CN105172839A - 一种全自动火车导轨轮廓检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动火车导轨轮廓检测系统，包括第一激光器、第二激光器、图像采集装置、驱动装置、光栅尺和控制装置；所述第一激光器、第二激光器和图像采集装置呈三角形排列；所述控制装置分别与第一激光器、第二激光器、图像采集装置、驱动装置和光栅尺连接。本发明通过光栅尺对火车导轨直线距离进行检测，由控制装置根据光栅尺检测的距离控制驱动装置在火车导轨上周期性的移动，实现对火车导轨轮廓每一个检测点的全自动检测，消除了人力资源的大量消耗，提高了工作效率。

Description

一种全自动火车导轨轮廓检测系统

技术领域

本发明属于火车导轨检测技术领域，尤其涉及一种全自动火车导轨轮廓检测系统。

背景技术

铁路线路及建筑物一般占铁路运输固定资产价值的60％左右，是铁路运输必不可少的技术设备。为了保证列车按规定速度安全运行，一切设备都应经常保持良好状态。但是在使用中，各种设备往往由于列车荷载和自然环境的影响，而发生永久变形、老化和破损，或由于运输条件(运输量、轴重、速度)的提高而引起变形和损坏，或由于新建铁路的质量有缺陷而通车后相继暴露出各种病害，都必须进行养护。

铁路轨道必须经常维修以维持良好运作状态。火车导轨维修是繁重的工作，要花费很多人力来完成。铁路轨道的主要保养维修工作包括有：打磨钢轨，改善钢轨的平面及纵面；更换部分或全部钢轨；更换轨枕；捣固、清理、更换及补充道碴等。

火车导轨在使用过程中，由于与火车车轮存在摩擦，会对火车导轨造成损耗。现有的检测方法可以通过采集火车导轨图像来对比计算火车导轨的损耗程度，但是仅仅只对火车导轨的顶面或侧面图像进行检测，并不能反映火车导轨的真实损耗情况，造成的误差较大；而且火车导轨的数据巨大，如果仅仅依靠人力对每一段火车导轨进行检测，将极大的消耗人力物力资料，工作效率较低。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中对火车导轨损耗检测存在的以上问题，本发明提出了一种全自动火车导轨轮廓检测系统。

本发明的技术方案是：一种全自动火车导轨轮廓检测系统，包括第一激光器、第二激光器、图像采集装置、驱动装置、光栅尺和控制装置；所述第一激光器、第二激光器和图像采集装置呈三角形排列；所述控制装置分别与第一激光器、第二激光器、图像采集装置、驱动装置和光栅尺连接。

进一步地，所述第一激光器和第二激光器都为线状激光器。

进一步地，所述图像采集装置为CCD相机。

进一步地，所述第一激光器与第二激光器分列火车导轨两侧，第二激光器与图像采集装置位于火车导轨同侧。

进一步地，所述第一激光器、第二激光器和图像采集装置的光轴聚焦与火车导轨顶面上同一点。

本发明的有益效果是：本发明通过构建由三角形排列的第一激光器、第二激光器和图像采集装置组成的图像采集系统，同时对火车导轨的顶面及侧面图像进行实时采集，使得火车导轨的顶面及侧面位于同一视场内，从而实现对火车导轨轮廓的实际损耗程度进行检测，减小了检测误差；并通过光栅尺对火车导轨直线距离进行检测，由控制装置根据光栅尺检测的距离控制驱动装置在火车导轨上周期性的移动，实现对火车导轨轮廓每一个检测点的全自动检测，消除了人力资源的大量消耗，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的全自动火车导轨轮廓检测系统结构示意图。

图2是本发明的第一激光器、第二激光器和图像采集装置与火车导轨的位置示意图。

其中，第一激光器1，第二激光器2，图像采集装置3。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明的全自动火车导轨轮廓检测系统结构示意图。本发明的全自动火车导轨轮廓检测系统，包括第一激光器1、第二激光器2、图像采集装置3、驱动装置、光栅尺和控制装置；控制装置分别与第一激光器1、第二激光器2、图像采集装置3、驱动装置和光栅尺连接。

