阅读说明：本技术 一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置 (Self-walking remote control type high-speed magnetic levitation track detection device ) 是由 吴峻 洪小波 李中秀 李洪鲁 孙向东 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置,包括机架,还包括：轮式行走机构,用于支撑所述机架并在动力装置驱动下带动机架在高速磁浮轨道上行走；动力装置,连接到驱动源,动力输出端连接所述轮式行走机构；控制系统,包括无线传输系统、无线遥控系统、图像监测系统以及移动终端。本发明自带行走机构、动力装置、摄像头、检测记录仪和控制系统,可独立进行检测工作而不需要动用运营车辆,采用无线遥控方式,可快速检测记录高速磁浮轨道的状况、采集数据并通过移动终端实时显示,避免人员直接上线操作,可大大减少人员的工作强度和提高工作的安全性,对提升高速轨道线路的维护效率,保障高速磁浮车辆运行安全稳定,具有重要意义。(The invention discloses a self-walking remote control type high-speed magnetic levitation track detection device, which comprises a frame and also comprises: the wheel type travelling mechanism is used for supporting the rack and driving the rack to travel on the high-speed magnetic suspension track under the driving of the power device; the power device is connected to a driving source, and a power output end is connected with the wheel type travelling mechanism; the control system comprises a wireless transmission system, a wireless remote control system, an image monitoring system and a mobile terminal. The high-speed magnetic levitation railway system is provided with the travelling mechanism, the power device, the camera, the detection recorder and the control system, can independently perform detection work without using an operating vehicle, adopts a wireless remote control mode, can rapidly detect and record the condition of the high-speed magnetic levitation railway, collect data and display the data in real time through the mobile terminal, avoids direct online operation of personnel, can greatly reduce the working intensity of the personnel and improve the working safety, and has important significance for improving the maintenance efficiency of a high-speed railway line and ensuring the safe and stable operation of the high-speed magnetic levitation railway.)

一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置

技术领域

本发明涉及高速磁浮轨道线路的检测系统技术领域，具体是一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置。

背景技术

高速磁浮交通系统本质上是一种地面控制牵引运行的同步直线电机系统，它的轨道与轮轨交通的轨道大不相同，主要由预应力混凝土梁、连接件、功能件以及具有齿槽结构分段拼接的定子组成。它是悬浮系统闭合磁路的一部分，同时其中的功能件导向面也是导向系统闭合磁路的一部分，轨道上铺设的长定子及线缆是直线同步电机系统的长定子，它在车辆的悬浮导向及其牵引系统中承担着重要作用。

随着高速磁浮交通系统的发展和进一步的市场应用，系统稳定性、舒适性、安全性的保障需要有一批检修维护设备，但目前车辆的维护装置发展得比较多，而磁浮轨道线路的检修维护装置发展得比较少。随着磁浮轨道线路维护重要性的日渐凸显，发展相应的检修维护装置是当前迫切举措。

高速磁浮轨道虽然如此重要，但至今为止，尚没有一种简便的针对其进行有效检测的装置。上海高速磁浮示范运营线直接引进了德国的轨道检测系统GMS(guide waymonitoring system)，该系统使用随车测量方法检测轨道长波不平顺及部分短波偏差，利用单独安装加速度传感器和车辆系统的部分既有悬浮、导向控制及测速定位的传感器实现检测，结构复杂且设备成本高昂。另外，上海磁浮公司也为该示范线专门研制了磁浮轨道巡检车，但这种巡检车的车体庞大，检测系统搭载在车体上，需人员驾驶操作。这两种装置都是搭载型系统，需要人员和车辆在线路上运行工作，操作繁复，占用了大量的时间。

因此设计一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置是一种可行的策略。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适于高速磁浮轨道检测、能够自带动力行走、人员通过遥控实现轨道状态自动检测的装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置，包括机架，还包括直接或间接安装在机架上的：

轮式行走机构，用于支撑所述机架并在动力装置驱动下带动机架在高速磁浮轨道上行走；

动力装置，连接到驱动源，动力输出端连接所述轮式行走机构；

控制系统，包括安装于所述机架上并相互通讯的无线传输系统、无线遥控系统、图像监测系统以及外部的移动终端，其中，

无线传输系统，用于实现所述检测装置中各组成部分的网络互联；

无线遥控系统，用于接收所述移动终端对所述检测装置各组成部分的无线遥控信号；

图像监测系统，用于处理和收集所述检测装置检测到的图像和数据；

移动终端，用于发出信号实现所述检测装置各组成部分的无线遥控并实时显示检测到的图像和数据。

进一步的，所述自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置还包括：

图像检测记录仪，通过第一记录仪安装板a安装于所述机架上远离所述动力装置的一侧底部，并与设置在高速磁浮轨道上的长定子隔空正对，用于采集长定子表面的图像信息；

不平顺检测记录仪，通过第二记录仪安装板安装于所述机架上靠近所述动力装置的一侧底部，并与设置在高速磁浮轨道上的长定子隔空正对，用于采集长定子表面垂向、导向不平数据；

