本發(fā)明涉及交通技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)。

背景技術(shù)：

懸掛式單軌交通系統(tǒng)的軌道梁一般采用簡支鋼箱梁結(jié)構(gòu)(見圖7)，軌道梁截面全部采用底部開口的箱形截面，箱梁的下翼緣兼做軌道，車輛懸掛于橋梁(軌道梁)下面，車輪支撐于開口的鋼箱內(nèi)；電力、通信系統(tǒng)安裝在鋼箱內(nèi)部。

箱型軌道梁作為懸掛式單軌交通系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，懸掛式單軌交通開通運營后需對其進(jìn)行定期維護(hù)與檢測。根據(jù)國外調(diào)研和相關(guān)資料表明，當(dāng)前懸掛式單軌交通系統(tǒng)的箱型軌道梁主要通過人工巡檢方式進(jìn)行檢測，而箱型軌道梁的箱體內(nèi)部空間狹小、光線昏暗，底部開口狹窄，使得人工巡檢難度較大。同時，對箱型軌道梁內(nèi)部進(jìn)行檢測，其內(nèi)部病害點的具體里程位置難以確認(rèn)。對于箱型軌道梁內(nèi)壁裂紋檢測、銹蝕檢測、限界檢查以及走行面平整度檢測如果單單依靠人工肉眼觀察很難滿足對懸掛式單軌交通系統(tǒng)箱型軌道梁運營安全及可靠性的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠解決人工巡檢箱梁難度大，可靠性低的問題，實現(xiàn)載人進(jìn)行箱梁的維護(hù)和檢修的巡檢小車。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，用于懸掛式單軌交通系統(tǒng)箱型軌道梁的巡檢小車，其特征在于，包括車體和視覺檢測部分，視覺檢測部分安裝于車體內(nèi)；

所述車體包括底盤、車殼、驅(qū)動單元和行車控制單元，驅(qū)動單元和行車控制單元連接，車體內(nèi)設(shè)置有座椅，車體內(nèi)還設(shè)置有無線通信單元；

所述視覺檢測部分包括光源模塊、檢測鏡頭、三軸檢測鏡頭移動平臺和數(shù)據(jù)處理存儲單元，數(shù)據(jù)處理單元與無線通信單元連接；

所述車體上還設(shè)置有行車安全單元，所述行車安全單元包括分別設(shè)置于車體前方和后方的激光掃描壁障傳感器和工作行車警示爆閃燈，激光掃描壁障傳感器與行車控制單元連接。

所述車體上還設(shè)置有車體方位計算子系統(tǒng)，所述車體方位計算子系統(tǒng)包括車體方位處理單元和與之連接的射頻卡讀取單元；

所述射頻卡讀取單元用于讀取設(shè)置于箱型軌道梁的射頻卡，

所述車體方位處理單元用于依據(jù)始末兩次讀卡時間和預(yù)存的始末兩點射頻卡距離以及車速計算當(dāng)前車體位置；

所述驅(qū)動單元包括驅(qū)動輪、從動輪、導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪設(shè)置于車體的左右兩側(cè)，至少一側(cè)的導(dǎo)向輪通過彈簧與車體連接。

所述無線通信單元包括wifi模塊。

所述驅(qū)動單元包括伺服電機(jī)、雙出減速機(jī)、離合器和驅(qū)動輪，伺服電機(jī)連接雙出減速機(jī)，再由輸出軸連接離合器對驅(qū)動輪進(jìn)行驅(qū)動。

所述行車控制單元包括遠(yuǎn)程行車控制模塊，遠(yuǎn)程行車控制模塊與無線通信單元連接，遠(yuǎn)程行車控制模塊還與行車控制單元連接。

行車安全單元還包括車體外部間距檢測模塊。所述車體外部間距檢測模塊設(shè)置于導(dǎo)向輪處，通過測量與軌道梁內(nèi)壁接觸的導(dǎo)向輪軸心到車體的距離以檢測車體到軌道梁內(nèi)壁的距離。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明利用巡檢設(shè)備搭載視覺系統(tǒng)代替人工巡檢，不僅解決了由于箱型軌道梁的箱體內(nèi)部空間狹小、光線昏暗，底部開口狹窄，使得人工巡檢難度較大的問題，還能顯著提高巡檢效率和可靠性。

2、本發(fā)明中的行車位置計算子系統(tǒng)能精確定位檢測出的焊縫裂紋、銹蝕點并發(fā)送至遠(yuǎn)端中央控制器，檢修維護(hù)人員能搭載本設(shè)備快速到達(dá)定位故障點完成修復(fù)工作。

