一种列检设备的制作方法

本实用新型涉及铁路列检技术领域，更具体地，涉及一种铁路货车车轴、车轮裂纹检测的设备。

背景技术：

铁路是国家重要的交通设施，是国家经济发展的大动脉，铁路运输的安全、畅通、有序关系到国家的发展、社会的稳定和家庭的和谐。列车具有良好的制动性能，对于列车安全来说至关重要。为了确保列车具有良好、有效、可靠的制动性能，铁路部门制定了各项检验管理规程，同时在大多数列检所(尤其是特级列检所)作业场都配备了微控列车试验装置，对全列车制动机进行全部试验，但车辆制动试验的结果最终仍由检车人员逐辆进行确认。而近几年由于减员、专业化分流等原因，列检作业人员大幅度减少，在规定的列检时间内保质保量完成制动机全部试验的质量确认工作难以实现，当发生故障时也难以追溯问题根源。

目前，铁路货车列检工作由检车员完成，列检员通过敲击车体特定部位发出的声音特征判断车况是否正常，其判断往往受限于检测人员的业务能力。检查车轴和车轮裂纹时，列检员需要钻到车下作业，比其它部位检测更费力。列检作业的劳动强度大、检查效果因人而异，列检员作业时存在安全风险。

现有技术中，缺乏更为有效、合理、准确的措施进行车轴、车轮裂纹检测。

技术实现要素：

为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种铁路货车自动化列检设备。

为达到上述目的，提供一种列检设备，包括基座、设置在基座上的至少一组敲击作业机构、设置在基座上的走行机构以及拾音器，拾音器与敲击作业机构在设备运行过程中距离恒定。

基座用于承载敲击作业机构，走行机构和拾音器。敲击作业机构用于敲击车轮、车轴等需要检测的部位，敲击后由基座上的拾音器采集声音，拾音器与敲击作业机构在设备运行过程中在基座上的相对距离恒定是指拾音器与敲击作业机构至少在设备采集过程中两者不会产生相对运动，从而保证声音采集过程中不会产生位置变量，有效采集声音。设备运行过程中不包括初期调试过程和后期维护过程。走行机构能够使得列检设备产生移动，可以通过控制到达指定位置进行敲击检测和声音采集，避免通过人工进行列检。

优选的，敲击作业机构包括敲击锤和驱动器，所述驱动器驱动所述敲击锤的锤头相对于基座摆动。

敲击锤受驱动器驱动相对于基座摆动，摆动到第一位置时可用于敲击检测部位，例如车轴或这轮，摆动到第二位置时可进行避让，以避免妨碍走行机构带动基座进行移动。

第一位置是指敲击位置，当敲击锤移动到第一位置，可与待检测部位接触并产生声音，该声音被拾音器采集。第二位置是指复位位置，该位置的敲击锤使得列检设备运动过程中不会受到敲击锤的干涉，例如被车轮和车轴阻挡。

第一位置和第二位置是敲击锤相与列检设备运行状态相关，与列检设备的三维坐标无关。

为表述便利，本申请具有与车辆坐标相同的坐标系统，例如，X轴为平行于地面指向车辆后方，Z轴通过车的质心指向上方，Y轴由驾驶员指向副驾驶方向。内侧是指接近车中心方向，外侧是指远离车中心方向。

当敲击作业机构主要检测的位置为车轮时，敲击锤通常是绕平行于X轴方向的轴摆动，则第一位置通常是指锤头摆向上方，而第二位置通常指锤头摆向内外两侧。第二位置摆向取决于其检测车轮外侧或内侧，当列检设备在车轮外侧移动，则第二位置通常向外侧摆动以避免阻挡，当列检设备在车轮内侧移动，则第二位置通常向内侧摆动以避免阻挡。

当敲击作业机构主要检测的位置为车轴时，敲击锤通常是绕平行于Y轴方向的轴摆动，则第一位置通常是指锤头摆向上方，而第二位置通常指锤头摆向前后两侧。第二位置摆向取决于列检设备行驶方向，当列检设备向前行驶，则第二位置通常向后侧摆动以避免阻挡，当列检设备在向后行驶，则第二位置通常向前侧摆动以避免阻挡。

