一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的制作方法

1.本发明涉及铁路轨道检测技术领域，尤其是一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车。


背景技术：

2.道床断面特征值是评估道床状态是否良好、提供部分养修决策、指导现场部分作业、评价道床工作质量的主要依据。有砟轨道线路维修作业（尤其是起落道整修）后，会出现道砟溜坍、砟量不足等问题，从而导致道床状态不良，例如道床边坡坡度过陡、砟肩堆高过小、道床顶面宽度不足，由此可能造成道床横向阻力减小，易发生胀轨跑道，危及列车行车安全。在现有的技术中，道床断面特征值（道床厚度、顶面宽度、边坡坡度、道砟盈亏）主要依靠技术人员使用卷尺、水准仪、全站仪等来测量。
3.针对此类传统的检测工具主要存在三个问题：一是人工检查只能靠经验对道床断面进行抽检，即人工肉眼观察道砟缺失情况，然后进行测量，无法进行全线道床断面尺寸的普查；二是检测精度低、效率低、不能准确、快速地检测道床断面，对从事检测的人员要求较高，且多依赖于人的经验；三是因需要上道作业，受天窗时间限制，有效作业时间短，无法满足线路普查的需要。
4.因此，依靠传统的检测维修方式已无法满足现实的需要，急需一种专门用于扫描道床断面的小车以实现有砟轨道道床断面状态的快速评估。


技术实现要素：

5.本发明需要解决的技术问题是提供一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，该小车能够快速准确地检测道床断面，在有限的天窗时间内完成线路的普查；能够得到道床断面特征值；能够匀速自动行驶；小车搬运时轻便，安装方便、快捷。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，包括设置在小车底部的由驱动电机驱动的行走机构、设置在行走机构上端的转向架、设置在转向架上部的立杆、设置在立杆顶端的扫描拍照装置、调整立杆角度的操控机构、设置在转向架和立杆之间的支撑杆、设置在转向架的一角的配电箱、设置在配电箱上端的电脑、遥控器以及若干线缆；所述操控机构将立杆固定并能够使立杆在俯仰方向、左右方向以及旋转方向进行微调；所述行走机构在有砟轨道上行走时，所述扫描拍照装置对有砟轨道道床断面扫描和拍摄；所述遥控器操控小车的前进、后退和刹车制动。
7.本发明技术方案的进一步改进在于：所述行走机构包括安装有驱动电机的驱动轴、通过第一锥齿轮组与驱动轴相连接的中间轴、与中间轴通过第二锥齿轮组相连接的从动轴以及分别设置在驱动轴和从动轴两侧的四个车轮；所述驱动轴与所述从动轴平行设
置，所述中间轴与所述驱动轴和所述从动轴均垂直设置；所述中间轴通过第一轴承座和第二轴承座安装在右纵梁的一侧；所述驱动电机固定安装在后横梁的一侧。
8.本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一锥齿轮组包括设置在驱动轴上的锥齿轮一和设置在中间轴上的与锥齿轮一啮合的锥齿轮二；所述第二锥齿轮组包括设置在中间轴上的锥齿轮三和设置在从动轴上的与锥齿轮三合的锥齿轮四。
9.本发明技术方案的进一步改进在于：所述车轮的车轮罩选用pom材料制作。
10.本发明技术方案的进一步改进在于：所述转向架为焊接的箱型梁结构、前后结构一致、安装面共面、为两轴转向架；转向架包括前横梁、后横梁、左纵梁和右纵梁；所述支撑杆的底部通过第一锁紧卡子安装于后横梁的中部，所述支撑杆的上端通过第二锁紧卡子与立杆相连接；所述操控机构位于前横梁的中部。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：所述前横梁、后横梁、左纵梁和右纵梁均采用矩形空心杆件；所述立杆和支撑杆均采用圆形空心杆件。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述配电箱内设置有用于判别线路的类型以及曲线地段的外轨超高值的倾角仪、为倾角仪和扫描拍照装置供电的第一电池和第二电池；所述配电箱上端安装有固定电脑的电脑卡子。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：所述扫描拍照装置包括能够进行全线道床断面尺寸扫描的扫描仪和能够对全线道床拍摄的相机；所述扫描仪和所述相机通过安装架安装固定在立杆的顶端。
