一种适用于轨道扣件系统的智能检测小车的制作方法

本实用新型属于轨道扣件系统检修技术领域，具体涉及一种适用于轨道扣件系统的智能检测小车。

背景技术：

随着我国轨道交通的快速发展，火车出行在人们长距离交通出行中的占比越来越大，扮演着越来越重要的角色。在轨道交通的设计、运营过程中，安全性和舒适性一直是被大众广泛关注的话题，也是近年来被广泛提及的研究课题。

在轨道交通系统中，轨道扣件系统对车辆运行作业的安全性和乘车的舒适性有着决定性的影响，其往往决定了轨道的轨距保持能力和高度调整能力，在整个轨道结构中占有极其重要的地位。

近年来，铁路交通线路覆盖面越来越广，轨道运营里程逐渐增长，轨道交通形式也不断增加，导致扣件的使用类型及设置数量急剧增加，同时根据铁路行业相关规定，约每半年需对轨道几何参数、扣件型号及病害进行调查，所以轨道扣件系统的日常巡检维护工作愈发重要，检修工作量日益增多。其中，尤其是轨道扣件的精测精调(精确测量轨道几何参数、调查识别调整件型号及扣件病害、建立扣件调整件型号台账、确定后续精调方案、现场精准调整更换组件)工作量极大。然而，目前扣件的调整件型号调查及扣件病害识别工作基本都是采用“人工目视”的作业方式。上述方式虽然能一定程度上满足轨道交通的扣件检修需求，但是也存在明显的缺陷，主要体现在：人工调查的方式识别效率低、识别精度差。通常情况下，在一个夜间天窗点，30名工人往往仅能调查1公里，而且调查准确度不高。这种形式极大地消耗了人力资源，延长了测量周期，且检测效率低，检测出错率高，制约了轨道交通的发展。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种适用于轨道扣件系统的智能检测小车，能快速、准确地实现轨道交通中扣件系统的状态检测，节约扣件系统检修、调整的时间，提升扣件系统检修的效率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其特征在于，包括车体组件和扫描检测组件；其中，

所述车体组件包括车体和分设于该车体两端底部的行走轮安装架；所述行走轮安装架在检测小车置于成对钢轨上方时分别沿钢轨纵向延伸，且各所述行走轮安装架的纵向两端分别设置有行走机构；

所述行走机构包括行走轮和主动轴；所述主动轴的一端穿过所述行走轮安装架并同轴连接所述行走轮，且该主动轴的另一端外周设置有滚动轴承以及连接在所述行走轮安装架上的轴承座；同时，对应至少一个所述行走机构设置有编码器，所述编码器与该行走机构中的主动轴端部同轴连接，以实时获取对应行走轮转动的圈数；

所述扫描检测组件包括依次电连接的扫描检测机构、检测控制单元和数据处理单元；所述扫描检测机构在所述车体的两端分别设置有至少一个，用于扫描检测所述钢轨至少一侧的扣件系统；所述检测控制单元用于控制所述扫描检测机构工作并将扫描采集的数据传输到所述数据处理单元；所述数据处理单元用于对接收到的扫描采集数据进行处理。

作为本实用新型的进一步改进，各所述行走机构上分别设置有导向轮机构，其包括沿竖向延伸的导向轴和同轴转动设置在该导向轴端部的导向轮；

所述导向轴顶部连接在所述行走轮安装架的底部或者所述轴承座底部，并使得所述导向轮可在所述检测小车置于成对钢轨上方时抵接所述钢轨顶部内侧壁面。

作为本实用新型的进一步改进，所述车体呈箱型结构，其内部形成有容置空腔，用于容置所述扫描检测组件。

作为本实用新型的进一步改进，所述车体的顶部设置有推杆基座，并在该推杆基座上连接设置有手动推杆。

作为本实用新型的进一步改进，对应至少一个行走机构设置有手刹机构，其包括手轮、刹车轴、橡胶压块和刹车安装板；

所述刹车安装板安装在所述行走轮安装架上，所述刹车轴穿过该刹车安装架并与之活动连接，使得所述刹车轴可沿轴向往复运动；所述橡胶压块连接在所述刹车轴的一端并与所述行走轮的走行面对正，并可在所述刹车轴的轴向运动下抵接或者远离所述行走轮；所述手轮连接在所述刹车轴的另一端。

作为本实用新型的进一步改进，所述刹车轴与所述刹车安装板以螺纹连接，两者组成螺纹丝杆副，即通过所述刹车轴的转动可实现所述橡胶压块的位置调节。

作为本实用新型的进一步改进，对应横向间隔设置的至少一对行走轮分别设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述行走轮同轴设置，用于驱动该对行走轮在成对钢轨上往复走行。

