CN110217264A - 车辆轮对检测装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化检测与图像识别技术领域，公开了一种车辆轮对检测装置、方法及系统，该方法用于检测铁路轨道上车辆的关键部件，该装置包括机器人主体设备和运行轨道；运行轨道设置在铁路轨道的一侧，机器人主体设备可移动地设置在运行轨道上，其上设置有多轴的机械臂，机械臂的末端设置有滑动装置，滑动装置上设有检测装置，检测装置用于检测车辆的关键部件并得到检测数据。可根据检测数据判断车辆的关键部件是否发生故障，提高了车辆的关键部件的检测效率。

Description

车辆轮对检测装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化检测与图像识别技术领域，尤其涉及一种车辆轮对检测装置、方法及系统。

背景技术

随着我国铁路的建设发展，客运专线网络逐步形成，既有铁路的货运能力得到释放，货物运输将向重载方向发展，运输组织呈现长交路、运转周期短、编组固定的特点。跟踪调查表明重载车辆车轮磨耗较普通车辆更为严重，大秦线C80型车辆在不到1个段修周期的运用时间内，因车轮圆周踏面磨耗、轮缘磨耗过限每年更换轮对3500条，磨耗速度远高于其他车型。重载车辆轮对磨耗具有磨耗速度快、偏磨比例较高的特点，轮对尺寸超限等轮对故障不但对铁路固定设施及车辆结构本身造成损害，而且给铁路运输安全带来极大隐患，如10.17事故。

传统的依赖列检人工测量、定期检修车轮尺寸的方式方法已经无法满足铁路运输的需要。因此迫切需要一种成熟、准确、经济的检测技术来实现对车辆(尤其是重载车辆)轮对尺寸的自动检测，及时发现和预报列车中尺寸超限的轮对，确保车辆运行安全。

目前，铁路上现有的自动检测设备为车辆轮对尺寸动态检测装置(简称TWDS)，其适用于在线式的铁路车辆轮对外形几何尺寸的动态检测，即列车运行过程中测量车轮相关几何尺寸。由于轨的沉降、列车的振动等影响，造成在线检测的轮对尺寸精度稍差，需要后期通过人工来确认。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种车辆轮对检测装置、方法及系统，可解决现有技术中检测方法效率低下的技术问题。

本发明第一方面提供了一种车辆轮对检测装置，用于检测铁路轨道上车辆的关键部件，该装置包括机器人主体设备和运行轨道；

所述运行轨道设置在所述铁路轨道的一侧，所述机器人主体设备可移动地设置在所述运行轨道上，其上设置有多轴的机械臂，所述机械臂的末端设置有滑动装置，所述滑动装置上设有检测装置，所述检测装置用于检测所述车辆的关键部件并得到检测数据。

可选的，所述机器人主体设备还包括移动小车、机器人核心控制机箱和激光测距模块；

所述移动小车可移动地设置在所述运行轨道上，所述机械臂、所述机器人核心控制机箱和所述激光测距模块均设置在所述移动小车上；

所述激光测距模块用于测量所述移动小车与所述关键部件之间的水平距离、所述检测装置与所述关键部件之间的垂直距离、水平距离以及直线距离；

所述机器人核心控制机箱用于控制所述激光测距模块测量距离、所述移动小车在所述运行轨道上移动、所述机械臂按照预设动作路径移动、所述检测装置在所述滑动装置上移动以及检测所述关键部件。

可选的，所述机器人主体设备还包括安全避障模块，所述安全避障模块设置在所述移动小车移动方向上的两端；在所述安全避障模块检测到所述移动小车移动方向上出现障碍物时，所述机器人核心控制机箱控制所述移动小车减速停止。

可选的，该装置还包括数据处理工控机，所述数据处理工控机设置在所述运行轨道的一侧，用于将所述机器人核心控制机箱发送的所述检测数据处理得到检修结果；所述机器人主体设备还包括无线传输模块，用于所述数据处理工控机与所述机器人核心控制机箱通信连接。