14.本发明技术方案的进一步改进在于：所述立杆的底部为用于固定立杆和调整立杆角度的下接头，并且在下接头上设置有供线缆穿过的孔和若干个安装孔。
15.本发明技术方案的进一步改进在于：所述操控机构包括立杆的下接头、立杆固定盘、旋转俯仰盘、立杆固定盘锁紧装置、立杆俯仰转轴、立杆俯仰调整轴、立杆俯仰锁紧杆、立杆俯仰推轴，立杆横向摆动调整套、立杆旋转调整固定上座、立杆旋转调整固定下座、第一旋转俯仰盘锁紧装置、第二旋转俯仰盘锁紧装置和立杆旋转轴；所述立杆固定盘通过立杆固定盘锁紧装置和横梁紧固手轮固定安装在前横梁的中部；所述立杆固定盘锁紧装置包括立杆固定盘锁紧头、立杆固定盘锁紧轴和立杆固定盘定位套；所述旋转俯仰盘包括旋转俯仰盘底板、平行并垂直设置在旋转俯仰盘底板上的旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二；通过2个横梁紧固手轮和第一旋转俯仰盘锁紧装置和第二旋转俯仰盘锁紧装置将旋转俯仰盘与立杆固定盘和前横梁连接在一起；所述第一旋转俯仰盘锁紧装置和第二旋转俯仰盘锁紧装置结构一致，均包括立杆旋转盘锁紧座和立杆旋转盘锁紧轴；所述立杆的下接头安装在旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二之间，立杆的下接头的底端通过立杆旋转轴铰接于前横梁的上表面；通过立杆俯仰转轴、立杆俯仰调整轴、立杆俯仰推轴和立杆俯仰锁紧杆对立杆进行俯仰旋转的姿态调整以达到紧固立杆、到位锁紧和保证正常工作的目的；通过立杆横向摆动调整套对立杆的上顶端进行左右位置的调整；通过调整第一旋转俯仰盘锁紧装置和第二旋转俯仰盘锁紧装置上的横梁紧固手轮的旋动把手对旋转俯仰盘的旋转俯仰盘底板进行旋转方向的调整，从而使立杆进行旋转
方向的微调。
16.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：1、本发明采用扫描仪（二维激光雷达）对道床断面进行扫描，能够进行全线道床断面尺寸的普查，同时得到道床厚度、顶面宽度和边坡坡度等值以及道砟盈亏情况，从而实现有砟轨道道床断面状态的快速评估，由此提高了检测效率，节省了人力、物力、财力。
17.2、本发明采用相机对道床断面进行拍照，用来拍摄道床断面，以便后期进行查阅，进一步为有砟轨道道床断面状态的快速评估提供了保障。
18.3、本发明通过设置操控机构，能够实现对立杆的俯仰方向、左右方向以及旋转方向进行微调，以减小扫描仪的方向偏差，从而提高扫描仪的精度。
19.4、本发明通过在驱动轴和中间轴之间、中间轴与从动轴之间设置锥齿轮组，驱动电机启动后，驱动轴旋转，连接在驱动轴上的两个车轮滚动，驱动轴旋转带动中间轴旋转，中间轴使得从动轴旋转，从而带动连接在从动轴上的两个车轮滚动，从而使小车在轨道上行驶。
20.5、本发明在小车进行作业时，由于无需人工检测，不依赖于人的经验，故而对检测人员的要求无需过高，仅需安装小车和操作电脑即可；小车上设置背带，方便操作人员携带小车。
21.6、本发明中小车上道作业时，能够满足线路普查的需要，从而使得整条线路检测后通过采取相应的措施达到道床状态良好的目的。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的主视图；图2是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的左视图；图3是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的转向架和行走机构结构示意图；图4是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的操控机构结构示意图；图5是发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的立杆固定盘的