车动态脱轨系数。扣件失效主要表现为扣件缺失、弹条断裂、紧固螺栓松动、弹条弹性失效等状态。其中扣件缺失和弹条断裂很人工容易发现，现有的轨道巡检列车具备此检查功能。紧固螺栓松动导致弹条紧固状态松弛是扣件系统最常见的病害，发生的概率很高。其中，扣件缺失和弹条断裂人工很容易发现，而且现有的轨道巡检列车均具备此检查功能。而紧固螺栓松动导致弹条紧固状态松弛是扣件系统最常见的故障，发生的概率较高且不易发现。目前，铁路局工务段对扣件弹条紧固状态的排查基本采用人工检测的方式。检测人员以塞尺作为检测工具，逐个检查轨道扣件的状态。这种检测方式的缺点在于:I)劳动强度强度大；扣件位置较低，人工必须弯腰俯身，体力消耗较大；每个扣件都采用人工塞尺进行检测，检测人员容易疲劳，检测数据的精度难以保证；2)检测任务量大；按照铁路规则，每公里连续抽查50个，以武广高铁1087公里为例，每年的抽查数量为1087X2X50=108700，按照100个/人/小时计算，需要1087人 小时；3)抽查检测无法保证安全；每公里连续抽查50个的采样率偏低，按照建设标准，每公里1667根轨枕，每个轨枕4套轨道扣件，共6668个扣件，抽查采样率为50/6668=0.75%，并不能代表整个轨道扣件的状态。因此，要提高扣件检查的采样率、效率及准确度，传统的人工检查方式必定完成不了任务。特别是像高速铁路和城市地铁的线路检查与维护，只能在夜间进行，视觉疲劳、漏检误检率高、作业环境恶劣、轨道检查和维护的时间有限。因此，现有的人工检测方式不能快速、准确地完成扣件弹条紧固状态的检测。传统的车载式轨道图像巡视系统在使用过程中，车载计算机主要用于完成轨道及扣件图像的记录和分析，判断扣件是否完好、弹条是否折断和位移等，而不能检测扣件弹条的紧固状态；再次，传统的车载式轨道图像巡视系统在使用过程中，对扣件的定位主要通过里程计和轨道电路应答器数据结合，定位精度一般为5-15米，不能定位到具体的轨枕；最后，传统的车载式轨道图像巡视系统，需要采用自然光照明或者大功率灯照明，使得采集图像受到太阳光干扰严重或者系统功耗过大，数据自动处理的可靠性难以保证，大大降低了轨道检查的效率和准确性。在轨道交通日益发达的今天，传统的人工检查扣件弹条紧固状态的方式无法满足轨道管理的需要，特别是对高速铁路和城市地铁，因此迫切需要一种能够快速、高效、准确的轨道扣件弹条紧固状态自动检查系统。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能够获取铁路弹条扣件精确定位的数据，并对定位的铁路弹条扣件紧固状态进行检查的装置。为解决上述问题，本技术公开的铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车，其特征在于:包括轨道小车、线结构激光传感器、光电编码器、GPS接收机、同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置；其中，轨道小车包括横梁、左纵梁、右纵梁和车轮；所述左纵梁和右纵梁的中心位置分别与横梁的左、右两端连接；至少4个所述车轮分别设置于左纵梁和右纵梁的底部两端;所述线结构激光传感器共有4个，即第一线结构激光传感器、第二线结构激光传感器、第三线结构激光传感器和第四线结构激光传感器；所述线结构激光传感器用于获取铁路扣件三维空间数据；所述光电编码器用于获取轨道小车的走行距离及运行速度，从而获取轨道小车的线性参考坐标；所述GPS接收机包括天线和接收机；所述GPS接收机用于获取铁路扣件的绝对位置坐标；所述同步控制电路用于处理GPS接收机和光电编码器输入的信号，并根据处理后的数据输出脉冲信号控制线结构激光传感器采集数据；所述嵌入式计算机用于接受线结构激光传感器采集得到的铁路扣件三维空间数据，经过数据处理，获取铁路弹条扣件紧固状态的判断数据；其连接关系在于:所述轨道小车的横梁跨于两侧钢轨上；所述第一线结构激光传感器和第二线结构激光传感器对称设置于左纵梁中心位置的内外两侧、且位于左侧钢轨铁路扣件上方；第三线结构激光传感器和第四线结构激光传感器对称设置于右纵梁中心位置的内外两侧、且位于右侧钢轨铁路扣件上方；所述光电编码器安装在轨道小车车轮的中心轴上；所述GPS接收机的天线设置在轨道小车的横梁上、接收机设置在同步控制电路内；所述同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置依次安装在轨道小车的横梁内。