可选的，所述检测数据包括图像信息，所述检修结果包括尺寸数据，则所述检测装置包括结构光尺寸测量单元，用于对所述关键部件进行拍照并得到图像信息；所述数据处理工控机接收并处理所述图像信息后得到所述关键部件的尺寸数据，并在所述尺寸数据超出所述关键部件的标准尺寸时指示所述关键部件出现故障。

可选的，所述数据处理工控机还与后台监控设备通信连接，用于所述后台监控设备接收并展示所述检修结果，且在所述检修结果指示所述关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户对出现故障的所述关键部件进行维修或更换。

可选的，该装置还包括至少两个充电设备，所述充电设备设置在所述运行轨道的两端，用于在所述移动小车与其电接触时向所述机器人主体设备供电；其中，在所述机器人主体设备的当前电量低于预设电量或者所述机器人主体设备完成所述车辆的检测时，所述机器人核心控制机箱控制所述机器人主体设备停止工作并回到所述充电设备处自行充电。

可选的，所述机器人主体设备还包括车载电池，所述车载电池设置在所述移动小车的内部，用于向所述移动小车、所述机器人核心控制机箱、所述激光测距模块和所述安全避障模块供电。

可选的，所述关键部件包括所述车辆的轮对和闸瓦，所述检测数据包括所述轮对中轮缘的厚度、轮缘的高度、轮辋的宽度、轮辋的厚度以及所述闸瓦的厚度。

本发明第二方面提供了一种车辆轮对检测方法，该方法包括：

获取满足检测条件的车辆的标识信息；

根据所述车辆的标识信息确定机器人主体设备的运动路径；

控制所述机器人主体设备根据所述运动路径对所述车辆的关键部件进行检测并得到检测数据。

可选的，该方法还包括：

数据处理工控机接收且处理所述检测数据并得到检修结果；

后台监控设备接收并展示所述检修结果，在所述检修结果指示所述关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户维修或者替换所述关键部件。

可选的，该方法还包括：

根据安全避障模块判断所述移动小车移动方向上是否出现障碍物，若是，则控制所述移动小车停止工作并控制所述后台监控设备发出避障提示，以提示用户清除所述障碍物。

可选的，该方法还包括：

判断所述机器人主体设备中的移动小车的当前电量是否低于预设电量或者所述机器人主体设备是否完成所述车辆的检测，若所述移动小车的当前电量低于所述预设电量或者所述机器人主体设备完成所述车辆的检测，则控制所述移动小车停止工作并回到充电设备处自行充电。

可选的，满足所述检测条件包括：

所述车辆是否处于待检测的铁路轨道上、所述车辆的发动机是否停止运行、以及用户或者所述车辆是否触发开始检测开关。

可选的，所述运动路径包括所述移动小车沿着运行轨道的移动路径和所述移动小车上的机械臂的动作路径；通过下述方法得到所述运动路径：预先使用所述机器人主体设备对多个具有不同所述标识信息的车辆进行动作学习并保存所述运动路径至本地。

可选的，控制所述机器人主体设备根据所述运动路径对所述车辆的关键部件进行检测并得到检测数据的步骤包括：

根据所述移动路径控制所述移动小车移动到所述关键部件在所述运行轨道上对应的位置；

根据所述动作路径控制所述机械臂对所述关键部件进行检测并得到所述检测数据。

可选的，该方法还包括：

根据所述车辆的标识信息确定所述关键部件的个数和位置；

根据所述关键部件的位置、所述移动小车的初始位置和预设规则确定不同所述关键部件的检测优先级；

控制所述移动小车根据所述检测优先级依次检测所述关键部件并得到所述检测数据。

可选的，所述预设规则为：

按照所述关键部件和所述移动小车投影在所述运行轨道上的水平距离从小到大的顺序设置所述检测优先级，其中所述移动小车的初始位置为所述充电设备的位置。

本发明第三方面提供了一种车辆轮对检测系统，该系统包括后台监控设备和两个上述所述的车辆轮对检测装置，两个所述车辆轮对检测装置对称地设置在铁路轨道的两侧，用于检测所述铁路轨道上停放的车辆的关键部件并得到两组检修结果。

