一种轨道交通车辆车底巡检系统及方法与流程

本发明属于城市轨道交通车辆检修，具体涉及一种轨道交通车辆车底巡检系统及方法。

背景技术：

近年来，快速发展的轨道交通极大的改善了城市交通拥堵问题。为了保证车辆的安全运行，在车辆的全寿命周期内，需要对其进行定期的维护和检修。列检、双周检作为车辆检修维护最频繁的检修工作，需要在较短的时间内快速完成车辆检修工作，尤其是车底设备的检修。

车辆车底设备的检查是车辆列检工作重要内容，由于车辆车底结构复杂，零部件较多，现有的车辆车底检查方式主要是人工检查。车辆车底设备人工检查是检修人员手持手电在车底下检修地沟中行走对车底照明肉眼检查，人工检查存在检查效果差、易错漏、劳动强度大、效率低等问题。

专利cn208233068u、cn208278071u均公开了一种列车库检系统，采用轮式巡检小车在列车底部的检修地沟的地面行走，通过车顶的图像采集单元对列车底部进行巡检。虽然这类自动检修方案取得了一些进步，但是一方面轮式巡检小车的行走占据了地沟空间，妨碍到地沟内其他人工或设备的检修项目，存在检修流程冲突，不能同时进行，需要特别的修程修制，整体检修效率低；第二方面，受限于这类车底检修方式，图像采集单元只能采集到底部正下方的图像，并不全面，只能满足于部分车底设备的检修，无法对车底两外侧进行巡检，导致数据的全面性、真实性存在欠缺，最终得出的巡检结论和处理方案必然存在偏差，不利于列车的维护及运营；第三方面，最重要的是，单个轮式巡检小车无法实现并列多股道之间的横向跨股道巡检，也无法跨越一线多列位多个地沟之间的人行楼梯，无法实现一线多列位的连续巡检，要么需要设置少数特定的车底巡检列位，检修效率低，要么每个地沟均设置一个轮式巡检小车，造成资源浪费、成本高。

随着轨道交通的快速发展，检修工作量的日益增加，以及无人驾驶段场的增多，人工检查难以车底设备检修需求，而且现有技术中的检修设备和方法无法满足工作量、效率要求、全面准确性、跨股道、跨列位等方面的要求，急需一种能灵活快速高效检查车辆车底的技术或相关设备。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的一种或多种，本发明提供了一种轨道交通车辆车底巡检系统，利用巡检机器人和一套特别设计的巡检轨道，实现对车底的全方位巡检，还可实现跨股道、跨列位巡检，实现多轨道共享同一套巡检设备，达到提高巡检效率和效果、降低劳动强度的目的。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种轨道交通车辆车底巡检系统，包括巡检机器人、车底中部巡检轨道、车底左右巡检轨道、跨股道巡检轨道、跨轨转盘；

所述车底中部巡检轨道安装在检修地沟一侧立柱靠地沟中心的内侧上，所述车底左右巡检轨道分别安装在检修地沟两侧立柱远离地沟中心的外侧上；

在股道中心线同一侧，车底中部巡检轨道与车底左右巡检轨道的左右之一在纵向的至少一端汇聚到同一节点，该节点处设置一个所述跨轨转盘；在股道中心线另一侧，车底左右巡检轨道的左右另一在纵向的同一纵向端连接到一节点，该节点处设置另一个所述跨轨转盘；

所述跨股道巡检轨道跨越股道连接股道两侧的两个对应的所述跨轨转盘；

所述巡检机器人运行于所述车底中部巡检轨道、车底左右巡检轨道，并通过所述跨股道巡检轨道和所述跨轨转盘的旋转跨股道切换到该股道另一侧，从而对轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

优选地，多条股道并列设置，每条股道之间共享跨轨转盘，即各自股道的车底左右巡检轨道之一、在对应的纵向端汇聚到同一个跨轨转盘，并通过多个跨股道巡检轨道将横向相邻的跨轨转盘彼此串联；

所述巡检机器人通过所述跨股道巡检轨道和所述跨轨转盘的旋转跨股道切换到其他股道，从而对其他股道的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

优选地，还包括同线跨列位巡检轨道；

对于一线多列位的股道，前后两个列位之间、纵向相邻的两个跨轨转盘通过所述同线跨列位巡检轨道纵向串联；

所述巡检机器人所述跨轨转盘的旋转和所述同线跨列位巡检轨道跨列位运行至该股道的其他列位，从而对其他列位的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