本发明的第一激光器1和第二激光器2用于为火车导轨4的顶面及侧面提供光源，其功能具体通过线状激光器实现。第一激光器1和第二激光器2在火车导轨4顶面的成像为同一条直线。

本发明的图像采集装置3用于采集火车导轨4的顶面及侧面的图像，其功能具体通过CCD相机实现。

本发明的驱动装置用于根据控制信号驱动检测系统沿火车导轨4进行移动，其功能具体通过驱动电机及滑轮或滑轨实现。

本发明的光栅尺用于对检测系统沿火车导轨4移动的直线距离进行检测。

本发明的控制装置用于输出控制信号分别对第一激光器1、第二激光器2、图像采集装置3及驱动装置进行控制，接受并储存图像采集装置3采集的图像数据及光栅尺采集的直线距离数据。其具体通过单片机、PLC及其他可编程处理器中的一种或多种实现。

如图2所示，为本发明的第一激光器1、第二激光器2和图像采集装置3与火车导轨4的位置示意图。第一激光器1、第二激光器2和图像采集装置3呈三角形排列；第一激光器1与第二激光器2分列火车导轨4两侧，两者连线垂直于火车导轨方向；第一激光器1与图像采集装置3位于火车导轨4同侧；第一激光器1、第二激光器2和图像采集装置3的光轴聚焦与火车导轨4顶面上同一点，该点具体为靠近图像采集装置3的一侧的第一激光器1和第二激光器2在火车导轨4顶面成像的三分之二处；第一激光器1的出光孔、第二激光器2的出光孔及图像采集装置3的镜头中心等高。

本发明的全自动火车导轨轮廓检测系统工作流程为：

开始对火车导轨4轮廓上的监测点进行检测时，控制装置输出控制信号，启动第一激光器1、第二激光器2及图像采集装置3，第一激光器1和第二激光器2发射线状激光束投射到火车导轨4顶面及侧面，图像采集装置3采集激光束所投射的火车导轨4顶面及侧面图像，并传输至控制装置；控制装置接收并储存图像采集装置3采集的图像数据；图像采集完成后，控制装置输出控制信号，关闭第一激光器1、第二激光器2、图像采集装置3，启动驱动装置和光栅尺；驱动装置驱动检测系统在火车导轨4上移动；光栅尺对检测系统沿火车导轨4移动的直线距离进行检测，并将采集的直线距离数据传输至控制系统，控制系统根据直线距离判断是否达到下一个检测点；当达到下一个监测点时，控制装置输出控制信号，关闭驱动装置和光栅尺，启动第一激光器1、第二激光器2及图像采集装置3，开始对下一检测点进行检测，从而实现对火车导轨4轮廓的全自动检测。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种全自动火车导轨轮廓检测系统，其特征在于，包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、图像采集装置(3)、驱动装置、光栅尺和控制装置；所述第一激光器(1)、第二激光器(2)和图像采集装置(3)呈三角形排列；所述控制装置分别与第一激光器(1)、第二激光器(2)、图像采集装置(3)、驱动装置和光栅尺连接。

2.如权利要求1所述的一种全自动火车导轨轮廓检测系统，其特征在于，所述第一激光器(1)和第二激光器(2)都为线状激光器。

3.如权利要求2所述的一种全自动火车导轨轮廓检测系统，其特征在于，所述图像采集装置(3)为CCD相机。

4.如权利要求3所述的一种全自动火车导轨轮廓检测系统，其特征在于，所述第一激光器(1)与第二激光器(2)分列火车导轨(4)两侧，第二激光器(2)与图像采集装置(3)位于火车导轨(4)同侧。

5.如权利要求4所述的一种全自动火车导轨轮廓检测系统，其特征在于，所述第一激光器(1)、第二激光器(2)和图像采集装置(3)的光轴聚焦与火车导轨(4)顶面上同一点。