一种自动式减速顶状态检测小车的制作方法

1.本实用新型涉及减速顶全自动检测设备技术领域，具体为一种自动式减速顶状态检测小车。


背景技术：

2.减速顶是安装在钢轨上，车辆滚压过后，滑动油缸帽头对车辆起制动减速的一种液压设备，它具有投资小、作业效率高、安全系数高、无需能源、控速稳定可靠、安全连挂率高、结构轻小等优点。减速顶的广泛应用对编组站作业效率、保证运输作业安全和人身安全，实现自动化驼峰溜放作业起到了十分有效的作用。因此减速顶应用范围广，使用数量多，深得铁路运输部门和广大铁路工作人员的好评，并且已经在应用减速顶的编组站和厂矿区全部成立了减速顶工区。减速顶在铁路编组站驼峰调速系统中的应用，大大降低了调车作业事故，减轻了调车作业人员的劳动强度，提高了编组站的解编能力和作业效率，具有较好的经济和社会效益。据统计，全路共安装各类减速顶达100多万台。
3.目前，国内减速顶性能的测试系统主要分为两种，一种是圆轨式减速顶模拟试验台，另一种是试验线路测试系统。
4.(1)圆轨式模拟试验台为线下检测系统：
5.圆轨式模拟试验台应用于室内。它的基本原理是使用直径为840 mm的铁路车辆的车轮，沿着直径为7 m的圆形轨道上进行单方向的回转运动。车轮的轮重可以通过液压千斤顶升降配重梁来改变，其速度可以控制在1.5-28 km/h的范围内，以适应减速顶性能检测的需要。电动机的功率和试验台转动动能很大，整个试验台的运行速度相对稳定。圆轨式减速顶模拟试验台具有精度高，运行稳定性和检测可靠性高，操作简便等特点。
6.(2)试验线路检测系统：
7.可模拟减速顶真实工作状况，通过车辆滚压来测试减速顶的性能状况。车辆上安装相应的位移、压力传感器，通过传感器上采集到的信息来分析减速顶的制动功、阻力功和临界速度，判断减速顶的性能是否符合要求。
8.试验线路检测系统简单方便，减速顶的性能状况接近工作现场状况的表现，测试结果准确，但是它存在以下缺点：
9.1、测试成本高：因为它需要铺设特定的轨道线路，配备相应车辆和装备。
10.2、测试效率低：室外实验过程中，需要人员连续拆装减速顶，并且很容易受天气的影响，无法进行大量的减速顶性能检测。
11.3、能耗大。
12.相比较于试验线路检测系统，圆轨式减速顶模拟试验有很多优点。整个试验台安装在室内，检测结果不受天气影响；它占地面积较小，不需要铺设专门的铁路线路，不需要铁路轨道车、16吨守车和配重车。
13.虽然圆轨式减速顶模拟试验台具备以上优点，但是仍然有不足。它的建设成本依然很高，不但需要配备直径至少7 m的场地，而且要求有更多的地方来布置其余的配套设
施。它们还都具有相同的其他缺点。它们不仅规模大而且投资也大，一旦建成之后便无法移动，需要检测的减速顶必须送到检测站检测。检测站数量有限，如果现场减速顶发生状况，可能需要长途运输到检测站方能检测。
14.上述测试系统都是大型固定式检测系统，主要用于产品的开发研制和批量出厂检验，不能适用于编组站现场的减速顶性能的检测。目前，现场减速顶的工况日常检测由人工检查。编组站对减速顶的日常检测有明确要求，但由于缺乏检测设备，工作人员只能通过用脚踩踏的方式对减速顶的工况进行检测。通过人工感受踩踏过程中减速顶给予脚的反作用力的大小来判断减速顶是否合格。这种检测办法完全依赖于工人的工作经验，并不精确，无法量化，带有很大的随机性，同一个工人在不同的状态下也可能得出不同的判断。这种方法的另一个弊端是会给工作人员造成很大的劳动负荷。因此，现场急需一台可实现减速顶运行状态的自动化检测、减速顶故障量化评判的设备。
15.目前，经调研发现减速顶存在安装尺寸不正常、油气泄漏、死顶等情况，会使减速顶“带病”作业，严重的会造成列车脱线。我局减速顶日常检查也是依靠人工检查，目测外部结构是否存在损坏、漏油等现象，对减速顶是否做功、制动性能的好坏只能采用逐台脚踩的方式来判断，这样的检测方式存在检测粗略、效率低下、无可采信的检测数据、劳动强度大等问题，无法实现对减速顶的有效检测，致使许多减速顶“病态”作业，影响了编组场的作业效率。针对当前减速顶检测现状，根据《铁道车辆减速顶》（tb/t 2460-2016）标准，研发一种替代人工检测，实现减速顶工作状态自动检测的专用设备，及时发现不合格减速顶，为减速顶进行及时维修、更换，消除事故隐患，保证铁路运输安全生产，同时市面也有一些对减速顶进行检测的设备，检测过程中通常需要采用抓轨机构抓取轨道以便减速顶油气压力并对减速顶行稳定可靠的检测，但现有的抓轨机构抓取过程不紧固，极易出现松脱的情况。