作为本实用新型的进一步改进，所述车体的两端分别设置有搬运把手，用于所述检测小车的搬运。

作为本实用新型的进一步改进，所述车体上对应所述扫描检测组件设置有电力单元，用于所述扫描检测组件和/或所述编码器的供电。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本实用新型的适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其通过车体组件、行走组件的对应设置，使得智能检测小车可以在成对钢轨上稳定、可靠运行，再通过车体组件上由扫描检测机构、检测控制单元、数据处理单元等部件组成的扫描检测组件的对应设置，使得检测小车在运行过程中可以对钢轨至少一侧的扣件系统进行状态检测，从而实现扣件系统及扣件系统中部件类型、部件状态的检测，并针对扣件系统的调整辅助制定相应的调整方案，缩短后续调整作业的周期，简化扣件系统的检修过程，节约人力成本；

(2)本实用新型的适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其通过对应各行走机构分别设置导向轮机构，为检测小车在钢轨上的可靠走行提供保障，有效避免了检测小车的倾覆或者移位，进一步提升检测小车检修的效率，保证检测小车运行的稳定性和可靠性；

(3)本实用新型的适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其通过对应行走机构设置相应的手刹机构，使得检测小车在扫描检测过程中可以稳定锁紧在检测位置，确保检测的准确性和稳定性；同时，手刹机构中手轮、刹车轴、橡胶压块等结构的组合设置简便，控制便捷，进一步简化检测小车的结构设计；

(4)本实用新型的适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其结构简单，操作简便，能准确实现在成对钢轨上的设置与走行，并在走行过程中准确完成扣件系统的检测过程，有效提升了轨道交通扣件系统检测的效率和准确性，降低了扣件系统检修的成本，缩短了扣件系统检修的周期，具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例中智能检测小车的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中智能检测小车在钢轨上的设置形式立体图；

图3是本实用新型实施例中智能检测小车在钢轨上的设置形式侧视图；

图4是本实用新型实施例中智能检测小车的车体结构示意图；

图5是本实用新型实施例中智能检测小车的手刹机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中智能检测小车的主动行走机构的结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、车体组件；2、手刹机构；3、从动行走机构；4、主动行走机构；5、编码器；6、导向轮机构；7、手动推杆；8、扫描检测机构；9、检测控制单元；10、数据处理单元；11、电力单元；12、钢轨；13、扣件系统；

101、车体；102、行走轮安装架；103、推杆基座；104、搬运把手；

201、手轮；202、刹车轴；203、橡胶压块；204、刹车安装板；

401、主动行走轮；402、端盖；403、主动轴；404、轴承座；405、联轴器；406、编码器安装架；407、滚动轴承。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～6，本实用新型优选实施例中的适用于轨道扣件系统的智能检测小车包括车体组件1、行走组件和扫描检测机构8。其中，车体组件1用来搭载行车组件和扫描检测机构8，以及配合行车组件和扫描检测机构8工作的相关电子部件；行走组件设置在车体组件1中的车体底部，用于实现检测小车在钢轨12上的往复行走；扫描检测机构8设置在车体组件1的两端，用以实现两钢轨处扣件系统的扫描检测。

具体而言，如图1～4中所示，优选实施例中的车体组件1包括车体101和行走轮安装架102。其中，车体101为方形盒体结构，其优选有四块侧板、顶板和底板组合而成，内部形成有容纳相关部件的空腔结构，且车体101的横向两侧板外侧优选分别设置有搬运把手104，用于车体101的搬运。同时，行走轮安装架102成对设置，并分设于车体101底部的两侧，以将车体101支撑在并行设置的两钢轨12上。进一步地，当检测小车置于钢轨12上时，行走轮安装架102沿纵向(钢轨12延伸方向)设置，且行走轮安装架102的纵向两侧分别设置有行走机构(从动行走机构3或者主动行走机构4)，以实现车体101该侧的稳定支撑。

进一步地，优选实施例中的从动行走机构3和主动行走机构4的大体结构相同，差异主要存在于是否设置有编码器5。优选实施例中以主动行走机构4的结构为例进行介绍，如图6中所示，其包括呈柱状形式的主动行走轮401，主动行走轮401的中部开设有贯穿两端面的阶梯通孔，用于端盖402和主动轴403一端的连接安装。

具体地，端盖402以若干连接件(例如紧固螺钉)连接在阶梯通孔中的环形台阶端面上，主动轴403的一端伸入阶梯通孔的小径端，并以端部连接端盖402，两者的连接可优选通过螺钉连接件来实现，继而主动轴403与主动行走轮401连接成整体结构，且主动轴403的另一端伸出主动行走轮401的端面，用以在端部连接联轴器405和编码器5。

