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一种基于光伏发电应用的轨道探检车

阅读：667发布：2021-02-23

IPRDB可以提供一种基于光伏发电应用的轨道探检车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于光伏发电应用的轨道探检车，包括：车体，所述车体内设有控制器以及与控制器分别连接的轨距测量装置、探伤检测装置和温度传感器；所述车体顶部设有光伏发电组件，所述光伏发电组件与控制器连接；所述光伏发电组件包括至少一组光伏板，所述光伏板的两端分别与气动阀组连接，通过控制器控制气动阀组的开闭程度，来控制光伏板旋转设定角度。本发明有益效果：将钢轨探伤、温度检测与轨距测量等功能结合在一起，与传统设备相比，探检车结构设计合理，功能齐全，无需耗费人力物力，提高工作效率和探测准确率，适用于轨道的探伤与测距。，下面是一种基于光伏发电应用的轨道探检车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，包括：车体，所述车体内设有控制器以及与控制器分别连接的轨距测量装置、探伤检测装置和温度传感器；所述车体顶部设有光伏发电组件，所述光伏发电组件与控制器连接；所述光伏发电组件包括至少一组光伏板，所述光伏板的两端分别与气动阀组连接，通过控制器控制气动阀组的开闭程度，来控制光伏板旋转设定角度。

2.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述气动阀组包括：气缸，所述气缸内设有可以在气缸内上下活动的活塞，所述活塞将气缸分成两部分，每一部分气缸均连接进气管和出气管，所述进气管和出气管上均设有阀门；通过设置在车体内的空气压缩泵向所述进气管提供高压空气；活塞杆与连接杆连接，连接杆与光伏板一端连接，通过高压气体控制活塞的运动带动光伏板移动，实现对光伏板旋转角度的调节。

3.如权利要求2所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述连接杆与光伏板的连接位置处设有缓冲垫。

4.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述温度传感器和轨距测量装置与控制器之间通过光纤通信。

5.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述探伤检测装置包括探伤仪和探头，所述探头通过探头线连接至探伤仪；所述探伤仪与控制器连接。

6.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，还包括：报警单元，所述报警单元与控制器连接；当温度传感器检测到轨道温度高于设定温度或者探伤检测装置检测到轨道缺陷或者轨距测量装置测量的规矩超出设定阈值时，控制报警单元报警，轨道探检车停止探检。

7.如权利要求6所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，如果控制器仅判断轨道温度高于设定温度，则仅控制探伤检测装置停止探伤；

如果控制器仅判断存在轨道缺陷，则控制探检车运行至缺陷位置进行二次探伤确认；

如果控制器仅判断规矩超出设定阈值，则记录探检车所处里程以及超标数值。

8.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述探检车采用光伏发电和城市电网供电互为备用的方式进行供电。

9.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，还包括：人机界面，所述人机界面与控制器通过光纤进行通信，通过控制面板能够进行对探检车车速的控制。

10.如权利要求1所述的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，其特征在于，所述车体包括两个制动踏板，任何一个制动踏板踩下，车体每一个轮子的刹车片都会立即动作，实现紧急刹车。

说明书全文

一种基于光伏发电应用的轨道探检车

技术领域

[0001] 本发明涉及城市轨道探伤技术领域，具体涉及一种基于光伏发电应用的轨道探检车。

背景技术

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

[0003] 随着国家对于新能源项目的推广及新旧动能转换的战略需求，对太阳能、风能、海上新能源等各种新能源的利用早已提上日程。大量老旧产能及传统耗煤量较大的产能形式被淘汰或改造升级。由于太阳能这种清洁能源获取非常简单，通过对太阳能板采集系统的自动化改造和升级，目前在各个领域得到了充分发展和利用，最终可以大大减少因煤炭发电而造成的环境污染，达到能源的可持续发展。

[0004] 发明人发现，目前轨道探伤检测及轨距测量大多采取人工方式进行作业，劳动强度大、工作效率低；虽然在轨道探伤、轨距测量领域出现了探伤检测车与轨距尺，但是他们均只能实现探伤或者测距的单一功能，仍然不可避免地需要人工作业；并且探伤检测车结构复杂、性价比低，多需消耗大量柴油或汽油等不可再生能源，定期维护保养费用较为昂贵。现有技术存在将探伤车与各种检测车进行结合的方案，但是往往会出现结构设计不合理，现场操作不便等问题。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题，本发明提出了一种基于光伏发电应用的轨道探检车，采用光伏发电与市网供电相结合的方式为电动探检车提供清洁能源，车体结构简单，操作方便。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 在一个或多个实施方式中公开的一种基于光伏发电应用的轨道探检车，包括：车体，所述车体内设有控制器以及与控制器分别连接的轨距测量装置、探伤检测装置和温度传感器；所述车体顶部设有光伏发电组件，所述光伏发电组件与控制器连接；所述光伏发电组件包括至少一组光伏板，所述光伏板的两端分别与气动阀组连接，通过控制器控制气动阀组的开闭程度，来控制光伏板旋转设定角度。