由上可知第一位置和第二位置是与列检设备状态相关。

驱动器可为，但不限于，伺服电机。

优选的，敲击作业机构还可包括复位机构，驱动器驱动敲击锤从第二位置摆动到第一位置，复位机构使敲击锤从第一位置返回至第二位置。

优选的，所述基座上设置至少一组用于检测车轮的敲击作业机构和一组检测车轴的敲击作业机构，所述检测车轮的敲击作业机构的敲击锤摆动运动平面与车轮平面垂直，所述检车车轴的敲击作业机构的敲击锤的摆动轴与车轴平行。

本实用新型中的基座可为任何形式。例如，基座为板状，敲击作业机构设置在板状基座的主平面上。主平面是指面积较大的平面。

在一实施例中板状基座的主平面与水平面平行，敲击作业机构设置在板状基座的顶面。如果列检设备在车辆轮胎之间运行，则板状基座宽度通常小于车辆轮胎或列车轨道之间的距离。当板状基座宽度较宽时，走行机构可依靠两侧车辆轮胎或两边列车轨道进行引导，此时基座顶面的敲击作业机构可在两侧设置车轮敲击作业机构，中间设置车轮敲击作业机构。

当板状基座的主平面较窄时，走行机构可能依据单侧轮胎、单边轨道引导定位或自定位。则板状基座上可能设有一组车轮敲击作业机构和一组车轮敲击作业机构。甚至可能进设有一组敲击作业机构。

板状基座可能是一体的，也可以是组装的，当组装情况下，可具有宽度调节装置调整期间的间距。例如具有三块板，三块板上分别设有两个车轮敲击作业机构和一个车轴敲击作业机构，三块板之间可通过伸缩的机构调节。

基座也可为块状、盒装等其他结构。

走行机构可以为车轮、皮带等常见机械结构。优选的所述的走行机构为车轮，所述车轮设置在基板侧面或底面。

其可设置在基座底面或侧面。设置在底面则在水平面上运行，设置在侧面可能通过轨道引导。

优选的，还包括轨道，所述轨道布置于待检测设备的车轮或车轨之间，所述轨道与走行机构配合。

优选的，还包括控制器，所述控制器包括用于控制走行机构位置的位置控制模块、用于控制敲击作业机构动作的敲击动作控制模块、用于采集拾音器信号的采集模块、用于分析拾音器中声波的声波分析模块和用于将分析结果输出的无线通讯模块。

位置信息通过GPS、红外测距传感器、激光测距传感器采集。

敲击动作力度由电机转速控制，通过力矩传感器采集。

本实用新型提供的自动化列检设备，通过优化机械机构设计，将设备高度压缩到能够在列车下面作业，通过铺设轨道实现导航。自动化列检设备包括：设备走行机构，敲击作业机构，设备控制系统，移动电池。其中，设备控制系统为工控机，包括设备位置控制模块，敲击动作控制模块，声波智能分析模块，无线通讯模块。位置信息通过GPS、红外测距传感器、激光测距传感器采集；敲击动作力度由电机转速控制，通过力矩传感器采集；声波通过拾音器采集。

本实用新型提供的自动化列检设备，可以高效、准确地识别车轴、车轮是否存在裂纹隐患，提高铁路货车列检工作效率和安全性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种铁路货车自动化列检设备的结构框图；