3、本發(fā)明利用可壓縮回彈的導(dǎo)向輪進(jìn)行設(shè)備行進(jìn)導(dǎo)向，能適應(yīng)箱梁出現(xiàn)變形的惡劣工況并且不影響視覺檢測效果，導(dǎo)向輪組件配置接觸式位移傳感器能有效檢測出箱梁界限尺寸。

4、本發(fā)明通過設(shè)置無線通訊網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)巡檢設(shè)備信息的及時傳輸，有效克服了現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)無法在巡檢過程中上傳數(shù)據(jù)直到巡檢作業(yè)完成后才能上傳巡檢數(shù)據(jù)的弊端，方便作業(yè)人員及時采取措施。

5、本發(fā)明充分考慮設(shè)備安全性，任何意外狀況都能被中央控制器檢測，設(shè)備本身出現(xiàn)故障，設(shè)備制動系統(tǒng)抱死將設(shè)備停止在故障位置，直到救援人員手動解除離合器方能由救援牽引車拖行至安全位置。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的外觀圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)左視圖；

圖5是本發(fā)明的車架結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)框圖；

圖7是箱型軌道梁的斷面示意圖；

標(biāo)號說明：1-底盤，13-機(jī)械碟剎，18-后輪，29-前輪安裝架，36-后輪驅(qū)動軸，44-軸承箱，48-雙出減速機(jī)，52-驅(qū)動電機(jī)，53-離合器壓緊彈簧，61-軸承密封圈，62-離合器，77-前輪，78-手動撥叉，80-車載電源，85-加速踏板，86-制動踏板，90-可壓縮導(dǎo)向輪，93-固定導(dǎo)向輪，98-壓縮彈簧，101-接觸式位移傳感器，104-逆變器，105-電池隔離罩，111-集成控制箱，119-三軸安裝支架，122-座椅，124-激光安全掃描壁障傳感器，126-三軸檢測鏡頭移動平臺，128-檢測鏡頭，130-光源模塊，134-車載觸摸屏，135-巡檢設(shè)備推拉門，136巡檢車前外殼，137-巡檢車后外殼，138-視覺系統(tǒng)保護(hù)罩，143-急停按鈕，144-狀態(tài)提示燈，145-示警燈，146-駐車?yán)瓧U，147-工具箱，149-射頻讀寫器

具體實施方式：

如圖1、2、3、4、5、6所示，本發(fā)明的箱梁巡檢小車包括箱梁巡檢小車本體和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。。

所述遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括遙控操作手柄，控制中心操作臺及圖像監(jiān)控臺。

所述巡檢小車本體包括包括底盤1、車殼、驅(qū)動裝置、集成控制箱111、車體方位計算子系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)，車載控制系統(tǒng)及無線遙控與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

所述底盤包括鋁合金一體成型底板1、座椅122；

座椅122安裝于底板上的中后部，座椅設(shè)計可前后調(diào)節(jié)并能在維修作業(yè)時折疊。

所述驅(qū)動裝置包括作為驅(qū)動輪的后輪18，后輪為驅(qū)動輪，由伺服電機(jī)52連接雙出減速機(jī)48，再由輸出軸60連接離合器62進(jìn)行驅(qū)動，后輪結(jié)構(gòu)總成包括實心橡膠胎、后輪驅(qū)動軸36，軸承箱44，驅(qū)動軸安裝在軸承箱中并和后輪采用螺栓連接，伺服電機(jī)受控于工控機(jī)，并有測速編碼器對電機(jī)進(jìn)行測速；從動輪前輪77，采用限角度萬向結(jié)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)總成包括實心橡膠輪、機(jī)械制動裝置13、彈簧輔助回正結(jié)構(gòu)35，前輪安裝支架29，橡膠輪與前輪軸通過螺栓連接，T形前輪軸安裝在前輪安裝支架中；

導(dǎo)向輪共六個，安裝于車身的兩側(cè)呈三角形布置，其中三個左側(cè)導(dǎo)向輪為可壓縮機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向輪安裝支架、實心橡膠輪體90、壓縮彈簧98、能實時檢測箱梁界限的接觸式位移傳感器101，導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪軸和導(dǎo)向輪安裝支架之間采用滑塊連接，壓縮彈簧置于滑塊和車體之間，導(dǎo)向輪在于箱梁接觸時能有效壓縮和回彈確保設(shè)備能按路徑平穩(wěn)運行，位移傳感器固定在底盤與滑塊接觸實時檢測導(dǎo)向輪位移量，通過計算模塊實時獲得箱梁界限尺寸；右側(cè)導(dǎo)向輪93為固定輪；

在減速機(jī)輸出軸和驅(qū)動輪之間安裝有離合器62，正常工作狀態(tài)下離合器在彈簧力的作用下貼合傳遞力矩，故障時由安裝在離合器右側(cè)的手動撥叉78將其分離由牽引車將設(shè)備拖行至安全位置；

