[發明專利]一種鋼軌扣件松脫檢測機器人及其檢測方法

有效

• 申請號: 202110719020.4
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113401165B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳瀟;朱丹;耿明;張浩;殷勤;羅存喜;邱紹峰;周明翔;柯飛;游鵬輝;劉輝;張俊嶺;彭方進;李曉聃;朱冬
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司;武漢鐵道工程承包有限責任公司
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 何首春

本發明公開了一種鋼軌扣件松脫檢測機器人，檢測機器人一端橫向兩側對應設有一組力錘和傳感器組件；所述力錘通過力錘傳動桿與對應的氣動系統連接，并且通過所述氣動系統控制力錘傳動桿上下運動；所述傳感器通過傳感器傳動桿與對應的蝸輪蝸桿系統連接，并且通過所述蝸輪蝸桿系統實現傳感器傳動桿的上下運動；同時所述傳感器對與其對應的力錘敲擊鋼軌軌面后產生的振動信號進行采集。本發明還公開了一種鋼軌扣件松脫檢測機器人的檢測方法。本發明機器人本身攜帶有力錘，通過力錘在鋼軌軌面敲擊產生激勵點，結合傳感器對獲得的鋼軌振動信號進行收集和分析，獲取鋼軌扣件的松脫狀態，解決了傳統檢測方式靈敏度低、效率低、成本高和容易漏檢的問題。

技術領域

本發明屬于鋼軌巡檢設備技術領域，具體涉及一種鋼軌扣件松脫檢測機器人及其檢測方法。

背景技術

扣件是連接鋼軌與軌枕的重要部件，為鋼軌提供扣壓力確保鋼軌不發生縱向和軸向偏移，是保證鐵路運營安全的關鍵部件。隨著高速鐵路朝著高速重載化方向發展，在列車重復載荷作用下，軌道結構的軌下基礎可能會產生破損，致使扣件松脫。一個扣件的松脫往往很容易誘發周圍扣件的松脫，加劇軌道結構破壞，對列車行車安全將產生很大影響。為此，人們長期以來一直都在積極地尋找一種能自動、高效而準確地檢測出沿線上松脫扣件的檢測方法。

目前，扣件松脫檢測主要有三種方法：基于人工巡檢的方法、基于計算機視覺的方法以及基于振動信號的方法；其中基于人工巡檢的方法效率低、成本高、容易漏檢；計算機視覺的方法能夠有效識別扣件是否缺失，但不能識別扣件的松脫程度，并且列車振動對圖像質量有很大的影響；基于振動信號的方法，采用自功率譜密度的方法識別扣件松脫，該方法的靈敏度低，容易受輸入激勵的影響，扣件松脫識別結果不好。

例如公開號為CN103194942A的中國發明專利，公開了一種軌道振動信號移動檢測裝置及檢測方法，但是其方法是通過振動檢測裝置采集軌檢車移動過程中產生的振動信號，通過分析軌檢車自身移動過程中振動的、來分析判斷軌道的扣件松脫情況。由于軌檢車自身振動情況的發生較為復雜，不易控制。因此仍然沒有一種將檢測裝置和激勵裝置集成為一體的巡檢設備。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求中的一種或者多種，本發明提供了一種鋼軌扣件松脫檢測機器人及其檢測方法，機器人本身攜帶有力錘，通過力錘在鋼軌軌面敲擊產生激勵點，并結合傳感器對獲得的鋼軌振動信號進行收集和分析，從而得知鋼軌扣件的松脫狀態，解決了傳統檢測方式靈敏度低、效率低、成本高和容易漏檢的問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供一種鋼軌扣件松脫檢測機器人，檢測機器人一端橫向兩側對應設有一組力錘和傳感器組件；其中，

所述力錘通過力錘傳動桿與對應的氣動系統連接，并且通過所述氣動系統控制力錘傳動桿上下運動；所述傳感器通過傳感器傳動桿與對應的蝸輪蝸桿系統連接，并且通過所述蝸輪蝸桿系統實現傳感器傳動桿的上下運動；同時所述傳感器對與其對應的力錘敲擊鋼軌軌面后產生的振動信號進行采集。

作為本發明的進一步改進，所述氣動系統包括氣室及氣壓泵；所述氣壓泵與所述氣室連接，所述氣室中氣體的進出控制所述力錘傳動桿上下運動。

作為本發明的進一步改進，所述氣壓泵與氣室之間設有電磁閥，該電磁閥控制氣體在氣室內的進出。

作為本發明的進一步改進，所述蝸輪蝸桿系統包括蝸輪、蝸桿以及與兩者相連的電機，所述電機用于驅動蝸輪和蝸桿以控制所述傳感器傳動桿上下運動。

作為本發明的進一步改進，所述蝸輪蝸桿系統還包括耦合劑存放裝置、與之相連的耦合劑導管，所述耦合劑導管沿著傳感器傳動桿接至傳感器處，以將耦合劑傳輸至傳感器處。

作為本發明的進一步改進，檢測機器人上設有攝像頭、位置標定器，且所述攝像頭和位置標定器設有至少兩組，分設于檢測機器人橫向兩側，分別與兩側的軌道對應。