[发明专利]轨道-接触网设备健康状态一体化综合检测机器人

说明书

一种轨道‑接触网设备健康状态一体化综合检测机器人，包括：搭载小车、轨道检测模块、接触网检测模块、数据分析模块和屏显模块；搭载小车用于搭载安装各个模块。在检测机器人运行过程中，对轨道和接触网健康状态信息进行即时采集，并将数据传输至数据分析模块及云端服务器；数据分析模块将信号采集得到轨道‑接触网检测数据进行分析后，将分析结果传送至屏显模块进行展示，并将结果传输至云端服务器进行存储。本检测机器人可实现钢轨内外部伤损，轨道动静态几何形位，车体加速度，道岔、轨枕、道床及扣件缺损、接触网几何参数、接触网部件外观状态、接触网限界等设施健康状态参数可定制化一体检测。

技术领域

本发明涉及轨道交通关键设施设备智能监测领域，具体涉及一种可用于轨道交通的轨道-接触网健康状态综合检测机器人。

背景技术

轨道线路和接触网是高速铁路和地铁基础设施的重要组成部分，其良好的运行状态是列车正常运行及运输组织的前提条件之一。然而轨道线路和接触网施工质量高、工艺水平复杂，设备检测检修难度随之增大，如何对轨道线路和接触网进行高效率、高精度的检测目前亟待解决的问题。与此同时，高铁基础设施段、“检养修”分开管理体制及综合养护和专业化维修的检测监测维修体系要求推进工电供检测监测装备统型、功能融合、数据共享等，实现自动化检测和智能化判断。

目前，国内外轨道交通管理者对轨道线路的检测一般采用大型专业检测车或者小型专业检测仪进行周期性检测。其中，大型专业检测车主要包括采用激光摄像测量和惯性测量技术的轨检车，检测项目主要包括轨距、高低、轨向、水平、三角坑等轨道动态几何形位参数以及水平加速度、垂直加速度等车体加速度参数；采用激光摄像和图像处理技术的钢轨廓形检测车，其检测项目主要包括钢轨侧面磨耗、垂直磨耗等钢轨磨耗伤损；采用视觉测量和模式识别技术的轨道巡检车，其检测项目主要包括钢轨踏面伤损、轨枕及扣件缺损等。小型专业检测仪主要包括检测轨道静态几何形位的轨检仪、探测钢轨内部伤损的探伤仪等。接触网检测主要有高速铁路供电安全检测监测系统(6C)系统，分别针对接触网不同检测对象进行实时或定期监测。

现有的轨道-接触网健康状态检测技术缺点主要体现在以下几个方面：

(1)大部分既有检测设备检测项目缺少集成，工务、电务、供电各自为政，融合度低，难以一体化综合检测；

(2)既有的综合检测车价格昂贵，检测成本高；检测计划统一安排，路局难以随时调用；

(3)智能化程度较低，难以实现病害类型、位置与等级的智能辨识，无法根据历史检测数据分析健康状态劣化规律，无法对比分析不同检测数据之间的变化情况。

因此，有必要研制轨道-接触网综合检测机器人，实时感知轨道线路和接触网的健康状态，智能诊断病害，以确保运营安全和服务质量、降低检修成本，促进高速铁路综合维修生产一体化站段改革。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道-接触网设备健康状态一体化综合检测机器人，该机器人通过模块化方式将惯导系统组件、1D激光位移传感器、2D激光廓形传感器、线阵相机、面阵相机等装置进行一体化集成，并搭载于电力小车上，高频率动态采集包括轨道动态几何形位、车体加速度、钢轨伤损、轨枕及扣件缺损、接触网几何尺寸及零部件状态等多种轨道-接触网健康状态参数，实时监测、分析、评估健康状态，诊断病害，精确化、精细化地指导轨道-接触网养护维修，降低检修成本，保障运营安全和服务质量，促进一体化改革。

所述机器人包括搭载小车、轨道检测梁、接触网检测梁、数据分析处理模块、屏显模块和云端服务器。

搭载小车用于固定所述轨道检测梁、接触网检测梁、数据分析处理模块和屏显模块；

轨道检测梁包含轨道信号采集模块，用于获取轨道几何形位、钢轨、轨枕、扣件、道岔、道床的状态信号数据；

接触网检测梁包含接触网信号采集模块，用于获取接触网几何尺寸和接触网部件外观状态及接触网限界内信号数据；