地铁接触线巡检装置的制作方法

1.本实用新型涉及地铁巡检技术领域，特别是涉及一种地铁接触线巡检装置。


背景技术：

2.地铁接触线磨耗的测量是检测接触线质量的主要手段，目前为了提高接触线磨耗的测量精度，通常会将测量装置钩挂在汇流排上，对汇流排上的接触线进行测量；但是在进行测量时，需要工作人员在梯车上人工将测量装置安装在汇流排上以及将测量装置拆卸下来，工作效率低，而且使用梯车时需要3～5人进行安全防护，人工成本高且存在高空作业隐患。特别地，地铁的锚段长度一般只有250米，需要频繁地拆卸和安装测量装置，劳动强度大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种地铁接触线巡检装置，以解决上述现有技术存在的问题，在保证测量精度的同时，能够减少人工成本，提高工作效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种地铁接触线巡检装置，包括：运动检测组件和控制器，所述运动检测组件与所述控制器通信连接，其中，所述运动检测组件包括：
6.夹持组件，所述夹持组件能够夹持在汇流排上；
7.走行组件，当所述夹持组件夹持在所述汇流排上时，所述走行组件能够与所述汇流排接触，且沿所述汇流排的延伸方向移动；
8.测量组件，当所述夹持组件夹持在所述汇流排上时，所述测量组件能够对所述汇流排上的接触线进行测量；
9.飞行组件，所述飞行组件能够带动所述夹持组件、所述走行组件以及所述测量组件运动，以靠近或远离所述汇流排；
10.主机架，所述夹持组件、所述走行组件、所述飞行组件以及所述测量组件均安装于所述主机架上。
11.优选的，所述夹持组件包括相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和/或所述第二侧板连接有直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述第一侧板以及所述第二侧板垂直设置，且所述直线驱动机构能够带动所述第一侧板和所述第二侧板合拢或者远离，以夹持或松开所述汇流排。
12.优选的，所述夹持组件还包括限位侧轮，所述第一侧板和所述第二侧板的内侧均转动安装有所述限位侧轮，所述限位侧轮的轴线与所述第一侧板以及所述第二侧板的高度方向平行，当所述第一侧板和所述第二侧板夹持所述汇流排时，所述第一侧板和所述第二侧板上的所述限位侧轮分别与所述汇流排两侧的下侧面接触，以共同夹紧所述汇流排；
13.所述第一侧板和所述第二侧板的内侧还均安装有第二压力传感模块，所述第二压力传感模块靠近所述限位侧轮设置，且与所述控制器通信连接；其中，所述第二压力传感模
块包括第二压力传感器和第二压轮，所述第二压轮通过第二压轮固定块转动安装于所述第二压力传感器的内侧，所述第二压轮的轴线与所述限位侧轮的轴线平行，且所述第二压轮的最内侧母线与所述限位侧轮的最内侧母线共面，该面与所述第一侧板平行；所述控制器能够根据所述第二压力传感器检测到的压力信号，判断所述限位侧轮是否与所述汇流排的下侧面接触。
14.优选的，所述走行组件包括走行轮，所述第一侧板和所述第二侧板的内侧均转动安装有所述走行轮，所述走行轮的轴线垂直于所述第一侧板以及所述第二侧板，当所述第一侧板和所述第二侧板夹持所述汇流排时，所述第一侧板和所述第二侧板上的所述走行轮分别位于所述汇流排两侧的下顶面上，且能够沿所述汇流排的延伸方向移动。
15.优选的，所述第一侧板和/或所述第二侧板上的所述走行轮连接有驱动电机，所述驱动电机能够带动所述走行轮转动；
16.所述第一侧板和所述第二侧板的内侧还均安装有第一压力传感模块，所述第一压力传感模块靠近所述走行轮设置，且与所述控制器通信连接；其中，所述第一压力传感模块包括第一压力传感器和第一压轮，所述第一压轮通过第一压轮固定块转动安装于所述第一压力传感器的下方，所述第一压轮的轴线与所述走行轮的轴线平行，且所述第一压轮的最低位置母线与所述走行轮的最低位置母线共面，该面与所述第一侧板垂直；所述控制器能够根据所述第一压力传感器检测到的压力信号，判断所述走行轮是否与所述汇流排的下顶面接触。
17.优选的，所述飞行组件包括螺旋桨，所述螺旋桨通过螺旋桨支架与所述主机架连接；其中，所述主机架的两侧各设置有两个所述螺旋桨，且四个所述螺旋桨阵列式分布，每个所述螺旋桨的外侧均设置有保护罩。
18.优选的，所述测量组件位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，所述测量组件为激光位移传感器、三维轮廓扫描仪或视觉传感器中的一种或多种。
19.优选的，所述地铁接触线巡检装置还包括视频检测组件，所述视频检测组件与所述控制器通信连接，所述视频检测组件包括摄像头，所述摄像头的周围还设置有照明灯珠；其中，所述摄像头包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头，所述第一摄像头安装于所述第一侧板和所述第二侧板之间，且当所述第一侧板和所述第二侧板相互远离时，所述第一摄像头位于所述第一侧板和所述第二侧板之间的中心位置，能够获取所述运动检测组件上方的图像信息，所述控制器能够根据所述第一摄像头获取的图像信息，判断所述运动检测组件与所述汇流排的平行度；所述第二摄像头位于所述运动检测组件的下方，能够获取所述运动检测组件下方的图像信息；所述第三摄像头和所述第四摄像头分别设置于所述运动检测组件的前端和后端，能够获取所述运动检测组件前方和后方的图像信息，所述控制器能够根据所述第三摄像头和所述第四摄像头获取的图像信息，判断所述运动检测组件的前进方向上是否有未检测的新锚段。
