RU2425769C1

RU2425769C1 - Device for remote detection of objects hidden on railway track

Info

Publication number: RU2425769C1
Application number: RU2010115356/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Евгеньевич Ададуров (RU); Сергей Евгеньевич Ададуров; Ефим Наумович Розенберг (RU); Ефим Наумович Розенберг; Евгений Александрович Иконников (RU); Евгений Александрович Иконников; Александр Николаевич Осадчий (RU); Александр Николаевич Осадчий; Андрей Борисович Галушкин (RU); Андрей Борисович Галушкин; Виктор Викторович Раков (RU); Виктор Викторович Раков; Дмитрий Анатольевич Смирнов (RU); Дмитрий Анатольевич Смирнов; Сергей Николаевич Рязанов (RU); Сергей Николаевич Рязанов
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-08-10

Abstract

FIELD: transport. ^ SUBSTANCE: proposed device comprises penetrating radiation source and detector mounting on self-propelled trolley and connected via cable with power supply and microprocessor. Trolley drive control unit, data processing and signaling unit, detector and video camera control units are connected to microprocessor. Additionally, proposed device comprise two detectors with appropriate control units and bar with turn drive and control unit mounted on said trolley. Two detectors are arranged on bar ends to cover both track benches including rail outer sides. Third detector is arranged at trolley frame center to cover inner space between rails including their inside sides. Outputs of said two additional detectors are connected to microprocessor inputs as well as control units and bar turn drive control unit. ^ EFFECT: higher efficiency of detection. ^ 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам обнаружения посторонних предметов и может быть использовано для контроля чистоты железнодорожного пути на перегонах и станциях.The invention relates to devices for detecting foreign objects and can be used to control the cleanliness of the railway track on stages and stations.

Известно устройство, реализующее способ по патенту US 2003/0147484, кл. G21G 1/00, 2003 г. и содержащее смонтированный в стационарной камере источник проникающего излучения и детектор, соединенный посредством кабеля с источником питания и микропроцессором.A device that implements the method according to patent US 2003/0147484, cl. G21G 1/00, 2003 and containing a source of penetrating radiation mounted in a stationary chamber and a detector connected via a cable to a power source and a microprocessor.

Недостатком устройства является невозможность работы на железнодорожном пути, так как предназначено для обнаружения скрытых объектов в движущихся по конвейеру предметахThe disadvantage of this device is the inability to work on the railway, as it is designed to detect hidden objects in objects moving along the conveyor

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дистанционного обнаружения объектов, скрытых на местности, содержащее смонтированные на самоходной тележке источник проникающего излучения, детектор, соединенный посредством кабеля с источником питания и микропроцессором с последовательно подключенными к нему блоками управления приводами перемещения самоходной тележки, блоком обработки информации и сигнализации и блоками управления детектором и телекамерой (US 6026135, кл. G21G 1/06, 2000).The closest in technical essence and the achieved result is a device for remote detection of objects hidden on the ground, containing a source of penetrating radiation mounted on a self-propelled truck, a detector connected via a cable to a power source and a microprocessor with control units for moving the self-propelled carts connected to it in series information processing and signaling unit and detector and camera control units (US 6026135, class G21G 1/06, 2000).

Недостаток устройства состоит в затруднительном перемещении по железнодорожным путям из-за его громоздкости, и, следовательно, низкой эффективности осмотра и обнаружения скрытых предметов на железнодорожном пути.The disadvantage of the device is the difficult movement along the railroad tracks due to its bulkiness, and, consequently, the low efficiency of inspection and detection of hidden objects on the railway track.

