用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车的制作方法

本实用新型涉及悬挂式轨道交通系统检修的技术领域，尤其涉及一种用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车。

背景技术：

1893年德国人EugenLangen实用新型了悬挂式单轨交通，并于1898-1901年在著名悬车之城-德国鲁尔区乌帕塔市(Wupppertaler)修建了13.3km的悬挂式单轨铁路，这是世界上最早、也是历史最悠久的悬挂式单轨交通。自此以后，德国的多特蒙德、杜塞尔多夫及日本的千叶市、湘南县等也相继修建了一定里程的悬挂式单轨铁路。目前在我国还没有一条正式运营的悬挂式单轨交通线路，青岛四方悬挂式轨道交通试验线和成都双流中唐空铁试验线都是国内对悬挂式单轨交通的有益尝试。

悬挂式单轨交通系统通过立柱将轨道梁高架悬空，形成箱形梁简支受力系统。车辆挂在转向架下方，转向架通行在下开口的箱型梁内部，箱梁下底面为走行面，侧面为导向面。

目前国内现有悬挂式轨道交通中轨道梁的检修还未形成一套完整的方案，由于轨道梁内部空间狭小、光线昏暗、通信信号差、温度变化大，所以对于梁内的检修，靠人工完成难度较大，检修效率也不高。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车，其结构简单，操作方便，通过检修一体的机器人代替人工操作来完成检修，弥补了国内悬挂式轨道交通系统轨道梁检修方法的空缺，大大提高检修质量和检修效率。

为解决上述问题，本实用新型公开了一种用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车，包括内部检修车和外部检修车，其特征在于：

所述内部检修车包含内部检修车体、裂纹检测系统、导向机构、后轮走行机构、检修机器人、车架、激光扫描仪和驱动机构，所述内部检修车体设置于车架上，所述驱动机构和后轮走行机构分别设置在车架的前后端从而实现在轨道梁走行面上的走行，所述导向机构为多个且设置在车体的两侧，所述裂纹检测系统通过挂钩连接于内部检修车的尾部，所述检修机器人位于内部检修车前端，所述内部检修车的车头顶部安装有激光扫描仪；

所述外部检修车通过悬吊装置悬吊在所述车架的底部且由内部检修车提供动力，其包含外部检修车体，所述外部检修车体的侧面装有车门，内部设置驾驶员座椅和操控系统。

其中：在外部检修车体的车头位置安装了玻璃和车灯。

其中：所述裂纹检测系统包含裂纹检测仪，所述操控系统包含连接至裂纹检测系统的裂纹检测仪操控器，裂纹检测仪包含裂纹检测探头和编码器，所述裂纹检测探头通过编码器连接至挂钩，所述裂纹检测探头包含涡流检测探头和磁记忆检测探头。

其中：所述检修机器人包含六轴机械臂和视觉扫描仪，在六轴机械臂前方设置视觉扫描仪，所述六轴机械臂上设有监测摄像头，其前端设有机械手。

其中：所述导向机构包含缓冲装置导向轮，所述导向轮通过缓冲装置固定至内部检修车体上。

其中：所述后轮走行机构包含两后轮胎、两后轮连接轴与连接架，各后轮胎分别通过后轮连接轴连接至连接架的两侧，且连接架固定至车架。

其中：所述驱动机构包含驱动电机、减速箱、驱动轴和驱动轮，所述驱动电机通过减速箱接至驱动轴，所述驱动轴的两端分别连接有驱动轮。

其中：所述外部检修车通过3个悬吊装置与内部检修车相连接，各悬吊装置包含连接至内部检修车的两平行设置的悬杆、连接至外部检修车的两平行设置的吊杆以及旋转连接两悬杆和吊杆以实现相对转动的销轴。

其中：前后分别设有两个旋转方向相同的悬吊装置用来限制外部检修车横桥向的自由度，中间设置的悬吊装置与前后的悬吊装置的旋转方向呈90度以限制顺桥向的自由度。

通过上述结构可知，本实用新型的用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车通过检修一体的机器人代替人工操作来完成检修，应用了国内先进的检测技术和检测仪器，弥补了国内悬挂式轨道交通系统轨道梁检修方法的空缺，大大提高检修质量和检修效率，实现了人工智能化。通过内外检修车的搭配解决了悬挂式轨道梁内部空间狭小、光线昏暗、通信信号差、温度变化大的问题，大大提高了检修的精确度。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本实用新型的用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车的结构示意图。