20.优选的，所述地铁接触线巡检装置还包括激光对射模块，所述激光对射模块与所述控制器通信连接，所述激光对射模块包括由上至下依次设置的第一激光对射模块和第二激光对射模块，所述第一激光对射模块和所述第二激光对射模块均包括相对设置的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和所述激光接收器分别设置于所述第一侧板和所述第二侧板上；
21.当所述运动检测组件与所述汇流排交汇时，所述第一激光对射模块的激光束被切断并将信号输送至所述控制器；当所述运动检测组件到达夹持高度时，所述第二激光对射模块的激光束被切断并将信号输送至所述控制器，所述控制器能够根据所述第二激光对射模块输送的信号，控制所述夹持组件夹持所述汇流排；
22.所述控制器安装于所述运动检测组件内，且所述控制器与控制终端通信连接。
23.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
24.本实用新型中运动检测组件包括夹持组件、走行组件、飞行组件和测量组件，通过飞行组件能够带动整个运动检测组件运动，以靠近或远离汇流排，当靠近汇流排时，夹持组件能够夹持在汇流排上，且当夹持组件夹持在汇流排上时，走行组件能够与汇流排接触，且沿汇流排的延伸方向移动，从而使整个运动检测组件沿汇流排的延伸方向移动，在移动过程中，测量组件能够靠近汇流排上的接触线并对其进行连续测量，保证测量精度；而且，本实用新型中避免了人工安装、拆卸测量组件，减少了人工成本，提高了工作效率，且避免了高空作业带来的危险。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型实施例中运动检测组件的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中控制终端的示意图；
28.图3为本实用新型实施例中地铁接触线巡检装置的工作示意图；
29.图4为汇流排的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例中运动检测组件的轴测图；
31.图6为本实用新型实施例中运动检测组件的主视图；
32.图7为本实用新型实施例中运动检测组件的左视图；
33.图8为本实用新型实施例中运动检测组件的俯视图；
34.图9为本实用新型实施例中运动检测组件的剖面视图；
35.图10为本实用新型实施例中走行轮处压力传感器安装示意图；
36.图11为本实用新型实施例中限位轮处压力传感器安装示意图；
37.图12为本实用新型实施例中运动检测组件上升过程中对汇流排的定位识别原理图；
38.图13为本实用新型实施例中运动检测组件下降过程中对钢轨定位识别的原理图；
39.图14为本实用新型实施例中激光对射模块触发原理图。
40.图中：1、运动检测组件，2、控制终端，3、汇流排，4、钢轨，5、下顶面，6、下侧面，101-1、第一侧板，101-2、第二侧板，102-1、螺旋桨，102-2、保护罩，102-3、螺旋桨支架，103-1a、主动走行轮，103-1b、从动走行轮，103-2、驱动电机，103-3、同步带轮，103-4、同步带，103-5、第一压力传感模块，104-1、限位侧轮，104-2、第二压力传感模块，104-3电动滑台，105、测量组件，106、控制器，107-1、第一摄像头，107-2、第二摄像头，107-3、第三摄像头，107-4、第
四摄像头，107-5、红外灯珠，108-1、顶部盖板，108-2、底部腔体，109-1、第一激光对射模块，109-2、第二激光对射模块，110、电源组件，111、开关，112、天线，l3、走行轮最低母线面，l4、汇流排中心，l5、汇流排边缘，l6、模拟汇流排边缘，l7、两钢轨中心，l8、钢轨轨头内边缘，l9、钢轨轨头外边缘，l10、模拟钢轨轨头内边缘，l11、汇流排中心线，l12、第一激光对射模块的激光束，l13、第二激光对射模块的激光束。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.本实用新型的目的是提供一种地铁接触线巡检装置，以解决上述现有技术存在的问题，在保证测量精度的同时，能够减少人工成本，提高工作效率。
43.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
44.实施例一
45.如图1-图14所示，本实施例提供一种地铁接触线巡检装置，包括：运动检测组件1和控制器106，所述运动检测组件1与所述控制器106通信连接，其中，所述运动检测组件1主要包括：夹持组件、走行组件、测量组件105和飞行组件，所述夹持组件能够夹持在汇流排3上，当所述夹持组件夹持在所述汇流排3上时，所述走行组件能够与所述汇流排3接触，且沿所述汇流排3的延伸方向移动，当所述夹持组件夹持在所述汇流排3上时，所述测量组件105能够对所述汇流排3上的接触线进行测量；所述飞行组件能够带动所述夹持组件、所述走行组件以及所述测量组件105运动，以靠近或远离所述汇流排3。