[0008] 探检车同时具备温度探测、轨距探测以及轨道探伤的功能，结构设计合理，操作方便；采用太阳能光伏板提供电源，节约环保，通过气动阀组自动控制光伏板旋转角度，保证光伏板能够得到最大限度地利用。

[0009] 进一步地，所述气动阀组包括：气缸，所述气缸内设有可以在气缸内上下活动的活塞，所述活塞将气缸分成两部分，每一部分气缸均连接进气管和出气管，所述进气管和出气管上均设有阀门；通过设置在车体内的空气压缩泵向所述进气管提供高压空气；活塞杆与连接杆连接，连接杆与光伏板一端连接，通过高压气体控制活塞的运动带动光伏板移动，实现对光伏板旋转角度的调节。

[0010] 进一步地，所述连接杆与光伏板的连接位置处设有缓冲垫。

[0011] 进一步地，所述温度传感器和轨距测量装置与控制器之间通过光纤通信。

[0012] 进一步地，所述探伤检测装置包括探伤仪和探头，所述探头通过探头线连接至探伤仪；所述探伤仪与控制器连接。

[0013] 进一步地，还包括：报警单元，所述报警单元与控制器连接；当温度传感器检测到轨道温度高于设定温度或者探伤检测装置检测到轨道缺陷或者轨距测量装置测量的规矩超出设定阈值时，控制报警单元报警，轨道探检车停止探检。

[0014] 进一步地，如果控制器仅判断轨道温度高于设定温度，则仅控制探伤检测装置停止探伤；

[0015] 如果控制器仅判断存在轨道缺陷，则控制探检车运行至缺陷位置进行二次探伤确认；

[0016] 如果控制器仅判断规矩超出设定阈值，则记录探检车所处里程以及超标数值。

[0017] 进一步地，所述探检车采用光伏发电和城市电网供电互为备用的方式进行供电。

[0018] 进一步地，还包括：人机界面，所述人机界面与控制器通过光纤进行通信，通过控制面板能够进行对探检车车速的控制。

[0019] 进一步地，所述车体包括两个制动踏板，任何一个制动踏板踩下，车体每一个轮子的刹车片都会立即动作，实现紧急刹车。

[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0021] 将钢轨探伤、温度检测与轨距测量等功能结合在一起，与传统设备相比，探检车结构设计合理，功能齐全，无需耗费人力物力，提高工作效率和探测准确率，适用于轨道的探伤与测距。

[0022] 利用太阳能与市网供电相结合的方式为探检车充电，大大节约能源，避免环境污染。

[0023] 能够根据实际光照情况对光伏板进行旋转控制，保证太阳能的最大程度利用。

附图说明

[0024] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0025] 图1为实施例一中基于光伏发电应用的轨道探检车结构示意图；

[0026] 图2为实施例一中光伏发电组件结构示意图；

[0027] 图3为实施例一中基于光伏发电应用的轨道探检车驱动系统示意图；

[0028] 图4为实施例一中基于光伏发电应用的轨道探检车内部控制结构示意图；

[0029] 其中，1到8均为气动阀组，9.光伏板，10.连接杆，11.缓冲垫，12.轨距尺，13.探头，14.车体探照灯，15.探检车门，16.温度传感器，17.增压器，18.城市供电系统，19.充电机，
20.转换开关，21.锂电池组，22.逆变器，23.断路器QF，24.接触器KM，25.变频器，26.探检车电机；27.车体，28.控制器，29.人机对话界面HMI，30.座椅，31.制动踏板，32.探伤仪；

[0030] 9-1.空气压缩泵，9-2.汽缸，9-3.活塞杆，9-4.活塞，9-5.第一进气管，9-6.第二进气管，9-7.第一出气管，9-8.第二出气管，9-9.储气缸。

具体实施方式

[0031] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0032] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0033] 实施例一

[0034] 轨道探检车，就是利用脉冲式超声波数字探伤仪32对轨道核伤及其他隐藏的内部缺陷进行探伤检测，并利用红外轨距尺12测量轨距是否满足要求，由于地铁线路轨道较长，将探伤检测系统及轨距尺12等设备固定在电动车上，可以大大提高工作效率，同时可降低操作人员劳动强度。

[0035] 在一个或多个实施方式中公开了一种基于光伏发电应用的轨道探检车，如图1所示，包括：车体27，车体27上设有控制器28以及与控制器28分别连接的轨距测量装置、探伤检测装置、温度传感器16、驱动系统、人机对话界面HMI29、座椅30、双控四轮碟刹制动踏板31、探头13、探检车门15和车体27探照灯14等；

[0036] 其中，轨距测量装置为轨距尺12，探伤检测装置包括探伤仪32和探头13，探伤仪32设置在车体27内，与控制器28连接，探头13设置在靠近轨道的位置。温度传感器16用于测量轨道表面的温度，如果轨道表面温度高于设定阈值，说明轨道表面温度过高，为了防止探伤设备的损坏以及考虑人员安全，控制探检车停止探伤。

