一种新型接触轨检测设备的制作方法

本实用新型涉及一种新型接触轨检测设备。

背景技术：

近年来，地铁作为一种现代化、速度快的交通工具，对城市的发展起着重要的作用。对于使用第三轨供电的地铁来说，地铁高速运行时需要通过受电靴与该第三轨滑动接触进行供电，而为了保证第三轨即接触轨供电的安全可靠性，地铁维护部门必须周期性地对接触轨各项几何参数进行巡检和检修，以保证地铁的行车安全。地铁钢轨和地铁接触轨各项参数误差一旦超出允许范围，就有可能发生事故，造成严重后果。随着地铁运行速度的不断提高，列车对接触轨几何参数检测的精度和速度要求越来越高。

现在我国对地铁接触轨的日常维护与检测，主要是通过以下两种方式维护：1、通过人工巡视确认与测量，采用人工测量、观察的方法进行，此种方式检测速度低、精度差，还需要大量的辅助时间（人正常步行速度3~5km/h），以及得到的数据无法有效地保存和比对，给地铁接触轨的维护带来极大的不便，加之地铁轨道本身的不确定因素，传统方式已不能满足实际工作需要；2、使用手持式地铁三轨检测仪进行逐点测量，此种方式测量时间相对较长，而且不能连续测量，另外，由于仪器重量大，检测数据不记录、不储存、不分析，无法实现离线分析和预测，使得维护工人的劳动强度大、工作效率低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量速度快、检测精度高和具有连续测量与数据上传记录编辑功能的新型接触轨检测设备。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括与地铁钢轨相适配的检测车和均设置在所述检测车上的检测单元与供电单元，所述供电单元与所述检测单元电连接，所述检测单元包括上位机、行车记录模块和激光扫描传感器，所述激光扫描传感器的扫描头朝向地铁接触轨的方向，所述行车记录模块和所述激光扫描传感器均与所述上位机相连接。

进一步地，所述检测单元还包括视频采集模块，所述视频采集模块包括安装箱和均适配安装在所述安装箱一侧的面阵相机和LED灯，所述面阵相机的拍摄有效面区域与所述LED灯的照明区域均朝向所述地铁接触轨的方向，所述拍摄有效面区域和所述照明区域相重合。

进一步地，所述行车记录模块包括编码器和计数器，所述检测车的两侧均设置有与所述地铁钢轨相适配的车轮,所述编码器与所述车轮相配合。

进一步地，所述激光扫描传感器设置在所述检测车上靠近所述地铁接触轨的一侧，所述激光扫描传感器采集所述地铁接触轨与所述地铁钢轨的几何参数，所述激光扫描传感器采集到的几何参数通过交换机上传至所述上位机。

进一步地，所述检测车在远离所述地铁接触轨的一侧还设置有辅助激光扫描传感器，所述辅助激光扫描传感器和所述激光扫描传感器对称设置在所述检测车的两端。

进一步地，所述检测单元还包括安装在所述安装箱内的存储硬盘，所述存储硬盘储存所述面阵相机所采集的影像信息，所述存储硬盘存储的影像信息通过数据线上传至所述上位机。

进一步地，所述激光扫描传感器的扫描角度范围为-5°～185°，扫描频率范围为25～50Hz。

进一步地，所述地铁接触轨配合设置有防护罩和腕臂，所述激光扫描传感器采集的几何参数包括地铁接触轨与相邻地铁钢轨之间的垂直距离（A）和水平距离（B），防护罩最低点与所述地铁钢轨之间的垂直距离（C）和水平距离（D），防护罩最高点与所述地铁钢轨之间的垂直距离（E）和水平距离（F），腕臂与所述地铁钢轨之间的水平距离（G）。

进一步地，所述车轮的两侧均设置有与所述地铁钢轨上部相适配的环形限位凹陷部。

进一步地，所述检测车的中部设置有手推杆。

本实用新型的有益效果为：在本实用新型中，行车记录模块可随着检测车的移动而实时记录检测车的运行距离和位置，而该距离位置数据可以上传至上位机从而实现数据的记录编辑；激光扫描传感器采用非接触式检测的方式，可以实现连续高精度的地铁接触轨各参数的扫描采集，该采集数据可上传至上位机，从而实现数据的记录编辑；通过行车记录模块和激光扫描传感器配合，可以显示、打印解析数据与故障位置列表，方便检修；使用检修车，可以实现自动、快速移动，从而提高测量速度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是安装箱内部件的位置分布示意图；

图3是本实用新型电气原理示意图；

图4是激光扫描传感器的采集参数示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括与地铁钢轨1相滚动配合的检测车2和均设置在所述检测车2上的检测单元和供电单元，所述供电单元与所述检测单元电连接，所述检测单元包括上位机3、行车记录模块、激光扫描传感器4、视频采集模块、交换机11和存储硬盘13。所述激光扫描传感器4的扫描头朝向地铁接触轨5的方向，所述行车记录模块和所述激光扫描传感器4均与所述上位机3相连接。所述供电单元为一个高性能锂电池组18，所述上位机3为专业高性能笔记本电脑。

