阅读说明：本技术 可避障的轨道板离缝检测车 (Rail plate gap detection vehicle capable of avoiding obstacles ) 是由 李秋义 赵国堂 王森荣 林超 梅琴 周磊 于 2019-12-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可避障的轨道板离缝检测车,包括车体和安设于所述车体上的离缝检测单元,所述车体上设有避障驱动机构,所述离缝检测单元与所述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。本发明通过设置避障驱动机构使离缝检测单元在检测位与避让位之间切换,能较好地使离缝检测单元避开障碍物,实现对轨道板离缝的长距离地、持续地检测,提高作业效率,同时保证设备安全。离缝检测单元水平正对地对轨道板离缝进行检测,能够准确而全面地检测轨道板离缝的状态,便于工作人员合理制定维修方案。(The invention relates to a rail plate gap detection vehicle capable of avoiding barriers, which comprises a vehicle body and a gap detection unit arranged on the vehicle body, wherein the vehicle body is provided with a barrier avoiding driving mechanism, and the gap detection unit is connected with the barrier avoiding driving mechanism so as to have a detection position horizontally right opposite to the junction of a rail plate and a supporting layer and a avoidance position avoiding barriers on a travelling path of the rail plate. According to the invention, the obstacle avoidance driving mechanism is arranged to switch the gap detection unit between the detection position and the avoidance position, so that the gap detection unit can better avoid the obstacle, the long-distance and continuous detection of the gap of the track slab is realized, the operation efficiency is improved, and the equipment safety is ensured. The gap detection unit detects the gap of the track slab horizontally and rightly, can accurately and comprehensively detect the state of the gap of the track slab, and is convenient for the staff to reasonably formulate a maintenance scheme.)

可避障的轨道板离缝检测车

技术领域

本发明属于铁路轨道结构检测技术领域，具体涉及一种可避障的轨道板离缝检测车。

背景技术

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。

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。

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。

目前，有部分关于轨道板离缝的自动化检测研究，但都处于试验阶段，这些自动化检测设备从轨道板离缝斜上方检测，无法检测离缝内部状态，存在检测结果不准确、检测数据不完全的缺陷，导致工作人员对轨道板离缝制定的维修方案不能与实际相符。

另外，部分板式无砟轨道两侧设置有侧向挡块，其目的是针对轨道板的侧向位移，起到限制、缓冲的作用；侧向挡块体积大、侧向挡块之间的间隔短，在轨道板离缝自动化检测设备行进时，这些侧向挡块就成为了障碍物，另外还可能存在其它的不确定障碍物，影响轨道板离缝自动化检测设备的安全。

发明内容

本发明实施例涉及一种可避障的轨道板离缝检测车，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种可避障的轨道板离缝检测车，包括车体和安设于所述车体上的离缝检测单元，所述车体上设有避障驱动机构，所述离缝检测单元与所述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。

作为实施例之一，所述避障驱动机构包括安设于所述车体上的升降驱动单元，所述离缝检测单元通过一安装支架与所述升降驱动单元的输出端连接。

作为实施例之一，所述避障驱动机构还包括设于所述车体上的升降导向滑台，所述安装支架滑设于所述升降导向滑台上。

作为实施例之一，该可避障的轨道板离缝检测车还包括用于检测所述离缝检测单元行进路径上的障碍物的测障单元。

作为实施例之一，所述离缝检测单元包括检测盒以及安设于所述检测盒上的离缝检测器件，所述离缝检测器件位于所述检测盒的朝向所述车体的一侧，所述测障单元沿所述离缝检测单元行进方向安设于所述检测盒的前端；或者，所述测障单元有两组且沿所述离缝检测单元行进方向分别安设于所述检测盒的前端和后端。

作为实施例之一，所述测障单元包括测障传感器。

作为实施例之一，该可避障的轨道板离缝检测车还包括用于检测所述离缝检测单元所处位置的位置检测单元。

作为实施例之一，所述离缝检测单元包括检测盒以及安设于所述检测盒上的离缝检测器件，所述离缝检测器件位于所述检测盒的朝向所述车体的一侧，所述位置检测单元安设于所述检测盒的底端。

