一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统的制作方法

1.本技术涉及城市轨道交通车辆检修的技术领域，尤其涉及一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统。


背景技术：

2.氢能源作为环保清洁高效的能源，氢能源轨道车辆作为一种清洁能源城市轨道交通车辆，有着广阔的应用市场，同时也是响应国家“双碳”发展战略和绿化发展方向的重要方向。但氢气是易燃易爆气体，氢能源轨道车辆的安全必须要保证。为了保证车辆的安全运行，在车辆的全寿命周期内，需要对其进行定期的维护和检修。列检作为车辆检修维护最频繁的检修工作，需要在较短的时间内快速完成车辆检查工作，尤其是对安装在车顶的储氢罐、燃料电池等涉氢设备的检查。
3.氢能源轨道车辆的氢燃料电池和储氢罐安装在车顶，车辆空调、高压箱等关键部件也布置在车顶，车顶设备的检查是车辆列检工作的重要内容。车辆车顶结构复杂，零部件较多，现有的氢能源轨道车辆车顶检查方式主要是人工检查。一般由检修人员在消除静电后，登上车顶，采用手电筒、扳手等列检工具，对车顶设备检查和维护，这种方式存在效率低、易错漏、安全风险高等问题。随着轨道交通的快速发展，检修工作量和人力成本日益增加，人工检查难以满足高质量、高效率和高安全性的要求，急需一种能灵活快速高质高效检查氢能源轨道车辆车顶的技术或相关设备。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，能够实现提高巡检效率和效果的目的。
5.本技术提供一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，包括：
6.一走行轨道；
7.一智能机器人，被配置为行走在所述走行轨道上；
8.一转向机构，用以连通不同走行轨道之间连接的切换；
9.其中，所述智能机器人包括悬挂架，固接于所述悬挂架的行走轮，固接于所述悬挂架的机械臂组件，和安装于所述机械臂组件上的摄像机和氢气检测仪，所述行走轮用以支撑滚动在所述走行轨道内。
10.可选地，所述所述智能机器人还包括固接于所述悬挂架的导向轮，所述导向轮用以为所述行走轮的行走提供导向。
11.可选地，所述机械臂组件通过车体固接所述悬挂架，所述车体内设有控制主板、蓄电池，所述车体的外表面安装有与所述控制主板电性连接的触摸屏。
12.可选地，所述车体上安装有散热风扇。
13.可选地，所述转向机构包括转向走行轨道和轨道转向电机，所述转向走行轨道能够与所述走行轨道对接，所述轨道转向电机用以驱动所述转向走行轨道的旋转，以使所述
转向走行轨道切换同其不同走行轨道之间的连接
14.可选地，所述走行轨道包括主走行轨道、跨股道端部走行轨道、充电走行轨道，所述跨股道端部走行轨道用以连接不同的主走行轨道，所述充电走行轨道用以与主走行轨道连接。
15.以上提供的氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，通过设置专用的走行轨道，智能列检机器人在专用的走行轨道上走行，智能机器人通过设置多自由度的机械臂组件，实现对大小不一和繁杂的车顶设备进行多方位、无死角探测。利用安装在机械臂组件上的摄像机和氢气检测仪，实现对涉氢设备和其他车顶设备的检查，达到降低劳动强度、提高巡检效率和效果的目的。
附图说明
16.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
17.图1是本发明总装配示意图；
18.图2是本发明系统构造图；
19.图3是智能机器人内部示意图；
20.图4是智能机器人装配图；
21.图5是跨股道转向状态图；
22.图6是跨股道端头走行状态图；
23.图7是车顶检查侧视图；
24.图8是检氢作业示意图；
25.图9是机器人回充电位图。
26.其中，图中元件标识如下：
27.1-车体，2-控制主板，3-散热风扇，4-触摸屏，5-蓄电池，6-悬挂架，7-走行轮，8-走行电机，9-导行轮，10-机械关节，11-机械臂，12-双目摄像机，13-氢气检测仪，14-主走行轨道，15-转向走行轨道，16-轨道转向电机，17-充电走行轨道，18-跨股道端部走行轨道。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，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一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间