Технический результат изобретения заключается в создании маневренного самоходного устройства, способного перемещаться между рельсами и переезжать рельсы при осмотре железнодорожного пути.The technical result of the invention is to create a maneuverable self-propelled device capable of moving between rails and moving rails when examining a railway track.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для дистанционного обнаружения объектов, скрытых на железнодорожном пути, содержащем смонтированные на самоходной тележке источник проникающего излучения и детектор, соединенный посредством кабеля с источником питания и микропроцессором с подключенными к нему блоком управления приводами перемещения самоходной тележки, блоком обработки информации и сигнализации и блоками управления детектором и телекамерой, согласно изобретению введены два дополнительных детектора с соответствующими блоками управления, а на раме самоходной тележки установлена штанга с приводом поворота и блоком управления, причем два дополнительных детектора размещены на свободных концах штанги, а третий детектор размещен в средней части рамы самоходной тележки с возможностью обеспечения контроля пространства между рельсами, включая их внутренние стороны, выходы двух дополнительных детекторов подключены к соответствующим входам микропроцессора, к которому дополнительно подключены соответствующие блоки их управления и блок управления приводом поворота штанги, при этом каждое колесо самоходной тележки выполнено яйцеобразной формы и установлено в опорах с каждой стороны рамы.The technical result is achieved in that in a device for remote detection of objects hidden on a railway track containing a source of penetrating radiation mounted on a self-propelled carriage and a detector connected via a cable to a power source and a microprocessor with a control unit for the self-propelled carts driving drives, a processing unit information and alarm and control units of the detector and camera, according to the invention introduced two additional detectors with control units, and on the frame of the self-propelled trolley a rod with a rotation drive and a control unit is installed, with two additional detectors placed on the free ends of the rod, and a third detector placed in the middle of the frame of the self-propelled trolley with the possibility of providing control of the space between the rails, including their inner sides , the outputs of two additional detectors are connected to the corresponding inputs of the microprocessor, to which the corresponding control units and the control unit are additionally connected the rotation drive of the rod, while each wheel of the self-propelled cart is egg-shaped and installed in supports on each side of the frame.

Обод колеса выполнен с ребордами.The wheel rim is made with flanges.

На фиг.1 показан общий вид, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - вид сверху; на фиг.4 - редуктор и на фиг.5 - блок-схема управления.Figure 1 shows a General view, side view; figure 2 is the same front view; figure 3 is a top view; figure 4 - gearbox and figure 5 is a control block diagram.

Устройство для дистанционного обнаружения объектов, скрытых на железнодорожном пути, содержит смонтированные на самоходной тележке 1 источник проникающего излучения 2 и детекторы 3, соединенные посредством кабеля 4 с источником питания 5 и микропроцессором 6. К последнему подключены блок 7 управления приводами перемещения 8 самоходной тележки 1, блок 9 обработки информации и сигнализации и блоки 10 и 11 управления детектором 3 и телекамерой 12.A device for remote detection of objects hidden on the railway track contains a source of penetrating radiation 2 mounted on a self-propelled carriage 1 and detectors 3 connected via a cable 4 to a power supply 5 and a microprocessor 6. The control unit 7 for controlling the movement drives 8 of the self-propelled carriage 1 is connected to the latter; unit 9 for processing information and signaling and blocks 10 and 11 for controlling the detector 3 and the camera 12.

Устройство состоит из трех детекторов 3 с соответствующими блоками управления 10 и снабжено установленной на раме самоходной тележки 1 штангой 13 с приводом поворота 14 и блоком 15 ее управления. Причем два детектора 3 размещены на свободных концах штанги 13 с возможностью охвата их рабочими зонами соответственно обеих обочин железнодорожного пути, включая наружные стороны рельсов 16. Третий детектор 3 размещен в средней части рамы самоходной тележки 1 с возможностью охвата рабочей зоной внутреннего пространства между рельсами 16, включая их внутренние стороны. Выходы двух дополнительных детекторов 3 подключены к соответствующим входам микропроцессора 6, к которому дополнительно подключены соответствующие блоки 10 их управления и блок 15 управления приводом поворота 14 штанги 13.The device consists of three detectors 3 with corresponding control units 10 and is equipped with a rod 13 mounted on the frame of a self-propelled cart 1 with a drive 14 and its control unit 15. Moreover, two detectors 3 are placed on the free ends of the rod 13 with the possibility of coverage by their working areas, respectively, of both sides of the railway track, including the outer sides of the rails 16. The third detector 3 is placed in the middle of the frame of the self-propelled carriage 1 with the possibility of covering the working area of the inner space between the rails 16, including their inside. The outputs of two additional detectors 3 are connected to the corresponding inputs of the microprocessor 6, to which the corresponding control units 10 and the control unit 15 of the rotation drive 14 of the rod 13 are additionally connected.

