本實用新型屬于磁懸浮F軌檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種中低速磁懸浮F軌檢測機器人。

背景技術(shù)：

磁懸浮交通是一種低噪聲無碳交通，是未來城市交通發(fā)展的重要方向之一。中低速磁浮技術(shù)是通過安裝在車體上的電磁鐵與F型軌道相互構(gòu)成磁場閉合磁路，通過氣隙感應(yīng)器裝置調(diào)節(jié)電磁鐵的勵磁電流，調(diào)整電磁鐵與軌道之間的吸力(使磁浮間隙保持在8～10mm)，以保持電磁鐵與軌道之間的距離穩(wěn)定，實現(xiàn)列車穩(wěn)定懸浮。F軌軌縫寬度，感應(yīng)板橫向錯位，感應(yīng)板垂直錯位，以及F軌的平順性等影響電磁反應(yīng)，引起磁浮列車劇烈地點頭和浮沉振動，甚至引起列車與軌道相互摩擦碰撞，影響磁浮列車推進(jìn)系統(tǒng)的工作，從而影響旅客乘坐列車的舒適性和安全性。因此，需對磁懸浮F軌各項參數(shù)進(jìn)行檢測。

中低速磁懸浮特殊截面形狀的F型軌不同于傳統(tǒng)輪軌交通的“工”字型軌道，其截面特有的幾何形態(tài)使得現(xiàn)有動態(tài)軌檢設(shè)備無法應(yīng)對F型軌各種特有的內(nèi)部幾何形態(tài)參數(shù)測量?，F(xiàn)有輪軌軌道動態(tài)檢測設(shè)備只能對普通“工”型軌道幾何參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行測量，而無法用于中低速磁懸浮特有的F型軌的測量和檢測。中低速磁懸浮的F型截面形狀與高速磁浮列車的軌道也不相同，高速磁浮列車懸浮間隙面為齒槽結(jié)構(gòu)，而中低速磁浮列車F型軌的懸浮間隙面為平面，另高速磁浮列車軌道外端面為垂直寬平板，而中低速磁浮列車F型軌的外端面為傾斜平面。因此，現(xiàn)有的高速磁浮列車軌檢設(shè)備也無法適用于中低速磁浮列車軌道的測量。

為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中研究設(shè)計了一些適用于中低速磁懸浮的F軌監(jiān)測設(shè)備，例如，CN101761004B公開了一種用于中低速磁懸浮F型軌的軌道檢測儀，其包括可行走機架以及裝設(shè)于可行走機架上的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)包括軌距測量機構(gòu)和F型軌幾何參數(shù)測量機構(gòu)，可行走機架包括左板式機架和右板式機架，該檢測儀結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運行穩(wěn)定、使用方便；又如，CN201653922U公開了一種中低速磁懸浮F型軌軌縫檢測儀，其包括T型板式機架、行走機構(gòu)、連接軸機構(gòu)、壓緊導(dǎo)向機構(gòu)、軌縫參數(shù)測量裝置、剎車機構(gòu)和數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，該檢測儀體積小，重量輕，維護(hù)方便。

現(xiàn)有技術(shù)公開的上述F軌監(jiān)測儀雖然體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但采用人工作業(yè)。由于中低速磁懸浮多為高架、開放式的軌道結(jié)構(gòu)，F(xiàn)軌的軌距、線路里程、水平軌縫等幾何參數(shù)的測量采用人工作業(yè)，作業(yè)效率低、測量精度差，僅適用于線路較短的試驗線路上，無法在運營線上推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實用新型提供了一種檢測機器人，其中結(jié)合中低速磁懸浮高架、開放式的軌道結(jié)構(gòu)的特點，相應(yīng)設(shè)計了適用于中低速磁懸浮F軌的檢測裝置，并對其關(guān)鍵組件如機架、折疊彎折機構(gòu)、檢測控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其具體設(shè)置方式進(jìn)行研究和設(shè)計，相應(yīng)的可有效解決現(xiàn)有檢測裝置人工作業(yè)費時費力、測量精度低等問題，具有檢測效率高、測量精度高等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種中低速磁懸浮F軌檢測機器人，包括機架、折疊彎折機構(gòu)、檢測控制機構(gòu)，其中：

所述機架用于安裝所述折疊彎折機構(gòu)和檢測機構(gòu)，其橫跨在待檢測的中低速磁懸浮兩個F軌之間；

所述折疊彎折機構(gòu)共設(shè)有兩組，其分設(shè)于所述機架的兩端，并位于F 軌的上方，每組所述折疊彎折機構(gòu)上均設(shè)置有行走輪對和卡位輪對，其中所述行走輪對與所述F軌的上表面接觸，并沿著F軌的上表面移動，所述卡位輪對與所述F軌的外側(cè)面接觸，并沿著F軌的外側(cè)面移動；