46.本实施例中通过飞行组件能够带动整个运动检测组件1运动，以靠近或远离汇流排3，当靠近汇流排3时，夹持组件能够夹持在汇流排3上，且当夹持组件夹持在汇流排3上时，走行组件能够与汇流排3接触，且沿汇流排3的延伸方向移动，从而使整个运动检测组件1沿汇流排3的延伸方向移动，在移动过程中，测量组件105能够靠近汇流排3上的接触线并对其进行连续测量，保证测量精度；而且，本实施例中避免了人工安装、拆卸测量组件105，减少了人工成本，提高了工作效率，且避免了高空作业带来的危险。
47.在本实施例中，所述运动检测组件1还包括主机架，所述夹持组件、所述走行组件、所述飞行组件以及所述测量组件105均安装于所述主机架上；其中，主机架主要包括主壳体，所述主壳体包括由尼龙材料3d打印成型的顶部盖板108-1和底部腔体108-2，底部腔体108-2内安装控制器106和电源组件110，且起到密闭防尘的作用。在本实施例中，电源组件110优选采用24v、10ah的大容量聚合物锂电池，用于运动检测组件1和控制器106的供电，电源组件110连接有开关111，开关111采用圆柱形防水开关，且外露于主壳体，用于控制运动检测组件1和控制器106的通断电。
48.在本实施例中，所述夹持组件包括相对设置的第一侧板101-1和第二侧板101-2，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2初始状态竖直设置，两者至少有一个与直线驱动机构连接，且所述直线驱动机构与所述第一侧板101-1以及所述第二侧板101-2垂直设置，
能够带动所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2合拢或者远离，以夹持或松开所述汇流排3。其中，第一侧板101-1和第二侧板101-2安装于主支架的顶部盖板108-1上，第一侧板101-1和第二侧板101-2可以均滑动设置于顶部盖板108-1上，或者一个滑动，而另一个固定，只要能够实现第一侧板101-1和第二侧板101-2的合拢或者远离即可。
49.作为一种优选的实施方式，在本实施例中，第一侧板101-1固定在顶部盖板108-1上，而第二侧板101-2则滑动设置于顶部盖板108-1上，直线驱动机构位于第一侧板101-1和第二侧板101-2之间，输出端与第二侧板101-2连接，能够带动第二侧板101-2与第一侧板101-1合拢或远离第一侧板101-1。其中，直线驱动机构为本领域成熟现有技术，可以根据具体工作需要进行选择，如可以选择液压缸、直线电机等，本实施例中优选电动滑台104-3作为直线驱动机构，电动滑台104-3通过螺钉固定在第一侧板101-1上，且电动滑台104-3的滑块与第二侧板101-2固定连接。
50.在本实施例中，第一侧板101-1和第二侧板101-2均优选采用碳纤维材料制成，提高整体强度，第一侧板101-1固定于顶部盖板108-1上，作为运动检测组件1的主要承载体；且第一侧板101-1的两侧朝向第二侧板101-2设置有端板，提高第一侧板101-1的承载能力，而且当第二侧板101-2和第一侧板101-1合拢时，第一侧板101-1、两侧端板、第二侧板101-2以及顶部盖板108-1之间围成封闭的安装空间。
51.在本实施例中，所述夹持组件还包括限位侧轮104-1，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2的内侧均转动安装有所述限位侧轮104-1，所述限位侧轮104-1的轴线与所述第一侧板101-1以及所述第二侧板101-2的高度方向平行，当所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2夹持所述汇流排3时，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2上的所述限位侧轮104-1分别与所述汇流排3两侧的下侧面6接触，以共同夹紧所述汇流排3；通过两侧的限位侧轮104-1能够夹紧汇流排3的两侧，进行导向，防止运动检测组件1在沿汇流排3移动时，向两侧偏移；而且，通过限位侧轮104-1能够减小夹持组件与汇流排3之间的摩擦力，方便移动。其中，第一侧板101-1和第二侧板101-2上均沿汇流排3的延伸方向依次安装有多个限位侧轮104-1。
52.在本实施例中，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2的内侧还均安装有第二压力传感模块104-2，所述第二压力传感模块104-2靠近所述限位侧轮104-1设置，且与所述控制器106通信连接；其中，所述第二压力传感模块104-2包括第二压力传感器和第二压轮，第二压力传感器通过第二固定块固定于第一侧板101-1或第二侧板101-2的内侧，所述第二压轮通过第二压轮固定块转动安装于所述第二压力传感器的内侧，所述第二压轮的轴线与所述限位侧轮104-1的轴线平行，且所述第二压轮的最内侧母线与所述限位侧轮104-1的最内侧母线共面，该面与所述第一侧板101-1平行；当限位侧轮104-1与汇流排3的下侧面6接触时，第二压轮同样与汇流排3的下侧面6接触，并将压力传递给第二压力传感器，所述控制器106能够根据所述第二压力传感器检测到的压力信号，判断所述限位侧轮104-1是否与所述汇流排3的下侧面6接触。
