高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统的制作方法

本发明涉及站台限界测量技术领域，具体为一种高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统。

背景技术：

铁路站台限界是在站台范围内车辆运行、停靠与旅客乘降安全所需要的空间尺寸。目前，我国铁路站台限界检测还是采用接触式的测量方法，例如利用站台尺、刻度尺、铅锤和量杆等器具进行测量。上述测量方法由于采用人工测量的方式在测量过程中的测量误差大，同时测量作业繁琐复杂，导致测量效率低，不能满足站台限界测量和管理的需求。

因此针对铁路行业站台限界的测量问题，现有技术中研究出了一种跨座式单轨车辆的限界检查小车，其包括测量尺、车体，车体的两边设有竖柱，竖柱上端有上横梁，中下部内侧有下横梁，下端内侧有弹性压紧轮，上横梁设有两个水平调节装置，下横梁设有滚轮，下横梁与弹性压紧轮之间的竖柱两内侧设有对中调节装置，两水平调节装置中间的测量尺上装配有水平仪和吊有铅锤。通过上述方案减小人工测量过程的测量误差，并简化测量作业所需的操作。

但是上述检查小车在单轨上移动时，会因为和轨道的接触产生上下抖动或左右晃动，从而增大检查小车的测量误差。同时，现有轨道横截面的上部为若干弧形组成，使用检查小车对现有轨道进行测量时，滚轮、弹性压紧轮虽然与轨道的端面相抵，但是弧形的结构使得滚轮、弹性压紧轮无法稳定的放置在轨道上，从而加剧检查小车在移动过程中的晃动，进而增大测量误差。

技术实现要素：

本发明意在提供一种高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统，能够使机器人本体与轨道稳定连接，并在机器人本体的移动过程中，减小机器人本体的晃动，从而减小站台限界的测量误差。

本发明提供基础方案是：高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统，包括机器人本体，所述机器人本体内设有滚筒，所述机器人本体上设有用于测量站台至测量机器人距离的测量仪；所述滚筒的一侧伸出机器人本体，且与轨道的上端面相抵；所述机器人本体底部的两侧还设有辅助轮机构，所述辅助轮机构包括连接结构和辅助轮，所述连接结构的两端分别与机器人本体底部、辅助轮连接，所述辅助轮的周面与轨道的下端面相抵。

基础方案的工作原理及有益效果是：滚筒的设置，便于机器人本体在轨道上移动。滚筒与轨道的上端面相抵，辅助轮机构位于机器人本体底部的两侧，且与轨道的下端面相抵，滚筒与两侧的辅助轮机构形成三点支撑，使得机器人本体能够稳定的放置在轨道上。在机器人本体的移动过程中，辅助轮的设置，保持辅助轮机构与滚筒的三点支撑，从而使得机器人本体能够在轨道上保持稳定的状态进行移动，进而减小机器人本体在移动过程中的晃动，达到减小站台限界测量误差的目的。

进一步，所述滚筒的周面与轨道的上端面形状匹配。有益效果：滚筒的周面与轨道的上端面形状匹配，减小移动过程中因滚筒的形状造成的机器人本体的上下抖动，从而减小站台限界的测量误差。

进一步，所述机器人本体内设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与滚筒固定连接，所述滚筒的一侧位于机器人本体内，另一侧伸出机器人本体与轨道的上端面相抵。有益效果：旋转电机的设置，为滚筒提供动力源，从而使机器人本体能够自动在轨道上移动。

进一步，所述滚筒分为两组，两组滚筒分别位于机器人本体的前后两端。有益效果：滚筒设置两组，且分别位于机器人本体的前后两端，与设置一组滚筒相比，两组滚筒使得机器人本体能够在轨道上更加稳定的移动，从而减小移动过程中对站台限界的测量误差。

进一步，每组滚筒的数量为两个，同一组滚筒同轴设置，所述滚筒远离轨道的一侧延伸形成阻挡部，所述阻挡部朝向轨道的一侧与轨道的侧端面相抵。有益效果：阻挡部的设置，使得轨道位于同一组滚筒的阻挡部之间，从而限定轨道的位置，即反向限定了机器人本体的左右晃动，进而减小机器人本体在移动过程中的晃动，减小对站台限界的测量误差。

进一步，所述连接结构包括连接块和连接杆，所述连接块的一端与机器人本体的底部固定连接，所述连接杆的一端与辅助轮转动连接，所述连接块远离机器人本体的一端与连接杆远离辅助轮的一端可拆卸连接。有益效果：通过连接块和连接杆的可拆卸连接，使得辅助轮能够与机器人本体分离，从而实现将机器人本体安装在轨道上，以及将机器人本体从轨道上拆下。