16.综上所述，现有技术中依靠人工经验对减速顶进行检测，存在着检测结果可信度低、人工劳动强度大的问题，同时现有的检测设备中，采用的抓轨机构无法实现牢固的抓取轨道，容易出现松脱的情况。
17.因此，我们提出一种自动式减速顶状态检测小车。


技术实现要素：

18.本实用新型的目的在于提供一种自动式减速顶状态检测小车，针对减速顶日常检查是依靠人工经验、检测结果可信度低以及抓轨机构不牢靠等问题，提出一种可在铁路钢轨上自动走行的并自主完成减速顶相关检测指标的全自动减速顶辅助检测车，从而大幅度节约人工成本，提高减速顶参数检测准确度。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
19.一种自动式减速顶状态检测小车，包括：
20.车架；
21.安装在车架底部的多个走行机构，其具有轮支座和铰接在所述轮支座上的走行轮，至少两个所述走行机构还具有动力驱动单元，且该走行机构分别设置在所述车架两端；
22.安装在车架上且能够检测减速顶油气压力和安装高度的测压机构，其具有压力驱动单元、连接在压力驱动单元输出端的压力传感器和连接在压力传感器上的压块，所述压力驱动单元具有带动压块对减速顶施压的电动缸和驱动电动缸运动的执行电机模块；
23.安装在所述压块上用于检测减速顶位置并发出触发信号的位置传感器一以及安装在所述压块两侧用于记录走行结构行程距离并发出行程信号的位置传感器二，位置传感器一设置在同一侧的两个位置传感器二的中间位置，位于同一侧的位置传感器一以及位置传感器二处于同一直线上，且位置传感器二与位置传感器一电连接；
24.用于抵消减速顶油气压力且与所述测压机构安装在车架同一侧的抓轨机构，其具有对称设置且活动在车架下方的两个卡爪、固定在两个卡爪端部的齿轮、啮合在两个卡爪上的齿轮之间的齿条机构和能够提升或下推所述齿条机构的电动推杆一；
25.安装在所述压块上用于检测减速顶的顶高的测高机构，测高机构设有两组且其对称设置在压块两侧，每组测高机构内包括一个用于发射红外线的矩阵光纤传感器以及一个用于接收红外线的矩阵光纤传感器，每组测高机构与同一侧的位置传感器二处于同一条直线上；
26.与所述测压机构安装在车架同一侧且能够检测减速顶安装间隙的测距机构，其具有壳体和安装在壳体内的轮廓测量仪；
27.控制系统，其用于控制检测车的走行和自动停止并完成检测动作，其具有控制器、能够为各用电单元供电的电源模块和与控制器进行无线数据通信的手持机，所述控制器连接动力驱动单元、压力驱动单元、位置传感器一、压力传感器、位置传感器二、电动推杆一、矩阵光纤传感器和轮廓测量仪。
28.作为本实用新型的进一步方案：所述车架具有对称设置的第一承载板和第二承载板，以及两端分别固定连接所述第一承载板和第二承载板的控制箱体。
29.作为本实用新型的进一步方案：所述走行机构通过转动副连接在第一承载板和第二承载板上，所述转动副具有与轮支座一端垂直连接的支承板，以及连接支承板、第一承载板和第二承载板的轴承，所述转动副通过一锁定件进行锁止定位。
30.作为本实用新型的进一步方案：所述走行轮采用耐磨、绝缘材质制成的无轮缘轨轮，且走行轮边缘与轮支座之间具有一定的距离；所述轮支座另一端向外延伸出一轮支架，所述轮支架上铰接一导向轮，且当走行轮位于钢轨上时，导向轮与钢轨侧面接触。
31.作为本实用新型的进一步方案：所述测距机构与测压机构并排设置在第一承载板上，所述第一承载板和压块上均开设有扫描孔，以用来供轮廓测量仪进行激光扫描。
32.作为本实用新型的进一步方案：所述抓轨机构为两个且对称设置在测压机构两侧，其卡爪具有由金属形成的基体，在该基体一端设计有一个横向弯曲的卡接头，该卡接头上设有一个倾斜于基体纵轴线的卡接面用于贴合钢轨下表面，所述齿轮固定在与所述卡接头同一侧的基体的端部。
33.作为本实用新型的进一步方案：所述动力驱动单元包括输出动力的步进电机和将动力传递给走行轮的同步带传动机构。
34.作为本实用新型的进一步方案：所述电源模块包括锂电池和用于将锂电池输出电压转换成各用电单元所需电压的电压转换模块，所述锂电池安装在第二承载板上。
35.作为本实用新型的进一步方案：所述第一承载板和第二承载板上均设有提手。
36.作为本实用新型的进一步方案：所述测压机构、抓轨机构以及测距机构上方设有保护壳体。