[0037] 温度传感器16信号、轨距尺12信号通过光纤通讯，连接至控制器28，探头13通过探头13线连接至探伤仪32，为防止缺陷漏检，工作时可按设定速度前进，并可根据不同路段及检测要求选择车体27行进速度；

[0038] 另外，当检测到轨温高于设定温度、探伤检测发现缺陷或轨距超出标准要求时，探检车自动报警，停止探检。控制器28对采集及探测到的数据进行分析，如果只是高温情况，小车停止探伤但可继续行进；如果确实有缺陷存在时，车体27内变停止运行，也可以进行反转使小车倒车回到缺陷处进行二次探伤确认，最终确定缺陷信息；如果是轨距超出标准要求时，探检车记录所处里程及超标数值等信息。

[0039] 车体27顶部设有光伏发电组件，所述光伏发电组件如图2所示，包括：有若干光伏板组成的光伏板组，每一个光伏板9的两端分别通过连接杆10连接气动阀组，通过气动阀组带动连接杆10运动，进而带动光伏板9沿中心轴旋转一定角度(-45°≤θ≤45°)。

[0040] 气动阀组包括：气缸，气缸内设有可以在气缸内上下活动的活塞9-4，活塞9-4将气缸分成两部分，每一部分气缸均连接进气管和出气管，进气管和出气管上均设有电磁阀门；两个进气管均连通至储气缸9-9，储气缸9-9与设置在车体27内的空气压缩泵9-1连接，通过空气压缩泵9-1向所述进气管提供高压空气。

[0041] 需要说明的是，活塞的运动方式也可以设计为圆弧运动或扇形运动，其带动连接杆运动，也能够实现光伏板的旋转。

[0042] 当要使光伏板9旋转45°时，第一出气管9-7关闭，第二出气管9-8打开，与第一出气管9-7相对应的第一进气管9-5上的电磁阀门打开，第二进气管9-6上的阀门关闭；高压空气从高压泵通过第一进气管9-5进入汽缸9-2，这时，活塞9-4的一侧因为进入高压空气而压强增大，又由于第二出气管9-8打开，所以压强大的一边的空气就把活塞9-4“顶”向了压强小的一边。活塞杆9-39-3与连接杆10连接，活塞9-4运动带动连接杆10活动，通过连杆上下活动一定距离，使得光伏板9旋沿中心轴旋转一定角度，为防止连接杆10撞坏光伏板9，加入了缓冲垫11在光伏板9上。活塞9-4向反方向移动也是同样的原理。

[0043] 气动泵阀组分为两组，一组为1、3、5、7号气动泵阀组，可以通过控制器28发出的命令同时导通一定角度或全部导通，使得光伏板组绕轴旋转一定角度(0到45°)角，另一组2、4、6、8号气动阀组，同样可以通过控制器28发出的命令同时导通一定角度或全部导通，使得光伏板组绕轴旋转一定角度(0到-45°)角。

[0044] 在日照最强烈正午导通角为0度，光伏板组全部平行于地面，满载运行；而在日照不强烈的时候，适当调节控制器28导通角度，最终使得光伏发电量达到最优效果。

[0045] 如图3所示，光伏发电与城市供电系统18都可为探检车提供电源，且互为备用。光伏发电板组与光伏增压器17串接使用，最终输出电压增压至DC220V(每块光伏板设计输出电压为36V，长1500mm，宽1500mm，光伏板上的电池片为0.5V,通过光伏增压器17可以使每块光伏板增压至60V，通过车顶四块光伏板串接增压，最终输出电压为DC220V)。

[0046] 城市供电系统18与充电机19连接，充电机输出所需电压。

[0047] 通过转换开关20SA确定探检车的供电方式为哪一种(Ⅰ与Ⅱ接通为光伏供电，Ⅲ与Ⅳ接通为市网供电)。

[0048] 采用光伏发电与城市电网供电两套系统互为备用为锂电池组21充电、储能，通过逆变器22输出AC220V为探检车变频器25(变频器25设计使用西门子公司的Master430)供电，进而拖动电机转动。断路器QF23为主回路电源开关，接触器KM24可为探检车热备使用，当控制器28发出启动命令后，变频器25立即导通，探检车电机26启动，小车按照预设频率/速度行进，进行探伤与测距。

[0049] 如图4所示，控制器28通过光纤HMI(人机界面)、轨距尺12、探伤仪32、温度传感器16进行通讯，把各类数据及电气主回路的各个电器状态采集到控制器28进行处理，最后发出命令，探检车按照预置频率对轨道探伤、红外轨距尺12测量轨距。

[0050] 在变频器面板上设置了多个频率f1至f4(变频器控制面板上可通过SP1至SP4地址设定f1至f4)用来对轨道进行高效探伤检测，为了行驶、探检快捷和方便，可以利用光纤通讯将变频器面板通讯到HMI，对探检车进行高、低速无扰动切换。

[0051] 在行进过程中，如果前方发生事故或遇紧急情况需停车，本实施方式设计了双控制四轮碟刹的刹车方式，即两个制动踏板31任何一个踩下，小车四轮的刹车片会立即动作，进行紧急停车。

[0052] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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