结构示意图；图6是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的俯仰旋转盘的的主视图；图7是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的俯仰旋转盘的的侧视图；图8是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的俯仰旋转盘的的俯视图；图9是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的安装架的结构示意
图；图10是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的安装架的侧视图；图11是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的安装架的正视图；图12是本发明提供的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车的立杆结构示意图；图13是本发明实施例中轨道俯视螺旋模型图；图14是本发明实施例中小车扫描主视图；其中，1、转向架，1-1、前横梁，1-2、后横梁，1-3、右纵梁，1-4、左纵梁，2、行走机构，2-1、驱动轴，2-2、从动轴，2-3、中间轴，2-4、第一锥齿轮组，2-5、第二锥齿轮组，3、驱动电机，4、配电箱，4-1、倾角仪，4-2、第一电池，4-3、第二电池，5、电脑，6、扫描拍照装置，6-1、扫描仪，6-2、相机，6-3、安装架，7、立杆，8、操控机构，8-1，立杆固定盘锁紧装置，8-2、立杆固定盘，8-3、第一旋转俯仰盘锁紧装置，8-4、旋转俯仰盘，8-5、立杆俯仰转轴，8-6、立杆俯仰调整轴，8-7、立杆俯仰锁紧杆，8-8、立杆俯仰推轴，8-9、立杆横向摆动调整套，8-10、立杆旋转调整固定上座、8-11立杆旋转调整固定下座，8-12、第二旋转俯仰盘锁紧装置，8-13、立杆旋转轴，9、支撑杆。
具体实施方式
23.需要说明的是，在本发明的描述中，技术术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“内”、“外”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，以上说明并非对本发明作了限制，本发明也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本发明的保护范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
26.下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：如图1、2、3所示，一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，包括设置在小车底部的由驱动电机3驱动的行走机构2、设置在行走机构2上端的转向架1、设置在转向架1上部的立杆7、设置在立杆7顶端的扫描拍照装置6、调整立杆7角度的操控机构8、设置在转向架1和立杆7之间的支撑杆9、设置在转向架1的一角的配电箱4、设置在配电箱4上端的电脑5、遥控器以及若干线缆；所述立杆7铰接在转向架1的上端；所述操控机构8将立杆7固定并能够使立杆7在俯仰方向、左右方向以及旋转方向进行微调；所述行走机构2在有砟轨道上行走时，所述扫描拍照装置6对有砟轨道道床断面扫描和拍摄；所述遥控器操控小车的前进、后退和刹车制动。遥控器与小车设置无线通讯。
27.进一步的，如图3所示，所述行走机构2包括安装有驱动电机3的驱动轴2-1、通过第一锥齿轮组2-4与驱动轴2-1相连接的中间轴2-3、与中间轴2-3通过第二锥齿轮组2-5相连接的从动轴2-2以及分别设置在驱动轴2-1和从动轴2-2两侧的四个车轮；所述驱动轴2-1与所述从动轴2-2平行设置，所述中间轴2-3与所述驱动轴2-1和所述从动轴2-2均垂直设置；所述中间轴2-3通过第一轴承座和第二轴承座安装在右纵梁1-4的一侧；所述驱动电机3固定安装在后横梁1-2的一侧；驱动电机3为无刷直流减速电机。驱动电机3设置在后横梁1-2的一侧，位于行走机构2的后部以控制小车在轨道上的行驶速度。