53.在本实施例中，第二压力传感器优选为s型高精度抗偏载压力传感器，第二压轮优选为619-3型深沟球轴承；当电动滑台104-3接收到卡紧动作信号后，带动第二侧板101-2及其上的限位侧轮104-1向内移动，直至收到停止命令或者第二压力传感器被触发后自动停止；电动滑台104-3接收到松开动作信号后，带动第二侧板101-2及其上的限位侧轮104-1向
外移动，直至收到停止命令或运动到最初张开状态后自动停止。
54.在本实施例中，还可以根据工作需要选择其它的夹持组件，如选择卡爪式夹持机构，或者设置第一侧板101-1和第二侧板101-2的底部与顶部盖板108-1铰接，通过第一侧板101-1和第二侧板101-2向外侧张开实现分离，以松开汇流排3，通过第一侧板101-1和第二侧板101-2向内侧合拢，以夹持汇流排3。其中，需要进一步进行说明的是，在本实施例中，第一侧板101-1和第二侧板101-2之间为内侧，之外的两侧为外侧。
55.在本实施例中，所述走行组件包括走行轮，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2的内侧均转动安装有所述走行轮，所述走行轮的轴线垂直于所述第一侧板101-1以及所述第二侧板101-2，当所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2夹持所述汇流排3时，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2上的所述走行轮分别位于所述汇流排3两侧的下顶面5上，即走行轮的底部与下顶面5接触，且能够在下顶面5上沿所述汇流排3的延伸方向移动。其中，需要进行说明的是，如图4所示，在汇流排3的两侧沿其延伸方向设置有矩形槽，矩形槽的底壁即为下顶面5，下侧面6为位于下顶面5下方、且顶部与下顶面5侧边相连的竖直平面。
56.在本实施例中，所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2的内侧还均安装有第一压力传感模块103-5，所述第一压力传感模块103-5靠近所述走行轮设置，且与所述控制器106通信连接；其中，所述第一压力传感模块103-5与上文中的第二压力传感模块104-2的结构类似，主要包括第一压力传感器和第一压轮，第一压力传感器通过第一固定块连接于第一侧板101-1或第二侧板101-2的内侧，而所述第一压轮通过第一压轮固定块转动安装于所述第一压力传感器的下方，所述第一压轮的轴线与所述走行轮的轴线平行，且所述第一压轮的最低位置母线与所述走行轮的最低位置母线共面，该面与所述第一侧板101-1垂直；所述控制器106能够根据所述第一压力传感器检测到的压力信号，判断所述走行轮是否与所述汇流排3的下顶面5接触。其中，第一压力传感器优选为s型高精度抗偏载压力传感器，第一压轮优选为619-3型深沟球轴承。
57.在本实施例中，在第一侧板101-1和第二侧板101-2的顶部两端均安装有一走行轮，限位侧轮104-1位于两端的走行轮之间下方，且限位侧轮104-1的轴线与走行轮的轴线垂直；其中，所述第一侧板101-1和/或所述第二侧板101-2上的所述走行轮连接有驱动电机103-2，所述驱动电机103-2能够带动所述走行轮转动，以带动整个运动检测组件1沿汇流排3移动，或者也可以通过飞行组件提供动力，带动整个运动检测组件1沿汇流排3移动。
58.作为一种优选的实施方式，在本实施例中，第一侧板101-1上的每个走行轮均连接有一驱动电机103-2，作为主动走行轮103-1a，而第二侧板101-2上的走行轮则为从动走行轮103-1b，主动走行轮103-1a和从动走行轮103-1b的轴线等高布置；而驱动电机103-2位于走行轮的下方，且驱动电机103-2的输出轴穿过第一侧板101-1并伸出到第一侧板101-1的外侧，通过传动机构与主动走行轮103-1a传动连接。其中，传动机构可以根据工作需要从现有技术中进行选择，如选择齿轮传动机构、链轮链条传动机构等，本实施例中优选采用同步带传动机构；具体地，在驱动电机103-2的输出轴以及主动走行轮103-1a的轮轴上均螺纹连接有一同步带轮103-3，同步带103-4套在两个同步带轮103-3上，实现传动连接。
59.在本实施例中，第一侧板101-1上竖直设置有长圆孔，用于供驱动电机103-2的输出轴穿过，且可以在一定范围内调节输出轴的高度，对同步带103-4进行涨紧；驱动电机
103-2采用小体积、大功率、高可靠性的rmm2600p36三相永磁直流无刷减速电机，驱动电机103-2的后端轴安装有as5048a高精度磁编码器，可记录运动检测组件1走行的里程数以及异常点的位置信息，同步带轮103-3采用s3m型高扭矩同步带轮，同步带103-4采用橡胶齿型同步带，传动平稳且具有较高的传动效率和传动精度。
60.在本实施例中，走行轮优选采用耐磨轴承钢加工成型。