37.有益效果：
38.1.本实用新型中的检测车自带电源，可根据需要在手持机中选择检测模式（内侧顶或外侧顶），由位置传感器一以及位置传感器二控制检测车自动寻中达到减速顶的上方，并通过电子标签读卡器直接读取减速顶的身份信息（型号、厂家、所属编组站、股道号等）；到达检测位置时，抓轨机构抓住轨头，压块下压，将减速顶下压至指定位置并返回，在此过程中，可测量减速顶的油气垂直反力、安装高度、回程时间和安装间隙等参数；通过对比以上参数，即可判别该减速顶故障与否，若判断为故障顶则立即报警；测量结果将实时显示于手持机，并上传至网站服务器，方便站场人员随时调取、记录、管理。
39.2.本实用新型提供了转动副，使得走行机构可以360
°
旋转，从而可以在不拆装的前提下，完成内侧顶（减速顶设置在钢轨内侧）或外侧顶（减速顶设置在钢轨外侧）的检测。
40.3.本实用新型通过给走行机构装配无轮缘轨轮和导向轮，防止钢轨“肥边”卡滞检测车，大大提高检测车在钢轨上通行的自我调节能力。
41.4.本实用新型通过采用本方案的抓轨机构，通过执行电动推杆的伸缩量控制简单的机械传动结构达到非常好的抓轨效果；设计的卡爪结构，可以更好的抓紧钢轨，且更均匀的分散减速顶油气反力带给卡爪的应力，防止其折断，通过齿条机构与卡爪两端的齿轮啮合，通过电动推杆带动齿条运动，从而带动齿轮转动以及卡爪张开或收紧，同时通过齿条机构与齿轮的啮合，使得该抓轨机构在抓取轨道时，更加牢固不会出现松脱的情况。
42.5.本实用新型的检测车智能化程度高，利用无线传输技术，实现实时数据传输。通过感应设计、无线控制设计、高速芯片等技术的实际应用，使该方案真正实现了全自动化检测，检测过程智能、高效、流畅。
43.6、本装置提供了位置传感器二，由于铁路上的减速顶等距分布，通过两个位置传感器二的设置以及设置在两个位置传感器二之间的位置传感器一，当检测车在前进时，位于前侧的位置传感器二能够检测到顶，即发动信号给位置传感器一以及控制系统，此时只需控制小车行走位置传感器一以及位置传感器二之间的距离之后，小车自动停止前进，此时位置传感器一恰好处于减速顶的上方，即减速顶位于小车的中间位置，位置能够精准控制，避免出现偏差而影响减速顶的正常检测过程。
附图说明
44.图1为本实用新型的全自动减速顶辅助检测车的工作示意图；
45.图2为本实用新型的全自动减速顶辅助检测车的示意图；
46.图3为本实用新型的全自动减速顶辅助检测车内部结构示意图；
47.图4为图3中测压机构的示意图；
48.图5为图4中压块的示意图；
49.图6为图3中抓轨机构的松开状态示意图；
50.图7为图3中走行机构的示意图；
51.图8为图7中具有动力驱动单元的示意图；
52.图9为图7中不具有动力驱动单元的示意图。
53.图中：车架1、控制系统9、走行机构2、测压机构4、抓轨机构6、测距机构8、控制器91、电源模块92、手持机93、压力驱动单元41、压力传感器42、压块43、位置传感器一44、位置传感器二45、卡爪61、齿条机构62、电动推杆一63、轮廓测量仪83、轮支座21、走行轮22、动力
驱动单元23、转动副24、第一承载板11、第二承载板12、控制箱体13、保护壳体14、提手15、电动缸410、执行电机模块411、基体板434、扫描孔10、施压部430、凸起431、放置槽432、槽孔433、安装支架64、齿轮65、基体610、卡接头611、卡接面612、基板810、支脚811、挡板812、u型卡槽85、步进电机230、同步带传动机构231、轮支架25、导向轮26、基座250、轮轴251、围挡片27、锂电池920、锁定件241、矩阵光纤传感器16。
具体实施方式
54.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.本实用新型提供如下技术方案：
56.图示的全自动减速顶辅助检测车包括：车架1及安装在车架1上完成相应动作的控制系统9和执行部件。执行部件包括可以在铁路钢轨上自由行走的走行机构2、可以检测减速顶油气压力和安装高度的测压机构4、用于抵消减速顶油气压力的抓轨机构6、能够检测减速顶安装间隙的测距机构8以及能够检测减速顶顶高的测高机构。
57.控制系统9是用于控制辅助检测车自动走、停并完成检测动作的控制部件。如图1至图3所示，其具有控制器91、电源模块92和手持机93。控制器91置于下述的控制箱体13中，电源模块92安装在下述的第二承载板12上，由此，控制系统9被车架1所支撑。