28.进一步的，如图3所示，所述第一锥齿轮组2-4包括设置在驱动轴2-1上的锥齿轮一和设置在中间轴2-3上的与锥齿轮一啮合的锥齿轮二；所述第二锥齿轮组2-5包括设置在中间轴2-3上的锥齿轮三和设置在从动轴2-2上的与锥齿轮三合的锥齿轮四。驱动电机3启动后，驱动轴2-1旋转，连接在驱动轴2-1上的两个车轮走动，在小车右侧设置中间轴2-3（靠近右纵梁1-4处），驱动轴2-1与中间轴2-3有两个锥齿轮（第一锥齿轮组2-4），驱动轴2-1的旋转带动中间轴2-3的旋转，中间轴2-3和从动轴2-2连接处的锥齿轮（第二锥齿轮组2-5）的存在使得从动轴2-2旋转，从而带动车轮走动，由此小车在轨道上行驶。
29.进一步的，所述车轮的车轮罩选用pom材料制作。车轮的车轮罩选用pom材料，具有较高的刚度和强度，弹性好，减磨耐磨性能较好；良好的绝缘性能，几乎不受温度和湿度的影响；能够在高温下保持相当的化学稳定性，尺寸稳定性好。
30.进一步的，如图1-3所示，所述转向架1为焊接的箱型梁结构、前后结构一致、安装面共面、为两轴转向架；转向架1包括前横梁1-1、后横梁1-2、左纵梁1-3和右纵梁1-4；所述支撑杆9的底部通过第一锁紧卡子安装于后横梁1-2中部，所述支撑杆9的上端通过第二锁紧卡子与立杆7相连接；所述操控机构8位于前横梁1-1的中部。所述支撑杆9为斜支撑杆，对转向架1加以辅助支撑，将支撑杆9底部设置在后横梁1-2的中部，有利于增加整个装置的稳定性。
31.进一步的，所述前横梁1-1、后横梁1-2、左纵梁1-3和右纵梁1-4均采用矩形空心杆件；所述立杆7和支撑杆9均采用圆形空心杆件。同等条件下，圆形或环型截面的抗扭刚度更高，抗弯刚度低，故而矩形杆件更适合做横梁，圆形杆件更适合做立杆。为了适应铁路现场复杂的环境，本实施例中横梁（前横梁1-1、后横梁1-2、左纵梁1-3和右纵梁1-4）和立杆（包括立杆7和支撑杆9）均选用空心杆件，厚度大约3mm，材料选用铝型材。横梁与纵梁之间的连接处均设置有横梁绝缘套、横梁紧固内销及横梁绝缘垫，保证了转向架1的稳定牢固性。
32.具体的，有砟轨道道床断面扫描轨道小车在标准轨距为1435mm的铁路上行驶，考虑到轨道小车整体的稳定性，初步拟定横梁（前横梁1-1和后横梁1-2）的尺寸参数为60
×
60
×
1600mm；扫描仪6-1位于立杆7的顶端，立杆7的高度以“扫描仪能够完整的扫描整个道床并且与上方接触网处于安全距离”为原则，规定轨道小车顶面与钢轨顶面的高度差最多2m，通过拟定多个立杆7的尺寸，利用abaqus进行仿真，分析小车在
①
轨道静态不平顺；
②
钢轨掉块，引起小车颠簸，激光雷达横移振动；
③
立杆顶端有横向加速度三种情况下的顶端偏移量。仿真结果表明立杆7的尺寸为φ38
×
1780mm时稳定性做好，此时的最大偏移量是2.7472mm，现场利用高速摄像机进行测试，装置顶端产生的最大偏移量为2.5mm，该偏移量对扫描结果产生的影响较小，可忽略不计。倾角仪4-1位于振动位移最小的转向架1的底部。为保障扫描仪6-1和相机6-2的电线的使用寿命，连接扫描仪6-1、相机6-2和电脑5的数据线
及与电源连接的电线放入立杆7的空心竖杆内。
33.进一步的，如图3所示，所述配电箱4内设置有用于判别线路的类型以及曲线地段的外轨超高值的倾角仪4-1、为倾角仪4-1和扫描拍照装置6供电的第一电池4-2和第二电池4-3；所述配电箱4上端安装有固定电脑5的电脑卡子。
34.具体的，配电箱4位于前横梁1-1和左纵梁1-3的夹角处，所述倾角仪4-1通过数据线与电脑5相连，并通过电线与电源（第一电池4-2和第二电池4-3）连接，用于判别线路的类型（直线地段或曲线地段）以及曲线地段的外轨超高值，驱动电机3作为小车前进的动力，电源为倾角仪4-1、扫描仪6-1和相机6-2供电。配电箱4上安装电脑卡子以固定电脑5。扫描仪6-1、相机6-2均通过数据线与电脑5相连，通过电线与电源（第一电池4-2和第二电池4-3）相连。
