本實用新型涉及列車檢修技術領域，更為具體地說，涉及一種列車檢修機器人。

背景技術：

隨著“高鐵走出去”戰略的逐步推進，列車的安全性、可靠性及持久性是我國列車、尤其是高速列車持續發展并領跑世界的關鍵，而列車檢修是保持列車安全性、可靠性及持久性的保障。

目前，相關技術中，通常采用人工檢測的方式對列車進行檢修，然而列車的組成部件結構復雜度高、需檢測的范圍大且細小零部件多，例如僅螺栓一項就有1000多個，人工檢測過程中，作業人員的作業強度大且不一定全面，導致人工檢測效率低下，如對保準8編組列車的檢修，檢修的零部件就超過1萬個，一次一級檢修中，作業人員就需要彎腰300多次，敲擊5000多下，檢修人員費時費力。綜上，人工檢測方式對列車結構的檢測效率無法保障。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種列車檢修機器人的技術方案，以解決背景技術中所介紹的現有的對列車的人工檢修技術中，檢修效率低下的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型提供了一種列車檢修機器人，包括：

檢修機器人本體、驅動裝置、行走機構、擺動機械臂和檢測信息采集模塊；其中，

所述驅動裝置與所述行走機構、所述擺動機械臂和所述檢測信息采集模塊分別連接；

所述行走機構與所述檢修機器人本體相連接，用于移動所述列車檢修機器人；

所述擺動機械臂的底部與所述檢修機器人本體相連接，用于移動所述檢測信息采集模塊；

所述檢測信息采集模塊與所述擺動機械臂的頂部相連接，用于采集列車的待檢修部位信息。

優選地，所述檢測信息采集模塊包括圖像信息采集模塊、聲波信息采集模塊、熱源信息采集模塊以及振動信息采集模塊中的一種或多種組合。

優選地，所述圖像信息采集模塊為三維圖像信息采集模塊，所述三維圖像信息采集模塊包括：

用于產生投射于所述列車上的結構光的結構光光源，所述結構光光源的出射光線形成照射區域，所述結構光光源照射在所述列車上的區域為待檢測區域；

用于采集投射于所述待檢測區域內結構光的圖像的面陣相機；及用于采集所述待檢測區域的列車圖像的二維圖像信息采集模塊；

所述面陣相機照射于所述列車上的成像區域全部/部分覆蓋所述待檢測區域，且所述面陣相機的成像方向與所述結構光光源的投射方向之間設有夾角；所述二維圖像信息采集模塊照射于所述列車上的成像區域全部/部分覆蓋所述待檢測區域。

優選地，所述圖像信息采集模塊為三維圖像信息采集模塊，所述三維圖像信息采集模塊包括：

用于從不同位置采集包含同一待檢測區域的二維圖像信息的至少兩個二維圖像信息采集模塊；

各個所述二維圖像信息采集模塊在照射于所述列車上的成像區域重合，且各個所述二維圖像信息采集模塊的成像區域重合后的區域為待檢測區域。

優選地，所述擺動機械臂為六自由度機械臂。

優選地，所述列車檢修機器人還包括：連接于所述檢修機器人本體的三維圖像信息采集模塊，用于掃描所述列車待檢修部位。

優選地，所述行走機構包括：軌道式行走機構、輪式行走機構和履帶式行走機構中的至少一種。

優選地，所述列車檢修機器人還包括：與所述檢修機器人本體固定連接的自動導航模塊。

優選地，所述列車檢修機器人還包括：信號收發裝置以及與所述信號收發裝置相連接的檢修機器人控制裝置；其中，所述檢修機器人控制裝置與所述驅動裝置以及所述檢測信息采集模塊分別相連接，包括行走機構控制模塊、擺動機械臂控制模塊和檢測信息 采集模塊控制模塊。

優選地，所述列車檢修機器人還包括：載人中控車，所述載人中控車包括：車載復視終端，所述車載復視終端通過所述信號收發裝置與所述檢測信息采集模塊相連接。

本實用新型提供的列車檢修機器人的工作過程是：當列車移動到指定的待檢修區域進行檢修時，列車檢修機器人通過驅動裝置驅動行走機構進行移動，并通過與檢測信息采集模塊相配合，查找列車并確定列車的待檢修部位，當確定列車的待檢修部位后，根據列車待檢修部位的屬性，控制驅動裝置統一調整行走機構的行走速度和擺動機械臂的擺動幅度，從而快速并準確地對列車的待檢修部位進行檢測。

