[發(fā)明專利]一種軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010224456.1
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111376930B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾國鋒;王國強(qiáng);葉豐;朱志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: B61D15/12
• 分類號: B61D15/12;B61K9/08
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

1.一種軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，該裝置包括：

小車，設(shè)置于軌道系統(tǒng)的軌道表面上方，沿軌道表面滑動行走；

導(dǎo)向輪，設(shè)置于所述小車中央位置的下方，且對稱設(shè)置于軌道系統(tǒng)的軌道表面兩側(cè)，用于定位小車在軌道系統(tǒng)上的行進(jìn)路線；

檢測模塊，設(shè)置于所述小車上，且與軌道系統(tǒng)的軌道表面貼合連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行軌道系統(tǒng)的里程定位和局部偏差檢測；

所述小車包括：

設(shè)置有走行輪和座位的牽引車；

拖車，設(shè)置于所述牽引車后方，與所述牽引車可拆卸連接；

驅(qū)動模塊，設(shè)置于所述牽引車的座位下方，用于為所述小車提供驅(qū)動力；

北斗定位系統(tǒng)，設(shè)置于所述拖車上；

里程測量輪，設(shè)置于所述拖車上；

所述檢測模塊包括：

檢測基準(zhǔn)梁，第一側(cè)與軌道系統(tǒng)的軌道表面滑動連接，第二側(cè)與所述拖車固定連接；

激光位移傳感器，均勻分布在所述檢測基準(zhǔn)梁上，基于激光三角法原理，對軌道系統(tǒng)的局部偏差進(jìn)行檢測；

控制器，設(shè)置于所述檢測基準(zhǔn)梁上，且第一端與所述激光位移傳感器連接，第二端與外界的數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接；

絕對值編碼器，設(shè)置于所述里程測量輪上，與所述北斗定位系統(tǒng)，結(jié)合軌道交通線路的電子地圖，對所述小車沿檢測軌道實(shí)時(shí)測量的位置進(jìn)行里程定位；

檢測電源，設(shè)置于所述拖車上，且分別與所述激光位移傳感器、所述控制器和所述絕對值編碼器連接，為所述檢測模塊供電。

2.如權(quán)利要求1所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動模塊為可遙控的可調(diào)速輪轂電機(jī)。

3.如權(quán)利要求1所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，所述檢測基準(zhǔn)梁是通過經(jīng)過精密加工出來的，用于提供檢測的基準(zhǔn)線。

4.如權(quán)利要求1所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，激光位移傳感器包括：

點(diǎn)激光傳感器，均勻分布在所述檢測基準(zhǔn)梁上，用于發(fā)射點(diǎn)激光照射在軌道系統(tǒng)上，進(jìn)行軌道表面平順度檢測；

結(jié)構(gòu)激光傳感器，設(shè)置在所述檢測基準(zhǔn)梁上，基于激光三角法原理，進(jìn)行軌道的局部偏差和斷面局部破損的檢測。

5.如權(quán)利要求4所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，所述點(diǎn)激光傳感器有四個(gè)。

6.如權(quán)利要求4所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)激光傳感器有兩個(gè)。

7.一種軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)方法，其特征在于，該方法是基于權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟：

步驟1：所述檢測模塊在所述牽引車的牽引下，沿軌道系統(tǒng)的軌道表面滑動行走；

步驟2：所述里程測量輪上的絕對值編碼器結(jié)合所述北斗定位系統(tǒng)，對所述小車的實(shí)時(shí)檢測位置進(jìn)行里程定位；

步驟3：利用激光三角法原理，以點(diǎn)激光傳感器與結(jié)構(gòu)激光傳感器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)軌道系統(tǒng)的局部偏差檢測。

8.如權(quán)利要求7所述的軌道系統(tǒng)的檢測和維護(hù)方法，其特征在于，所述軌道系統(tǒng)的局部偏差檢測還包括以下步驟：

步驟3.1：以所述檢測基準(zhǔn)梁為軌道系統(tǒng)上的測量基準(zhǔn)線；

步驟3.2：所述結(jié)構(gòu)激光傳感器在所述小車行走過程中，對軌道系統(tǒng)發(fā)射結(jié)構(gòu)激光，獲取軌道系統(tǒng)表面的三維點(diǎn)云；

步驟3.3：根據(jù)三維點(diǎn)云的連續(xù)和間斷情況，判斷軌道系統(tǒng)的接縫位置、接縫寬度；根據(jù)接縫兩側(cè)三維點(diǎn)云在深度方向的值，計(jì)算接縫偏差值，并檢測出軌道的表面損傷情況；

步驟3.3：根據(jù)接縫位置、接縫寬度和接縫偏差，通過點(diǎn)激光傳感器，對軌道系統(tǒng)的表面結(jié)構(gòu)不間斷發(fā)射點(diǎn)激光照射，獲得結(jié)構(gòu)激光測量值；

步驟3.4：將點(diǎn)激光測量值與檢測基準(zhǔn)梁提供的基準(zhǔn)線進(jìn)行計(jì)算，獲得軌道系統(tǒng)的局部偏差。