图2显示了本实用新型中内部检修车的俯视图。

图3显示了本实用新型中外部检修车的俯视图。

图4显示了本实用新型中裂纹检测系统结构示意图。

图5显示了本实用新型中检修机器人的结构示意图。

图6显示了本实用新型中内部检修车的外观示意图。

图7显示了本实用新型的左视图。

图8显示了悬挂式轨道梁的结构示意图。

附图标记：

1-内部检修车体，2-电器柜，3-裂纹检测系统，4-导向机构，5-后轮走形机构，6-外部检修车体，7-车门，8-座椅，9-操控系统，10-悬吊装置，11-检修机器人，12-车架，13-轨道梁走行面，14-数据存储系统，15-激光扫描仪，16-驱动机构，17-供电系统，18-检修孔，19-电气控制系统，31-裂纹检测探头，32-编码器，33-挂钩，41-缓冲装置，42-导向轮，51-后轮胎，52-后轮连接轴，181-电气控制箱，182-信号标志接收器，183-接口，161-锂离子蓄电池，162-电池箱，151-驱动轮，152-减速箱，153-驱动轴，154-机械制动器，155-驱动电机，141-数据存储盘，142-信号接收线，20-第一工具箱，21-第二工具箱，91-裂纹检测仪操控器，92-操控面板，911-涡流检测模式，912-磁记忆检测模式，111-六轴机械臂，112-视觉扫描仪，113-监测摄像头，114-机械手，1.3-充电接口，1.4-车灯，101-轨道梁，102-内部检修车，103-外部检修车，22-车头玻璃，23-车灯。

具体实施方式

参见图1至图8，显示了本实用新型的用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车。

参照图1、图2、图3、图7，所述用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车包括内部检修车102和外部检修车103，所述内部检修车102可包含内部检修车体1、电器柜2、裂纹检测系统3、导向机构4、后轮走行机构5、检修机器人11、车架12、数据存储系统14、激光扫描仪15、驱动机构16、供电系统17、检修孔18和电气控制系统19，所述内部检修车体1设置于车架12上，所述驱动机构16和后轮走行机构5可分别设置在车架12的前后端，从而实现在轨道梁走行面13上的走行，所述导向机构4为多个且设置在车体1的两侧，优选为4个导向机构4且两两对应设置于车体1的两侧，所述裂纹检测系统3通过挂钩33连接于内部检修车的尾部，所述电器柜2设置在车架12的后部，所述电气控制系统19和供电系统17分布在车架12中间位置，从而实现对检修车和检修系统的控制与供电，所述检修孔18位于内部检修车体1的顶部，所述检修机器人11位于内部检修车102前端，并且数据存储系统14与检修机器人11链接以实现检测数据的同步传输与存储，所述内部检修车103的车头顶部安装有激光扫描仪15，以扫描轨道梁截面，所述外部检修车103通过悬吊装置10悬吊在所述车架12的底部，且由内部检修车提供动力，其可包含外部检修车体6，所述外部检修车体6的侧面装有车门7，内部设置驾驶员座椅8、操控系统9和第二工具箱21，在外部检修车体6的车头位置安装了玻璃22和车灯23，为驾驶员提供了充足的视野和光源。由此，检修人员在外部检修车103上工作，能快速检查和维修轨道梁外部缺陷，检修人员通过操控外部检修车103，实现了在轨道梁内外的运行和检测维修。

本实用新型的用于悬挂式轨道交通系统轨道梁内部的检修车的内部检修项目有：轨道梁走行面的平整度、轨道梁内部螺栓松动情况、走行面清洁度、轨道梁截面状况、锈蚀检测、钢板裂纹检测、焊缝表面裂纹检测、轨道梁应力应变状态、测定应力集中区。通过涡流检测、磁记忆检测、视觉检测、激光扫描检测、工业机器人检修来完成轨道梁内部的检测和维修，外部检修项目有：轨道梁接缝板底部螺栓松动情况。

