一种铁路配砟整形车侧犁避障系统的制作方法

1.本发明设计一种铁路养护设备，尤其是一种铁路配砟整形车侧犁避障系统。


背景技术：

2.国内大型养路机械施工机组施工作业时采用开“天窗”的模式封锁线路进行作业，由于“天窗”时间短，作业后线路立即开通运营，因此对大型养路机械施工机组的安全施工作业提出了很高的要求。大型养路机械组施工作业多为夜间，视野很差，作业现场的灰尘及噪音很大，容易让司机和防护人员疲劳，而在配砟过程中，配砟整形车侧犁与道旁接触网支柱、信号机等铁路设施存在碰撞风险。目前，主要依靠工人实时现场防护、驾驶员瞭望等方式来保障作业安全，存在较大的安全隐患，多次发生侧犁碰撞接触网支柱等意外事故，造成较大经济损失。
3.为解决配砟车侧犁碰撞风险，目前已有在配砟车上设置避障系统进行避障的方法，如文章《配砟车避障系统的设计》公开了一种配砟车避障系统。该系统由安装在车端部的激光扫描仪对障碍进行扫描，由拉绳传感器对侧犁外伸量进行测量，在障碍距离传感器距离为8 m时进行自动收回侧犁动作，先转角并提升让侧犁的犁板从道砟中提出，然后翼犁板油缸伸长以让犁板收回，直到完全避开障碍后，收回停止。但是，配砟车在走行作业时会存在车体振动，车头、尾两端装备的单层激光扫描仪抗干扰能力较弱，由于距离道旁设施距离较远，数据精度受影响明显，在避障识别时会存在较大的误差；并且配砟车侧犁在车体中部，当车头或车尾通过接触网支柱后，附近的接触网支柱在扫描范围之外，在距离接触网支柱8m时必须收回侧犁，会大大降低配砟车的使用效率。另外，在翼犁板上安装的拉绳传感器的钢丝绳时常被石砟剐蹭，影响测量准确性，且故障率高，无法真正满足配砟车避障的现场需求。


技术实现要素：

4.本发明就是针对现有技术当中抗干扰能力较弱、避障识别时误差较大、配砟车使用效率较低的缺陷，提供一种抗干扰能力强、避障准确性高、控车距离近的铁路配砟整形车侧犁避障系统，可有效满足配砟整形车侧犁避障需求，保障作业安全。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种铁路配砟整形车侧犁避障系统，包括激光雷达、翼犁转角测量装置、嵌入式处理平台、姿态传感器，所述激光雷达分别设置于配砟整形车左右侧的左右主侧犁板中部，所述翼犁转角测量装置分别设置于左右侧主侧犁板与前后翼犁板的铰接点附近，所述姿态传感器分别设置于配砟整形车的左右主侧犁板上，对各传感器、雷达的数据信息进行实时采集与处理的嵌入式处理平台位于司机室内。
6.优选的，翼犁转角测量装置由转角传感器和连杆机构组成。
7.优选的，所述激光雷达为多层激光雷达。
8.优选的，所述姿态传感器为双轴倾角传感器。
9.优选的，在配砟整形车的车体上还布置有速度传感器。
10.优选的，在司机室内设有显示数据监测结果的显示屏和声光报警器。
11.本发明避免了传统的单层激光扫描仪抗干扰能力差，存在盲区的问题，本发明可大大提高障碍物识别的准确性。避免了传统的拉绳传感器钢丝易磨损，石砟刮蹭造成数据错误的问题。无需计算障碍物与轨道线路之间的距离，精简了测量过程，提高了检测精度。
附图说明
12.图1是本发明总体布置结构示意图。
13.图2是本发明总体布置结构俯视图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明做进一步的描述。如图1和图2所示，本发明所述的铁路配砟整形车侧犁避障系统，是在铁路配砟整形车11左右侧的左右主侧犁板9中部分别设置激光雷达2、8，分别对左右侧接触网支柱和信号机等铁路设施进行扫描。在左右侧主侧犁板与前后翼犁板的铰接点附近分别设置翼犁转角测量装置1、4、6、10，分别对左右侧前后翼犁板5与主侧犁板间转角进行测量。在左右侧主侧犁板分别设置姿态传感器3、7，分别对左右主侧犁板横滚和俯仰角度进行测量。在车体上设置速度传感器15，对车辆走行速度进行测量。由司机室13内的嵌入式处理平台16对传感器数据信息进行实时采集与处理，计算侧犁17外端部与障碍物之间的横向和纵向距离，并进行碰撞风险评估。数据监测结果在司机室内的显示屏14在线实时显示，如有碰撞风险，则通过声光报警器12进行报警提示。


技术特征：
1.一种铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征在于包括激光雷达、翼犁转角测量装置、嵌入式处理平台、姿态传感器，所述激光雷达分别设置于配砟整形车左右侧的左右主侧犁板中部，所述翼犁转角测量装置分别设置于左右侧主侧犁板与前后翼犁板的铰接点附近，所述姿态传感器分别设置于配砟整形车的左右主侧犁板上，对各传感器、雷达的数据信息进行实时采集与处理的嵌入式处理平台位于司机室内。2.如权利要求1所述的铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征在于，翼犁转角测量装置由转角传感器和连杆机构组成。3.如权利要求2所述的铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征在于，所述激光雷达为多层激光雷达。4.如权利要求3所述的铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征在于，所述姿态传感器为双轴倾角传感器。5.如权利要求1~4任一项所述的铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征在于，在配砟整形车的车体上还布置有速度传感器。6.如权利要求1~4任一项的铁路配砟整形车侧犁避障系统，其特征是在司机室内设有显示数据监测结果的显示屏和声光报警器。

技术总结
本发明涉及一种铁路养护设备，尤其是一种铁路配砟整形车侧犁避障系统，包括激光雷达、翼犁转角测量装置、嵌入式处理平台、姿态传感器，所述激光雷达分别设置于配砟整形车左右侧的左右主侧犁板中部，所述翼犁转角测量装置分别设置于左右侧主侧犁板与前后翼犁板的铰接点附近，所述姿态传感器分别设置于配砟整形车的左右主侧犁板上，对各传感器、雷达的数据信息进行实时采集与处理的嵌入式处理平台位于司机室内。本发明抗干扰能力强、避障准确性高、控车距离近，可有效满足配砟整形车侧犁避障需求，保障作业安全。保障作业安全。


技术研发人员：高春雷 何国华 徐济松 刘尚昆 张世红 刘传 周佳亮 张锐 王鹏 吴和山 牛怀军 刘靖伟
受保护的技术使用者：北京铁科普拉塞养路机械设备有限公司 中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：2020.07.11
技术公布日：2022/1/28