铁轨检修机结构及其运行检测控制系统设计文献综述
2020-04-21 04:04
随着铁路的发展，相应的也增加我国铁路维修检测工作的任务和困难，由于铁路运输的体量大，一旦出现意外将会产生毁灭性的结果和不可估量的损失。这就要求我们的铁路维修部口能够及时准确的检查出轨道中存在的损伤缺陷，确保轨道运行的安全可靠。
由于列车在运行的过程会对钢轨产生摩擦、挤压、弯曲Ｗ及冲击作用，因此导致了轨道各种各样的伤损。同时由于我国繁忙的运输量，加之较差的线路状况，使得我国的钢轨损伤率很高。也时常发生钢轨因损伤而出现事故的状况，严重威胁了车辆的运行安全和人民的生命财产。
铁路轨道的养护主要分为检测和维修两部分，检测是对列车在行进过程中车轮对铁轨的直接压力导致的不平顺（如轨距，轨向，超高等），表面缺陷（如裂纹，肥边，擦伤等）等故障进行信息采集和分析；维修则是对检测出的不平顺或表面缺陷进行修理，使铁轨恢复标准轨形，以消除其对铁路运营安全的危害。只有对铁轨进行定期检修，及时排除故障，才能保证铁路运营的安全性和高效性。现有的检测方式多为人工检测或者大型轨检车检测：（1）对于里程数较大的区段，人工检测工作需要分区段进行。由于一次天窗作业时间内无法完成整段铁路的检测工作，检修工人需要在铁路沿线过夜，第二天继续检测，此方式工作量大，工作条件艰苦，且效率较低，危险性较高。检测过程中，工人主要凭借经验或者利用特定的小型仪器进行检测，检测精度低，易出现漏检现象；（2）现有的轨检车可对铁轨进行快速检测，并能将检测数据反馈到工务部门，为后期的维修作业提供数据参考，但其体型巨大，检测成本过高，无法高频率地使用。
根据我国铁路维护检测的需求，旨在开发一款体积小，自行走，易操作和可远程控制的超声波轨道探伤设备，用于我国铁路与交通轨道的维护检修。
（1）基于子母机协同工作的高效的检修模式及其结构设计：母机与子机同时工作与运行在标准铁轨上，由母机进行不平顺和缺陷的检测，通过上位机将数据传给子机，由子机进行维修工作。目的是通过此工作模式缩短发现缺陷和维修缺陷的时间间隔，有效避免缺陷的恶化，提高检修的效率。
（2）运行控制模块设计：在标准铁轨上运行的母机与子机驱动方式是通过轮毂电机驱动，由蓄电池供电，需要完成其运行控制（匀速、加减速、启动与停止），子母机通过上位机指令控制与通信；
（3）自动检测模块设计：通过段传感器单元，对铁轨的不平顺（如轨距，轨向，超高等）、表面缺陷（如裂纹，肥边，擦伤等）进行检测与数据处理。
根据我国铁路维护检测的需求，旨在开发一款体积小，自行走，易操作和可远程控制的超声波轨道探伤设备，用于我国铁路与交通轨道的维护检修。
（1）基于子母机协同工作的高效的检修模式及其结构设计：母机与子机同时工作与运行在标准铁轨上，由母机进行不平顺和缺陷的检测，通过上位机将数据传给子机，由子机进行维修工作。目的是通过此工作模式缩短发现缺陷和维修缺陷的时间间隔，有效避免缺陷的恶化，提高检修的效率。
（2）运行控制模块设计：在标准铁轨上运行的母机与子机驱动方式是通过轮毂电机驱动，由蓄电池供电，需要完成其运行控制（匀速、加减速、启动与停止），子母机通过上位机指令控制与通信；
（3）自动检测模块设计：通过段传感器单元，对铁轨的不平顺（如轨距，轨向，超高等）、表面缺陷（如裂纹，肥边，擦伤等）进行检测与数据处理。