61.在本实施例中，所述飞行组件主要包括螺旋桨102-1，所述螺旋桨102-1通过螺旋桨支架102-3与所述主机架连接；其中，所述主机架的两侧各设置有两个所述螺旋桨102-1，且四个所述螺旋桨102-1阵列式分布，每个所述螺旋桨102-1的外侧均设置有保护罩102-2，用于保护螺旋桨102-1的桨叶及保护工作人员免于受到高速旋转桨叶的伤害。本实施中通过四组螺旋桨102-1的配合，能够实现运动检测组件1的自动上升、下降、悬停及左右旋转和平移。
62.或者，还可以选用一个独立的无人机作为飞行组件，夹持组件、走行组件、测量组件105等均安装于无人机上；或者，还可以采用其它满足工作需要的飞行组件。
63.在本实施例中，当第一侧板101-1和第二侧板101-2合拢时，所述测量组件105位于所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2之间的中心位置，能够正对汇流排3上的接触线，提高测量精度；其中，所述测量组件105可以根据具体工作需要进行选择，可以为激光位移传感器、三维轮廓扫描仪或视觉传感器等，其通过固定支架固定在第一侧板101-1上。
64.在本实施例中，所述地铁接触线巡检装置还包括视频检测组件，所述视频检测组件与所述控制器106通信连接，所述视频检测组件包括摄像头，所述摄像头的周围还设置有照明灯珠；其中，摄像头优选为低照度摄像头，照明灯珠优选为红外灯珠107-5，在摄像头周围分布有多个红外灯珠107-5，用于在地铁隧道内照明条件不良时的补光。
65.在本实施例中，所述摄像头包括第一摄像头107-1、第二摄像头107-2、第三摄像头107-3和第四摄像头107-4，所述第一摄像头107-1安装于所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2之间，且当所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2相互远离时，所述第一摄像头107-1位于所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2之间的中心位置，能够获取所述运动检测组件1上方的图像信息，所述控制器106能够根据所述第一摄像头107-1获取的图像信息，判断所述运动检测组件1与所述汇流排3的平行度，以便于能够对准汇流排3进行夹持。此外，第一摄像头107-1还用于数据异常位置的图像记录。
66.所述第二摄像头107-2位于所述运动检测组件1的下方，能够获取所述运动检测组件1下方的图像信息，本实施例中运动检测组件1工作时从两钢轨4之间的平坦地面上自动上升，工作完成后回落到两钢轨4之间的平坦地面上，控制器106根据所述第二摄像头107-2获取的图像信息，辅助判断运动检测组件1下降过程中与钢轨4的平行情况，以便于使运动检测组件1更好地落到两钢轨4之间的平坦地面上。
67.所述第三摄像头107-3和所述第四摄像头107-4分别设置于所述运动检测组件1的前端和后端，能够获取所述运动检测组件1前方和后方的图像信息，所述控制器106能够根据所述第三摄像头107-3和所述第四摄像头107-4获取的图像信息，判断连续测量过程中所述运动检测组件1的前进方向上是否有未检测的新锚段等。
68.在本实施例中，需要进行说明的是，前端即为沿运动检测组件1前进方向在前的一端，在后的一端即为后端。
69.在本实施例中，所述地铁接触线巡检装置还包括激光对射模块，所述激光对射模块与所述控制器106通信连接，所述激光对射模块包括由上至下依次设置的第一激光对射模块109-1和第二激光对射模块109-2，所述第一激光对射模块109-1和所述第二激光对射模块109-2均包括相对设置的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和所述激光接收器分别设置于所述第一侧板101-1和所述第二侧板101-2上，激光发射器能够发射激光束，并被对应的激光接收器接收；
70.当所述运动检测组件1与所述汇流排3交汇时，所述第一激光对射模块的激光束l12被切断并将信号输送至所述控制器106；当所述运动检测组件1到达夹持高度时，所述第二激光对射模块的激光束l13被切断并将信号输送至所述控制器106，所述控制器106能够根据所述第二激光对射模块109-2输送的信号，控制所述夹持组件夹持所述汇流排3。
71.在本实施例中，控制器106主要包括嵌入式主板、螺旋桨控制模块、走行轮控制模块、测量控制模块、压力传感控制模块和激光对射控制模块等，嵌入式主板与螺旋桨控制模块、走行轮控制模块、压力传感控制模块以及测量控制模块通过有线连接，用于接收和处理各控制模块传输的数据信息和图像信息，并将控制终端2发出的手动指令传送给各个控制模块，也可以根据图像处理结果智能地自行控制各个模块的动作。同时，嵌入式主板上设有蓝牙和wifi等无线通讯模块，用于与控制终端2的通讯交互及数据和图像的传输等。进一步地，在运动检测组件1的底部设置有天线112，用于运动检测组件1和控制终端2之间的数据和图像传输。