58.抓轨机构6是抵消减速顶的油气反力、防止检测车被弹起的钢轨轨头夹紧部件。如图6所示，抓轨机构6具有两个卡爪61、齿条机构62和电动推杆一63。结合图3和图6所示，卡爪61顶端通过齿轮65与齿条机构62啮合，电动推杆一63安装于车架1上，由此，抓轨机构6也被车架1所支撑。
59.如图3所示，测距机构8能够检测减速顶与钢轨轨头之间的安装间隙的检测部件。测距机构8具体为壳体以及设置在壳体内的轮廓测量仪83，通过轮廓测量仪83发射激光，能够通过激光的变化量能够检测减速顶与钢轨轨头之间的安装间隙。
60.测高机构设有两组且其对称设置在压块两侧，每组测高机构内包括一个用于发射红外线的矩阵光纤传感器16以及一个用于接收红外线的矩阵光纤传感器16，每组测高机构与同一侧的位置传感器二45处于同一条直线上，其中一个矩阵光纤传感器16发射一排红外线，另一个矩阵光纤传感器16接收发射出的红外线，如没有遮挡的情况下，矩阵光纤传感器16能够正常接收全部的红外线，当压块43下压时，带动测高机构下压，红外线阻断，接收量变少就会出现数值变化，然后就用压块41下底面高度减去下压高度就得到减速顶顶高。
61.走行机构2是能够支撑检测车在铁路钢轨上行走的部件。如图7至图9所示，走行机构2具有轮支座21和走行轮22，至少两个走行机构2还具有动力驱动单元23。走行机构2通过转动副24连接在车架1上，其可以相对于车架1进行360
°
旋转，在不拆装的情况下以满足检测车在安装了内侧顶或外侧顶的钢轨上行走。
62.首先，参照图1至图3，说明车架1。车架1由金属材料制成，在本实施例中采用铝合金材质，其具有对称设置的第一承载板11和第二承载板12，以及两端分别固定连接第一承载板11和第二承载板12的控制箱体13。第一承载板11和第二承载板12结构一致，可用于安
装控制箱体13，可以采用焊接或者类似的固定安装方式。控制箱体13为长方体形状且长度要适当，车架1安装好后，其长度要与两根钢轨宽度相当，使得检测车能在钢轨上行走。控制系统9安装在控制箱体13内，在控制箱体13外表面上设置有铭牌、用于连接执行部件的控制总线连接头、电量显示器、状态显示灯、电源开关、用于连接动力驱动单元23的电机接头以及运动方向，第一承载板11和第二承载板12的底部用于走行机构2的安装，且第一承载板11和第二承载板12上均固定连接有提手15，便于搬运。
63.其次，参照图4至图5，说明安装在第一承载板11上的测压机构4。压力驱动单元41固定连接在第一承载板11上，其输出端穿过第一承载板11，将压力传感器42连接在该输出端上，再将压块43连接在压力传感器42上（通过螺栓连接），从而完成测压机构4的组装。压块43采用凹字型结构设计，当下压减速顶时，钢轨轨头陷入压块43中间，两端对减速顶施加压力，可以实现完成内顶（减速顶设置在钢轨内侧）或外顶（减速顶设置在钢轨外侧）的检测。压力驱动单元41具有带动压块43对减速顶施压的电动缸410和驱动电动缸410运动的执行电机模块411，在本实施例中，执行电机模块411采用伺服电机。通过控制执行电机模块411的转速和旋转圈数可精确控制压块43的升降行程，其行程通过执行电机模块411中的编码器测量得到。压块43将减速顶滑动油缸帽头以一定速度下压至指定位置，此时压力传感器42测量到的压力值经过设计的公式计算后即得到减速顶油气反压力。压块43具有基体板434，在该基体板434上设计有平行的两个扫描孔10，该扫描孔10设计成长条形状且为贯穿孔。压力传感器42位于两个扫描孔10之间，固定安装在基体板434上。在该基体板434两端的竖直方向上延伸出两个施压部430，该两个施压部430之间的距离大于钢轨轨头的宽度，且该施压部430在竖直方向上不能遮挡到扫描孔10。进一步地，在该基体板434板边竖直方向上延伸出凸起431，其用于保护压力传感器42。
64.在施压部430的底部设置有放置槽432，在该放置槽432内安装有位置传感器一44，用于检测减速顶位置并给控制器91发出触发信号。在每个施压部430上间隔相对安装有两个位置传感器一44，控制器91只有接收到位置传感器一44的触发信号后才会对检测车的运动进行控制。进一步地，在施压部430水平方向上开设有贯穿的槽孔433，放置槽432与该槽孔433之间设有供连接线通过的孔洞，槽孔433的设置可以减轻压块43自重，且能便于位置传感器一44的安装。