进一步，所述连接块与连接杆通过搭扣连接。有益效果：搭扣连接的方式，结构简单，便于使用。

进一步，所述连接块远离机器人本体的一端设有连接凸起，所述连接杆远离辅助轮的一端开设有连接凹槽，所述连接凸起与连接凹槽滑动连接。有益效果：连接凸起和连接凹槽的设置，便于定位连接块和连接杆的位置，从而快速的对连接块和连接杆进行安装和拆卸。

进一步，所述测量仪包括用于发射测距激光的激光器和用于透过测距激光的透光面，所述透光面倾斜设置，所述测距激光能够在竖直平面上摆动形成旋转角，当测距激光位于旋转角的角平分线时，所述测距激光与透光面垂直。有益效果：激光器的设置，提供测距激光，测距激光在站台竖直面上移动，结合机器人本体的移动，实现测量激光器至站台竖直面任一点的距离。当机器人本体位于轨道上任一位置时，测距激光在竖直平面上的投影形成以激光器为顶点的旋转角，当测距激光在竖直平面上的投影位于旋转角的角平分线时，测距激光与透光面垂直。透光面倾斜设置，避免遮挡测距激光，便于激光器测量其至站台竖直面的最顶端的距离，从而扩大测距激光的测量范围。

附图说明

图1为本发明高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统实施例一的主视图；

图2为本发明高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统实施例二的主视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机器人本体1、滚筒2、曲形杆3、测量仪4、连接块501、连接杆502、辅助轮503、搭扣504。

实施例一

高铁站台限界单轨测距机器人的稳定系统，如附图1所示，包括机器人本体1，机器人本体1内通过螺钉安装有旋转电机，旋转电机的输出轴在水平平面上与轨道垂直，旋转电机的输出轴通过联轴器连接有滚轴，滚轴上焊接有滚筒2。滚筒2的一侧位于机器人本体1内，另一侧从机器人本体1的底部伸出，且与轨道的上端面相抵。在本实施例中，滚筒2分为两组，两组滚筒2分别位于机器人本体1的前端和后端，每组中滚筒2的数量为两个，同一组滚筒2同轴设置。滚筒2远离轨道的一侧延伸形成阻挡部，阻挡部朝向轨道的一侧与轨道的侧端面相抵。为便于说明，将位于机器人本体1左侧的滚筒2定义为左滚筒，对应的，位于机器人本体1右侧的滚筒2定义为右滚筒。具体的，左滚筒的左侧周向延伸形成阻挡部，左滚筒的阻挡部的右侧与轨道的左侧端面相抵，且左滚筒与阻挡部形成的周面与轨道上端面与左侧端面形成表面形状匹配。为便于说明，将左滚筒上的阻挡部定义为左阻挡部，在右滚筒上对称设置有右阻挡部，右滚筒与右阻挡部形成的周面与轨道上端面与右侧端面形成表面形状匹配。

机器人本体1底部的两侧还设有辅助轮机构，辅助轮机构包括连接结构和辅助轮503，在本实施例中，连接结构为曲形杆3，曲形杆3的一端通过螺钉与机器人本体1的底部可拆卸连接，曲形杆3的另一端焊接有安装轴，安装轴通过轴承连接有辅助轮503，辅助轮503的周面与轨道的下端面相抵，辅助轮503的周面与轨道的下端面相切。

机器人本体1上还设有测量仪4，测量仪4包括测量外壳，测量外壳内有测量腔，测量腔与机器人本体1的内部连通。测量仪4包括用于发射测距激光的激光器，测距激光在竖直平面上摆动使测距激光形成旋转角。测量外壳靠近站台的一侧设有透光面，透光面用于透过测距激光，透光面由上至下沿轨道纵向轴线向站台方向倾斜设置，即透光面由上至下沿右向左倾斜设置，当测距激光位于旋转角的角平分线时，测距激光与透光面垂直。在本实施例中，激光器采用型号为lms4121r-13000的激光扫描仪，测量仪4能够获取测距激光的测量距离和测量角度。在其他实施例中，测量仪4可采用激光器和旋转支架，激光器固定在旋转支架上，旋转支架包括测量电机，测量电机的输出轴上键连接有转盘，激光器粘接在转盘的周面上，通过控制测量电机的转动控制激光器在竖直方向上旋转使其发出的测距激光形成旋转角，激光器能够获取测量距离，通过测量电机的转动能够获取测量角度。