前輪機(jī)械制動裝置包括機(jī)械碟剎13、駐車?yán)瓧U146，機(jī)械碟剎和駐車?yán)瓧U之間采用拉線連接。

所述車體方位計算子系統(tǒng)包括射頻讀寫器149及射頻卡、PLC定位模塊、伺服電機(jī)編碼器；

如圖1所示射頻讀寫器安裝于車殼右側(cè)的后部與安裝在箱梁側(cè)邊的射頻卡相對；PLC定位模塊安裝在集成控制箱111內(nèi)。車體方位計算子系統(tǒng)的原理為：PLC定位模塊讀取伺服電機(jī)編碼器數(shù)據(jù)獲取巡檢設(shè)備走行距離與射頻讀寫器獲得的固定間隔位置安裝的射頻卡距離進(jìn)行必讀校正從而獲得較為準(zhǔn)確的車體方位數(shù)據(jù)。

所述安全體統(tǒng)包括激光安全掃描壁障傳感器、工作行車警示爆閃燈、車內(nèi)人員狀態(tài)監(jiān)控攝像頭、設(shè)備狀態(tài)提示燈、內(nèi)外喊話器、報警蜂鳴；

激光安全掃描壁障傳感器124設(shè)置兩組分別安裝于底板的前端和尾部；工作行車警示爆閃燈置于車輛底部便于警示軌道下的人員；車內(nèi)人員監(jiān)控攝像頭安裝于車殼內(nèi)部，實時監(jiān)控操作人員狀態(tài)；喊話器設(shè)置在觸摸屏安裝盒133上，可實現(xiàn)和控制中心對話；報警蜂鳴置于巡檢車外部底盤前端；

所述視覺檢測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理存儲和傳輸模塊、光源模塊130、檢測鏡頭128、三軸檢測鏡頭移動平臺126；

視覺數(shù)據(jù)處理存儲和傳輸模塊置于集成控制箱111內(nèi)，對視覺檢測系統(tǒng)所拍攝的圖片進(jìn)行處理和存儲，并將處理后的數(shù)據(jù)通過Wi‐Fi回傳至控制中心。光源模塊130與檢測鏡頭128一起安裝在三軸移動平臺的旋轉(zhuǎn)軸上；

電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動三軸移動平臺的三個伺服電機(jī)進(jìn)行上下，左右和帶動鏡頭旋轉(zhuǎn)的按指令運動；

光源模塊與工控機(jī)相連，自動接受移動位置與改變照度的控制。檢測鏡頭與工控機(jī)連接，根據(jù)控制指令確定拍照頻次。

行車控制單元包括伺服電機(jī)驅(qū)動器、工控機(jī)、PLC控制模塊、加速踏板、制動踏板、車載電源系統(tǒng)、箱梁限界檢測接觸式位移傳感器、激光安全掃描壁障傳感器；

伺服電機(jī)驅(qū)動器與PLC控制模塊連接驅(qū)動主動力交流伺服電機(jī)，完成巡檢設(shè)備的前進(jìn)、后退和速度控制；

加速踏板，制動踏板與PLC控制模塊連接，用于在載人行駛時實現(xiàn)對巡檢設(shè)備的起停以及速度控制；

巡檢設(shè)備由安裝在底板前端的鋰電池進(jìn)行供電，電池與控制模塊、執(zhí)行器之間增加交流逆變器使其能與各用電器匹配。電池模組配有電量控制系統(tǒng)采用外接電源進(jìn)行充電；

箱梁限界檢測接觸式位移傳感器、激光安全掃描壁障傳感器與工控機(jī)連接，接觸式位移傳感器能實時檢測箱梁界限尺寸并將實測數(shù)值在控制中心顯示屏實時顯示記錄；激光安全掃描壁障傳感器與PLC控制模塊連接并設(shè)置較大準(zhǔn)備區(qū)域較小的警戒區(qū)域，當(dāng)檢測到障礙物進(jìn)入準(zhǔn)備區(qū)域時PLC控制電機(jī)驅(qū)動器進(jìn)行設(shè)備減速并對外發(fā)出警告，當(dāng)進(jìn)入警戒區(qū)域設(shè)置極限值時設(shè)備自動停止移動。

巡檢設(shè)備具有自動巡檢、人工遙控操作和車載人控三種模式。自動巡檢模式，由控制中心發(fā)出啟動命令，小車自動完成箱梁巡檢過程。人工遙控操作模式是由人利用無線操作遙控器對巡檢設(shè)備進(jìn)行操作。車載人控模式下巡檢設(shè)備由搭載的工作人員進(jìn)行操作，完成箱梁巡檢和維護(hù)的工作。