本发明公开了一种车辆轮对检测装置、方法及系统，通过控制移动小车移动和控制机械臂按照动作路径检测关键部件，从而在指示关键部件出现故障时提示用户对关键部件进行维修或者替换，提高了车辆的关键部件的检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式一提供的车辆轮对检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施方式二提供的车辆轮对检测方法的流程示意图；

图3为本发明实施方式三提供的车辆轮对检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而非全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施方式一提供的车辆轮对检测装置的结构示意图。为了方便说明，本发明中的车辆200为列车或者列车车厢或者货车，均运行在铁路轨道100上。

这种新的用于车辆轮对尺寸检测的实现装置，是在列车入库停止后，通过轨道机器人(RGV)的移动，利用机械臂11的定位，通过3D结构光尺寸测量单元完成轮缘厚度、轮缘高度、轮辋宽度、轮辋厚度、闸瓦厚度尺寸的测量。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种车辆轮对检测装置，用于检测铁路轨道100上车辆200的关键部件，该装置包括机器人主体设备1和运行轨道2。

运行轨道2设置在铁路轨道100的一侧，机器人主体设备1可移动地设置在运行轨道2上，其上设置有多轴的机械臂11，机械臂11的末端设置有滑动装置12，滑动装置12上设有检测装置13，检测装置13用于检测车辆200的关键部件并得到检测数据。关键部件主要包括车辆200的轮对和闸瓦等。

检测装置13可直线滑动地安装在滑动装置12上，滑动装置12安装在机械臂11末端，找准轮对上轮缘等测量点后，通过滑动装置12测量同一测量点的多个点位，测量轮缘的尺寸等数据。由于多轴机械臂11的动作路径较复杂且动作时间较长，因此直接将检测装置13滑设在机械臂11的末端，可快速移动定位对关键部件进行检测。

较佳的，检测装置13检测关键部件时可拍摄面阵高清图像，也可利用结构光技术拍摄3D图像。

进一步地，机器人主体设备1还包括移动小车14、机器人核心控制机箱15和激光测距模块(图1中未示出)。

移动小车14可移动地设置在运行轨道2上，机械臂11、机器人核心控制机箱15和激光测距模块均设置在移动小车14上。

激光测距模块用于测量移动小车14与关键部件之间的水平距离、检测装置13与关键部件之间的垂直距离、水平距离以及直线距离。较佳的，机器人主体设备1还可包括角度测量模块，用于测量检测装置13与关键部件之间的角度，以及移动小车14与关键部件之间的角度。通过激光测距模块检测到检测装置13与关键部件之间的直线距离和角度测量模块测量到检测装置13与关键部件之间的角度即可确定移动小车14与关键部件之间的位置关系。

机器人核心控制机箱15用于控制激光测距模块测量距离、移动小车14在运行轨道2上移动、机械臂11按照预设动作路径移动、检测装置13在滑动装置12上移动以及检测关键部件。

较佳的，运行轨道2负责承载移动小车14在其上直线运行，为了达到精确定位，在运行轨道2上配置齿条装置，满足本车辆轮对检测装置对定位精度的要求。

较佳的，运行轨道2上设置有磁钉，磁钉主要是为了记录移动小车14运行的轨迹，实时提供移动小车14的位置信息，方便人工查看移动小车14的工作进度。

进一步地，机器人主体设备1还包括安全避障模块(图1中未示出)，安全避障模块设置在移动小车14移动方向上的两端。在安全避障模块检测到移动小车14移动方向上出现障碍物时，机器人核心控制机箱15控制移动小车14减速停止。当机器人核心控制机箱15检测到移动小车14移动方向上无障碍物或者无障碍物通行时，即可延迟预设时间后重新开始检测。

进一步地，该装置还包括数据处理工控机(图1中未示出)，数据处理工控机设置在运行轨道2的一侧，用于将机器人核心控制机箱15发送的检测数据处理得到检修结果。机器人主体设备1还包括无线传输模块，用于数据处理工控机与机器人核心控制机箱15通信连接。