Колесо 17 самоходной тележки 1 установлено в опорах 18 с каждой стороны рамы и выполнено яйцеобразной формы с продольной осью вращения 19.The wheel 17 of the self-propelled trolley 1 is installed in the supports 18 on each side of the frame and is made egg-shaped with a longitudinal axis of rotation 19.

На ободе колеса 17 выполнены реборды 20.Flanges 20 are made on the rim of the wheel 17.

Ось вращения 19 колеса 17 расположена выше уровня головки рельса 16 железнодорожного пути.The axis of rotation 19 of the wheel 17 is located above the level of the rail head 16 of the railway track.

Для улучшения проходимости в весенне-осенний период колесо 17 может быть снабжено приспущенной покрышкой. Эти покрышки могут подкачиваться пневматическим насосом по мере прохода тележки 1 в ту или иную стороны.To improve cross-country ability in the spring-autumn period, the wheel 17 may be provided with a lowered tire. These tires can be pumped up by a pneumatic pump as the trolley 1 passes in one direction or another.

Обод колеса 17 может быть выполнен в виде металлического цилиндра, на наружной поверхности которого выполнены реборды 20.The wheel rim 17 can be made in the form of a metal cylinder, on the outer surface of which flanges 20 are made.

Источник питания 5 в виде аккумуляторных батарей размещен на тележке 1 для автономного питания приводов телевизионной камеры 12, приводов 8, 14 и аппаратуры детекторов 3.A power source 5 in the form of rechargeable batteries is placed on the trolley 1 for autonomous power supply of the drives of the television camera 12, drives 8, 14 and the equipment of the detectors 3.

Привод поворота 14 штанги 13, состоящей из двух отдельных рукоятей, выполнен в виде редуктора 21 с электродвигателем 22. Редуктор 21 состоит из ведущего колеса 23, жестко закрепленного на валу электродвигателя 22, и двух шестерен 24 и 25, смонтированных на валах 26 и 27, параллельных валу электродвигателя 22. Последние установлены в корпусе редуктора 21 с обеих сторон ведущего колеса 23.The rotation drive 14 of the rod 13, which consists of two separate handles, is made in the form of a gear 21 with an electric motor 22. The gear 21 consists of a drive wheel 23, rigidly mounted on the shaft of the electric motor 22, and two gears 24 and 25 mounted on the shafts 26 and 27, parallel to the shaft of the motor 22. The latter are installed in the gear housing 21 on both sides of the drive wheel 23.

Устройство оснащено пультом управления 28.The device is equipped with a control panel 28.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Самоходная тележка 1 заезжает на железнодорожный путь в пространство между рельсами 16. Приводы перемещения 8 обеспечивают как ее продольное, так и поперечное перемещение во все четыре стороны. Для прямолинейного движения тупые и острые концы яйцеобразных колес 17 расположены в разные стороны. Это касается движения «вперед-назад» и «влево-право». В первом случае работают основные колеса 17, а боковые колеса 17 выключены и скользят по поверхности. Во втором случае, наоборот. Колеса 17 яйцеообразной формы с ребордами 20 перекатываются через один рельс 16 на перегоне или через несколько рельсов на станции. Поскольку тележка 1 не имеет поворотного устройства, ее переход через рельсы 16 осуществляется при включении поперечного привода 8. Приводы 8 включаются оператором дистанционно посредством инфракрасного излучения от пульта 28. Затем им же включается привод 14, который разворачивает рукояти штанги 13 и устанавливает их поперек железнодорожного пути под углом 90°. Причем рукояти штанги 13 заранее были расположены в разные стороны вдоль тележки 1. В рабочем положении рукояти представляют вместе с редуктором 21 единое целое.A self-propelled carriage 1 enters the railway track into the space between the rails 16. The displacement drives 8 provide both its longitudinal and transverse movement in all four directions. For rectilinear movement, the blunt and sharp ends of the egg-shaped wheels 17 are located in different directions. This applies to the movement "back and forth" and "left-right." In the first case, the main wheels 17 work, and the side wheels 17 are turned off and slide on the surface. In the second case, vice versa. The egg-shaped wheels 17 with the flanges 20 are rolled through one rail 16 on the stage or through several rails at the station. Since the trolley 1 does not have a rotary device, its transition through the rails 16 is carried out when the transverse drive 8 is turned on. The drives 8 are switched on remotely by the operator via infrared radiation from the remote control 28. Then, the drive 14 is turned on by it, which turns the arms of the rod 13 and sets them across the railway track at an angle of 90 °. Moreover, the sticks of the rod 13 were previously arranged in different directions along the trolley 1. In the working position, the sticks together with the gearbox 21 represent a single whole.

