[發明專利]一種單輪自平衡軌道超聲檢測設備

在審

• 申請號: 202111103859.1
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113804764A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 鄭燕峰;張定成;陳志佳;陳偉杰;丁旭升;李佳;陳坤裕;許燚楷;馬澤雄;吳金林;周少武
• 申請（專利權）人: 廣東汕頭超聲電子股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/265;G01S17/93;G01C19/00;B61K9/10
• 代理公司: 汕頭市潮睿專利事務有限公司 44230
• 代理人: 謝澤如;盧梓雄

本發明公開了一種單輪自平衡軌道超聲檢測設備，包括輪架、探輪、控制器、通訊模塊、控制終端、方向慣性輪組、兩個激光傳感裝置、兩個避障模塊和能夠驅動探輪行走的第一驅動裝置，以及能夠驅動方向慣性輪組轉動的第二驅動裝置；輪架上設有可轉動的輪軸，探輪安裝在輪軸上；輪軸與第一驅動裝置的動力輸出端傳動連接；兩個激光傳感裝置用于實時檢測軌道鋼軌輪廓并獲取探輪下方的鋼軌信息，兩個避障模塊用于檢測探輪在行走方向的一定范圍內是否遇到障礙物，方向慣性輪組用于控制探輪在行走方向上的平衡姿態。本發明具有自我平衡控制能力，能自主行走，占用空間小，大大減輕整體重量，搬運方便，提高檢測可靠性與檢測效率。

技術領域

本發明涉及超聲無損檢測技術領域，特別涉及一種單輪自平衡軌道超聲檢測設備。

背景技術

為了確保機車的安全運行，鐵路系統需要經常對鋼軌進行探傷檢測，以探測鋼軌的軌頭和軌腰范圍內(包括接頭附近)的疲勞缺陷和焊接缺陷，以及軌底銹蝕和月牙掉塊、軌頭壓潰等損傷情況，以便及時采取補救措施，防患于未然。

現有的鋼軌超聲波探傷車一般包括車架、前橋、后橋、兩個主動軌行輪和兩個從動軌行輪，前橋可拆卸安裝在車架的前端，兩個主動軌行輪分別設置在前橋的兩端，后橋可拆卸安裝在車架的后端，兩個從動軌行輪分別設置在后橋的兩端。然而，這種雙輪結構的鋼軌超聲波探傷車的車身過長，十分占用空間，整體重量過于笨重，搬運相當不方便，存在著檢測可靠性不夠高、檢測效率低下的缺陷，為檢測帶來諸多不便。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種單輪自平衡軌道超聲檢測設備，這種單輪自平衡軌道超聲檢測設備具有自我平衡控制能力，能夠自主行走，占用空間小，大大減輕整體重量，搬運方便，提高檢測可靠性與檢測效率。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種單輪自平衡軌道超聲檢測設備，其特征在于：包括輪架、探輪、控制器、通訊模塊、控制終端、方向慣性輪組、兩個激光傳感裝置、兩個避障模塊和能夠驅動探輪行走的第一驅動裝置，以及能夠驅動方向慣性輪組轉動的第二驅動裝置；輪架上設有可轉動的輪軸，探輪安裝在輪軸上；控制器、通訊模塊、方向慣性輪組、第一驅動裝置、第二驅動裝置、兩個激光傳感裝置、兩個避障模塊均安裝在輪架上；輪軸與第一驅動裝置的動力輸出端傳動連接；方向慣性輪組與第二驅動裝置的動力輸出端傳動連接并處于探輪的上方；兩個激光傳感裝置分別處于探輪的前側與后側，兩個避障模塊分別處于探輪的前側與后側；兩個激光傳感裝置的信號輸出端、兩個避障模塊的信號輸出端、探輪的信號輸出端、方向慣性輪組的信號輸出端分別與控制器相應的信號輸入端電連接，第一驅動裝置的信號輸入端、第二驅動裝置的信號輸入端與控制器相應的信號輸出端電連接；控制器通過通訊模塊與后臺的控制終端無線連接；兩個激光傳感裝置用于實時檢測軌道鋼軌輪廓并獲取探輪下方的鋼軌信息，兩個避障模塊用于檢測探輪在行走方向的一定范圍內是否遇到障礙物，方向慣性輪組用于控制探輪在行走方向上的平衡姿態。

上述前、后的定義為：沿探輪的行走方向，探輪向前行走的一側為前，另一側為后。

通常，上述第一驅動裝置與第二驅動裝置為驅動電機。

上述探輪先通過兩個激光傳感裝置實時檢測軌道鋼軌輪廓，獲取探輪下方的鋼軌信息，進行信號采集并處理成姿態信號；然后控制器將接收到的姿態信號反饋給第二驅動裝置，通過第二驅動裝置形成垂直與輪軸平面內的反力矩來驅動方向慣性輪組，以此來控制探輪在行走方向上的平衡姿態；再由控制器將采集到的控制指令通過通訊模塊發送給后臺的控制終端，控制終端獲取探輪的運行軌跡后，自動安裝運行軌跡；接著，利用探輪前后側的兩個避障模塊實時檢測行進方向一定范圍內的障礙物情況，再由控制終端通過通訊模塊對控制器發送運動指令，控制器接收指令后向第一驅動裝置輸出控制信號，第一驅動裝置驅動探輪按照運行軌跡轉動，實現探輪進行前進后退運動；最后，探輪通過行走覆蓋了軌道鋼軌的檢測區域，控制器采集到探輪的檢測信號，通過通訊模塊將檢測到的數據傳輸到后臺的控制終端，實現超聲檢測功能。