优选地，还包括消防通道盖板，设置在检修地沟的纵端的横向两侧；

所述跨轨转盘的全部，以及所述车底中部巡检轨道、车底左右巡检轨道、跨股道巡检轨道的端部局部设置在所述消防通道盖板的下方。

优选地，还包括跨股道巡检轨道地下安装通道，其预埋设于股道的检修地沟端部的地下，用于所述跨股道巡检轨道的安装并为所述巡检机器人提供地下运行空间。

优选地，所述跨轨转盘从下至上包括旋转电机、托盘和过渡轨道；

所述旋转电机的底部固定、上部的旋转轴连接所述托盘，所述过渡轨道固定在所述托盘上方，所述过渡轨道用于轨道切换时临时停放所述巡检机器人。

优选地，所述车底中部巡检轨道、车底左右巡检轨道、跨股道巡检轨道、过渡轨道的轨道横截面形状相同、尺寸一致。

优选地，所述过渡轨道和车底中部巡检轨道、车底左右巡检轨道、跨股道巡检轨道之间设置有对接定位传感器，用于检测对接是否到位。

优选地，还包括充电装置；

所述巡检机器人内含蓄电池，可运行至所述充电装置处对接充电。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了如前所述的轨道交通车辆车底巡检系统的巡检方法，包括如下步骤：

轨道交通车辆停止运营回库后，停至预定位置；

巡检机器人从初始位置出发，走行到跨轨转盘；

跨轨转盘旋转至对接车底中部巡检轨道或车底左右巡检轨道所需的角度，巡检机器人进而走行进入各巡检轨道从头到尾巡检车辆车底；

若股道一侧存在两条巡检轨道，则先沿一条巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘切换至另一条巡检轨道进行巡检；然后再通过跨轨转盘和跨股道巡检轨道跨股道切换到该股道另一侧进行巡检；

若股道一侧只存在一条巡检轨道，则沿该巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘和跨股道巡检轨道跨股道切换到该股道另一侧的两条巡检轨道进行巡检，其中先沿一条巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘切换至另一条巡检轨道进行巡检；

至此，一列轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕，巡检机器人运行至初始位置；优选地，并自动进行充电。

优选地，如需对并列的多条股道的轨道交通车辆进行车底巡检，则在一条股道的轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕之后，巡检机器人通过共享的跨轨转盘以及多个跨股道巡检轨道的串联，跨股道走形至需要巡检的其他股道，继续对其他股道的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

优选地，如需对一线多列位的其他列位的轨道交通车辆进行车底巡检，则在一个列位的轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕之后，巡检机器人通过本列位的跨轨转盘和前后两列位之间的同线跨列位巡检轨道，跨列位走形至需要巡检的其他列位的跨轨转盘，继续对其他列位的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

上述优选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，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，利用巡检机器人在专用轨道上实现对车体底部设备的自动巡检，解决了轨道车辆车底设备人工检查存在的检查效果差、效率低、安全性差等问题，而且由于巡检轨道股道在立柱的内外侧，不占用地沟内的空间，因此与地沟内其他正常的作业人员和作业流程没有冲突，兼容性良好。

2、本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，机器人轨道主要为巡检机器人提供导向和走行路径，分为左中右三个方向的巡检轨道，实现对车底下部、外侧左右的全面准确的采集和巡检；而且股道同侧的巡检轨道端部汇聚到跨轨转盘，实现了不同轨道之间的跨轨。

3、本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，还特别构造了跨股道巡检轨道，避开了地沟、立柱、车辆轨道和车体，既不影响它们的正常运行，又跨越股道连接了股道两侧的两个对应的跨轨转盘，将左右两侧的巡检轨道纳入巡检网络，为机器人跨股道巡检提供切换走行路径，一次巡检可完成三个方向的全方位采集；特别是多股道并列的情况下，多个跨股道巡检轨道(5)实现了不同股道三向巡检网络的彼此串联，扩大了组网范围，实现了多股道的横向跨股和巡检；均实现了多轨道共享同一套巡检设备，达到提高巡检效率和效果、降低劳动强度的目的。

4、本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，通过巡检轨道和跨股道轨道的连接节点处设置的跨轨转盘，用于调整巡检机器人走行方向，通过旋转电机带动过渡轨道转动，进而改变巡检器人走行路径，对接至另一巡检轨道进行巡检，这种跨轨过渡方式流畅、高效，有利于加快巡检速度。

5、本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，对于一线多列位的股道，还特别构造了同线跨列位巡检轨道，将前后两个列位各自的巡检子系统纵向串联了起来，同一个巡检机器人在完成一个列位的全部巡检之后，可通过跨轨转盘和同线跨列位巡检轨道跨越到下一列位，继续其他车辆的巡检。

