本實用新型屬于磁懸浮工務維護領域，更具體地，涉及一種中低速磁懸浮輔助作業機器人。

背景技術：

磁懸浮交通是一種低噪聲無碳交通，是未來城市交通發展的重要方向之一。中低速磁浮技術是通過安裝在車體上的電磁鐵與F型軌道相互構成磁場閉合磁路，通過氣隙感應器裝置調節電磁鐵的勵磁電流，調整電磁鐵與軌道之間的吸力(使磁浮間隙保持在8～10mm)，以保持電磁鐵與軌道之間的距離穩定，實現列車穩定懸浮。因此，軌道維護是工務作業的重要內容。

由于中低速磁懸浮多為高架、開放式的軌道結構，在現場維護過程中，需配合進行輔助作業，例如當監測到F軌存在裂紋時，需實行焊接操作，在實行焊接及檢修過程中需從地面吊裝材料或設備至軌道上，以及在夜間操作時，需提供照明等輔助作業。為完成上述各項輔助作業，需研究設計一種可適用于中低速磁懸浮輔助作業機器人，以配合完成各種輔助作業。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種輔助作業機器人，其中結合中低速磁懸浮列車自身的特點，相應設計了適用于中低速磁懸浮輔助設備，并對其關鍵組件如機架、折疊彎折機構、輔助作業機構的結構及其具體設置方式進行研究和設計，相應的可有效實現工務維護輔助作業，具有結構簡單、操作方便等優點。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種中低速磁懸浮輔助作業機器人，包括機架、折疊彎折機構、輔助作業機構，其中：

所述機架用于安裝所述折疊彎折機構和輔助作業機構，其橫跨在中低速磁懸浮兩個F軌之間；

所述折疊彎折機構共設有兩組，其分設于所述機架的兩端，并位于F軌的上方，每組所述折疊彎折機構上均設置有行走輪對和卡位輪對，其中行走輪對與所述F軌的上表面接觸，并沿著F軌的上表面移動，所述卡位輪對的兩個卡位輪分別與所述F軌的外側面和下表面接觸，并沿著F軌的外側面和下表面移動；

所述輔助作業機構包括輔助作業平臺和輔助作業設備，其中所述輔助作業平臺安裝在所述機架上，所述輔助作業設備安裝在該輔助作業平臺上，用于完成輔助作業。

作為進一步優選的，所述機架上還設置有攝像機，該攝像機通過伸縮桿安裝在所述機架的上方。

作為進一步優選的，所述機架上還設置有測距傳感器，該測距傳感器具體為超聲波或紅外測距傳感器，其布置在所述機架的前后側。

作為進一步優選的，每組所述折疊彎折機構上均設置有兩組行走輪對和兩組卡位輪對，兩組行走輪對沿著所述F軌的延伸方向布置，并與F軌的上表面接觸，兩組卡位輪對同樣沿著所述F軌的延伸方向布置，并與F軌的外側面和下表面接觸。

作為進一步優選的，所述折疊彎折機構包括行走輪安裝板和卡位輪折疊板，所述行走輪安裝板豎直設置并安裝在所述機架上，所述行走輪對安裝在所述行走輪安裝板的下方，所述卡位輪折疊板通過卡位輪連接支架安裝在所述行走輪安裝板的側面，所述卡位輪對安裝在所述卡位輪折疊板上，并與所述F軌的外側面和下表面接觸。

作為進一步優選的，所述輔助作業設備包括照明設備、起重設備、焊接設備和發電機。

作為進一步優選的，所述起重設備設于所述輔助作業平臺的一側，所述起重設備設于所述輔助作業平臺的另一側，所述發電機設于所述輔助作業平臺的下方。

作為進一步優選的，所述照明設備包括燈頭組件和升降機構，該升降機構采用四節伸縮氣缸作為升降調節方式，最大調節高度為3米，所述燈頭組件由4盞5W高效率LED燈條組成，其燈光覆蓋半徑達15米-35米。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優點：

1.本實用新型可實現在F軌上行走，以完成對F軌的焊接操作、設備吊裝、夜間照明等輔助作業，具有體積小、結構輕、攜帶方便的特點，同時還具有結構簡單、操作方便等優點，可隨車到達作業地點落軌即可進行使用，可有效用于中低速磁浮的工務維護和安全運營。