通過上述工作過程可知，本實用新型提供的列車檢修機器人，能夠對列車的待檢修部位進行快速、準確地檢測。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實用新型一示例性實施例示出的第一種列車檢修機器人的結構示意圖；

圖2是本實用新型一示例性實施例示出的第二種列車檢修機器人的結構示意圖；

圖3是本實用新型一示例性實施例示出的第三種列車檢修機器人的結構示意圖；

圖4是本實用新型一示例性實施例示出的一種列車檢修機器人的架構示意圖；

圖5是本實用新型一示例性實施例示出的載人中控車的結構示意圖。

圖1至圖5中各結構及其附圖標記的對應關系如下：

1-檢修機器人本體、2-驅動裝置、3-行走機構、4-擺動機械臂、5-檢測信息采集模塊、6-三維圖像信息采集模塊、7-自動導航模塊、8-信號收發裝置、9-檢修機器人控制裝置、91-行走機構控制模塊、92-擺動機械臂控制模塊、93-檢測信息采集模塊控制模塊、10-載人中控車、101-車載復視終端。

具體實施方式

本實用新型實施例提供的列車檢修機器人，解決了背景技術中所介紹的人工檢修列車的待檢修部位的方式，效率低下的問題。

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型實施例中的技術方案，并使本實用新型實施例的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型實施例中的技術方案作進一步詳細的說明。

請參考附圖1，圖1是本實用新型一示例性實施例示出的第一種列車檢修機器人的結構圖。如圖1所示，列車檢修機器人包括：檢修機器人本體1、驅動裝置2、行走機構3、擺動機械臂4和檢測信息采集模塊5。

列車檢修機器人能夠對列車的待檢修部位進行檢修，具體地，當需要對列車的待檢修部位進行檢修時，驅動裝置2驅動行走機構3移動，以使列車檢修機器人移動到指定的檢修地點對列車的待檢修部位進行檢修；當列車檢修機器人達到指定檢修地點時，通過驅動裝置2驅動擺動機械臂4，以使連接在擺動機械臂4上的檢測信息采集模塊5采集列車的待檢修部位的信息，從而實現對列車的待檢修部位的檢測，進而對列車進行維修等操作。

其中，所述驅動裝置2設置于所述檢修機器人本體1內部，且與所述行走機構3、所述擺動機械臂4和所述檢測信息采集模塊5分別相連接。

驅動裝置2是動力生成裝置，驅動裝置2與行走機構3相連，能夠驅使行走機構3運動，以使列車檢修機器人到達指定檢修地點，從而能夠快速準確地對列車進行檢修。同時在檢修過程中，驅動裝置2能夠根據列車的待檢修部位的面積、位置等參數驅動列車檢修機器人進行移動。

其中，所述驅動裝置2包括：與所述行走機構3相連的步進電機。

驅動裝置2通過設置與行走機構3相連的步進電機，能夠控制行走機構3每一步的步進距離和每一步的步進時間，從而準確地控制行走機構3的步進行程，使得列車檢修機器人能夠準確地移動；并能夠與檢測信息采集模塊5相配合，準確地對列車的待檢修部位進行信息采集。

驅動裝置2與擺動機械臂4相連接，能夠控制擺動機械臂4的擺動幅度、擺動位置等參數，以根據列車的待檢修部位的位置、面積等屬性，控制連接在擺動機械臂4頂部的檢測信息采集模塊5的移動幅度及移動位置，從而準確、快速地采集列車的待檢修部位信息。

同時驅動裝置2與檢測信息采集模塊5相連接，能夠控制檢測信息采集模塊5的采集角度、采集位置等屬性，從而準確、快速地采集待檢修部位的信息。

在對列車的待檢修部位進行檢修時，驅動裝置2能夠同時驅使行走機構3和擺動機械臂4，控制兩者協同運動，從而快速、準確地完成查找指定檢修地點，查找待檢修部位、對待檢修部位進行信息采集等工作。