进一步地，联轴器405和主动行走轮401之间的主动轴403外周设置有轴承座404，用于主动轴403外周滚动轴承407的安装，进而确保主动行走轮401的稳定走行。相应地，连接于主动轴403端部的编码器5优选为高精度编码器，可在主动行走轮401运行转动的同时跟随转动，记录主动行走轮401转过的圈数，计算主动行走轮401走过的里程参数。优选地，在实际设置时，可先在轴承座404背离行走轮一侧设置编码器安装架406，再将编码器5安装在编码器安装架406上。进一步优选地，还可对应在横向上成对设置的两主动行走轮401分别设置驱动电机，进而驱动检测小车以一定速度运行于钢轨12上，此时可将编码器5安装在从动行走机构3中的从动轴端部。

同时，优选实施例中对应从动行走机构3和/或主动行走机构4还设置有手刹机构2，其优选如图5中所示，包括以竖向设置的刹车轴202对应连接的手轮201和橡胶压块203，手轮201连接在刹车轴202的顶部，可通过转动手轮201来实现刹车轴202的竖向升降；相应地，橡胶压块203设置在刹车轴202的底部，其对应行走机构中的行走轮设置，可在刹车轴202竖向升降的过程中压紧在行走轮的外周壁面上或者远离行走轮的外周壁面上。为了实现刹车轴202的设置并与之形成螺旋丝杆结构，优选实施例中还设置有刹车安装板204，其包括正交设置的水平板和竖直板，竖直板可对应安装在行走轮安装架102的外壁面上，刹车轴202穿过水平板并与之螺纹匹配，进而通过刹车轴202的旋转，可以实现橡胶压块203的升降控制。显然，手刹机构2可以对应从动行走机构3设置，也可以对应主动行走机构4设置，且手刹机构2可以设置一个，也可以设置多个，例如针对每个行走机构分别设置一个手刹机构2。

此外，优选实施例中对应各行走机构还分别设置有导向轮机构6，如图1中所示，其包括沿竖向设置的导向轴和设置在导向轴端部的导向轮；导向轴的顶部连接在行走轮安装架102的底部或者轴承座404的底部，导向轮转动连接在导向轴的底部，且导向轮可在检测小车设置于钢轨12上时抵接钢轨12顶部的内侧壁面，以此为行走轮的走行导向。通过四个导向轮机构6和四个行走机构的对应设置，可以实现检测小车在成对钢轨12上的准确、可靠走行，确保相应检测过程的准确开展。

进一步地，如图3中所示，在车体101的两端分别设置有至少一个扫描检测机构8，其优选设置在车体101的内部，并在车体101的底板两端分别对应扫描检测机构8开设有检测窗口，确保扫描光线可以对应射向车体101底部的扣件系统13，如图1～3中所示。当然，根据实际设置的需要，扫描检测机构8也可以直接设置在车体101的底部。同时，在实际设置时，车体101两端的扫描检测机构8可分别为横向(车体101的长度延伸方向)间隔设置的一对，以实现同一根钢轨12横向两侧扣件系统13的检测。

具体而言，在优选实施例中，扫描检测机构8为高精度线激光扫描仪，其可在检测小车行走到钢轨12上的对应位置后扫描检测该位置处扣件系统13的外形数据和实时状态。通过扫描采集扣件系统13中相关部件的外形数据，可以判断扣件系统13中相关部件的型号，例如判断弹条、螺旋道钉、轨距挡板、轨距块、轨下微调垫板、铁垫板、调高垫板等部件的型号，并在判断型号后确定对应部件的应用状态，确定部件是否存在伤损、变形、错位等。在实际判断时，可以通过将扫描采集的数据与数据系统中预存的标准数据进行比对的方式进行。

相应地，为了保证扫描检测机构8的正常、稳定工作，在车体101的盒体空腔内设置有检测控制单元9、数据处理单元10和电力单元11。其中，电力单元11优选为蓄电池或者锂电池，用以为相应电子部件供电；检测控制单元9和数据处理单元10电连接，前者用于控制扫描检测机构8工作，完成相应数据的采集，并将采集后的数据传输到数据处理单元10；数据处理单元10中预存有相应的标准扣件系统参数，其可在接收扫描检测机构8采集的数据后进行数据的比对、分析、存储过程，完成扣件系统13型号和状态的判断，并辅助生成相应的调整方案。

进一步地，优选实施例中的车体101顶部设置有手动推杆7，其优选设置在车体101的顶板顶面中央，并对应其在顶板顶面上设置有推杆基座103，使得手动推杆7的端部可通过铰接的方式连接在推杆基座103上。通过手动推杆7的设置，可使得作业人员推动检测小车在钢轨12上往复行走，完成相应的检修作业。

本实用新型中的适用于轨道扣件系统的智能检测小车，其结构简单，操作简便，能准确实现在成对钢轨上的设置与走行，并在走行过程中准确完成扣件系统的检测过程，有效提升了轨道交通扣件系统检测的效率和准确性，降低了扣件系统检修的成本，缩短了扣件系统检修的周期，具有较好的应用前景和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。