Они могут быть консольно закреплены на шестернях 24 и 25 или выполнены заодно с ними. Зубчатые венцы на их концах позволяют осуществить ограниченный поворот в горизонтальной плоскости на угол 90°. Шестерни 24 и 25 одновременно вращаются ведущим колесом 23 в разные стороны, одна - по часовой стрелке, другая - против часовой стрелки и, наоборот, при реверсировании электродвигателя 22.They can be cantilevered on the gears 24 and 25, or made integral with them. Toothed crowns at their ends allow a limited rotation in the horizontal plane at an angle of 90 °. Gears 24 and 25 simultaneously rotate the drive wheel 23 in different directions, one is clockwise, the other is counterclockwise, and, conversely, when the motor 22 is reversed.

Два детектора 3, размещенных на концах рукоятей, охватывают своими рабочими зонами соответственно обе обочины железнодорожного пути, включая наружные стороны рельсов 16. Третий детектор 3, размещенный в средней части рамы тележки 1, охватывает своей рабочей зоной внутреннее пространство между рельсами 16, включая их внутренние стороны. Это необходимо для исключения помех от рельсов 16. При движении тележки 1 между рельсами 16 детекторы 2 включаются в работу от пульта 28.Two detectors 3, located at the ends of the handles, cover both sides of the railway track with their working zones, respectively, including the outer sides of the rails 16. The third detector 3, located in the middle of the frame of the trolley 1, covers the inner space between the rails 16, including their internal, with its working zone side. This is necessary to avoid interference from the rails 16. When the cart 1 moves between the rails 16, the detectors 2 are included in the operation from the console 28.

Размеры тележки 1 значительно меньше ширины колеи железнодорожного пути, поэтому для охвата боковых зон за рельсами 16 необходимы две раскладываемые рукояти. Их приводами могут служить микроэлектродвигатели, т.к. устройство имеет небольшие размеры и для него требуется небольшая мощность.The dimensions of the trolley 1 are significantly smaller than the track gauge, therefore, two folding handles are required to cover the side zones behind the rails 16. Microelectric motors can serve as their drives. the device is small and requires little power.

Тележка 1 дистанционно перемещается приводом 8 вперед и назад и таким образом производится осмотр железнодорожного пути телекамерой 12 и тремя детекторами 3.The trolley 1 is remotely moved by the drive 8 back and forth and thus the railway is inspected by the camera 12 and three detectors 3.

Два основных (передние и задние) колеса 17, смонтированных в опорах 18 на осях 19, одновременно вращаются в одну выбранную работником сторону одним электродвигателем привода 8, у которого на валу имеется две рядом установленные звездочки, соединенные двумя цепями со звездочками на соответствующих осях вращения 19. Перемещение тележки 1 осуществляется по командам с пульта управления 28 через блок 7 управления, подключенный к микропроцессору 6. Конструкция привода 8 для поперечного перемещения тележки 1 аналогична приведенному приводу.Two main (front and rear) wheels 17 mounted in bearings 18 on axles 19, simultaneously rotate in one direction selected by the worker with one drive motor 8, which has two sprockets mounted on the shaft connected by two chains to sprockets on the respective rotation axes 19 The movement of the trolley 1 is carried out according to commands from the control panel 28 through the control unit 7 connected to the microprocessor 6. The design of the drive 8 for the lateral movement of the trolley 1 is similar to that of the drive.

На кривых участках пути необходима коррекция направления движения тележки 1 путем одновременного включения продольного и поперечного приводов 8. Тележка 1, перемещаясь вперед, как бы сползает в ту или иную боковую сторону и остается на продольной оси железнодорожного пути.On the curved sections of the track, correction of the direction of movement of the trolley 1 is necessary by simultaneously turning on the longitudinal and transverse drives 8. Trolley 1, moving forward, as if sliding into one or another side and remains on the longitudinal axis of the railway track.