附图说明

图1是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的整体结构示意图；

图2是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的跨轨转盘示意图；

图3是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的车底巡检路径简图；

图4是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的车底巡检轨道路径图；

图5是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的车底中部巡检路径图；

图6是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的车底左右巡检路径图之一；

图7是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的车底左右巡检路径图之二；

图8是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的跨股道巡检路径图；

图9是本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的同线跨列位巡检路径图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明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。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-9所示，本发明提供一种轨道交通车辆车底巡检系统，主要包括巡检机器人1、车底中部巡检轨道3、车底左右巡检轨道4、跨股道巡检轨道5、跨轨转盘8。

所述车底中部巡检轨道3安装在检修地沟一侧立柱靠地沟中心的内侧上，所述车底左右巡检轨道4分别安装在检修地沟两侧立柱远离地沟中心的外侧上。在股道中心线同一侧，车底中部巡检轨道3与车底左右巡检轨道4的左右之一在纵向的至少一端汇聚到同一节点，该节点处设置一个所述跨轨转盘8；在股道中心线另一侧，车底左右巡检轨道4的左右另一在纵向的同一纵向端连接到一节点，该节点处设置另一个所述跨轨转盘8。本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，通过巡检轨道和跨股道轨道的连接节点处设置的跨轨转盘，用于调整巡检机器人走行方向，通过旋转电机带动过渡轨道转动，进而改变巡检器人走行路径，对接至另一巡检轨道进行巡检，这种跨轨过渡方式流畅、高效，有利于加快巡检速度。

所述跨股道巡检轨道5跨越股道连接股道两侧的两个对应的所述跨轨转盘8。所述巡检机器人1运行于所述车底中部巡检轨道3、车底左右巡检轨道4，并通过所述跨股道巡检轨道5和所述跨轨转盘8的旋转跨股道切换到该股道另一侧，从而对轨道交通车辆10的车底进行中左右三个方向的巡检。巡检机器人可通过拍摄或扫描车底设备，收集车底状态，并传输到控制室后台进行数据处理；所述巡检机器人利用可视部件采集车底设备信息，实现对车底设备进行自动识别，数据采集方式有图像、激光、红外等。本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，利用巡检机器人在专用轨道上实现对车体底部设备的自动巡检，解决了轨道车辆车底设备人工检查存在的检查效果差、效率低、安全性差等问题，而且由于巡检轨道股道在立柱的内外侧，不占用地沟内的空间，因此与地沟内其他正常的作业人员和作业流程没有冲突，兼容性良好。本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，机器人轨道主要为巡检机器人提供导向和走行路径，分为左中右三个方向的巡检轨道，实现对车底下部、外侧左右的全面准确的采集和巡检；而且股道同侧的巡检轨道端部汇聚到跨轨转盘，实现了不同轨道之间的跨轨。

如图3所示，对于多条股道并列设置的情况，每条股道之间共享跨轨转盘8，即各自股道的车底左右巡检轨道4之一、在对应的纵向端汇聚到同一个跨轨转盘8，并通过多个跨股道巡检轨道5将横向相邻的跨轨转盘8彼此串联。所述巡检机器人1通过所述跨股道巡检轨道5和所述跨轨转盘8的旋转跨股道切换到其他股道，从而对其他股道的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，还特别构造了跨股道巡检轨道，避开了地沟、立柱、车辆轨道和车体，既不影响它们的正常运行，又跨越股道连接了股道两侧的两个对应的跨轨转盘，将左右两侧的巡检轨道纳入巡检网络，为机器人跨股道巡检提供切换走行路径，一次巡检可完成三个方向的全方位采集；特别是多股道并列的情况下，多个跨股道巡检轨道(5)实现了不同股道三向巡检网络的彼此串联，扩大了组网范围，实现了多股道的横向跨股和巡检；均实现了多轨道共享同一套巡检设备，达到提高巡检效率和效果、降低劳动强度的目的。

如图3、4、9所示，车底巡检系统还包括同线跨列位巡检轨道6。对于一线多列位的股道，前后两个列位之间、纵向相邻的两个跨轨转盘8通过所述同线跨列位巡检轨道6纵向串联；所述巡检机器人1所述跨轨转盘8的旋转和所述同线跨列位巡检轨道6跨列位运行至该股道的其他列位，从而对其他列位的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。本发明的轨道交通车辆车底巡检系统，对于一线多列位的股道，还特别构造了同线跨列位巡检轨道，将前后两个列位各自的巡检子系统纵向串联了起来，同一个巡检机器人在完成一个列位的全部巡检之后，可通过跨轨转盘和同线跨列位巡检轨道跨越到下一列位，继续其他车辆的巡检。

如图1所示，车底巡检系统还包括消防通道盖板7，设置在检修地沟的纵端的横向两侧(图1中只示出了单侧的消防通道盖板，另一侧的隐去未示出)；所述跨轨转盘8的全部，以及所述车底中部巡检轨道3、车底左右巡检轨道4、跨股道巡检轨道5的端部局部设置在所述消防通道盖板7的下方，由此不妨碍地面人员和装备的行走和作业，又对盖板下方形成了有效保护。