所述行车记录模块包括编码器20和计数器9，所述编码器20为旋转式编码计数器，所述计数器9为现有普通脉冲计数器；所述检测车2的左右两侧均设置有与所述地铁钢轨1相适配的车轮10,所述编码器20与所述车轮10相配合。所述车轮10的两侧均设置有与所述地铁钢轨1上部相适配的环形限位凹陷部16，设置环形限位凹陷部16可以使得所述车轮10正好卡紧到所述地铁钢轨1上，使得检测车2的运行不偏不倚，行走方便。当所述检测车2沿所述地铁钢轨1方向运动时,所述编码器20与所述车轮10轴同步转动发出位移脉冲，所述计数器9实时读取位移脉冲信号并上传给上位机3，上位机3通过USB线连接有继电器组件，而所述计数器9即包括在继电器组件中。从而上位机3便可记录检测所述检测车2运行的速度与行走里程。

所述激光扫描传感器4设置在所述检测车2上靠近所述地铁接触轨5的一侧，所述激光扫描传感器4采集所述地铁接触轨5与所述地铁钢轨1的几何参数，所述激光扫描传感器4采集到的几何参数通过交换机11上传至所述上位机3。所述激光扫描传感器4的扫描角度范围为-5°～185°，扫描频率范围为25～50Hz。所述地铁接触轨5配合设置有防护罩14和腕臂15，所述防护罩14和所述腕臂15均为地铁接触轨5的常用配套部件，所述激光扫描传感器4采集的几何参数包括地铁接触轨5与相邻地铁钢轨1之间的垂直距离（A）和水平距离（B），防护罩14最低点与所述地铁钢轨1之间的垂直距离（C）和水平距离（D），防护罩14最高点与所述地铁钢轨1之间的垂直距离（E）和水平距离（F），腕臂15与与所述地铁钢轨1之间的水平距离（G）。

另一方面，所述检测车2在远离所述地铁接触轨5的一侧还设置有辅助激光扫描传感器12，所述辅助激光扫描传感器12和所述激光扫描传感器4为同一型号的两个传感器，所述辅助激光扫描传感器12和所述激光扫描传感器4对称设置在所述检测车2的两端，增设所述辅助激光扫描传感器12可以检测地铁钢轨1的另一条轨道。

所述检测车2在靠近所述地铁接触轨5的一侧设置有安装箱6，所述视频采集模块包括均适配安装在所述安装箱6一侧的面阵相机7和LED灯8，所述面阵相机7的拍摄有效面区域与所述LED灯8的照明区域均朝向所述地铁接触轨5的方向，所述拍摄有效面区域和所述照明区域相重合。所述面阵相机7用于录制现场检验检测视频，所述LED灯8为所述面阵相机7进行灯光照射补充；所述面阵相机7与所述上位机3通过USB线相连，另外，拍摄的视频可以暂时存于所述存储硬盘13中，再经所述存储硬盘13通过USB数据线上传给外部上位机3。上位机3显示界面实时显示地铁接触轨5、防护罩14、腕臂15检测的几何参数与解析参数，并存入上位机3的历史数据库，方便进行离线查询、分析以及进行状态预测诊断。上位机3上自带的检测软件可显示和打印故障列表、可查询历史数据，可根据历史数据进行地铁接触轨5、防护罩14、腕臂15等状态的变化规律，进行状态预测诊断和维护。

所述锂电池组18为所述检测单元提供安全、可靠的电能供给，具有过欠电压、过电流、高低温等保护功能。另外，所述锂电池组18、所述计数器9、所述存储硬盘13和所述交换机11也均安装在所述安装箱6中。

所述检测车2的中部后侧设置有手推杆17。所述手推杆17用于手动扶持推动所述检测车2，使得所述检测车2可以运动起来。

所述检测车2在前后方向上对称设置有提手19。所述提手19用于在搬抬所述检测车2时提供手抓取的地方。

本实用新型具有以下有益效果：

1）采用激光扫描传感器进行扫描，精度高，速度快；只需要设定激光扫描传感器扫描范围，不需要进行人工对准，使用方便，且激光扫描传感器扫描频率可以按照采样要求进行设置，获得连续的测量数据，避免了工人利用三轨测量尺和水平尺进行单点测量作业时的人为误差，提高了现场工人的检测效率，同时避免检测盲区。

2）检修、测量一体化，解决了检修与测量不能同时进行的缺点，为作业人员提供快捷的检修参数。

3）替代人工检测，用人少、劳动强度降低，可有效提高维护维修的管理水平和工作效率。 避免耗费大量的人工与时间。以北京地铁2017.8为例，共19条接触轨线路正在运行，线路总长574公里，共设车站288座；目前主要采用人工巡检的方式，由于巡检工作需要进入轨道区间，所以必须要在接触轨停电时作业，因此必须等地铁停运时才可以进行，每天最多只有4小时有效作业时间，每天晚上以四名工作人员为例，使用了本实用新型进行检测之后，四个工作人员一晚可以检测的线路总长由4km增加到20km，提高了5背效率。

4）采用激光扫描非接触式检测，安全可靠；可以实现连续高精度的接触轨扫描检测；避免接触轨上有残存剩余电压，给人工检修带来危险。

5）海量检测图像、数据存储和统计分析，方便进行离线查询、分析，寻找接触轨、防护罩14、腕臂15的变化规律，进行状态预测诊断和维护。

本实用新型可用于接触轨检测的技术领域。