[发明专利]一种无砟铁道板底脱空检测机器人系统和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无砟铁道板底脱空检测机器人系统和检测方法，属于铁道板底检测技术领域。

背景技术

现有技术中，对无砟铁道板底进行检测只能通过人工完成，人工检测对于检测精度很难控制、对周期性例行检查片/段每次检查均需要复杂的任务准备、且人工检测面临着很高的工作强度，导致检测结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无砟铁道板底脱空检测机器人系统和检测方法。本发明可以高效、精准的对铁道板底进行脱空检测，替代了通过人工检测的高强度工作和检测结果的不准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种无砟铁道板底脱空检测机器人系统包括远程控制系统和机器人本体系统，所述远程控制系统和机器人本体系统之间通过无线通讯方式传输信息。远程控制系统对机器人本体系统的行进路径、速度、工作状态等进行完整控制。所述机器人本体系统包括移动平台系统、板底脱空检测装置和表观检测装置，所述板底脱空检测装置和表观检测装置均置于移动平台系统上，移动平台系统搭载检测装置对轨道板底进行检测，其中板底脱空检测装置检测无砟轨道板底内部缺陷，表观检测装置检测无砟轨道板底的表观缺陷，两者数据融合经过综合分析得出无砟轨道板底健康状况。所述移动平台系统包括移动平台主体、驱动机构和电源装置，所述移动平台主体内置电源装置为其移动提供动力，所述驱动机构与电源装置电连接。

前述的板底脱空检测装置包括冲击回波雷达检测装置和探地雷达检测装置。其中所述冲击回波雷达检测装置包括冲击回波探头和第一固定支架，所述冲击回波探头通过第一固定支架置于移动平台主体的后部。所述冲击回波探头内的冲击回波模块分布可以有两种模式：单体移动式和阵列分布式，即所述冲击回波探头内仅布置有一个冲击回波模块或所述冲击回波探头内阵列分布有多个冲击回波模块。单体移动式，在冲击回波探头内仅布置有一个冲击回波模块，所述单个冲击回波模块沿冲击回波探头内的横轴滑动，工作时该模块从一边至另一边移动，逐点敲击其所经过的无砟轨道板底位置，探测其内部结构的良好度。阵列分布式，在冲击回波探头内阵列分布有多个冲击回波模块，所述多个冲击回波模块均布在冲击回波探头内的横轴上，工作时所有模块同时敲击无砟轨道板底，探测其内部结构良好度。

前述的探地雷达检测装置包括探地雷达探头和第二固定支架，所述探地雷达探头通过第二固定支架置于移动平台主体的前部。移动平台主体搭载探地雷达检测装置对无砟轨道板底内部缺陷进行检测。所述第二固定支架上开设有多排固定孔，所述第二固定支架经固定孔置于移动平台主体上，第二固定支架后侧可以通过移动固定孔孔位实现探地雷达探头高度的调整。其中探地雷达探头在非工作时处于离地面较高位置，当需要进行检测时，通过第二固定支架下降到离地较近的距离位置，该种方式保证了探地雷达检测装置运输时的方便性以及检测时的准确性，从而实现对探地雷达探头高度的初步调整。

前述的探地雷达检测装置还包括雷达探头高度调整机构，所述雷达探头高度调整机构包括雷达内置电机和滚轴丝杠，所述探地雷达探头置于滚轴丝杠上部。当第二固定支架与移动平台主体固定后，通过所述雷达内置电机带动滚轴丝杠转动，从而实现探地雷达探头的较高精度升降控制。

前述的移动平台系统还包括蔽障雷达、警示灯和GPS模块。所述蔽障雷达至少有两个，分别置于所述移动平台主体的前端、后端，在移动平台系统前进或者后退过程中，可以识别轨道上出现的障碍物。所述警示灯和GPS模块均设于所述移动平台主体顶部，所述警示灯在车辆出现故障等紧急情况下，发出警报信号。所述GPS模块实时定位移动平台主体位置，并通过特定算法计算出无砟轨道缺陷的精确位置。移动平台系统各部件共同协作工作，保证移动平台主体移动过程的顺畅及可控制性。

前述的驱动机构包括电机、前驱动轮组、后驱动轮组和传动链条，所述传动链条套设在前驱动轮组和后驱动轮组外部。移动平台系统采用与火车机车相通的轮毂，可在铁路轨道上运行，采用“双后轮驱动---对式链传动”模式，即后驱动轮组为轮毂电机轮，电机驱动后驱动轮组后通过传动链条带动前驱动轮组转动，实现移动平台在轨道上的运动。

前述的移动平台系统还包括全景摄像头和第一伸缩机构，所述全景摄像头通过第一伸缩机构安装于所述移动平台主体顶部中间位置，便于实时观察移动平台主体周边环境情况。

前述的移动平台系统还包括广角摄像头，所述移动平台主体的前后左右各设有一个广角摄像头，进一步观察移动平台主体周边环境情况，并上传给远程控制系统。