如图2、图3、图4所示，本实用新型的裂纹检测系统3包含裂纹检测仪，所述操控系统9包含连接至裂纹检测系统的裂纹检测仪操控器91，裂纹检测仪包含裂纹检测探头31和编码器33，所述裂纹检测探头31通过编码器33连接至挂钩33，所述裂纹检测仪采用的是应力集中裂纹检测仪，同时具备涡流检测功能和磁记忆检测功能，分别对应于裂纹检测仪操控器91的涡流检测模式911和磁记忆检测模式912这两种检测模式，相对应的裂纹检测探头31分别包含涡流检测探头和磁记忆检测探头。该裂纹检测探头31连接到检修车尾部，当检修车工作时，裂纹检测系统3开始工作。即可通过涡流检测可以检测轨道梁内部的锈蚀情况，在检测仪上安装涡流检测探头，并将检测仪调节为涡流检测模式911，涡流探头与金属表面的接触，信号和数据将会实时传递到裂纹检测仪操控器91中，并由工作人员操作储存数据。与裂纹检测探头31相连的是编码器32，可以监测裂纹检测仪的具体方位。

通过磁记忆检测可以检测焊缝表面裂纹，在检测仪上安装磁记忆检测探头，并将检测仪调节为磁记忆检测模式912，通过磁记忆检测探头与焊缝表面的接触，将检测信号实时传输，评估裂纹深度。通过磁记忆模式的检测，可以对轨道梁结构进行应力应变分析和测定应力集中区，实现了轨道梁结构受力情况的检测。其中涡流检测亦可实现钢板的裂纹检测和裂纹深度评估。

参照图1、图2、图5，所述检修机器人11包含六轴机械臂111和视觉扫描仪112，在六轴机械臂111前方设置视觉扫描仪112，所述六轴机械臂111上设有监测摄像头113，其前端设有机械手114，且在六轴机械臂111的侧面设有第一工具箱20，所述操控系统9设有连接至检修机器人11的操控面板，通过视觉扫描仪112扫描接缝板上的螺栓松动情况，并将信息实时传输到操控面板92上，由操作人员作出判断，若螺栓凸起，表明螺栓松动，操作人员在操控面板92上对机器人11进行操控，操纵机械臂111和机械手114夹持第一工具箱20中的维修工具，对已松动的螺栓进行紧固。同时安装在机械手臂上的监测摄像头113实现螺栓的精确定位。通过视觉检测和检修机器人的配合实现了轨道梁内部螺栓的检测维修。当内部检修车在轨道梁内部走行时，视觉扫描仪112同步工作，扫描走行面，检测走行面的清洁度，若走行面上存在异物需要清理，再次配合检修机器人11夹持第一工具箱20中的清洁工具对走行面进行清理。综上，通过这种检修方法实现了轨道梁内部螺栓松动检修、走行面清洁度检修。

参照图1、图2，激光扫描仪15安装在内部检修车车头顶部，内部检修车载着激光扫描仪15在梁内走行，激光扫描仪15工作，扫描整条线路轨道梁的内部截面，并将数据通过数据接收线142传输到数据存储盘141中，待整条线路检修完成之后，将所测数据进行传输，对轨道梁内部截面的变化情况分析得出走行面的平整度。通过激光扫描与数据分析检测出轨道梁走行面的平整度。