摄像头，安装于所述机架的中部，包括前向摄像头和后向摄像头，分别用于采集高速磁浮轨道前方和后方的实时图像。

进一步的，所述机架采用型材制作，包括横梁框架、纵梁框架以及第一悬臂框架、第二悬臂框架，所述纵梁框架通过第二连接板固定于所述横梁框架一端并形成T形的台架结构；所述第一悬臂框架和第二悬臂框架分别通过第一连接板和第二连接板固定于所述横梁框架两侧并形成C形的抱轨结构；所述纵梁框架两侧对称设置有导向悬臂。

进一步的，所述导向悬臂转动连接刚性导向轮组；所述第一悬臂框架上安装有能向远离所述高速磁浮轨道一侧产生弹性形变的弹性导向机构；所述刚性导向轮组与弹性导向机构处于同一水平面上并分别从两侧紧压所述高速磁浮轨道的侧壁，以适应轨距和轨向的变化。

进一步的，所述弹性导向机构包括通过导向安装杆固定于所述第一悬臂框架上的弹性导向安装底板；所述弹性导向安装底板通过弹性导向锁紧组件连接弹性导向安装顶板；所述弹性导向锁紧组件位于弹性导向安装底板与弹性导向安装顶板中间段的外侧套设有弹簧；所述弹性导向安装顶板上安装有沿所述轮式行走机构行进方向转动的导向轮对，所述导向轮对外圆紧贴所述高速磁浮轨道的侧壁。

进一步的，所述刚性导向轮组包括固定在所述导向悬臂上的刚性导向轮安装板，所述刚性导向轮安装板上对称安装有沿所述轮式行走机构行进方向转动的刚性导向轮，所述刚性导向轮外圆紧贴所述高速磁浮轨道的侧壁。

进一步的，所述动力装置包括固定在所述第二连接板上且相互电连接的无刷直流电机和电机驱动器，所述无刷直流电机的动力输出轴通过传动模块动力连接驱动连接套筒，所述驱动连接套筒两端固连驱动轮组。

进一步的，所述驱动源为蓄电池组件。

进一步的，所述自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置还包括固定在第二悬臂框架上的导向传感器安装座，所述导向传感器安装座上固定安装有导向传感器，用于检测导向是否平顺；在所述轮式行走机构上还安装有光电编码器，用于记录所述检测装置行走的相对里程数据；所述导向传感器和光电编码器分别电连接到蓄电池组件并与所述控制系统无线通讯连接。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：

本发明提供的自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置自带行走机构、动力装置、摄像头、检测记录仪以及控制系统，可独立进行检测工作而不需要动用运营车辆；采用无线遥控方式，通过移动终端远程控制和数据读取，可快速检测记录高速磁浮轨道的状况、采集图像和数据并通过移动终端实时显示，避免人员直接上线操作，可大大减少人员的工作强度和提高工作的安全性，对提升高速轨道线路的维护效率，保障高速磁浮车辆运行安全稳定，具有重要意义。

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示出的结构获得其他的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明检测装置整体系统组成图；

图2是本发明检测装置斜视图；

图3是本发明检测装置侧视图；

图4是动力装置的立体结构图；

图5是弹性导向机构的立体结构图；

图6是刚性导向轮组的立体结构图；

图7是电气及驱动系统组成图；

图8是无线遥控及图像监测系统组成图；

1-图像检测记录仪；2a-第一记录仪安装板；2b-第二记录仪安装板；3a-第一悬臂框架；3b-第二悬臂框架；4-弹性导向机构；5-第一连接板；6-第一自由支撑轮；7-摄像头；8-横梁框架；9-第二自由支撑轮；10-支撑轮安装板；11-电机驱动器；12-蓄电池组；13-无刷直流电机；14-图像监测系统；15-纵梁框架；16-导向悬臂；17-刚性导向轮组；18-第二连接板；19-驱动轮组；20-传动模块；21-不平顺检测记录仪；22-导向传感器；23-导向传感器安装座；24-导向轮对；25-导向安装杆；26-弹性导向安装底板；27-弹簧；28-弹性导向安装顶板；29-弹性导向锁紧组件；30-刚性导向轮安装板；31-刚性导向轮；32-高速磁浮轨道；33-长定子；34-驱动连接套筒；35-无线遥控系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例一

如附图1-图3所示的一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置，包括机架，还包括直接或间接安装在机架上的：