作为实施例之一，所述位置检测单元包括测高传感器。

作为实施例之一，所述离缝检测单元有两组，且沿所述车体的车轮轴轴向分别安装于所述车体两侧，所述避障驱动机构对应配置为两组。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

通过设置避障驱动机构使离缝检测单元在检测位与避让位之间切换，能较好地使离缝检测单元避开障碍物，实现对轨道板离缝的长距离地、持续地检测，提高作业效率，同时保证设备安全。离缝检测单元水平正对地对轨道板离缝进行检测，能够准确而全面地检测轨道板离缝的状态，便于工作人员合理制定维修方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的轨道板离缝检测车的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例提供的离缝检测单元的示意图。

具体实施方式

下面对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2，本发明实施例提供一种可避障的轨道板离缝检测车，包括车体100和离缝检测单元200，所述车体100上设有避障驱动机构，所述离缝检测单元200与所述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。

上述车体100能够在轨道上行走，上述离缝检测单元200安装于该车体100上，因而能随车体100沿轨道纵向行进。由于离缝检测单元200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单元200的行进运动发生干涉，在这种情况下，上述避障驱动机构可使离缝检测单元200处于避让位，以避开各障碍物。

可以理解地，离缝检测单元200的避让位位于其检测位上方。在其中一个实施例中，可通过上述避障驱动机构驱使离缝检测单元200竖直升降，使得离缝检测单元200在检测位与避让位之间切换，相应地，所述避障驱动机构包括安设于所述车体100上的升降驱动单元，所述离缝检测单元200通过一安装支架300与所述升降驱动单元的输出端连接。

气缸、液压缸、电动推杆、电机+传动机构等常规的升降驱动单元均适用于本实施例中。进一步优选地，如图1，所述避障驱动机构还包括设于所述车体100上的升降导向滑台104，所述安装支架300滑设于所述升降导向滑台104上；通过升降导向滑台104对安装支架300的升降运动进行导向，可提高离缝检测单元200升降运动的平稳性，保证设备安全。其中，安装支架300可与一导向滑块可拆卸连接，该导线滑块则滑动设置于上述升降导向滑台104上。在可选的实施例中，上述升降驱动单元可采用电机+丝杆机构的方式，丝杆与升降驱动电机连接，上述导向滑块则螺接于该丝杆上。

在另外的实施例中，可通过上述避障驱动机构驱使离缝检测单元200在竖向平面内摆动，使得离缝检测单元200在检测位与避让位之间切换。具体地，离缝检测单元200通过一安装支架300安装于车体100上，该离缝检测单元200可转动地安装于该安装支架300上并且转轴轴向平行于车体100的车轮轴轴向，上述避障驱动机构驱使该离缝检测单元200绕该转轴转动，从而使得该离缝检测单元200摆起以避开障碍物，或者落下而处于检测位。该避障驱动机构可采用微型气缸、微型电动推杆等驱动设备，该微型气缸/微型电动推杆分别与安装支架300以及离缝检测单元200铰接；具体结构是本领域技术人员易于设计的，此处不作详述。

进一步优化上述实施例，该轨道板离缝检测车还包括用于检测所述离缝检测单元200行进路径上的障碍物的测障单元，通过该测障单元与上述避障驱动机构联锁配合，可以实现该轨道板离缝检测车自动避障。该测障单元可采用传感器，即其包括测障传感器203，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203配合，通过该测障相机可知悉前方障碍物的类型、高度，从而使离缝检测单元200更安全地避障。

上述测障单元优选为与上述离缝检测单元200一体化安装，例如，如图3，上述离缝检测单元200包括检测盒201以及安设于该检测盒201上的离缝检测器件，则上述测障单元沿离缝检测单元200行进方向安设于检测盒201的前端，或者，测障单元有两组且沿离缝检测单元200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的情况，可实现轨道板离缝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。