图2为根据本实用新型实施例的一种铁路货车自动化列检设备的作业示意图；

其中：

1-轨道；

2-列检设备；

21-基座； 22-走行电机； 23-敲击车轮电机；

24-敲击车轮铁锤； 25-车轮； 26-电池；

27-拾音器； 28-敲击车轴铁锤； 29-敲击车轴电机；

20-工控机；

3-铁路平车；

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

列检设备的高度低，能够在列车下面实现走行和敲击作业，通过铺设轨道实现导航。

实施例一

一种列检设备，包括基座、设置在基座上的一组车轮敲击作业机构、设置在基座上的走行机构以及拾音器，拾音器与敲击作业机构在设备运行过程中距离恒定。

基座为板状，用于承载车轮敲击作业机构、走行机构和拾音器。在本实施例中，走行机构为车轮，分为两个主动轮和两个从动轮，可沿直线前进。拾音器和车轮敲击作业机构位于板面上，车轮位于两侧，主动轮通过驱动器驱动，并带动从动轮运动。车轮敲击作业机构包括电机和敲击锤，敲击锤与基座铰接，敲击锤可摆动，具有至少两个位置，第一位置是指敲击位置，当敲击锤移动到第一位置，可与待检测部位接触并产生声音，该声音被拾音器采集。第二位置是指复位位置，该位置的敲击锤使得列检设备运动过程中不会受到敲击锤的干涉，例如被车轮和车轴阻挡。复位和采用弹簧辅助复位，但弹簧并不是必须的，在不具有弹簧的情况下可选择具有双向的电机。通过摆动敲击车轮获得声音后由拾音器采集。检测的车轮所在平面通常与走行机构的行进方向平行，因此敲击锤设置为向两侧敲击，而走行机构向前、后方向前进。

实施例二

一种列检设备，包括基座、设置在基座上的一组车轴敲击作业机构、设置在基座上的走行机构以及拾音器，拾音器与敲击作业机构在设备运行过程中距离恒定。

基座为盒装，用于承载车轮敲击作业机构、走行机构和拾音器。在本实施例中，走行机构为万向轮，分为两个主动轮和两个从动轮，可沿各个方向，但一般在检测过程中，仍然是前后移动。拾音器和车轴敲击作业机构位于板面上，车轮位于两侧，主动轮通过驱动器驱动，并带动从动轮运动。车轴敲击作业机构包括电机和敲击锤，敲击锤与基座铰接，敲击锤可摆动，具有至少两个位置，第一位置是指敲击位置，当敲击锤移动到第一位置，可与待检测部位接触并产生声音，该声音被拾音器采集。第二位置是指复位位置，该位置的敲击锤使得列检设备运动过程中不会受到敲击锤的干涉，例如被车轮和车轴阻挡。通过摆动敲击车轮获得声音后由拾音器采集。检测的车轴的检测面通常与走行机构的行进方向，因此敲击锤设置为向两侧敲击，而走行机构向前、后方向前进。

实施例三

如图1、2所示，提供一种列检设备，包括轨道(未示出)和基座21。基座上设置三组敲击作业机构、设置在基座上的走行机构、拾音器27和控制器(未示出)。

基座21为板状结构，主平面与水平面平行，其顶面用于安装三组敲击作业机构，侧面设置走行机构。

走行机构在轨道上移动，轨道铺设在检测列车的轨道1之间。轨道1上是待检测的铁路平车3。

三组敲击作业机构包括设置在两侧左右对称的用于检测车轮的敲击作业机构和设置在中间用于检测车轴的敲击作业机构。车轮敲击作业机构由敲击车轮电机23和敲击锤29组成，车轴敲击作业机构由敲击车轴电机24和敲击锤28组成，敲击电机驱动敲击锤做摆动运动。检测车轮的敲击作业机构的敲击锤摆动运动平面与车轮平面垂直，所述检车车轴的敲击作业机构的敲击锤的摆动轴与车轴平行。基座21上还设有拾音器27，拾音器27与敲击作业机构在设备运行过程中距离恒定。

走行机构是车轮25，车轮25包括两个主动轮和两个从动轮，主动轮由走行电机22驱动。

控制器包括用于控制走行机构位置的位置控制模块、用于控制敲击作业机构动作的敲击动作控制模块、用于采集拾音器信号的采集模块、用于分析拾音器中声波的声波分析模块和用于将分析结果输出的无线通讯模块。

设备控制系统由工控机20实现设备位置控制，敲击动作控制，声波智能分析，无线通讯。位置信息通过GPS、红外测距传感器、激光测距传感器采集；敲击动作力度由电机转速控制，通过力矩传感器采集；声波通过拾音器采集；声波智能分析，通过对采集到的声音样本进行波形处理，利用智能算法自动判断是否存在裂纹；无线通讯设备将声波分析结果上传到后方服务器，并接收检测任务；移动电池26为整个设备提供动力源，具备电量预判、低电量报警、自动充电功能。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。