65.同时在压块43的两侧设有两个对称设置的位置传感器二45，由于铁路上的减速顶等距分布，同时位置传感器一44设置在两位置传感器二45之间，且其位于两位置传感器二45连线的中心位置，且位于同一侧的位置传感器二45之间的连线与检测车的运行方向平行，在本实用新型中，将两位置传感器二45以及位置传感器一44记为位置感应元件，同时按从左至右的方向将其依次命名为一号位置感应元件、二号位置感应元件以及三号位置感应元件，具体的，一号位置感应元件与三号位置感应元件分别为两位置传感器二45，二号位置感应元件为位置传感器一45，在检测车移动时，其中一号位置感应元件或者三号位置感应元件检测到顶后（在此处，如检测小车从左至右运行时，则三号位置感应元件检测到减速顶的位置，反之，检测小车从右至左运行时，则一号位置感应元件检测到减速顶的位置），当其检测到减速顶的位置后，此时一号位置感应元件或者三号位置感应元件将到顶信号发送给二号位置感应元件以及控制器91，此时控制器91继续控制小车前进，但此时，二号位置感应元件发出信号，控制检测小车前进一号位置感应元件与三号位置感应元件之间一半的距
离，即行走两个位置传感器二45间距的一半，即位置传感器一44走到两个位置传感器二45间距的一半后，便发送信号给控制器91，控制检测车停止，此时位置传感器一44此时恰好处于减速顶的正上方，由此完成自动寻中的过程，便可使得检测车到达减速顶后便可停下并完成减速顶的检测过程，同时能够保证减速顶的定位更加精确，避免出现偏差而影响减速顶的正常检测过程，同时位置传感器一44将行程信号发送给控制器91，以便使得检测车到达减速顶的位置后能够停下，开始检测过程，且此时轮廓测量仪83恰好处于减速顶的上方。
66.再次，参照图6，说明安装在第一承载板11上的抓轨机构6。抓轨机构6为两个且对称设置在测压机构4的两侧，其具有两个卡爪61、齿条62和电动推杆一63。抓轨机构6的动作通过执行电动推杆一63的伸缩量来控制，该电动推杆一63内置行程开关控制推杆行程，由于钢轨轨头形状一致，因此抓轨机构6每次到达的行程是一致的，所以控制器91通过接收到行程开关的推杆行程数据即可判断抓轨机构6是否完成动作。结合图2和图6所示，电动推杆一63固定连接在第一承载板11上。在第一承载板11底部对称设置有两个齿轮65，两个齿轮65之间的距离与钢轨轨头宽度相当，两个齿轮65之间的距离可以满足电动推杆一63提升时，卡爪61与钢轨轨头相贴合。两个卡爪61分别铰接在两个铰接支座65上。卡爪61为一体式结构，其具有由金属形成的基体610，在该基体610一端设计有一个横向弯曲的卡接头611，该卡接头611上设有一个倾斜于基体610纵轴线的卡接面612用于贴合钢轨下表面，设计该种结构的卡爪61，当两个卡爪61闭合时，两个卡爪61之间构成的空间与钢轨轨头相适配，卡爪61与钢轨轨头的接触面更贴合，提高抓轨机构6的作用效率。齿条机构62具体为齿条结构，且其两侧均带有齿，卡爪61端部的齿轮65与齿条机构62两侧的齿相啮合。电动推杆一63的输出端施加的推力或拉力驱动齿条机构62升降，从而带动齿轮65转动完成卡爪61的松开或抓紧动作。整个抓轨机构6设计的机械结构简单，传动效率高，控制方便，利于操作。
67.再者，参照图3、5，说明安装在第一承载板11上的测距机构8。测距机构8为两个且对称设置在测压机构4的另外两侧，用于完成内侧顶（减速顶设置在钢轨内侧）或外侧顶（减速顶设置在钢轨外侧）的检测，其包括轮廓测量仪83，过上述的运动后，轮廓测量仪83恰好处于减速顶的上方，此时轮廓测量仪83发射激光便可直接测出减速顶与钢轨之间的安装间隙，第一承载板11的扫描孔10和压块43上的扫描孔10在同一竖直方向上，也就是说轮廓测量仪83发射的光要穿过扫描孔10能照射在被测物体上。
68.上述测距机构8采用线激光轮廓测量仪来实现测量减速顶的安装间隙。测量原理为：光学投射器将一定模式的结构光投射在被测物体表面，再形成由被测物表面形状调制的光纹三维图像。该三维图像由处于另一位置的接收器接收，从而获得光纹二维畸变图像，光纹的畸变程度取决于光学投射器与摄像机之间的相对位置和物体表面形廓。当光学投射器与摄像机之间的相对位置一定时，由畸变的二维光纹图像坐标便可重现物体表面的三维形廓。对于减速顶的安装间隙测量来说，由于轮廓测量仪83的位置固定，且其恰好处于减速顶中间位置的上方，因而此处的轮廓测量仪83不需移动，即可测得最小间隙。