72.在本实施例中，螺旋桨控制模块集成有4路电子调速器和飞行控制器，可以独立控制4个螺旋桨102-1的启停、制动、正反转及速度调整；其中，飞行控制器采用了运行频率为480mhz的stm32h743处理器、具有优异的陀螺仪和加速度漂移性能的adis16470传感器以及高精度、高灵敏度的温度传感器等保证运动检测组件1上升、下降及悬停过程中的稳定性。走行轮控制模块集成有多路电机驱动和控制，可以同时驱动2到4个走行轮。测量控制模块主要用于控制测量组件105的打开和关闭，并对测量数据进行筛选。压力传感控制模块用于采集安装在走行轮和限位侧轮104-1附近的压力传感器与汇流排3的接触压力，并将压力值传送给嵌入式主板进行综合分析和调控。激光对射控制模块用于采集激光对射模块的信号，并将信号变化反馈给嵌入式主板。
73.在本实施例中，控制终端2优选为10寸工业平板，用于接收并显示运动检测组件1传输的数据和图像信息，工业平板的测量程序内设置超限告警参数，测量值达到告警值时，对测量点进行标记并保存该测量点的图像。或者，还可以根据工作需要选择其它的控制终端2，如选择智能手机或笔记本电脑等。
74.在本实施例中，运动检测组件1上升过程中对汇流排3的定位识别的原理，如图12所示，利用现有的特征识别算法，提取并拟合出图像中的汇流排边缘l5，根据运动检测组件1进入汇流排3前的相对高度关系，预先设定两条竖直的模拟汇流排边缘l6，运动检测组件1上升过程中实时分析对比汇流排边缘l5与模拟汇流排边缘l6的倾斜角度，通过螺旋桨102-1调整运动检测组件1使其平行，并判断汇流排边缘l5与模拟汇流排边缘l6的距离。
75.运动检测组件1下降过程中对钢轨4的定位识别的原理，如图13所示，利用现有的特征识别算法，提取并拟合出图像中钢轨轨头内边缘(可以取轨头亮面部分的内边缘)l8；根据运动检测组件1与钢轨4的相对高度关系，预先设定两条竖直的模拟钢轨轨头内边缘
l10，运动检测组件1下降过程中实时分析对比钢轨轨头内边缘l8与模拟钢轨轨头内边缘l10的倾斜角度，通过螺旋桨102-1调整运动检测组件1使其平行，并判断钢轨轨头内边缘l8与模拟钢轨轨头内边缘l10的距离。
76.运动检测组件1和汇流排3相对高度的辅助判断原理，如图14所示，运动检测组件1上升过程中，运动检测组件1与汇流排3开始发生交汇时，第一激光对射模块的激光束l12首先被处于最低位置的接触线切断并触发输出信号；运动检测组件1继续上升，第二激光对射模块的激光束l13被切断而触发信号时，运动检测组件1的限位侧轮104-1与汇流排3的下侧面6达到同一高度(卡接高度)，且走行轮最低位置的母线略高于汇流排3的下顶面5。
77.实施例二
78.本实施例提供一种地铁接触线巡检方法，其核心特征在于：采用实施例一中所述的地铁接触线巡检装置，利用目标的视觉定位并结合激光对射、压力传感和电动伸缩等技术，实现了对汇流排3的位置对准、位置状态判断、自动卡紧和松开以及智能切换锚段等，主要有以下内容：
79.s1、通过所述飞行组件带动所述地铁接触线巡检装置靠近或远离所述汇流排3；
80.s2、在所述地铁接触线巡检装置的上升过程中对所述汇流排3进行定位，调整所述运动检测组件1的姿态使图像中的汇流排3始终位于两条竖直的模拟汇流排边缘l6内，且与模拟汇流排边缘l6平行；
81.s3、通过激光对射模块辅助判断所述地铁接触线巡检装置与所述汇流排3的相对高度，通过第二压力传感模块104-2和第一压力传感模块103-5分别判断限位侧轮104-1与所述汇流排3、走行轮与所述汇流排3的位置状态，通过直线驱动机构自动卡紧和松开所述汇流排3；
82.s4、在巡检过程中，实时检测所述地铁接触线巡检装置的前进方向是否有未检测的新锚段，当前一锚段巡检完成后，使所述地铁接触线巡检装置自动返回到发现新锚段的位置，借助所述飞行组件自动脱离原锚段，进入新锚段并卡紧汇流排3后继续巡检；
83.s5、在所述地铁接触线巡检装置的下降过程中对钢轨4进行定位，调整所述运动检测组件1的姿态使图像中左钢轨、右钢轨的轨头内边缘始终位于两条竖直的模拟钢轨轨头内边缘l10内，且与模拟钢轨轨头内边缘l10平行。
84.具体巡检步骤如下：
85.步骤1.将地铁接触线巡检装置的运动检测组件1放置在左右钢轨4之间平稳的地面上，打开运动检测组件1和控制终端2的开关111，运动检测组件1和控制终端2通过蓝牙或者wifi等无线方式建立通讯连接。
86.步骤2.控制终端2显示运动检测组件1传来的地铁隧道上方的汇流排3图像后，电动滑台104-3驱动第二侧板101-2及其上从动走行轮103-1b和限位侧轮104-1张开到设定位置；手动确认测量任务和线路信息后开始测量，运动检测组件1在螺旋桨102-1的驱动下缓慢地上升并对准汇流排中心l4。上升过程图像中，自动生成2条竖直的模拟汇流排边缘l6，运动检测组件1的第一摄像头107-1实时检测汇流排边缘l5与模拟汇流排边缘l6的夹角，并通过螺旋桨102-1进行角度调整，使汇流排边缘l5和模拟汇流排边缘l6平行。汇流排边缘l5与模拟汇流排边缘l6重合时，运动检测组件1降低上升速度以获得更平稳的姿态。
87.步骤3.运动检测组件1继续上升过程中，依次触发第一激光对射模块109-1和第二
激光对射模块109-2；第二激光对射模块109-2被触发后，运动检测组件1进入悬停状态，第一侧板101-1、第二侧板101-2及两者上的走行轮和限位侧轮104-1在电动滑台104-3的带动下，向汇流排3中心移动，直至第一侧板101-1和第二侧板101-2上的限位侧轮104-1与汇流排3的两侧下侧面6接触并触发第二压力传感模块104-2后，电动滑台104-3停止动作。运动检测组件1的螺旋桨102-1反向旋转，运动检测组件1缓慢下降，直至走行轮与汇流排3接触并触发第一压力传感模块103-5。