如图5、8所示，车底巡检系统还包括跨股道巡检轨道地下安装通道51，其预埋设于股道的检修地沟端部的地下，绕过地沟端部的楼梯，用于所述跨股道巡检轨道5的安装并为所述巡检机器人1提供地下运行空间。如图4-5所示，车底巡检系统还包括同线跨列位巡检轨道地下安装通道61，其预埋设于相邻股道中间、前后两列位之间的地下，用于所述同线跨列位巡检轨道6的安装并为所述巡检机器人1提供地下运行空间。

如图2所示，所述跨轨转盘8从下至上包括旋转电机81、托盘82和过渡轨道83；所述旋转电机81的底部固定、上部的旋转轴连接所述托盘82，所述过渡轨道83通过l形支架84固定在所述托盘82上方，所述过渡轨道83用于轨道切换时临时停放所述巡检机器人1。跨轨转盘8的运动形态参见图5-9。

优选地，所述车底中部巡检轨道3、车底左右巡检轨道4、跨股道巡检轨道5、同线跨列位巡检轨道6、过渡轨道83的轨道横截面形状相同、尺寸一致，均为h形钢，一侧翼板被固定，另一侧翼板嵌入到巡检机器人1的卡槽中。

优选地，所述过渡轨道42和车底中部巡检轨道3、车底左右巡检轨道4、跨股道巡检轨道5、同线跨列位巡检轨道6之间设置有对接定位传感器，可采用激光传感器或红外传感器，发射端和接收端分置两边，用于检测是否对接到位。

如图1所示，车底巡检系统还包括充电装置2，优选布置在跨股道巡检轨道地下安装通道51内的充电位。所述巡检机器人1内含蓄电池，可运行至所述充电装置2处对接充电。此外巡检机器人具有定位追踪功能，内含定位追踪装置，控制室可实时显示巡检机器人位置，巡检完毕后机器人可自动回到初始位置，并进行充电。

如图3所示，本发明的轨道交通车辆车底巡检系统的巡检方法，包括如下步骤：

轨道交通车辆10停止运营回库后，停至预定位置。

巡检机器人1从初始位置出发，走行到跨轨转盘8。

跨轨转盘8旋转至对接车底中部巡检轨道3或车底左右巡检轨道4所需的角度，巡检机器人1进而走行进入各巡检轨道从头到尾巡检车辆车底。

若股道一侧存在两条巡检轨道，则先沿一条巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘8切换至另一条巡检轨道进行巡检；然后再通过跨轨转盘8和跨股道巡检轨道5跨股道切换到该股道另一侧进行巡检；以图3为例，过渡轨道83在旋转电机81的旋转下，旋转至可连接车底中部巡检轨道3的角度，巡检机器人1走行进入车底中部巡检轨道3巡检车辆车底中部，从车头底部巡检至车尾底部，巡检机器人1走行到车尾处过渡轨道83上，旋转电机81旋转至连接车底左右巡检轨道4角度，巡检机器人1进入车底左右巡检轨道4，从车尾底部巡检至车头底部，巡检机器人1走行到车头处过渡轨道83上，旋转电机81旋转至连接跨股道巡检轨道5角度，相邻的旋转电机81也旋转至连接跨股道巡检轨道5角度，巡检机器人1走行进入跨股道巡检轨道5，再走行至相邻的过渡轨道83上，旋转电机81旋转至连接车底左右巡检轨道4角度，巡检机器人1进入车底左右巡检轨道4，从车尾底部巡检至车头底部。

若股道一侧只存在一条巡检轨道，则沿该巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘8和跨股道巡检轨道5跨股道切换到该股道另一侧的两条巡检轨道进行巡检，其中先沿一条巡检轨道巡检完后，再通过跨轨转盘8切换至另一条巡检轨道进行巡检。

至此，一列轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕，巡检机器人1运行至初始位置；优选地，并自动进行充电。

优选地，如需对并列的多条股道的轨道交通车辆进行车底巡检，则在一条股道的轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕之后，巡检机器人1通过共享的跨轨转盘8以及多个跨股道巡检轨道5的串联，跨股道走形至需要巡检的其他股道，继续对其他股道的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

优选地，如需对一线多列位的其他列位的轨道交通车辆进行车底巡检，则在一个列位的轨道交通车辆的车底中左右三个方向的巡检完毕之后，巡检机器人1通过本列位的跨轨转盘8和前后两列位之间的同线跨列位巡检轨道6，跨列位走形至需要巡检的其他列位的跨轨转盘8，继续对其他列位的轨道交通车辆车底进行中左右三个方向的巡检。

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