接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
32.参考图1-图9，本技术氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，包括智能列检机器人、走行轨道、转向机构装置。所述智能机器人通过伸出安装在机械手上的摄像机12(例如可为双目摄像机12)和氢气检测仪13。
33.摄像机12用以拍摄和扫描车顶设备，氢气检测仪13用以检测储氢罐是否泄露，感知设备状态，检查完成后在充电位停放充电。所述智能机器人既可按预设程序进行检查工作，也可以受主控中心或手持终端远程控制。
34.所述走行轨道为腔型结构，底面开缝，智能机器人的走行部件在走行轨道内走行，走行轨道悬吊安装在结构钢架梁下方，停车股道上方，为智能机器人提供导向和走行路径；所述转向机构让智能机器人能跨轨道巡检，实现多股道共享巡检设备的目的，节省成本并提高设备的利用率。
35.所述智能机器人可以包括悬挂架6、走行轮7、导行轮9、走行电机8、车体1、控制主板2、蓄电池5、散热风扇3、触摸屏4、机械臂11组件。
36.悬挂架6上安装走行轮7、走行电机8及相关轴箱(图中未示出)，导行轮9安装在走行电机8两侧，与走行轨道两侧接触，对智能机器人走行进行导行。走行轮7的动力由走形电机来提供。所述走行轮7使用聚氨酯等非磁性材料制成，在钢制走行轨道上走行不产生静电与火花，带动智能机器人在走行轨道上走行检查氢能源轨道车辆车顶。
37.所述车体1为智能机器人的主体结构，悬挂在悬挂架6下方，其内安装控制主板2、蓄电池5、散热风扇3、触摸屏4，控制主板2是智能机器人的控制部件，接收命令，通过其上集成的各个模块电路控制智能机器人的动作，通过集成在上面的定位装置定位智能机器人。所述蓄电池5储存电能，为智能机器人走行、运转、机械臂组件的动作提供动力，在智能机器人回到充电位时进行无线充电，防止有线充电可能产生火花。所述散热风扇3通过转动吹风带走智能机器人工作带来的热量，使得智能机器人能更高效长时间工作。所述触摸屏4方便工作人员对智能机器人进行操作。因为智能机器人处于有氢环境中，机器人所有的电气部件均采用防爆部件。
38.所述机械臂组件包括机械关节10和机械臂11。所述机械关节10通过电机转动(图中)带动机械臂11伸缩转向，伸展机械臂11，通过机械手端部的双目摄像机12和氢气检测仪13近距离对储氢罐是否泄露进行检测，采集车顶可视部件的高清图像。所述氢气检测仪13将检测储氢罐是否泄露，如发生泄露情况上报报警信息。所述双目摄像机12采集车顶可视部件的高清图像，通过集成在控制主板2上的图像识别模块、图像处理模块、数模转换电路的处理，实现车顶高清图像自动识别处理，并对损伤、异物、螺栓脱落等情况进行报警。
39.应当补充的是，本技术中机械臂组件可采用多自由度的机械臂组件，实现对大小
不一和繁杂的车顶设备进行多方位、无死角探测。
40.所述走行轨道包括主走行轨道14、跨股道端部走行轨道18、充电走行轨道17。所述主走行轨道14悬吊安装在结构钢架梁下方，停车股道上方，为智能机器人检查车顶提供导向和走行路径；跨股道端部走行轨道18设置在主走行轨道14两端，通过转向走行轨装置连结主走行轨道14和充电走行轨道17，为智能机器人跨股道检查提供导向和走行路径；充电走行轨道17通过转向走行轨装置连结主走行轨道14和跨股道端部走行轨道18，为智能机器人走行到充电位提供导向和走行路径。
41.所述转向机构包括转向走行轨道15、轨道转向电机16。轨道转向电机16用以驱动所述转向走行轨道15的旋转，以使所述转向走行轨道15切换同其不同走行轨道之间的连接。所述转向走行轨道15能够与不同的走行轨道对接，以为智能机器人提供换向功能。具体地说，例如若要将原来的主走行轨道14、充电走行轨道17的连接切换至主走行轨道14、跨股道端部走行轨道18的连接时，启动轨道转向电机16的工作，转向走行轨道15发生旋转调整姿态，从而由充当主走行轨道14、充电走行轨道17之间连接的状态，转变成充当主走行轨道14、跨股道端部走行轨道18之间连接的状态，进而连接走行轨道使智能机器人驶入另外一条走行轨道。
42.需要说明的是，上述转向机构切换同其不同走行轨道之间的连接，对于智能机器人巡检作业而言，可以实现一台车顶机器人对多条股道上的列车进行检测，提高智能机器人的利用率。
43.参照图5～图9，现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本技术车顶列检的操作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本技术所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。