88.步骤4.运动检测组件1在螺旋桨102-1或者走行轮的驱动下在汇流排3上自动走行；走行过程中，自动触发启动运动检测组件1内设置的测量组件105进行接触线的测量，测量数据实时传送到控制终端2并显示。自动走行的同时触发开启第三摄像头107-3和第四摄像头107-4，第三摄像头107-3和第四摄像头107-4对运动方向前方是否有新的锚段进行实时判断。发现新锚段后可以在人为干预下手动切换锚段，也可以在智能模式自动切换锚段。智能模式时，执行每一个动作前都在控制终端2进行语音和文字的告知提醒。
89.步骤5.选择在智能模式自动切换锚段时，运动检测组件1首先记录识别新锚段的位置里程，然后继续巡检完当前锚段后再返回到识别新锚段位置。运动检测组件1进入反向安装步骤，即运动检测组件1在螺旋桨102-1驱动下缓慢上升，直至走行轮脱离汇流排3。然后运动检测组件1进入悬停状态，电动滑台104-3驱动第二侧板101-2上的限位侧轮104-1松开汇流排3并运动至半张开状态。运动检测组件1向第一侧板101-1所在一侧平移，直至第二侧板101-2上的第二压力传感器被再次触发，电动滑台104-3驱动第二侧板101-2至完全张开状态。运动检测组件1向下运动，依次结束第二激光对射模块109-2和第一激光对射模块109-1的触发，直至汇流排边缘l5与图像中的两条模拟汇流排边缘l6重合。
90.步骤6.运动检测组件1向新锚段方向平移，直至新锚段的汇流排边缘l5与两条模拟汇流排边缘l6重合后，重复上述的步骤3～4，完成运动检测组件1在新锚段汇流排3上的安装和巡检。
91.步骤7.检测任务完成时，选择结束巡检，运动检测组件1执行步骤5中的拆卸动作。运动检测组件1继续下降时，自动触发设置在底部的第二摄像头107-2，图像中自动生成两条竖直的模拟钢轨轨头内边缘l10。运动检测组件1实时判断两侧的钢轨轨头内边缘l8与模拟钢轨轨头内边缘l10之间的夹角，并通过调整螺旋桨102-1使两侧的钢轨轨头内边缘l8与模拟钢轨轨头内边缘l10平行。两侧的钢轨轨头内边缘l8与模拟钢轨轨头内边缘l10重合时，运动检测组件1将降低下降速度以获得更平稳的姿态。
92.步骤8.无人工干预时，运动检测组件1缓慢平稳地下降直至着地，螺旋桨102-1停止旋转，电动滑台104-3收回到初始状态，各模块进入待机状态，30秒后运动检测组件1自动关闭电源。
93.本实用新型实现了对刚性悬挂汇流排的位置对准、位置状态判断、自动卡紧和松开以及智能切换锚段等功能，从根本上解决了目前站在梯车上安装和拆卸刚性悬挂接触线测量装置时的问题以及锚段切换时需要人工反复拆卸和安装测量装置的问题，大大减少了上线工作人员的数量，降低了人工成本和劳动强度，保证了施工安全。同时，本实用新型可以在汇流排上自动行走，实现了对汇流排接触线的近距离、连续测量，大大提高了测量精度和测量效率。而且整个地铁接触线巡检装置体积小，重量轻，操作简单，便于携带。
94.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上
实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种地铁接触线巡检装置，其特征在于：包括：运动检测组件和控制器，所述运动检测组件与所述控制器通信连接，其中，所述运动检测组件包括：夹持组件，所述夹持组件能够夹持在汇流排上；走行组件，当所述夹持组件夹持在所述汇流排上时，所述走行组件能够与所述汇流排接触，且沿所述汇流排的延伸方向移动；测量组件，当所述夹持组件夹持在所述汇流排上时，所述测量组件能够对所述汇流排上的接触线进行测量；飞行组件，所述飞行组件能够带动所述夹持组件、所述走行组件以及所述测量组件运动，以靠近或远离所述汇流排；主机架，所述夹持组件、所述走行组件、所述飞行组件以及所述测量组件均安装于主机架上。2.根据权利要求1所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述夹持组件包括相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和/或所述第二侧板连接有直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述第一侧板以及所述第二侧板垂直设置，且所述直线驱动机构能够带动所述第一侧板和所述第二侧板合拢或者远离，以夹持或松开所述汇流排；所述夹持组件还包括限位侧轮，所述第一侧板和所述第二侧板的内侧均转动安装有所述限位侧轮，所述限位侧轮的轴线与所述第一侧板以及所述第二侧板的高度方向平行，当所述第一侧板和所述第二侧板夹持所述汇流排时，所述第一侧板和所述第二侧板上的所述限位侧轮分别与所述汇流排两侧的下侧面接触，以共同夹紧所述汇流排；所述第一侧板和所述第二侧板的内侧还均安装有第二压力传感模块，所述第二压力传感模块靠近所述限位侧轮设置，且与所述控制器通信连接；其中，所述第二压力传感模块包括第二压力传感器和第二压轮，所述第二压轮转动安装于所述第二压力传感器的内侧，所述第二压轮的轴线与所述限位侧轮的轴线平行，且所述第二压轮的最内侧母线与所述限位侧轮的最内侧母线共面，该面与所述第一侧板平行；所述控制器能够根据所述第二压力传感器检测到的压力信号，判断所述限位侧轮是否与所述汇流排的下侧面接触。