进一步优化上述实施例，由于离缝检测单元200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单元200位置定位的准确性，例如，对于上述避障驱动机构驱使离缝检测单元200竖直升降的情况，可在升降导向滑台104上对应设置限位块，但本实施例提供一种更为普适性的方案：该轨道板离缝检测车还包括用于检测离缝检测单元200所处位置的位置检测单元，本实施例中，优选地，该位置检测单元包括测高传感器204，同样地，该测高传感器204可采用超声波传感器、激光测距传感器、红外测距传感器等。该位置检测单元同样优选为与上述离缝检测单元200一体化安装，在离缝检测单元200包括检测盒201以及安设于检测盒201上的离缝检测器件的结构中，该位置检测单元安设于检测盒201的底端。

如图3，以下对上述离缝检测单元200进行优化：

在其中一个实施例中，上述离缝检测单元200包括激光轮廓传感器202，所述激光轮廓传感器202的激光发射方向平行于水平向，用于采集轨道板与支撑层交界处的轮廓数据，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。

对于上述离缝检测单元200包括检测盒201的情况，该激光轮廓传感器202安设于检测盒201上且位于检测盒201的朝向车体100的一侧，车体100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。

进一步地，上述离缝检测单元200还包括中控单元，上述激光轮廓传感器202与该中控单元电连接或通讯连接，该中控单元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，通过上述中控单元储存轮廓数据，而通过人工判断是否产生离缝也是可行的方案。

在另外的实施例中，上述离缝检测单元200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，该离缝检测单元200还包括中控单元，上述离缝拍照相机205与该中控单元电连接或通讯连接，该中控单元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，通过上述中控单元储存图像信息，而通过人工判断是否产生离缝也是可行的方案。

在进一步优选的方案中，上述离缝检测单元200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。对于上述离缝检测单元200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上且均位于所述检测盒201的朝向所述车体100的一侧。

接续上述轨道板离缝检测车的结构，该轨道板离缝检测车还包括用于采集所述车体100移动速度的速度检测单元，该速度检测单元例如可以是与所述车体100的车轮轴连接的旋转编码器，当然，轮轴脉冲速度传感器等常规测速元件也适用于本实施例中。在检测车包括中控单元的实施例中，该速度检测单元还与该中控单元电连接。通过该速度检测单元检测车体100的移动速度，中控单元可对应换算成车体100的行进里程，在确定起始里程后，可实现对轨道板离缝测量结果的准确定位。

其中，可预先在中控单元数据库中预存轨道板编号，通过起始里程信息以及车体100的行进里程信息，可推算判断轨道板离缝测量结果所对应的轨道板。但这种推算判断在相邻两块轨道板接合处可能存在不准确的情况，为此，可设置编号采集单元，该编号采集单元用于采集待检轨道板的编号，上述中控单元还用于获取待检轨道板的编号，并将离缝检测信息与轨道板编号对应存储。作为优选，该编号采集单元包括编号拍照相机，该编号拍照相机的设置宜根据轨道板编号的刻制情况进行选择，在其中一个实施例中，对于轨道板编号刻制于轨道板上表面(位于两道轨之间)的情况，该编号拍照相机优选为设置于车体100的底部；在另外的实施例中，该编号拍照相机也可安设于检测盒201的底端或者安设于上述安装支架300上。则，更进一步地，可设置该编号拍照相机可拆卸安装，例如通过螺钉安装、卡扣安装、磁吸安装等方式，便于其安装位置的调整，以适用于不同道线的离缝状态检测。

尤其地，结合上述速度检测单元采集车体100移动速度的方案，在知悉车体100的行进里程后，该编号拍照相机无需持续工作，而仅需根据轨道板编号的刻制规则，在中控单元判断车体100接近轨道板编号处时，该编号拍照相机才开始工作。

进一步优选地，上述轨道板离缝检测车还配置有定位单元，用于定位车体100所处位置。该定位单元可以是GPS定位模块和/或北斗定位模块，当然其它的定位模块也适用于本实施例中。通过该定位单元，可进一步保证对轨道板离缝测量结果的准确定位，同时可实时发送检测车位置信息，便于铁路局夜间上道设备管控。

在可选的实施例中，上述轨道板离缝检测车还包括用于增加轨道板与支撑层交界处亮度的照明单元，该照明单元可用于满足夜间测量的需求，保证测量结果的准确性以及人员设备安全，尤其是在配置了离缝拍照相机205的情况下。该照明单元可采用常规的照明器材，例如LED灯等；对于离缝检测单元200包括检测盒201的情况，该照明单元安设于所述检测盒201的朝向所述车体100的一侧。