优选地，所述电源装置包括锂离子电池和电源变送及控制模块；锂离子电池产生的直流电源，经过电源变送及控制模块后，分别输送到同步控制电路和嵌入式计算机；同步控制电路向光电编码器、GPS接收机提供电源。再优选地，所述光电编码器也可以是旋转编码器。优选地，所述小车还包括设置在横梁上的手推把，以及安装在手推把端部的触摸显示器和声光报警装置；同步控制电路向触摸显示器和声光报警装置提供电源；嵌入式计算机将铁路弹条扣件紧固状态的判断数据传输到触摸显示器和声光报警装置进行显示及报警。采用上述结构的设备，本技术:( I)实现了铁路扣件的精确定位；(2)实现了铁路弹条扣件的完整性检查；(3)实现了铁路弹条扣件紧固状态的自动检测；(4)建立了铁路扣件的三维模型，记录了铁路扣件的详细信息；(5)实现了铁路弹条扣件紧固状态的报警。本技术的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术电源装置的工作示意图；图中，1-轨道小车，2-第一线结构激光传感器，3-第二线结构激光传感器，4-第三线结构激光传感器，5-第四线结构激光传感器，6-光电编码器，7-GPS接收机，8-同步控制电路，9-嵌入式计算机，10-电源装置，11-触摸显示器，12-声光报警装置，13-手推把。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。如附图1所示，本技术的铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车，包括轨道小车1、线结构激光传感器、光电编码器6、GPS接收机7、同步控制电路8、嵌入式计算机9和电源装置10 ；其中，轨道小车I包括横梁、左纵梁、右纵梁和车轮；所述左纵梁和右纵梁的中心位置分别与横梁的左、右两端连接；至少4个所述车轮分别设置于左纵梁和右纵梁的底部两端；所述线结构激光传感器共有4个，即第一线结构激光传感器2、第二线结构激光传感器3、第三线结构激光传感器4和第四线结构激光传感器5 ;所述线结构激光传感器用于获取铁路扣件三维空间数据；所述光电编码器6用于获取轨道小车I的走行距离及运行速度，从而获取轨道小车I的线性参考坐标；所述GPS接收机7包括天线和接收机；本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车，其特征在于：包括轨道小车（1）、线结构激光传感器、光电编码器（6）、GPS接收机（7）、同步控制电路（8）、嵌入式计算机（9）和电源装置（10）；?其中，轨道小车（1）包括横梁、左纵梁、右纵梁和车轮；所述左纵梁和右纵梁的中心位置分别与横梁的左、右两端连接；至少4个所述车轮分别设置于左纵梁和右纵梁的底部两端；?所述线结构激光传感器共有4个，即第一线结构激光传感器（2）、第二线结构激光传感器（3）、第三线结构激光传感器（4）和第四线结构激光传感器（5）；所述线结构激光传感器用于获取铁路扣件三维空间数据；?所述光电编码器（6）用于获取轨道小车（1）的走行距离及运行速度，从而获取轨道小车（1）的线性参考坐标；?所述GPS接收机（7）包括天线和接收机；所述GPS接收机（7）用于获取铁路扣件的绝对位置坐标；?所述同步控制电路（8）用于处理GPS接收机（7）和光电编码器（6）输入的信号，并根据处理后的数据输出脉冲信号控制线结构激光传感器采集数据；?所述嵌入式计算机（9）用于接受线结构激光传感器采集得到的铁路扣件三维空间数据，经过数据处理，获取铁路弹条扣件紧固状态的判断数据；?其连接关系在于：所述轨道小车（1）的横梁跨于两侧钢轨上；所述第一线结构激光传感器（2）和第二线结构激光传感器（3）对称设置于左纵梁中心位置的内外两侧、且位于左侧钢轨铁路扣件上方；第三线结构激光传感器（4）和第四线结构激光传感器（5）对称设置于右纵梁中心位置的内外两侧、且位于右侧钢轨铁路扣件上方；所述光电编码器（6）安装在轨道小车（1）车轮的中心轴上；所述GPS接收机（7）的天线设置在轨道小车（1）的横梁上、接收机设置在同步控制电路（8）内；所述同步控制电路（8）、嵌入式计算机（9）和电源装置（10）依次安装在轨道小车（1）的横梁内。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆洲，
申请(专利权)人：武汉汉宁科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：