3.根据权利要求2所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述走行组件包括走行轮，所述第一侧板和所述第二侧板的内侧均转动安装有所述走行轮，所述走行轮的轴线垂直于所述第一侧板以及所述第二侧板，当所述第一侧板和所述第二侧板夹持所述汇流排时，所述第一侧板和所述第二侧板上的所述走行轮分别位于所述汇流排两侧的下顶面上，且能够沿所述汇流排的延伸方向移动；所述第一侧板和/或所述第二侧板上的所述走行轮连接有驱动电机，所述驱动电机能够带动所述走行轮转动；所述第一侧板和所述第二侧板的内侧还均安装有第一压力传感模块，所述第一压力传感模块靠近所述走行轮设置，且与所述控制器通信连接；其中，所述第一压力传感模块包括第一压力传感器和第一压轮，所述第一压轮转动安装于所述第一压力传感器的下方，所述第一压轮的轴线与所述走行轮的轴线平行，且所述第一压轮的最低位置母线与所述走行轮的最低位置母线共面，该面与所述第一侧板垂直；所述控制器能够根据所述第一压力传感器检测到的压力信号，判断所述走行轮是否与所述汇流排的下顶面接触。4.根据权利要求1所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述飞行组件包括螺旋
桨，所述螺旋桨通过螺旋桨支架与所述主机架连接；其中，所述主机架的两侧各设置有两个所述螺旋桨，且四个所述螺旋桨阵列式分布，每个所述螺旋桨的外侧均设置有保护罩。5.根据权利要求2所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述测量组件位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，所述测量组件为激光位移传感器、三维轮廓扫描仪或视觉传感器中的一种或多种。6.根据权利要求2所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述地铁接触线巡检装置还包括视频检测组件，所述视频检测组件与所述控制器通信连接，所述视频检测组件包括摄像头，所述摄像头的周围还设置有照明灯珠。7.根据权利要求6所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述摄像头包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头，所述第一摄像头安装于所述第一侧板和所述第二侧板之间，能够获取所述运动检测组件上方的图像信息，所述控制器能够根据所述第一摄像头获取的图像信息，判断所述运动检测组件与所述汇流排的平行度；所述第二摄像头位于所述运动检测组件的下方，能够获取所述运动检测组件下方的图像信息，所述控制器能够根据所述第二摄像头获取的图像信息，判断所述运动检测组件与钢轨的平行度；所述第三摄像头和所述第四摄像头分别设置于所述运动检测组件的前端和后端，能够获取所述运动检测组件前方和后方的图像信息，所述控制器能够根据所述第三摄像头和所述第四摄像头获取的图像信息，判断所述运动检测组件的前进方向上是否有未检测的新锚段。8.根据权利要求6或7所述的地铁接触线巡检装置，其特征在于：所述地铁接触线巡检装置还包括激光对射模块，所述激光对射模块与所述控制器通信连接，所述激光对射模块包括由上至下依次设置的第一激光对射模块和第二激光对射模块，所述第一激光对射模块和所述第二激光对射模块均包括相对设置的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和所述激光接收器分别设置于所述第一侧板和所述第二侧板上；当所述运动检测组件与所述汇流排交汇时，所述第一激光对射模块的激光束被切断并将信号输送至所述控制器；当所述运动检测组件到达夹持高度时，所述第二激光对射模块的激光束被切断并将信号输送至所述控制器，所述控制器能够根据所述第二激光对射模块输送的信号，控制所述夹持组件夹持所述汇流排；所述控制器安装于所述运动检测组件内，且所述控制器与控制终端通信连接。

技术总结
本实用新型公开了一种地铁接触线巡检装置，涉及地铁巡检技术领域，包括：运动检测组件和控制器，运动检测组件与控制器通信连接，其中，运动检测组件包括夹持组件、走行组件、飞行组件和测量组件，夹持组件能够夹持在汇流排上，且当夹持组件夹持在汇流排上时，走行组件能够与汇流排接触，且沿汇流排的延伸方向移动；当夹持组件夹持在汇流排上时，测量组件能够对汇流排上的接触线进行测量；飞行组件能够带动夹持组件、走行组件以及测量组件运动，以靠近或远离汇流排。本实用新型大大减少了上线工作人员的数量，降低了人工成本和劳动强度，保证了施工安全。保证了施工安全。保证了施工安全。


技术研发人员：刘建文 王子恒 刘华 刘祥熙
受保护的技术使用者：刘建文
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/6/28