35.进一步的，如图1、2所示，所述扫描拍照装置6包括能够进行全线道床断面尺寸扫描的扫描仪6-1和能够对全线道床拍照的相机6-2；所述扫描仪6-1和所述相机6-2通过安装架6-3安装固定在立杆7的顶端；所述扫描仪6-1为激光雷达扫描仪，具体的本发明中采用二维激光雷达扫描仪。
36.为保证扫描和拍照的准确性，应保证扫描仪6-1和相机6-2放置“正”，为此，提前在立杆7的扫描仪6-1和相机6-2放置位置处刻上标号（本发明中特意制作了安装架6-3，如图9、10、11所示），安装时直接安装到对应位置。
37.进一步的，如图12所示，所述立杆7的顶端安装有扫描拍照装置6，所述立杆7的底部为用于固定立杆7和调整立杆7角度的下接头，并且在下接头上设置有供线缆穿过的孔和若干个安装孔；安装孔用于安装立杆俯仰转轴8-5、立杆俯仰调整轴8-6、立杆俯仰锁紧杆8-7、立杆俯仰推轴8-8、立杆旋转轴8-13等。
38.进一步的，所述操控机构8包括立杆7的下接头、立杆固定盘锁紧装置8-1、立杆固定盘8-2、第一旋转俯仰盘锁紧装置8-3、旋转俯仰盘8-4、立杆俯仰转轴8-5、立杆俯仰调整轴8-6、立杆俯仰锁紧杆8-7、立杆俯仰推轴8-8，立杆横向摆动调整套8-9、立杆旋转调整固定上座8-10、立杆旋转调整固定下座8-11、第二旋转俯仰盘锁紧装置8-12和立杆旋转轴8-13；（此处为了表述方便将立杆固定盘锁紧装置8-1和立杆固定盘8-2纳入了操控机构8）。
39.所述立杆固定盘8-2通过立杆固定盘锁紧装置8-1和横梁紧固手轮固定安装在后横梁1-2的中部；所述立杆固定盘锁紧装置8-1包括立杆固定盘锁紧头、立杆固定盘锁紧轴和立杆固定盘定位套；所述旋转俯仰盘8-4包括旋转俯仰盘底板、平行并垂直设置在旋转俯仰盘底板上的旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二；通过2个横梁紧固手轮和第一旋转俯仰盘锁紧装置8-3和第二旋转俯仰盘锁紧装置8-12将其与立杆固定盘8-2和前横梁1-1连接在一起；所述第一旋转俯仰盘锁紧装置8-3和第二旋转俯仰盘锁紧装置8-12结构一致，均包括立杆旋转盘锁紧座和立杆旋转盘锁紧轴；所述立杆7的下接头安装在旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二之间，立杆7的下接头的底端通过立杆旋转轴8-13铰接于前横梁1-1的上表面；通过立杆俯仰转轴8-5、立杆俯仰调整轴8-6、立杆俯仰推轴8-8和立杆俯仰锁紧杆8-7对立杆7进行俯仰旋转的姿态调整以达到紧固立杆7、到位锁紧和保证正常工作的目的；通过立杆横向摆动调整套8-9对立杆7的上顶端进行左右位置的调整；并通过立杆
旋转调整固定上座8-9和立杆旋转调整固定下座8-10对立杆7加以固定；所述杆横向摆动调整套8-9与立杆旋转调整固定上座8-9连接。
40.通过第一旋转俯仰盘锁紧装置8-3和第二旋转俯仰盘锁紧装置8-12的旋动把手对旋转俯仰盘8-4的旋转俯仰盘底板进行旋转方向的调整，从而使立杆7进行旋转方向的微调。
41.具体的，如图4所示，立杆7的下接头和旋转俯仰盘8-4构成了小车的操控机构8。立杆固定盘8-2和前横梁1-1通过立杆固定盘锁紧头和横梁紧固手轮紧固连接在一起，中间附以立杆固定盘锁紧轴和立杆固定盘定位套，立杆固定盘8-2如图5所示；旋转俯仰盘8-4包括旋转俯仰盘立板一、旋转俯仰盘立板二和旋转俯仰盘底板，均设置有适配的安装孔及弧形调整孔等，如图6、7、8所示；通过横梁紧固手轮和立杆旋转盘锁紧座（第一旋转俯仰盘锁紧装置8-3和第二旋转俯仰盘锁紧装置8-12，对称设置在旋转俯仰盘8-4的两侧）将其与立杆固定盘8-2和前横梁1-1连接在一起；通过立杆俯仰转轴8-5、立杆俯仰调整轴8-6、立杆俯仰推轴8-8和立杆俯仰锁紧杆8-7对装置进行俯仰旋转的姿态调整以达到紧固立杆7、到位锁紧和保证正常工作的目的。
42.通过松紧立杆俯仰锁紧杆8-7可以调整立杆7的俯仰方向，斜支撑9与立杆7相连处的第二锁紧卡子也能够调整立杆7的俯仰方向，同时保证锁定方向的稳定性。通过立杆横向摆动调整套8-9对立杆7的上顶端进行左右位置的调整；通过旋动横梁紧固手轮把手（旋转俯仰盘8-4俯视图中两侧槽的位置）转动旋转俯仰盘8-4的底板，从而扭转立杆7。