所述檢測控制機構(gòu)包括F軌參數(shù)檢測傳感器、測距傳感器、攝像機，其中所述F軌參數(shù)檢測傳感器設(shè)在所述折疊彎折機構(gòu)上，所述測距傳感器設(shè)在所述機架上并位于兩個F軌之間，所述攝像機安裝在所述機架的上方。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，每組所述折疊彎折機構(gòu)上均設(shè)置有兩組行走輪對和兩組卡位輪對，這兩組行走輪對和這兩組卡位輪對均沿著所述F軌的延伸方向布置。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述折疊彎折機構(gòu)包括行走輪安裝板和卡位輪折疊板，所述行走輪安裝板豎直設(shè)置并安裝在所述機架上，其中所述行走輪對安裝在所述行走輪安裝板的下方；所述卡位輪折疊板通過卡位輪連接支架安裝在所述行走輪安裝板的側(cè)面，并位于F軌的側(cè)方，所述卡位輪對安裝在所述卡位輪折疊板下方的側(cè)面，并與所述F軌的外側(cè)面接觸。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述測距傳感器為超聲波或紅外測距傳感器，其布置在所述機架的前后側(cè)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述攝像機通過伸縮桿安裝在所述機架的上方。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述機架上還設(shè)置有外接接口。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述檢測機器人還設(shè)置有自主巡航模塊，所述自主巡航模塊安裝在所述機架的下方。

總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點：

1.本實用新型可完成對F軌參數(shù)的測量，具有體積小、結(jié)構(gòu)輕、攜帶方便的特點，同時還具有測量精度高、檢測效率高等優(yōu)點，可隨車到達(dá)作業(yè)地點落軌即可進(jìn)行檢測，可有效用于中低速磁浮的F軌維護(hù)和安全運營。

2.本實用新型的折疊彎折機構(gòu)共設(shè)有兩組，分設(shè)于機架的兩端，檢測時卡位輪折疊板可在軌道落軌時向下打開以扣住F軌的側(cè)沿，并沿著F軌運動，檢測結(jié)束后，其離開軌道時可向上折起，以減小機器人的整體體積，具有攜帶方便、落軌即可工作的特點。

3.本實用新型的折疊彎折機構(gòu)上的行走輪對和卡位輪對均設(shè)計成雙輪結(jié)構(gòu)，可有效防止機器人通過F軌與軌枕連接的螺栓時產(chǎn)生顛簸，使檢測參數(shù)更加準(zhǔn)確。

4.本實用新型的機架的上方設(shè)置有攝像機，該攝像機可實現(xiàn)軌道及軌道沿線的圖像采集，并且其可升降的安裝在機架上，可實現(xiàn)多方位、多角度的圖像拍攝。

5.本實用新型檢測機器人的前后均設(shè)置有測距傳感器，通過測距可使檢測機器人遇障礙時自動停車，實現(xiàn)機器人的防撞功能；本實用新型還設(shè)置有與遠(yuǎn)程控制臺可通信聯(lián)系的外接接口，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程交互。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的中低速磁懸浮F軌檢測機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的中低速磁懸浮F軌檢測機器人的主視圖；

圖3是本實用新型實施例的中低速磁懸浮F軌檢測機器人的左視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種中低速磁懸浮F軌檢測機器人，其主要包括機架11、折疊彎折機構(gòu)、檢測控制機構(gòu)，其中，機架11作為支撐機構(gòu)，用于固定安裝折疊彎折機構(gòu)和檢測控制機構(gòu)，所述折疊彎折機構(gòu)用于安裝輪對，以實現(xiàn)檢測機器人在F軌4上的移動，所述檢測控制機構(gòu)用于檢測F軌的各項參數(shù)，并用于自主控制機器人的運動。通過上述各個機構(gòu)的相互配合，可實現(xiàn)機器人對F軌進(jìn)行自主檢測，機器人具有檢測精度高、效率高等優(yōu)點。

下面將對各個機構(gòu)和部件進(jìn)行詳細(xì)的說明和描述。

如圖1所示，機架11作為其他部件的支撐部件，其水平設(shè)置，并且橫跨在待檢測的中低速磁懸浮列車的兩個F軌之間，其布置方向與F軌的延伸方向垂直。

如圖1-3所示，折疊彎折機構(gòu)共設(shè)有兩組，其分設(shè)于所述機架的兩端，并且與機架可折疊的相連。未使用時，兩組折疊彎折機構(gòu)向上折起，以減小檢測機器人的整體體積，使用時，兩組折疊彎折機構(gòu)打開，正好位于兩個F軌的上方。具體的，每組所述折疊彎折機構(gòu)上均設(shè)置有行走輪對5和卡位輪對。其中，行走輪對5包括一對行走輪，其與所述F軌的上表面接觸，并沿著F軌的上表面移動，其中一個是被動輪一個是主動輪，主動輪對是電機輪。該行走輪對設(shè)計成雙輪結(jié)構(gòu)，可有效防止機器人通過F軌與軌枕連接的螺栓時產(chǎn)生顛簸，使檢測參數(shù)更加準(zhǔn)確。所述卡位輪對2包括一對卡位輪，其與所述F軌的外側(cè)面接觸，并沿著F軌的外側(cè)面移動，該卡位輪對可保證機器人沿著軌道行走，并且在彎道處可提供差速功能?？ㄎ惠唽?是沒有動力的被動輪，起卡位、限位以及防脫軌的作用。