以站台位于轨道左侧进行说明，使用时，将机器人本体1放置在轨道上，此时滚筒2与轨道的上端面相抵，使测量仪4的透光面朝向站台，即测量仪4位于机器人本体1的左侧。将曲形杆3通过螺钉安装在机器人本体1的底部上，此时辅助轮503的周面与轨道的下端面相抵，滚筒2和辅助轮503使得机器人本体1能够在轨道上稳定的移动。拆卸时，通过螺钉取下曲形杆3，从而将机器人本体1从轨道上取下。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：在本实施例中，连接结构包括连接块501和连接杆502。

如附图2所示，连接块501的一端与机器人本体1的底部焊接，连接块501的另一端设有连接凸起，连接凸起与连接块501一体成型。连接杆502包括连接的竖直段和倾斜段，竖直段远离倾斜段的一端开设有连接凹槽，连接凸起与连接凹槽滑动连接，即连接凸起与连接凹槽配合使用，在本实施例中，连接凸起与连接凹槽的横截面为形状匹配的十字型。倾斜段远离竖直段的一端焊接有安装轴，安装轴通过轴承连接有辅助轮503，辅助轮503的周面与轨道的下端面相抵，辅助轮503的周面与轨道的下端面相切。连接块501与连接杆502通过搭扣504可拆卸连接，具体的，搭扣504包括弯钩状的搭接件和扣合件，搭接件通过螺钉固定在连接块501的侧壁上，扣合件通过螺钉固定在竖直段的侧壁上，连接连接块501与连接杆502时，将扣合件挂在搭接件上并向扣合件施力，即使得扣合件与搭接件连接，拆卸连接块501与连接杆502时，向搭接件反向施力，使得扣合件从搭接件中脱出，从而拆分连接块501与连接杆502。在本实施例中，辅助机构分为两组，两组辅助机构分别位于机器人本体1的前端和后端，每组中辅助机构的数量为两个，同一组中的辅助轮503同轴设置。

以站台位于轨道左侧进行说明，使用时，将机器人本体1放置在轨道上，此时滚筒2与轨道的上端面相抵，使测量仪4的透光面朝向站台，即测量仪4位于机器人本体1的左侧。将连接凸起置于连接凹槽内，通过搭扣504连接连接块501和连接杆502，此时辅助轮503的周面与轨道的下端面相抵。将四个连接块501与连接杆502连接后，辅助轮503、滚筒2均与轨道相抵，使得机器人本体1能够在轨道上稳定的移动。拆卸时，通过搭扣504拆分连接块501和连接杆502，将机器人本体1从轨道上取下，从而快速拆卸机器人本体1。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于：机器人主体1内设有电磁铁，电磁铁与滚筒2数量相同，且分别位于滚筒2的上方。机器人主体1内还设有控制器，电磁铁、旋转电机均与控制器信号连接，控制器用于在控制旋转电机启动时，控制电磁铁启动，并在控制旋转电机停止时，控制电磁铁关闭；还用于控制输入电磁铁的电压值，通过对电压值进行调节，从而控制电磁铁吸力的大小。

旋转电机上还分别设有空转扭矩传感器，空转扭矩传感器与控制器信号连接，空转扭矩传感器用于获取旋转电机的扭矩判断数据，并将扭矩判断数据发送给控制器。

控制器包括空转判断模块。

空转判断模块预设有空转扭矩范围，空转判断模块用于接收扭矩判断数据，当扭矩判断数据位于空转扭矩范围内时，生成电压增加信号；并在扭矩判断数据超出空转扭矩范围时，生成电压减小信号。在本实施例中，空转扭矩范围由对电机进行空载实验可得。

控制器用于控制电磁铁启动时，使得电磁铁产生磁力吸附轨道，从而增加测量机器人与轨道之间的摩擦，减少滚筒2出现打滑的现象。控制器还用于在电磁铁处于启动信号时，根据电压增加信号增加输入电磁铁的电压，从而减少滚筒6出现打滑的现象，并根据电压减小信号减小输入电磁铁的电压，避免电磁铁吸力过大增大旋转电机的功耗。

测量机器人在移动时，可能会产生晃动或打滑的现象，而这种现象会影响到测量机器人的测量精度，因此通过电磁铁吸附导轨，增加滚筒2与轨道之间的摩擦力，能够减少测量机器人的晃动或打滑的现象。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。