2.本實用新型的折疊彎折機構共設有兩組，分設于機架的兩端，使用時卡位輪折疊板可在軌道落軌時向下打開以扣住F軌的側沿，并沿著F軌運動，使用結束后，其離開軌道時可向上折起，以減小行走裝置的整體體積，具有攜帶方便、落軌即可工作的特點。

3.本實用新型的折疊彎折機構上的行走輪對設計成雙輪結構，可有效防止機器人通過F軌與軌枕連接的螺栓時產生顛簸，使探傷更加準確，卡位輪對采用抱卡的方式卡裝在F軌上，可有效防止機器人脫軌。

4.本實用新型的機架的上方設置有攝像機，該攝像機可實現軌道及軌道沿線的圖像采集，并且其可升降的安裝在機架上，可實現多方位、多角度的圖像拍攝。

5.本實用新型輔助作業機器人的前后均設置有測距傳感器，通過測距可使輔助作業機器人遇障礙時自動停車，實現機器人的防撞功能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的中低速磁懸浮輔助作業機器人的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的中低速磁懸浮輔助作業機器人的后視圖；

圖3是本實用新型實施例的中低速磁懸浮輔助作業機器人的左視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種中低速磁懸浮輔助作業機器人，其主要包括機架11、折疊彎折機構、輔助作業機構，其中，機架11作為支撐機構，用于固定安裝折疊彎折機構和輔助作業機構，所述折疊彎折機構用于安裝輪對，以實現輔助作業機器人在F軌4上的移動，所述輔助作業機構用于完成各種輔助作業。通過上述各個機構的相互配合，可實現F軌監測過程中的各類輔助操作，具有結構簡單、操作方便等優點。

下面將對各個機構和部件進行詳細的說明和描述。

如圖1所示，機架11作為其他部件的支撐部件，其水平設置，并且橫跨在待檢測的中低速磁懸浮兩個F軌之間，其布置方向與F軌的延伸方向垂直。

如圖1-3所示，折疊彎折機構共設有兩組，其分設于所述機架的兩端，并且與機架可折疊的相連。未使用時，兩組折疊彎折機構向上折起，以減小輔助作業機器人的整體體積，使用時，兩組折疊彎折機構打開，正好位于兩個F軌的上方。具體的，每組所述折疊彎折機構上均設置有行走輪對5和卡位輪對。其中，行走輪對5包括一對行走輪，其與所述F軌的上表面接觸，并沿著F軌的上表面移動，其中一個是被動輪一個是主動輪，主動輪對是電機輪。該行走輪對設計成雙輪結構，可有效防止機器人通過F軌與軌枕連接的螺栓時產生顛簸，使探傷結果更加準確。所述卡位輪對2包括一對卡位輪，兩個卡位輪分別與所述F軌的外側面和下表面接觸，并沿著F軌的外側面和下表面移動，該卡位輪對可保證機器人沿著軌道行走，并且在彎道處可提供差速功能。卡位輪對2是沒有動力的被動輪，起卡位、限位以及防脫軌的作用。

進一步的，本實用新型的實施例中每組折疊彎折機構上均設置有兩組行走輪對5和兩組卡位輪對2，由此兩組行走輪對5中的四個行走輪沿著所述F軌的延伸方向布置，并可沿著F軌運動，對輔助作業機器人的移動進行可靠的導向，而兩組卡位輪對2中的與F軌側面接觸的卡位輪沿著所述F軌的延伸方向布置，并沿著F軌的外側面運動，兩組卡位輪對2中的與F軌下表面接觸的卡位輪沿著所述F軌的延伸方向布置，并沿著F軌的下表面運動，以此可有效保證輔助作業機器人移動的可靠性。

具體的，折疊彎折機構包括行走輪安裝板12和卡位輪折疊板3，其中行走輪安裝板12豎直設置并安裝在所述機架上，所述行走輪對安裝在行走輪安裝板12的下方，所述卡位輪折疊板3通過卡位輪連接支架安裝在所述行走輪安裝板的側面，并包覆在F軌的外圍，然后將卡位輪對安裝在卡位輪折疊板3上，以使其中一個卡位輪與F軌的外側面接觸，另一個卡位輪與F軌的下表面接觸，以此卡位輪對采用抱卡方式卡裝在F軌上，可有效的防止救援機器人脫軌。折疊彎折機構未使用時，兩組卡位輪折疊板3向上折起，以減小行走裝置的整體體積，使用時，兩組卡位輪折疊板3打開，使卡位輪卡裝在F軌的外側面和下表面，實現外側抱軌和內側向上抱軌。