参照图1、图2、图6，所述导向机构4包含缓冲装置41和导向轮42，所述导向轮42通过缓冲装置41固定至内部检修车体1上，所述后轮走行机构5包含两后轮胎51、两后轮连接轴52与连接架，各后轮胎51分别通过后轮连接轴52连接至连接架的两侧，且连接架固定至车架12。所述电气控制系统18包括电气控制箱181、信号标志接收器182、电气接口183，用来控制检修车的运行以及各检修系统的运行，在内部检修车上安装有悬挂式轨道交通系统的信号标志接收器182，与悬挂式轨道列车系统共用同一个信号标志系统，通过信号标志接收器182来显示检修车辆在检修线路上的大致区间，然后通过裂纹检测系统3中的编码器32实现精确定位。通过锂离子蓄电池161对整个检修系统进行供电，将多个锂离子蓄电池161组装在电池箱162内，在检修前，通过设置在内部检修车102外部的充电接口1.3对供电系统17充电。本实用新型驱动系统为前轮驱动，所述驱动机构16包含驱动电机155、减速箱152、驱动轴153和驱动轮151，所述驱动电机155通过减速箱152连接至驱动轴153，所述驱动轴153的两端分别连接有驱动轮151，从而通过减速箱进行减速，将动力通过驱动轴153传递到驱动轮151上，且各驱动轮151上设有机械制动器154，从而对于检修车的制动采用前轮的机械制动。

其中，所述数据存储系统14包含数据存储盘141和信号接收器142。

其中，所述外部检修车103通过3个悬吊装置10与内部检修车相连接，各悬吊装置10包含连接至内部检修车102的两平行设置的悬杆、连接至外部检修车103的两平行设置的吊杆以及旋转连接两悬杆和吊杆以实现相对转动的销轴，前后分别设有两个旋转方向相同的悬吊装置10用来限制外部检修车横桥向的自由度，中间设置的悬吊装置10与前后的悬吊装置10的旋转方向呈90度，以用来限制顺桥向的自由度。

参照图6、图7，图6是检修车的外观图，图7是检修车的侧视图，整体来看，本实用新型由上下两部分组成，上部为内部检修车102，下部为外部检修车103，操作人员在外部检修车103内操控，内部检修车102及各检修系统实现运行，由内部检修车102提供动力带动外部检修车103在轨道梁101外部运行。在内部检修车体1的侧面设有充电接口1.3，以可对供电系统进行充电，在内部检修车体1的头部安装车灯1.4，以为光线昏暗的轨道梁内部提供了光源，提高各检修仪器的精确度。

由此可见，本实用新型通过检修一体的机器人代替人工操作来完成检修，应用了国内先进的检测技术和检测仪器，弥补了国内悬挂式轨道交通系统轨道梁检修方法的空缺，大大提高检修质量和检修效率，实现了人工智能化。通过内外检修车的搭配解决了悬挂式轨道梁内部空间狭小、光线昏暗、通信信号差、温度变化大的问题，大大提高了检修的精确度。

本实用新型是一种专门用于悬挂式轨道交通轨道梁内外部检修的检修车，检测系统由视觉检测、光扫描检测、涡流检测和磁记忆检测组成，维修系统由搭载在车体上的工业检修机器人和视觉检测仪组成，形成了检、修一体化的维护系统，利用先进的仪器能够方便快捷地进行检测和维修。不同的检修设备针对不同的检修项目，能够做到一对一检测，一对一维修。检修精度高，检修可靠，检修更加全面。

本实用新型由内部检修车和外部检修车组成，检修人员在外部检修车内操控检修车的运行和检修，相较于轨道梁内部存在的空间狭小、光线昏暗、通信信号差、温度变化大等问题，在轨道梁外工作，为检修人员提供了广阔的视野和充足的光源，检修精度高。

对外部检修车顶没有完全封闭，检修人员可站在外部检修车体内，直接对悬挂式轨道梁外部进行检修维护，特别是对于轨道梁接缝板底部的螺栓松动情况进行检修。

因此，内部检修车搭载一系列检修仪器的检修车在轨道梁内行走，通过涡流检测、磁记忆检测、视觉检测、激光扫描检测分别对锈蚀、钢板裂纹、焊缝表面裂纹、应力应变、应力集中区、螺栓松动情况、走行面清洁度、轨道梁截面、走行面平整度进行检测，并通过对检测结果的分析，针对不同的缺陷，由工作人员配合机器人进行维修维护。外部检修车通过连接装置悬吊在内部检修车车架底部，由内部检修车提供动力，检修人员在外部检修车体内操控整个检修车的运行，当检修车走行时，检修人员在梁外检修车上工作，检查和维修轨道梁外部缺陷。形了成一套完整的轨道梁内外部检修方案。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。