轮式行走机构，位于所述机架与高速磁浮轨道32之间，用于支撑所述机架并在动力装置驱动下带动机架在高速磁浮轨道32上行走；

动力装置，连接到驱动源，动力输出端连接所述轮式行走机构，实现检测装置的自带动力行走功能；

控制系统，包括安装于所述机架上并相互通讯的无线传输系统、无线遥控系统35、图像监测系统14以及外部的移动终端，其中，

无线传输系统，用于实现所述检测装置中各组成部分的网络互联，为实现无线遥控和通讯提供基础；

无线遥控系统35，用于接收所述移动终端对所述检测装置各组成部分的无线遥控信号；

图像监测系统14，用于处理和收集所述检测装置检测到的图像和数据；

移动终端，用于发出信号实现所述检测装置各组成部分的无线遥控并实时显示检测到的图像和数据，可以是PC、平板电脑或手机等。

作为优选，所述自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置还包括：

图像检测记录仪1，通过第一记录仪安装板2a安装于所述机架上远离所述动力装置的一侧底部，并与设置在高速磁浮轨道32上的长定子33隔空正对并位于记录仪最佳检测效果范围内的距离，用于采集长定子表面的图像信息，并传输到图像监测系统14进行处理通过移动终端实时显示；

不平顺检测记录仪21，通过第二记录仪安装板2b安装于所述机架上靠近所述动力装置的一侧底部，并与设置在高速磁浮轨道32上的长定子33隔空正对并位于记录仪最佳检测效果范围内的距离，用于采集长定子表面垂向、导向不平数据，并传输到图像监测系统14进行处理通过移动终端实时显示；

摄像头7，安装于所述机架的中部，包括前向摄像头和后向摄像头，分别用于采集高速磁浮轨道32前方和后方的实时图像，并传输到图像监测系统14进行处理通过移动终端实时显示。

作为优选，所述机架包括横梁框架8、纵梁框架15以及第一悬臂框架3a、第二悬臂框架3b，所述纵梁框架15通过第二连接板18固定于所述横梁框架8一端并形成T形的台架结构；所述第一悬臂框架3a和第二悬臂框架3b分别通过第一连接板5和第二连接板18固定于所述横梁框架8两侧并形成C形的抱轨结构，至此形成机架的整体框架；所述纵梁框架15两侧对称设置有导向悬臂16；所述横梁框架8通过第二连接板18与纵梁框架15过渡连接；所述横梁框架8通过第一连接板5和第二连接板18分别与第一悬臂框架3a和第二悬臂框架3b过渡连接；为了方便安装确保结构的紧凑性，所述第一连接板5或第二连接板18用于安装电机驱动器11、蓄电池组12、无刷直流电机13和图像监测系统14等电控件，实现机械结构与电控系统的紧凑结合；为了方便安装和调整，所述机架采用型材制作而成，利用型材的T型槽作为螺栓的滑动导槽，便于紧固和调整各组成部分的安装位置。

作为优选，所述自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置还包括固定在第二悬臂框架3b上的导向传感器安装座23，所述导向传感器安装座23上安装有导向传感器22，用于检测导向是否平顺，确保检测装置始终处于预设的路线中；在所述轮式行走机构上还安装有光电编码器，用于记录检测装置行走的相对里程数据，所述导向传感器22和光电编码器分别电连接到蓄电池组件12并与所述控制系统通讯连接，除此之外，其他所有的传感器及其检测电路均包含于所述图像检测记录仪1和不平顺检测记录仪21中。

作为优选，所述导向悬臂16转动连接刚性导向轮组17；所述第一悬臂框架3a上安装有能向远离所述高速磁浮轨道32一侧产生弹性形变的弹性导向机构4；所述刚性导向轮组17与弹性导向机构4处于同一水平面上并分别从两侧紧压所述高速磁浮轨道32的侧壁，以确保检测装置整体不脱出以及适应轨距和轨向的变化。

如图4所示，所述动力装置包括固定在所述第二连接板18上且相互电连接的无刷直流电机13和电机驱动器11，所述无刷直流电机13动力输出轴通过传动模块20动力连接驱动连接套筒34，所述驱动连接套筒34两端固连驱动轮组19；具体的，所述传动模块20传动的减速比为2，其包括与无刷直流电机13动力轴固定连接的小带轮，所述小带轮配合同步带，所述同步带另一端配合大带轮，所述大带轮与驱动连接套筒34固定连接；同时无刷直流电机13自带减速器，以实现减速并增矩的目的。