目前，我国的铁路伤损检测主要为小型人工手推式检测，加之大型铁路探伤从设备的定期巡检及采用轨道电路或传感器等实时采集铁路的运行状态进行在线实时监控主要的设备手段为手推式超声波轨道探伤小车、大型超声波轨道探伤小车及轨道电路等。
大型超声波轨道探伤车功能齐全，检测速率高，同时具有监测的准确性好、数据可是实时处理，也可进行存储和回放等优点。但是大型超声钢轨探伤车造价昂贵，检测环境受限因素较多，一般需要轨面平整清洁、而且检测方式为离线式的轨道检测。而且我国的大型探伤车还处于跟随国外大型探伤车的发展模式，核也技术受限。
ii. 国外研究现状
国外主要采用大型轨道综合检测列车对铁路轨道进行检测，能在100km/h~300km/h速度范围内对接触网、通信信号、轨道进行检测，大多数综合运用了加速度、激光陀螺仪、噪声计、摄像头等测试装置。
北美地区的超声波探伤车在公路和铁路上都可运行，轮式超声波探头采用支撑的伺服系统悬挂于探伤车的底部，当需要探伤时将其放下，公路上行驶时将其收起。速度为２５~４０ｋｍ／ｈ，采用间歇式的探伤方式，当探伤系统检测到损伤信息时探伤车停车，由造作人员当场进行确认，确认后进行标记，铁路部口接收到消息后对其进行维护，探伤车继续探伤运行。
欧洲的瑞±、法国及西欧的一些国家采用瑞±的ＳＰＥＮＯ公司钢轨探伤车Ｗ及钢轨检测服务。该公司自上个世纪八十年代就开始提供探伤车，其探伤系统搭载滑靴式探头，正常的运行检测速度为４０ｋｍ／ｈ，最高可达到９０ｋｍ／ｈ。搭载探伤系统的小车为标准铁路小车，自带动力，而且可Ｗ将可收放的小车安装在其腹部。
日本采用本国ＴＯＫＩＭＥＣ（东京计器）公司生产的探伤车，也会采用澳洲的探伤车，日本的探伤车及探伤和轨型测量于一体，速度为４０ｋｍ／ｈ，同时搭载滑靴式超声波探头，但是扫本的探伤车不能做到在线数据实时处理，需要将测得的数据运行结束后再处理当发现问题时由专口的操作人员进行复查
2. 研究的基本内容与方案
{title}课题内容（1）基于子母机协同工作的高效的检修模式及其结构设计：母机与子机同时工作与运行在标准铁轨上，由母机进行不平顺和缺陷的检测，通过上位机将数据传给子机，由子机进行维修工作。目的是通过此工作模式缩短发现缺陷和维修缺陷的时间间隔，有效避免缺陷的恶化，提高检修的效率。
（2）运行控制模块设计：在标准铁轨上运行的母机与子机驱动方式是通过轮毂电机驱动，由蓄电池供电，需要完成其运行控制（匀速、加减速、启动与停止），子母机通过上位机指令控制与通信；
（3）自动检测模块设计：通过段传感器单元，对铁轨的不平顺（如轨距，轨向，超高等）、表面缺陷（如裂纹，肥边，擦伤等）进行检测与数据处理。
2.预期达到的目标
（1）基于子母机协同工作的高效的检修模式及其结构设计：母机与子机同时工作与运行在标准铁轨上，由母机进行不平顺和缺陷的检测，通过上位机将数据传给子机，由子机进行维修工作。目的是通过此工作模式缩短发现缺陷和维修缺陷的时间间隔，有效避免缺陷的恶化，提高检修的效率。
（2）运行控制模块设计：在标准铁轨上运行的母机与子机驱动方式是通过轮毂电机驱动，由蓄电池供电，需要完成其运行控制（匀速、加减速、启动与停止），子母机通过上位机指令控制与通信；
（3）自动检测模块设计：通过段传感器单元，对铁轨的不平顺（如轨距，轨向，超高等）、表面缺陷（如裂纹，肥边，擦伤等）进行检测与数据处理。
完成课题的方案和主要措施
基于子母机协同工作的高效的检修模式及其结构设计