44.当氢能源轨道车辆停靠在指定位置时，智能机器人的控制主板2接收车顶检查命令，蓄电池5开始供电，走行电机8动作，走行轮7走行，导行轮9导行，带动智能机器人从充电位出发，走出充电走行轨道17，到达充电走行轨道17与转向走行轨道15连接处，轨道转向电机16旋转带动转向走行轨道15调整好角度，连接主走行轨道14和充电走行轨道17，智能机器人走行到主走行轨道14上，通过机械关节10的转动，机械臂11伸展转向，双目摄像机12开始对车辆车顶进行检查，行至储氢罐区时，氢气检测仪13重点对该区域进行检查，如发现有氢气泄露，发出声光报警，控制主板2发出信号到主控中心，由主控中心指示下步命令。在巡检完一线列车后，智能机器人走行到库端处的主走行轨道14与转向走行轨道15连接处，轨道转向电机16带动转向走行轨道15旋转连接主走行轨道14，智能机器人走行进入转向走行轨道15后停住，轨道转向电机16带动转向走行轨道15旋转连接跨股道端部走行轨道18，智能机器人进入跨股道端部走行轨道18，走行至跨股道端部走行轨道18一端，邻近股道上的转向走行轨道15在轨道转向电机16带动下与跨股道端部走行轨道18连接，智能机器人进入此转向走行轨道15并停住，轨道转向电机16带动转向走行轨道15旋转连接主走行轨道14，智能机器人走行进入邻近股道的主走行轨道14，开始对邻近车辆车顶进行检查。检查结束后，智能机器人经由充电走行轨道17返回最近位置的充电位自行无线充电，等待下一次车顶检查。
45.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，
都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，包括：走行轨道；智能机器人，被配置为行走在所述走行轨道上；转向机构，用以实现不同走行轨道之间连接的切换；其中，所述智能机器人包括悬挂架，固接于所述悬挂架的行走轮，固接于所述悬挂架的机械臂组件，和安装于所述机械臂组件上的摄像机和氢气检测仪。2.根据权利要求1所述氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，所述智能机器人还包括固接于所述悬挂架的导向轮，所述导向轮用以为所述行走轮的行走提供导向。3.根据权利要求1所述氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，所述机械臂组件通过车体固接所述悬挂架，所述车体内设有控制主板、蓄电池，所述车体的外表面安装有与所述控制主板电性连接的触摸屏。4.根据权利要求3所述氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，所述车体上安装有散热风扇。5.根据权利要求1所述氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，所述转向机构包括转向走行轨道和轨道转向电机，所述转向走行轨道能够与所述走行轨道对接，所述轨道转向电机用以驱动所述转向走行轨道的旋转，以使所述转向走行轨道切换并与相邻走行轨道连接。6.根据权利要求1所述氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统，其特征在于，所述走行轨道包括主走行轨道、跨股道端部走行轨道、充电走行轨道，所述跨股道端部走行轨道用以连接不同的主走行轨道，所述充电走行轨道用以与主走行轨道连接。

技术总结
本申请公开了一种氢能源轨道车辆智能化车顶列检系统。该车顶列检系统包括：走行轨道；智能机器人，被配置为行走在走行轨道上；转向机构，用以实现不同走行轨道之间连接的切换；智能机器人包括悬挂架，固接于悬挂架的行走轮，固接于悬挂架的机械臂组件，和安装于机械臂组件上的摄像机和氢气检测仪。本技术方案中，通过设置专用的走行轨道，智能列检机器人在专用的走行轨道上走行，智能机器人通过设置多自由度的机械臂组件，利用安装在机械臂组件上的摄像机和氢气检测仪，实现对涉氢设备和其他车顶设备的检查，达到降低劳动强度、提高巡检效率和效果的目的。检效率和效果的目的。检效率和效果的目的。


技术研发人员：李威 张明 奉泽熙 吴章科 姚应峰 种传强 赵文涛 舒冬 程春阳 石航 占俊 陈东 张昕
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/31