所述輔助作業機構包括輔助作業平臺14和輔助作業設備，其中輔助作業平臺14作為輔助作業設備的安裝平臺，其設于機架11的上方，所述輔助作業設備安裝在該輔助作業平臺14上，用于完成輔助作業，該輔助作業設備包括照明設備、起重設備、焊接設備和發電機。

照明設備安裝在輔助作業平臺14，用于為輔助作業提供照明，包括燈頭組件16和升降機構15，升降機構15選用四節伸縮氣缸作為升降調節方式，最大高度為3米，上下轉動燈頭組件16可調節光束照射角度，燈光覆蓋半徑達到15-35米，燈頭組件16由4盞5W高效率LED燈條組成，按現場需要將每個燈頭單獨做上下左右角調節，旋轉實現360度全方位照明，也可將燈頭在燈盤均勻布向四個方向照明。

起重設備安裝在輔助作業平臺的一側，其用于吊裝地面的材料、操作工具、設備等到軌道上，主要包括起重裝置和具有自由落鉤功能的卷揚機構，起重裝置安裝于機器人支架上部，四周固定，伸縮的吊裝線纜從中部伸出，實現吊裝設備從橋底到橋上的吊裝，而吊裝物品的裝卸主要由人工完成。操作時，機器人根據指令通過控制器操作控制閥，使得在操作起重裝置帶載自由落鉤時，落鉤距離由控制系統指定，等到操作人員掛上額定載荷內的重物后，遠程通知機器人起吊作業，機器人控制卷揚液壓控制器，起動重物，起動重物的停止由遠程控制，最后的距離為傳感器檢測到位與收繩長度共同判斷停止。

焊接設備是機器人運載的內容，用于對現場需焊接作業時執行焊接操作，方便現場施工人員的使用，焊接相關的設備，也由機器人運輸到指定位置，相關人員也可以在輔助作業機器人的上面實現焊接的操作。發電機安裝在輔助作業平臺14的下方，其為機器人上的用電設備提供應急用電。

所述機架上還設置有測距傳感器6和攝像機10，所述測距傳感器6位于兩個F軌之間，其具體為超聲波或紅外測距傳感器，并以陣列的方式排布，輔助作業機器人的前后均布置該測距傳感器。具體的，在安全距離范圍內，檢測到行進線路有障礙，機器人控制電控驅動單元剎車，根據速度的不同設定安全距離不同，速度越快，安全距離越遠，可使探傷機器人遇障礙時自動安全停車，實現機器人的防撞功能。所述攝像機10安裝在所述機架的上方，其用于對軌道及軌道的沿線進行圖像采集，可對異物入侵、侵限越界等情況進行觀測，圖像進行實時傳輸或存儲本地，攝像機類型具體可為2D或3D攝像機，其具體通過伸縮桿9安裝在機架的上方，可實現攝像機的升降，實現多方位多角度的拍攝。

具體的，本實用新型為了實現輔助作業機器人的自由控制，其還設置有自主巡航模塊7，自主巡航模塊7類似汽車自動駕駛儀，模塊7的驅動控制部分可控制行走輪對5的主動輪運動即可帶動機器人運動，以驅動機器人沿著F軌移動，實現機器人的自主行走控制，所述自主巡航模塊7安裝在所述機架的下方。自主巡航模塊7可接收測距傳感器6和攝像機10的檢測數據，并對檢測數據進行分析，獲得所需的F軌數據。自主巡航模塊7內設有導航系統，機器人可根據導航的規劃進行行走和檢測，其主要是以GPS以及慣性導航為主，以里程標定為輔助的導航系統。所述機架上還設置有為自主巡航模塊7提供電源的電池8，然而自主巡航模塊7也可通過電纜與外部電源相連，通過外部電源提供巡航模塊巡航所需的動力。當然，本實用新型的輔助作業機器人也可以采用其他控制與驅動方式，例如由人工操作，或通過電纜與遠程控制中心相連，實現遠程控制等等。

為了實現將機器人測得的F軌數據及時的進行傳輸與保存，在所述機架上還設置有外接接口13，以實現機器人與遠程控制臺的通信聯系，實現數據的遠程交互。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、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。