[发明专利]一种钢轨扣件松脱检测机器人及其检测方法

说明书

本发明公开了一种钢轨扣件松脱检测机器人，检测机器人一端横向两侧对应设有一组力锤和传感器组件；所述力锤通过力锤传动杆与对应的气动系统连接，并且通过所述气动系统控制力锤传动杆上下运动；所述传感器通过传感器传动杆与对应的蜗轮蜗杆系统连接，并且通过所述蜗轮蜗杆系统实现传感器传动杆的上下运动；同时所述传感器对与其对应的力锤敲击钢轨轨面后产生的振动信号进行采集。本发明还公开了一种钢轨扣件松脱检测机器人的检测方法。本发明机器人本身携带有力锤，通过力锤在钢轨轨面敲击产生激励点，结合传感器对获得的钢轨振动信号进行收集和分析，获取钢轨扣件的松脱状态，解决了传统检测方式灵敏度低、效率低、成本高和容易漏检的问题。

技术领域

本发明属于钢轨巡检设备技术领域，具体涉及一种钢轨扣件松脱检测机器人及其检测方法。

背景技术

扣件是连接钢轨与轨枕的重要部件，为钢轨提供扣压力确保钢轨不发生纵向和轴向偏移，是保证铁路运营安全的关键部件。随着高速铁路朝着高速重载化方向发展，在列车重复载荷作用下，轨道结构的轨下基础可能会产生破损，致使扣件松脱。一个扣件的松脱往往很容易诱发周围扣件的松脱，加剧轨道结构破坏，对列车行车安全将产生很大影响。为此，人们长期以来一直都在积极地寻找一种能自动、高效而准确地检测出沿线上松脱扣件的检测方法。

目前，扣件松脱检测主要有三种方法：基于人工巡检的方法、基于计算机视觉的方法以及基于振动信号的方法；其中基于人工巡检的方法效率低、成本高、容易漏检；计算机视觉的方法能够有效识别扣件是否缺失，但不能识别扣件的松脱程度，并且列车振动对图像质量有很大的影响；基于振动信号的方法，采用自功率谱密度的方法识别扣件松脱，该方法的灵敏度低，容易受输入激励的影响，扣件松脱识别结果不好。

例如公开号为CN103194942A的中国发明专利，公开了一种轨道振动信号移动检测装置及检测方法，但是其方法是通过振动检测装置采集轨检车移动过程中产生的振动信号，通过分析轨检车自身移动过程中振动的、来分析判断轨道的扣件松脱情况。由于轨检车自身振动情况的发生较为复杂，不易控制。因此仍然没有一种将检测装置和激励装置集成为一体的巡检设备。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种钢轨扣件松脱检测机器人及其检测方法，机器人本身携带有力锤，通过力锤在钢轨轨面敲击产生激励点，并结合传感器对获得的钢轨振动信号进行收集和分析，从而得知钢轨扣件的松脱状态，解决了传统检测方式灵敏度低、效率低、成本高和容易漏检的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种钢轨扣件松脱检测机器人，检测机器人一端横向两侧对应设有一组力锤和传感器组件；其中，

所述力锤通过力锤传动杆与对应的气动系统连接，并且通过所述气动系统控制力锤传动杆上下运动；所述传感器通过传感器传动杆与对应的蜗轮蜗杆系统连接，并且通过所述蜗轮蜗杆系统实现传感器传动杆的上下运动；同时所述传感器对与其对应的力锤敲击钢轨轨面后产生的振动信号进行采集。

作为本发明的进一步改进，所述气动系统包括气室及气压泵；所述气压泵与所述气室连接，所述气室中气体的进出控制所述力锤传动杆上下运动。

作为本发明的进一步改进，所述气压泵与气室之间设有电磁阀，该电磁阀控制气体在气室内的进出。

作为本发明的进一步改进，所述蜗轮蜗杆系统包括蜗轮、蜗杆以及与两者相连的电机，所述电机用于驱动蜗轮和蜗杆以控制所述传感器传动杆上下运动。

作为本发明的进一步改进，所述蜗轮蜗杆系统还包括耦合剂存放装置、与之相连的耦合剂导管，所述耦合剂导管沿着传感器传动杆接至传感器处，以将耦合剂传输至传感器处。

作为本发明的进一步改进，检测机器人上设有摄像头、位置标定器，且所述摄像头和位置标定器设有至少两组，分设于检测机器人横向两侧，分别与两侧的轨道对应。