43.通过对立杆7的俯仰方向、左右方向以及旋转方向进行微调，减小扫描仪6-1和相机9-2的方向偏差，从而提高扫描仪6-1和相机6-2的精度。
44.进一步的，为了操作人员携带小车现场检测方便，还在安装操控机构8和支撑杆9的横梁（前横梁1-1和后横梁1-2）处设置背带，背带的安装位置及安装长度（可调整）以方便背着小车为宜。
45.使用方法：将电脑5置于配电箱4上，并用电脑卡子加以固定。扫描仪6-1和相机6-2固定于安装架6-3上，并连接扫描仪专用电线和相机专用电线，电线另一端连接电脑5，接好线路后，打开电源，调试电脑5进行测试。测试完后先断开电源，再取下扫描仪6-1和相机6-2。
46.小车在轨道上沿线路方向走行时，顶端扫描仪6-1会对道床进行连续扫描，扫描到的整个轨道呈现出螺旋形的扫描图。轨道俯视螺旋模型见图13，图中框图代表轨枕；竖线代表两根钢线为激光扫描点连成的线，横线代表扫描仪6-2（激光雷达）扫描整个道床断面的俯视图。小车扫描时的主视图见图14，扫描仪6-2（激光雷达）扫描点的轨迹呈螺旋状，整个道床断面的点并不在同一横截面上。
47.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：包括设置在小车底部的由驱动电机（3）驱动的行走机构（2）、设置在行走机构（2）上端的转向架（1）、设置在转向架（1）上部的立杆（7）、设置在立杆（7）顶端的扫描拍照装置（6）、调整立杆（7）角度的操控机构（8）、设置在转向架（1）和立杆（7）之间的支撑杆（9）、设置在转向架（1）的一角的配电箱（4）、设置在配电箱（4）上端的电脑（5）、遥控器以及若干线缆；所述立杆（7）的底端铰接在转向架（1）上；所述操控机构（8）将立杆（7）固定并能够使立杆（7）在俯仰方向、左右方向以及旋转方向进行微调；所述行走机构（2）在有砟轨道上行走时，所述扫描拍照装置（6）对有砟轨道道床断面扫描和拍摄；所述遥控器操控小车的前进、后退和刹车制动。2.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述行走机构（2）包括安装有驱动电机（3）的驱动轴（2-1）、通过第一锥齿轮组（2-4）与驱动轴（2-1）相连接的中间轴（2-3）、与中间轴（2-3）通过第二锥齿轮组（2-5）相连接的从动轴（2-2）以及分别设置在驱动轴（2-1）和从动轴（2-2）两侧的四个车轮；所述驱动轴（2-1）与所述从动轴（2-2）平行设置，所述中间轴（2-3）与所述驱动轴（2-1）和所述从动轴（2-2）均垂直设置；所述中间轴（2-3）通过第一轴承座和第二轴承座安装在右纵梁（1-4）的一侧；所述驱动电机（3）固定安装在后横梁（1-2）的一侧。3.根据权利要求2所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述第一锥齿轮组（2-4）包括设置在驱动轴（2-1）上的锥齿轮一和设置在中间轴（2-3）上的与锥齿轮一啮合的锥齿轮二；所述第二锥齿轮组（2-5）包括设置在中间轴（2-3）上的锥齿轮三和设置在从动轴（2-2）上的与锥齿轮三合的锥齿轮四。4.根据权利要求2所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述车轮的车轮罩选用pom材料制作。5.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述转向架（1）为焊接的箱型梁结构、前后结构一致、安装面共面、为两轴转向架；转向架（1）包括前横梁（1-1）、后横梁（1-2）、左纵梁（1-3）和右纵梁（1-4）；所述支撑杆（9）的底部通过第一锁紧卡子安装于后横梁（1-2）的中部，所述支撑杆（9）的上端通过第二锁紧卡子与立杆（7）相连接；所述操控机构（8）位于前横梁（1-1）的中部。6.根据权利要求5所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述前横梁（1-1）、后横梁（1-2）、左纵梁（1-3）和右纵梁（1-4）均采用矩形空心杆件；所述立杆（7）和支撑杆（9）均采用圆形空心杆件。