所述行走機構3與所述檢修機器人本體1相連接，用于移動所述列車檢修機器人；

其中，行走機構3可以為軌道式行走機構、輪式行走機構和履帶式行走機構中的至少一種。

所述擺動機械臂4的底部與所述檢修機器人本體1相連接，用于移動所述檢測信息采集模塊5。

所述檢測信息采集模塊5與所述擺動機械臂4的頂部相連接，用于采集列車的待檢修部位信息。

擺動機械臂4設置在檢修機器人本體1上，通過擺動機械臂4的擺動，能夠控制檢測信息采集模塊5的位移幅度以及位移位置，從而選擇合適的采集位置、采集角度以準確地采集列車的待檢修部位的信息。

其中，擺動機械臂4的臂桿可以伸縮，從而能夠控制連接在擺動機械臂4頂部的檢測信息采集模塊5的掃描高度，減少信息采集的掃描盲區。

同時，檢測信息采集模塊5在查找列車的待檢修部位時，可以將采集到的列車信息與預存的待檢修部位信息進行比對，如果比對結果相同，則判定查找到待檢修部位；檢測信息采集模塊5在對待檢修部位進行信息采集時，同樣可以將采集的待檢修部位的信息與預存的正常狀態下的待檢修部位信息進行匹配，如果匹配度不能滿足要求，則判定待檢修部位存在故障，然后驅使相關檢修人員和/或驅使列車檢修機器人自動對該待檢修部位進行檢修。

其中，列車檢修機器人包括能夠對列車底部進行檢修的地溝檢修機器人、能夠對列車兩側走行部進行檢修的走行部檢修機器人，以及能夠對列車頂部如受電弓進行檢修的列車頂部檢修機器人。

本實施例提供的列車檢修機器人，當列車移動到指定的待檢修區域進行檢修時，列車檢修機器人通過驅動裝置2驅動行走機構3，從而驅使列車檢修機器人移動，同時通過與檢測信息采集模塊5相配合，控制列車檢修機器人查找列車的待檢修部位，當確定列車的待檢修部位后，根據列車的待檢修部位的特征，驅動裝置2統一調整行走機構3的行走速度和擺動機械臂4的擺動幅度，并與檢測信息采集模塊5相配合，從而使得列 車檢修機器人能夠快速并準確地對列車的待檢修部位進行檢測。

為了提高擺動機械臂4的靈活度，擴大連接在擺動機械臂4頂部的檢測信息采集模塊5的信息采集范圍，作為一種優選的實施例，如圖1所示，擺動機械臂4為六自由度機械臂，該六自由度機械臂包括：設置在檢修機器人本體1上且能夠水平轉動的旋轉底座，多節機械臂桿，機械臂桿之間通過轉動關節相連，在末端機械臂桿的頂端設置檢測信息采集模塊5。

為了更準確、快速地采集列車的待檢修部位的信息，可以采用一種或多種不同的檢測手段檢測待檢修部位的信息，因此作為一種優選的實施例，檢測信息采集模塊5包括：

圖像信息采集模塊、聲波信息采集模塊、熱源信息采集模塊及振動信息采集模塊中的一種或多種組合，其中，所述圖像信息采集模塊為三維信息采集模塊，該三維圖像信息采集模塊采用激光三角法原理，包括：

用于產生投射待檢測區域內結構光的圖像的面陣相機；及，

用于采集所述待檢測區域的列車圖像的二維圖像信息采集模塊；

面陣相機照射于列車上的成像區域全部/部分覆蓋待檢測區域，且面陣相機的成像方向與結構光光源的投射方向之間設有夾角；該二維圖像信息采集模塊照射于列車上的成像區域全部/部分覆蓋待檢測區域。

作為一種優選的實施例，圖像信息采集模塊5可以為三維圖像信息采集模塊，該三維圖像信息采集模塊包括：

用于從不同位置采集包含同一待檢測區域的二維圖像信息的至少兩個二維圖像信息采集模塊；

各個二維圖像信息采集模塊再照射于列車上的成像區域重合，且，各個二維圖像信息采集模塊的成像區域重合后的區域為待檢測區域。

該三維圖像信息采集模塊實際采用的是采用雙目視覺原理，使用兩個經過標定的成像設備，分別從不同位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點之間的位置偏差，獲取物體的三維幾何信息，從而能夠對轉向架、制動裝置等列車的關鍵部件進行多角度檢測。是一種精細檢修的方式。