69.同时在测距过程中，即压块43下压测得减速顶与钢轨之间的最小间隙时，同时测高机构同时进行测高过程，测高过程如下：两个矩阵光纤传感器16，一个发射红外线，一个接受红外线，当压块43下压时，在减速顶的阻拦作用下，使得红外线的接收量改变，此时用压块43下底面高度减去下压高度就得到减速顶的顶高。在本实用新型中测高机构与测距机构同步进行，大幅度提高了检测的工作效率。
70.进一步的，在测压机构4、抓轨机构6以及测距机构8上方设有保护壳体14，通过保护壳体14能够在检测车运行时，能够有效的保护测压机构4、抓轨机构6以及测距机构8。
71.然后，参照图7至图9，说明转动连接在安装板14底部的走行机构2。在本实施例中，走行机构2总共为四个，其中两个主动走行机构2和两个从动走行机构2，且该两个主动走行机构2必须分开设置，第一承载板11和第二承载板12一边一个。走行机构2具有轮支座21和铰接在轮支座21上的走行轮22，当走行机构2加装了动力驱动单元23即为主动走行机构2，其余则为从动走行机构2。在本实施例中，轮支座21为平板状，走行轮22铰接在轮支座21的侧面上。动力驱动单元23包括输出动力的步进电机230和将动力传递给走行轮22的同步带传动机构231。步进电机230安装在轮支座21上且与走行轮22同侧；同步带传动机构231设置在轮支座21的另一侧，同步带传动机构231包括同步带轮一、同步带轮二和同步带，步进电机230输出端连接同步带轮一，走行轮22的铰接轴连接同步带轮二，通过步进电机230驱动走行轮22旋转。
72.进一步地，走行轮22采用耐磨、绝缘材质制成的无轮缘轨轮，可以避免“红轨”问题，也能保证检测精度。且走行轮22边缘与轮支座21之间具有一定的距离，防止钢轨“肥边”造成检测车卡滞。在轮支座21另一端向外延伸出一轮支架25，在轮支架25上铰接一导向轮26，且当走行轮22位于钢轨上时，导向轮26与钢轨侧面接触。导向轮26的直径设计与轮支座21厚度和上述走行轮22边缘与轮支座21之间的距离有关，该导向轮26起到导向定位的作用，防止两根钢轨轨面工况不一样导致检测车两端走行不一致而掉道。轮支架25设计为阶梯结构，其具有基座250和垂直于基座250的轮轴251，导向轮26铰接在该轮轴251上。基座250呈凸字形，且其厚度小于轮支座21厚度，防止其与钢轨产生干涉。进一步地，在上述基座250上安装一围挡片27，用于环绕导向轮26，对导向轮26起到保护作用；在本实施例中，该围挡片27设计为u型，两端延伸出耳片，与基座250螺栓连接，同时通过锁定件241将走行机构2与第一承载板11和第二承载板12连接，能够对走行机构2进行锁止定位。
73.最后，参照图1至图3，说明用于控制辅助检测车的走行和自动停止并完成检测动作的控制系统9。其具有控制器91、能够为各用电单元供电的电源模块92和与控制器91进行无线数据通信的手持机93。电源模块92包括锂电池920和用于将锂电池920输出电压转换成各用电单元所需电压的电压转换模块。控制器91连接动力驱动单元23、压力驱动单元41、位置传感器一44、压力传感器42、电动推杆一63、位置传感器二45和轮廓测量仪83。
74.进一步地，说明控制器91与各执行部件的逻辑关系。检测车启动后，控制器91发送信号给动力驱动单元23中的步进电机230控制走行机构2运转，从而带动检测车在钢轨上行走；当位置传感器二45检测到达到减速顶后，位置传感器一44发送信号控制小车行进两位置传感器二45间距的一半后，位置传感器一44位于减速顶正上方并检测到减速顶位置时，发送信号给控制器91，再由控制器91向步进电机230发送减速并停止的信号，使得检测车停在减速顶上方；控制器91再向电动推杆一63发送信号，使得抓轨机构6抓紧钢轨；控制器91再向压力驱动单元41中的伺服电机发送信号，通过电动缸410带动压块43下压减速顶滑动油缸帽头，通过矩阵光纤传感器16可测得减速顶顶高；当压块43将减速顶滑动油缸帽头下压到与钢轨面等高时停住，控制器91向轮廓测量仪83发送信号，轮廓测量仪83定点发射激光测量安装间隙并将数据传输回控制器91，完成减速顶安装间隙的检测；检测动作完成后，控制器91再向电动推杆一63发送信号，使得抓轨机构6松开钢轨；再发送信号给步进电机