同样地，对于上述设置有编号拍照相机的结构，可为该编号拍照相机配置照明设备。

如图1和图2，上述离缝检测单元200优选为设置有两组，且沿所述车体100的车轮轴轴向分别安装于所述车体100两侧，两组离缝检测单元200用于分别检测轨道板两侧的离缝状态。

进一步优选地，如图1，该轨道板离缝检测车还配置有显示器500，通过该显示器500可同步显示实时测量结果、线路里程等信息；该显示器500进一步优选为是触屏显示器500，便于人机交互。上述中控单元优选为是计算机，其优选为与上述显示器500组合为一体机，测量数据及结果可直接在该计算机中本地下载，该计算机也可通过网络将测量数据发送至云服务器备份。上述显示器500/计算机可通过显示器支架安装于车体100上，适于工作人员使用。

在可选的实施例中，上述车体100通过人工推动而在轨道上行走，便于控制车体100行走速度，更准确地测量轨道板离缝状况，如图1，该车体100上设有手动推柄400；该手动推柄400可包括安装于车体100上的柄架402以及安装于柄架402上的手柄401，柄架轴向为竖向，手柄轴向平行于车体100的车轮轴轴向。当然，并不限于该结构，倾斜设置的手动推柄400也适用于本实施例中。

进一步地，上述计算机可安设于该手动推柄400上，该手动推柄400也同时构成了上述的显示器支架，既简化了结构，又便于工作人员根据显示器500实时显示的测量数据及结果而控制车体100的移动。显然地，通过车轮驱动电机等自动化设备控制上述车体100在轨道上的行走也是可行的方案，此处不作展开描述。

进一步优选地，上述手动推柄400竖直设置，便于工作人员正向和反向推动车体100，实现双向离缝测量；或者，上述车轮驱动电机为可正反转电机，同样能驱使车体100双向行走。

进一步优化上述检测车的结构，该轨道板离缝检测车为可拆解结构，具体可包括如下可拆解结构中的至少一种：

(1)上述安装支架300可拆卸装配于所述车体100上；

(2)上述检测盒201可拆卸安装于上述安装支架300上；

(3)上述升降导向滑台104可拆卸安装于车体100上；

(4)上述手动推柄400可拆卸安装于车体100上；

(5)车体100包括车架101和安设于车架101上的车轮102，所述车架101包括多个架体部分，各所述架体部分沿车轮轴轴向依次可拆卸拼装；其中，车轮装配与车架101也优选为是可拆卸连接结构。

上述可拆卸装配结构优选为是螺栓连接，当然，其他的可拆卸连接方式也适用于本实施例中。

基于上述结构，可便于该轨道板离缝检测车的运输，同时，便于不同部件的维护更换。

进一步优选地，如图1，上述安装支架300包括水平架杆301和竖直架杆302，该水平架杆301与车体100连接，例如滑设于上述升降导向滑台104上，该竖直架杆302顶端与水平架杆301连接，上述检测盒201安设于该竖直架杆302的底端。其中，检测盒201优选为可拆卸安装于该竖直架杆302上；竖直架杆302与水平架杆301之间优选为可拆卸连接，例如通过转接件连接，竖直架杆302和水平架杆301均可插拔地与该转接件连接。进一步可设置加劲杆303，该加劲杆303两端分别与水平架杆301和竖直架杆302连接，可提高竖直架杆302的平稳性，避免检测盒201晃动而影响检测结果准确性。

进一步优选地，如图1和图2，该车体100配置三个车轮102，三个车轮102呈三角形布置，在保证车体100运行稳定性、顺畅性的前提下，简化车体100结构，减少车体100部件数量及占用空间，便于车体100运输。相应地，上述车架101包括呈一字型的主架以及连接于该主架一端的两个翼架103，两个翼架103沿车体100行进方向分别安装于主架两侧，用于分别安设一个车轮102，另一车轮102则安设于主架的另一端。则可进一步设置两翼架103与该主架可拆卸装配；该主架包括多个架体部分，各架体部分沿车轮轴轴向依次可拆卸拼装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。