作为优选，所述驱动源为蓄电池组件12，为整个检测装置提供行进的动力和电力来源。

如图5所示，所述弹性导向机构4包括通过导向安装杆25固定于所述第一悬臂框架3a上的弹性导向安装底板26；所述弹性导向安装底板26通过弹性导向锁紧组件29连接弹性导向安装顶板28；所述弹性导向锁紧组件29位于弹性导向安装底板26与弹性导向安装顶板28中间段的外侧套设有弹簧27；所述弹性导向安装顶板28上安装有沿所述轮式行走机构行进方向转动的导向轮对24，所述导向轮对24外圆紧贴所述高速磁浮轨道32的侧壁，利用弹簧的压紧力使两侧的导向轮对24和刚性导向轮组17均能紧压所述高速磁浮轨道32的侧壁，保证该检测装置与所述高速磁浮轨道32紧密接触，可以小振动地通过较大缝隙。

如图6所示，所述刚性导向轮组17包括固定在所述导向悬臂16上的刚性导向轮安装板30，所述刚性导向轮安装板30上对称安装有沿所述轮式行走机构行进方向转动的刚性导向轮31，所述刚性导向轮31外圆紧贴所述高速磁浮轨道32的侧壁，可以避免经过较大轨缝时装置出现卡死现象，适用于弯道、坡道以及道岔等线路状况。

作为优选，所述纵梁框架15两端对称安装有支撑轮安装板10，所述支撑轮安装板10靠近所述不平顺检测记录仪21一侧转动连接第二自由支撑轮9，所述横梁框架8靠近所述弹性导向机构4的一端设置有与所述驱动轮组19平行的第一自由支撑轮6，所述第一自由支撑轮6和第二自由支撑轮9在所述驱动轮组19驱动下沿高速磁浮轨道32滚动。

如图7-8所示，所述无线传输系统采用4G无线通讯技术，在设备端组建局域网络，并由无线路由器与互联网连接，通过无线路由器的网络地址转换(NAT)功能，扩展连接摄像头7，扩展连接不平顺检测记录仪21、图像检测记录仪1，扩展连接电机驱动器11，高速磁浮轨道32的实时图像经摄像头7采集后，可以通过无线传输到移动终端，通过移动终端可遥控电机驱动器11的工作状态，控制无刷直流电机13的运行速度以及制动，并能控制图像检测记录仪1和不平顺检测记录仪21工作与否，还能通过移动终端观测两种检测记录仪的数据和图像。

本发明的具体工作过程是：将本发明所述的自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置通过处于同一水平面上的弹性导向机构4与刚性导向轮组17与高速磁浮轨道侧壁紧压实现卡紧，利用弹簧的压紧力使两侧的导向轮对24和刚性导向轮组17均能紧压所述高速磁浮轨道32的侧壁，可以在不借助工具的情况下将该检测装置整体安装和拆卸；安装完成后，由蓄电池组12提供动力，在无线传输系统的基础上通过移动终端遥控电机驱动器11的工作状态，控制无刷直流电机13的运行速度以及制动，在无刷直流电机13配合传动模块20的作用下，带动驱动轮组19沿高速磁浮轨道32的上表面滚动，并进一步带动第一自由支撑轮6和第二自由支撑轮9沿高速磁浮轨道32的上表面滚动，从而实现该检测装置的自带动力行走功能。

在行进的过程中，安装在机架上远离所述动力装置的一侧底部的图像检测记录仪1采集长定子表面的图像信息；安装于机架上靠近所述动力装置的一侧底部的不平顺检测记录仪21采集长定子表面垂向、导向不平数据；安装于机架的中部的摄像头7采集高速磁浮轨道32前方和后方的实时图像，与此同时，安装在第二悬臂框架3b上的导向传感器22检测导向是否平顺，确保检测装置始终处于预设的路线中；安装在轮式行走机构上的光电编码器，记录该检测装置行走的相对里程数据；且上述各装置将采集到的图像或数据传输到图像监测系统14进行处理并最终通过移动终端实时显示。

采用遥控方式，通过移动终端远程控制和数据读取，可快速检测和记录高速磁浮轨道的状况，避免了人员和车辆直接上线操作，可大大提升工作效率和工作的安全性；装置整体结构紧凑、体积小、重量轻且可方便拆装；该检测装置可以实施多次测量，不占用高速磁浮轨道线路的运行时间，可将数据存储并与历史数据比对，有利于查找出高速磁浮轨道的微小变化。

实施例二

如附图1-图8所示的一种自行走遥控式高速磁浮轨道检测装置，包括机架，轮式行走机构，动力装置，控制系统；其中控制系统包括安装于所述机架上并相互通讯的无线传输系统、无线遥控系统35、图像监测系统14以及外部的移动终端；与实施例一的区别在于：该检测装置还包括固定在轮式行走机构上的清理装置，用于在检测的同时清理高速磁浮轨道上的障碍物。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。