230控制走行机构2运转，带动检测车在钢轨上行走；下个减速顶重复上述流程。
75.另一方面，说明主要核心设备的选择：
76.1）控制器选型
77.控制器采用西门子plc作为控制核心部件，该plc主要技术参数如输入输出、高速脉冲计数器的数量、串口数量均满足现场使用需求。
78.2）压力传感器选型
79.减速顶的主要检测部分是其反压力值，对于反压力值检测通过压力传感器完成，压力传感器安装在电动缸的输出端，通过电动缸的运动带动压力传感器运动，并与减速顶接触，接触过程中检测减速顶产生的反压力值。
80.压力传感器根据现场情况选择轮辐式压力传感器，该传感器的优点在于低外形、抗偏载、强度好、安装方便（可直接与电动缸丝杠进行连接），压力传感器选用模拟量的模式接进plc，轮辐式压力传感器在接进plc的模数模块之前需要用转换器将压力值转换为标准的0-20 ma电流信号，这样才能使plc读取数据，plc通过模数转换模块对压力传感器进行数据分析。模数转换模块选用西门子模块，量程选择0~800kg。
81.3）位置传感器选型
82.位置传感器根据现场情况选择光电开关，该传感器的优点在于形体小、抗干扰能力强、响应速度快。光电开关作为检测车减速和刹车的信号模块，当检测车在轨道上行驶时，位置传感器二检测到顶信号，位置传感器一控制小车行进两位置传感器二间距的一半，此时位置传感器一处于减速顶滑动油缸帽头部分上方，plc接收到位置传感器一触发信号后对检测车的运动进行控制（控制步进电机的减速与刹车）。
83.4）走行机构的动力驱动单元选型
84.走行机构作为检测车的重要组成部分，在本设计中采用的是步进电机作为主要的驱动部分，由plc对步进电机进行控制，检测车走行使用的驱动步进电机，可通过手持机控制启停，也可通过两个光电开关自动启停。运动方式为：当手持机按下启动键后步进电机按照预设速度前进；当光电开关正常的停止在减速顶上方时，实施检测动作。完成一个减速顶检测工序后，步进电机将自动启动并恢复预设值开始前进。
85.5）测压机构的电动缸选型
86.电动缸是压力传感器动作的主要执行部件，对其扭矩、功率及行程等参数的选择十分关键，根据现场的测试，减速顶的压力测量范围0~3kn，因此电动缸能产生的压力值范围要大于3kn的力。电动缸可实现如下功能：
87.第一，自动下压：当位置传感器二检测到达到减速顶位置后，通过位置传感器一控制小车行进两位置传感器二间距的一半，此时位置传感器一处于减速顶正上方，发出信号，抓轨机构完成抓轨动作，电动缸开始下压，下压行程可根据内外顶的设置自动调节。
88.第二，测安装高度：矩阵光纤传感器发射红外线，根据接收量的变化，开始进行测高过程，用压块下底面高度减去下压高度就得到减速顶顶高。
89.第三，反压力值：当电动缸达到目标位置，记录该位置的反压力值并保存。
90.第四，回程时间：电动缸检测完压力值后开始返回，返回至第一次触碰减速顶的高度并等待减速顶的回弹，当二次触碰时记录回程时间。
91.6）轮廓测量仪选型
92.传统的人工测量方法主要是使用塞尺与面差尺，存在测量速度慢、效率低下、精度低，测量结果极易受主观因素影响的缺点，不能满足在线测量的要求。基于结构光的测量方法具有测量速度快、精度高、非接触式、测量数据易于处理等诸多优点，所以采用线激光轮廓测量仪来实现测量减速顶的安装间隙。线激光轮廓测量仪器的性能参数如下表所示：
[0093][0094]
7）电子标签
[0095]
电子标签是减速顶的身份编号，记录其所属单位、所在股道、减速顶类型等信息。检测车在检测时读取电子编号，分辨减速顶型号。
[0096]
8）数据通信部分
[0097]
数据通信部分分为手持机与plc的通信，plc与电子标签读卡器的通信，plc与轮廓测量仪的通信。
[0098]
第一，手持机与plc的通信。手持机与plc的通信主要功能在：
[0099]
（1）手持机对检测车的启停控制，通过手持机界面的启动与停止按钮控制检测车的前进、后退与急停；
[0100]
（2）对plc传回的数据进行分析处理。
[0101]
第二，plc与电子标签读卡器的通信。电子标签读卡器首先接收读卡器天线发送的信号，再由plc控制读卡器对电子标签数据的读写。读取方式有轮训、单点读取等，可根据现
场实际情况进行设置，保证读取数据的稳定性。
[0102]
第三，plc与轮廓测量仪通信。按照使用要求对轮廓测量仪进行读写命令的控制，plc与轮廓测量仪使用串口通信，在一定时间内按照特定格式由plc对其进行传输。