進(jìn)一步的，本實用新型的實施例中每組折疊彎折機構(gòu)上均設(shè)置有兩組行走輪對5和兩組卡位輪對2，由此兩組行走輪對5中的四個行走輪沿著所述F軌的延伸方向布置，并可沿著F軌運動，對檢測機器人的移動進(jìn)行可靠的導(dǎo)向。同樣，兩組卡位輪對2中的四個卡位輪沿著所述F軌的延伸方向布置，并沿著F軌的外側(cè)面運動，以此可有效保證檢測機器人移動的可靠性。

具體的，折疊彎折機構(gòu)包括行走輪安裝板和卡位輪折疊板3，其中行走輪安裝板豎直設(shè)置并安裝在所述機架上，所述行走輪對安裝在行走輪安裝板的下方，所述卡位輪折疊板3通過卡位輪連接支架12安裝在所述行走輪安裝板的側(cè)面，并位于F軌的側(cè)方，所述卡位輪對安裝在卡位輪折疊板3下方的側(cè)面，并與F軌的外側(cè)面接觸，即卡位輪對位于卡位輪折疊板3下方的側(cè)面與F軌的外側(cè)面之間。折疊彎折機構(gòu)未使用時，兩組卡位輪折疊板向上折起，以減小行走裝置的整體體積，使用時，兩組卡位輪折疊板打開，使卡位輪卡裝在F軌的外側(cè)面。

所述檢測控制機構(gòu)包括F軌參數(shù)檢測傳感器1、測距傳感器6、攝像機10，所述F軌參數(shù)檢測傳感器1設(shè)在所述折疊彎折機構(gòu)上，其共設(shè)有多個，以陣列的方式排布，其用于檢測F軌的軌道參數(shù)，主要包括F軌軌縫寬度，感應(yīng)板橫向錯位，感應(yīng)板垂直錯位，以及F軌的平順性等，軌縫寬度采用PSD位移傳感器，位移變化的時間結(jié)合運行的速度，即可計算出軌縫的寬度；感應(yīng)板橫向錯位和垂直錯位、平順性同樣可以用傳感器陣列通過位移的不同做出分析與計算。所述測距傳感器6設(shè)在所述機架上，并位于兩個F軌之間，其具體為超聲波或紅外測距傳感器，并以陣列的方式排布，檢測機器人的前后均布置該測距傳感器。具體的，在安全距離范圍內(nèi)，檢測到行進(jìn)線路有障礙，機器人控制電控驅(qū)動單元剎車，根據(jù)速度的不同設(shè)定安全距離不同，速度越快，安全距離越遠(yuǎn)，以此可使探傷機器人遇障礙時自動安全停車，實現(xiàn)機器人的防撞功能。所述攝像機10安裝在所述機架的上方，其用于對軌道及軌道的沿線進(jìn)行圖像采集，可對異物入侵、侵限越界等情況進(jìn)行觀測，圖像進(jìn)行實時傳輸或存儲本地，攝像機類型具體可為2D或3D攝像機，其具體通過伸縮桿9安裝在機架的上方，可實現(xiàn)攝像機的升降，實現(xiàn)多方位多角度的拍攝。

具體的，本實用新型為了實現(xiàn)檢測機器人的自由控制，其還設(shè)置有自主巡航模塊7，自主巡航模塊7類似汽車自動駕駛儀，其驅(qū)動控制部分可控制行走輪對5的主動輪運動即可帶動機器人運動，以驅(qū)動機器人沿著F軌移動，實現(xiàn)機器人的自主行走控制，所述自主巡航模塊7安裝在所述機架的下方。自主巡航模塊7可接收F軌參數(shù)檢測傳感器1、測距傳感器6和攝像機10的檢測數(shù)據(jù)，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得所需的F軌軌道參數(shù)。自主巡航模塊7內(nèi)設(shè)有導(dǎo)航系統(tǒng)，機器人可根據(jù)導(dǎo)航的規(guī)劃進(jìn)行行走和檢測，其主要是以GPS以及慣性導(dǎo)航為主，以里程標(biāo)定為輔助的導(dǎo)航系統(tǒng)。為了實現(xiàn)將機器人測得的F軌軌道參數(shù)及時的進(jìn)行傳輸與保存，便于操作人員對機器人的遠(yuǎn)程控制，在所述機架上還設(shè)置有外接接口13，以實現(xiàn)機器人與遠(yuǎn)程控制臺的通信聯(lián)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程交互。所述機架上還設(shè)置有為自主巡航模塊7提供電源的電池8，然而自主巡航模塊7也可通過電纜與外部電源相連，通過外部電源提供巡航模塊巡航所需的動力。當(dāng)然，本實用新型的救援機器人也可以采用其他控制與驅(qū)動方式，例如由人工操作，或通過電纜與遠(yuǎn)程控制中心相連，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等等。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。