作為一種優選的實施例，圖2是本實用新型一示例性實施例示出的第二種列車檢修機器人的結構示意圖，如圖2所示，該列車檢修機器人除了圖1所示的各個結構模塊外， 還包括：連接于檢修機器人本體1頂端的三維圖像信息采集模塊6，該三維圖像信息采集模塊6用于掃描列車的待檢修部位的信息。

具體地，如圖2所示，三維圖像信息采集模塊6為全息三維圖像采集模組，采用激光三角法原理，使用激光光源發出激光照射在列車的待檢修部位表面上，通過反射光在三維圖像信息采集模塊6中檢測器上的成像位置變化，計算列車的待檢修部位的三維尺寸，例如可以用于對列車的轉向架、制動裝置、列車底部的底板、裙板等無遮擋部位進行快速檢測，尤其是對螺絲螺母的松脫、丟失等故障進行檢測，是一種整體快速檢修的方式。

此外，列車檢修機器人除了信息采集功能外還能夠具有檢修功能。

為了對列車檢修機器人進行導航，如圖3所示，圖3是本實用新型一示例性實施例示出的第三種列車檢修機器人的結構示意圖，該圖3中，列車檢修機器人還包括：設置于所述檢修機器人本體1的前端、且與所述檢修機器人本體1固定連接的自動導航模塊7。

列車檢修機器人在自動導航模塊7的導航指引下，能夠沿著設定的行走路徑，查找列車的待檢修部位，自動導航模塊7可以檢測預先設定的行走路徑上的障礙物以及標識，能夠對障礙物進行規避，并能夠校驗行走路徑，防止出現路徑錯誤等情況，并能夠根據自動導航模塊7檢測到的路面及周圍環境信息對行走路徑進行修正，從而使得列車檢修機器人能夠安全可靠地進行移動。

作為一種優選的實施例，如圖4所示，圖4是本實用新型一示例性實施例示出的一種列車檢修機器人的架構示意圖，圖4中，列車檢修機器人除了圖1所示的各個結構外，還包括：信號收發裝置8以及與所述信號收發裝置8相連的檢修機器人控制裝置9；其中，所述檢修機器人控制裝置9與所述驅動裝置2以及所述檢測信息采集模塊5分別相連，包括分別與檢測信息采集模塊5相連的行走機構控制模塊91、擺動機械臂擺動控制模塊92和檢測信息采集模塊控制模塊93。

檢修機器人控制裝置9能夠分別控制行走機構3、擺動機械臂4以及檢測信息采集模塊5，并將行走機構3、擺動機械臂4以及檢測信息采集模塊5的工作狀態以及采集到的信息通過信號收發裝置8發送到相應的處理裝置進行處理，然后通過信號收發裝置8接收上述處理裝置發送回的處理信號，檢修機器人控制裝置9根據處理信號的內容，調用相應的行走機構控制模塊91、擺動機械臂擺動控制模塊92和/或檢測信息采集模塊控制模塊93，從而能夠快速地對列車的待檢修部位進行檢修。

圖5是本實用新型一示例性實施例示出的一種載人中控車的結構示意圖，如圖5所示，載人中控車10包括：車載復視終端101，所述車載復視終端101通過所述信號收發裝置8與所述檢測信息采集模塊5相連接。

載人中控車10作為中間控制設備，可以通過車載復視終端101接收信號收發裝置8發送的列車檢修機器人的工作狀態信息以及檢測信息采集模塊5采集到的列車的待檢修部位信息，從而并將上述信息通過車載復視終端101展示給相關操作人員，以使相關操作人員確認是否出現故障，當相關操作人員確認出現故障后，向信號收發裝置8發送處理信號，從而控制列車檢修機器人對列車的待檢修部位進行檢修或促使相關操作人員親自對列車進行檢修，當檢修完成后，再通過檢測信息采集模塊5采集該部位的信息，發送到車載復視終端101，以供相關操作人員確認是否檢修成功，從而完成檢修過程的閉環控制，提高對列車的檢修效率和檢修成功率。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處。

以上所述的本實用新型實施方式，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。