[0103]
全自动减速顶辅助检测车的整机控制系统结构，依功能部件来说可以分为以下几部分：
[0104]
1、plc机械控制部分，其中包括：
[0105]
a、控制指令输入部件：轮廓测量仪——采集安装间隙数据并向plc传输数据；位置传感器一——判断小车是否行进两位置传感器二一半的间距向plc发送信号控制小车；位置传感器二——判断是否到达减速顶位置并向plc发送信号；伺服电机的编码器——采集安装高度数据并向plc传输数据；轮辐式压力传感器——采集反压力数据并向plc传输数据。
[0106]
b、逻辑处理部件：plc——接收上述控制指令输入部件发送的信号及数据，并向下述执行部件发送相关控制指令；轮廓测量仪主机——负责与plc通过无线通信传输数据；模数转换模块——将压力信号转换为数字信号。
[0107]
c、执行部件：步进电机及走行机构——完成走行或停止动作；抓轨机构——完成抓轨动作；轮廓测量仪定点测量发射激光——完成测距动作；矩阵光纤传感器发射红外线——完成测高动作；伺服电机及压块——完成测压动作。
[0108]
2、与plc进行人机交互的后台处理部分：
[0109]
a、手持机：与plc通过无线通信传输数据，并将相关数据生成文档保存。
[0110]
b、主机客户端：建立后台管理系统，接收并保存手持机上传的相关数据文档，方便用户管理。
[0111]
plc控制流程具体为，操作人员首先开启检测车上的电源开关，plc及其他设备完成自检，当自检合格后，在手持机上选择内外顶检测；当选择完成后根据现场减速顶方向进行前进或者后退的控制启动，才可以进行走行动作；当安装于压块上的其中一个位置传感器二触碰到减速顶的顶面时，位置传感器一行进两个位置传感器二一半的距离，自动寻中，位置传感器一将停止在减速顶上方，plc确认停止位置良好且抓轨机构状态良好后进行抓轨动作；当抓轨机构完成动作，控制测压机构进行下压动作，矩阵光纤传感器发射红外线，并采集相关数据传输至手持机生成数据文档；测压、测高以及测距过程完毕后，抓轨机构复位，结束单个减速顶的检测。
[0112]
上述测压机构的具体动作为：
[0113]
a、减速顶安装高度计算：当压块下压后，同时矩阵光纤传感器发射红外线，根据接收量的变化，开始进行测高过程，用压块下底面高度减去下压高度就得到减速顶顶高；
[0114]
b、反压力值的测算：根据内外顶的选择，将压块下压至减速顶的底部，得出反压力值；
[0115]
检测车整机工作流程如下：
[0116]
（1）将全自动减速顶辅助检测车平稳放置于轨道上；
[0117]
（2）根据要检测的减速顶类型调整好走形机构方向（若检测外侧顶则轮支座朝内，检测内侧顶轮支座朝外）；
[0118]
（3）检查连接线路，接通电源，开机启动；
[0119]
（4）手持机中选择检测内外顶；
[0120]
（5）控制步进电机带动检测车前行；
[0121]
（6）前行过程中压块下方位置传感器二检测到顶，位置传感器一行进到位置传感器二之间距离的一半，控制检测车停止，自动寻中，定点到达检测位置；
[0122]
（7）检测车读取电子标签信息，自动识别减速顶类型，读取减速顶资料；
[0123]
（8）抓轨机构电动推杆一启动，完成抓轨动作（抵消下压垂直反力）；
[0124]
（9）伺服电机启动，控制压块下压；
[0125]
（10）压块触碰到减速顶滑动油缸帽头顶面；
[0126]
（11）压块继下压至底面时，通过压力传感器反馈测得反压力信息（与正常值对比，判别是否故障；若存在故障，报警）；
[0127]
（12）下压减速顶滑动油缸帽头至与钢轨顶面平齐，轮廓测量仪扫描，获得安装间隙值（与正常值对比，判别是否故障；若存在故障，报警）；
[0128]
（13）同时矩阵光纤传感器发射红外线，根据接收量的变化，开始进行测高过程，用压块下底面高度减去下压高度就得到减速顶顶高（与正常值对比，判别是否故障；若存在故障，报警）；
[0129]
（14）压块回复初始位置；
[0130]
（15）抓轨机构解除锁定状态，回复初始位置；
[0131]
（16）数据上传至手持机，检测完毕；
[0132]
（17）步进电机启动，继续检测下一个减速顶，重复5-16步骤。
[0133]
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。