Телекамера 12 работает по командам с пульта управления 28 и блока 11 управления и передает через микропроцессор 6 сигналы на дисплей пульта 28 работнику, находящемуся поблизости. Сигналы от источника проникающего излучения 2 через детекторы 3 проходят на железнодорожный путь, с которого поступают в блоки 10 управления и микропроцессор 6 и пульт 28. В случае нахождения посторонних объектов на железнодорожном пути раздается писк и загорается на пульте 28 контрольная лампочка. При этом блоки 10 управления преобразуют сигналы в цифровые коды, передают на входы микропроцессора 6. С выхода микропроцессора 6 сигналы поступают в блок 9 обработки информации и сигнализации, который дистанционно соединен с пультом управления 28. Работник останавливает устройство, телекамера 12 еще раз осматривает данное место.The camera 12 operates according to commands from the control panel 28 and the control unit 11 and transmits signals through the microprocessor 6 to the display of the remote control 28 to an employee who is nearby. The signals from the source of penetrating radiation 2 through the detectors 3 pass to the railway track, from which they enter the control units 10 and the microprocessor 6 and the remote control 28. In the event of the presence of foreign objects on the railway track, a beep sounds and the control lamp lights up on the remote control 28. At the same time, the control units 10 convert the signals into digital codes, transmit them to the inputs of the microprocessor 6. From the output of the microprocessor 6, the signals enter the information processing and signaling unit 9, which is remotely connected to the control panel 28. The worker stops the device, the camera 12 again inspects this place .

В случае визуального обнаружения телекамерой 12 скрытых объектов, принимается решение по их удалению или обезвреживанию.In case of visual detection by the camera of 12 hidden objects, a decision is made to remove them or render them harmless.

Источник питания 5 может быть размещен на тележке 1. Аппаратура детекторов 3, приводов 8 и 14 подключается через кабель 4, например, к сети переменного тока напряжением 220 В.The power source 5 can be placed on the trolley 1. The equipment of the detectors 3, drives 8 and 14 is connected via cable 4, for example, to an alternating current network of 220 V.

Для лучшей проходимости камеры колес 17 могут поочередно спускаться и накачиваться насосами от самостоятельного привода, дистанционно включаемого пультом 28.For better maneuverability, the wheel chambers 17 can be alternately lowered and pumped by pumps from an independent drive remotely switched on by the remote control 28.

Устройство может использоваться как для обнаружения скрытых объектов, так и препятствий на железнодорожном пути.The device can be used both to detect hidden objects and obstacles on the railway.

В зависимости от используемых детекторов 3, например, оснащенных генераторами нейтронных лучей, рентгеновского или ионизирующего излучения, а также синтезаторами частот ЯКР (ядерный квадрапульный резонанс), устройство может обнаруживать взрывчатые и наркотические вещества на железнодорожном пути.Depending on the used detectors 3, for example, equipped with generators of neutron rays, X-ray or ionizing radiation, as well as NQR (nuclear quadrupole resonance) frequency synthesizers, the device can detect explosive and narcotic substances on the railway track.

Эффективность устройства для дистанционного обнаружения объектов, скрытых на железнодорожном пути, заключается в надежной работе за счет максимального приближения к ним детекторов и исключения помех.The effectiveness of the device for remote detection of objects hidden on the railway track lies in reliable operation due to the maximum proximity of detectors to them and elimination of interference.

Claims

1. A device for remote detection of objects hidden on the railway track, containing a source of penetrating radiation mounted on a self-propelled carriage and a detector connected by a cable to a power source and a microprocessor with a control unit for moving the self-propelled carts, an information and signaling processing unit, and blocks control of the detector and the camera, characterized in that two additional detectors with corresponding control units are introduced, and on the frame itself a traveling trolley has a rod with a rotation drive and a control unit, with two additional detectors placed at the free ends of the rod, and a third detector placed in the middle of the frame of the self-propelled trolley with the ability to control the space between the rails, including their inner sides, the outputs of two additional detectors are connected to the corresponding inputs of the microprocessor, to which the respective control units and the control unit for the rotation of the rod are additionally connected, each of which The self-propelled trolley wheel is egg-shaped and mounted in supports on each side of the frame.

2. The device according to claim 1, characterized in that the wheel rim is made with flanges.