7.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述配电箱（4）内设置有用于判别线路的类型以及曲线地段的外轨超高值的倾角仪（4-1）、为倾角仪（4-1）和扫描拍照装置（6）供电的第一电池（4-2）和第二电池（4-3）；所述配电箱（4）上端安装有固定电脑（5）的电脑卡子。8.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述扫描拍照装置（6）包括能够进行全线道床断面尺寸扫描的扫描仪（6-1）和能够对全线道床拍摄的相机（6-2）；所述扫描仪（6-1）和所述相机（6-2）通过安装架（6-3）安装固定在立杆（7）的顶端。9.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述立杆（7）的底部为用于固定立杆（7）和调整立杆（7）角度的下接头，并且在下接头上设置有供线
缆穿过的孔和若干个安装孔。10.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，其特征在于：所述操控机构（8）包括立杆（7）的下接头、立杆固定盘（8-2）、旋转俯仰盘（8-4）、立杆固定盘锁紧装置（8-1）、立杆俯仰转轴（8-5）、立杆俯仰调整轴（8-6）、立杆俯仰锁紧杆（8-7）、立杆俯仰推轴（8-8），立杆横向摆动调整套（8-9）、立杆旋转调整固定上座（8-10）、立杆旋转调整固定下座（8-11）、第一旋转俯仰盘锁紧装置（8-3）、第二旋转俯仰盘锁紧装置（8-12）和立杆旋转轴（8-13）；所述立杆固定盘（8-2）通过立杆固定盘锁紧装置（8-1）和横梁紧固手轮固定安装在前横梁（1-1）的中部；所述立杆固定盘锁紧装置（8-1）包括立杆固定盘锁紧头、立杆固定盘锁紧轴和立杆固定盘定位套；所述旋转俯仰盘（8-4）包括旋转俯仰盘底板、平行并垂直设置在旋转俯仰盘底板上的旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二；通过2个横梁紧固手轮和第一旋转俯仰盘锁紧装置（8-3）和第二旋转俯仰盘锁紧装置（8-12）将旋转俯仰盘（8-4）与立杆固定盘（8-2）和前横梁（1-1）连接在一起；所述第一旋转俯仰盘锁紧装置（8-3）和第二旋转俯仰盘锁紧装置（8-12）结构一致，均包括立杆旋转盘锁紧座和立杆旋转盘锁紧轴；所述立杆（7）的下接头安装在旋转俯仰盘立板一和旋转俯仰盘立板二之间，立杆（7）的下接头的底端通过立杆旋转轴（8-13）铰接于前横梁（1-1）的上表面；通过立杆俯仰转轴（8-5）、立杆俯仰调整轴（8-6）、立杆俯仰推轴（8-8）和立杆俯仰锁紧杆（8-7）对立杆（7）进行俯仰旋转的姿态调整以达到紧固立杆（7）、到位锁紧和保证正常工作的目的；通过立杆横向摆动调整套（8-9）对立杆（7）的上顶端进行左右位置的调整；通过调整第一旋转俯仰盘锁紧装置（8-3）和第二旋转俯仰盘锁紧装置（8-12）上的横梁紧固手轮的旋动把手对旋转俯仰盘（8-4）的旋转俯仰盘底板进行旋转方向的调整，从而使立杆（7）进行旋转方向的微调。

技术总结
本发明公开了一种有砟轨道道床断面扫描轨道小车，属于铁路轨道检测领域，包括设置在小车底部的行走机构、设置在行走机构上端的转向架、设置在转向架上部的立杆、设置在立杆顶端的扫描拍照装置、调整立杆角度的操控机构、设置在转向架和立杆之间的支撑杆、设置在转向架的一角的配电箱、设置在配电箱上端的电脑、遥控器以及若干线缆；操控机构将立杆固定并能够使立杆在俯仰、左右以及旋转方向进行微调；行走机构在有砟轨道上行走时，扫描拍照装置对有砟轨道道床断面扫描和拍摄；遥控器操控小车的前进、后退和刹车制动。本发明能够快速准确地检测道床断面，在有限的天窗时间内完成线路的普查；能够得到道床断面特征值；能够匀速自动行驶。动行驶。动行驶。


技术研发人员：肖飞 官团军 姜晓军 吴桐 冉海洋 聂振强 孙鹏 徐金亮
受保护的技术使用者：中交二公局铁路建设有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/3/21