进一步地，检测数据包括图像信息，检修结果包括尺寸数据，则检测装置13包括结构光尺寸测量单元，用于对关键部件进行拍照并得到图像信息。数据处理工控机接收并处理图像信息后得到关键部件的尺寸数据，并在尺寸数据超出关键部件的标准尺寸时指示关键部件出现故障。检测数据还可包括视频信息、音频信息和电子信息等。检修结果还可包括关键部件的位置、形状、颜色、障碍物等信息。

进一步地，数据处理工控机还与后台监控设备(图1中未示出)通信连接，用于后台监控设备接收并展示检修结果，且在检修结果指示关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户对出现故障的关键部件进行维修或更换。后台监控设备包括具有联网功能的智能控制设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、车载电脑等移动端，还有监控室电脑等电脑端。

较佳的，后台监控设备还可直接将警报提示发送到机器人主体设备1上，或者数据处理工控机直接将指示关键部件出现故障的检修结果发送到机器人主体设备1上，使机器人主体设备1发出警报提示。警报提示包括闪光和声音，即可提示用户快速寻找到出现故障的关键部件的位置。同时，机器人主体设备1还可根据检修结果指示关键部件出现故障时，自动进行一些简单操作，例如利用机械臂11清除障碍物，对关键部件进行喷漆标记以供用户维修，对掉漆的关键部件进行喷漆处理，对出现故障的电子标签进行维修或者更换。

进一步地，该装置还包括至少两个充电设备，充电设备设置在运行轨道2的两端，用于在移动小车14与其电接触时向机器人主体设备1供电。其中，在机器人主体设备1的当前电量低于预设电量或者机器人主体设备1完成车辆200的检测时，机器人核心控制机箱15控制机器人主体设备1停止工作并回到充电设备处自行充电。

较佳的，如果运行轨道2较长或者车辆200较长，还可在运行轨道2的两端之间设置至少一个充电设备，避免检测时间过长时，机器人主体设备1的电量不足，为了避免影响移动小车14移动以及机械臂11检测关键部件，可将充电设备设置在运行轨道2的底部。或者在运行轨道2上设置多个机器人主体设备1，在相邻机器人主体设备1之间的运行轨道2的底部设置一个充电设备，从而使机器人主体设备1能够完成车辆200的关键部件的检测。

进一步地，机器人主体设备1还包括车载电池，车载电池设置在移动小车14的内部，用于向移动小车14、机器人核心控制机箱15、激光测距模块和安全避障模块供电。在车载电池的电量不足时，可通过充电设备充电，因此，在开始检测车辆200时，机器人主体设备1可始终处于满电状态。

进一步地，关键部件包括车辆200的轮对和闸瓦，检测数据包括轮对中轮缘的厚度、轮缘的高度、轮辋的宽度、轮辋的厚度以及闸瓦的厚度。

本发明第一方面提供了一种车辆轮对检测装置，机器人核心控制机箱控制移动小车移动和控制机械臂按照动作路径检测关键部件，从而在指示关键部件出现故障时提示用户对关键部件进行维修或者替换，提高了车辆的关键部件的检测效率。

请参阅图2，图2为本发明实施方式二提供的车辆轮对检测方法的流程示意图。

如图2所示，本发明第二方面提供了一种车辆轮对检测方法，该方法包括：

S100、获取满足检测条件的车辆200的标识信息。标识信息包括车辆200的车型、车号、出厂信息等，出厂信息包括出厂时间、出厂地点等。

S200、根据车辆200的标识信息确定机器人主体设备1的运动路径。

S300、控制机器人主体设备1根据运动路径对车辆200的关键部件进行检测并得到检测数据。根据标识信息即可确定车辆200的关键部件的个数和位置，从而根据对应的运动路径检测关键部件。

进一步地，该方法还包括：

S400、数据处理工控机接收且处理检测数据并得到检修结果。

S500、后台监控设备接收并展示检修结果，在检修结果指示关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户维修或者替换关键部件。

需要说明的是，检测数据还可包括标识信息，关键部件也可包括存储有标识信息的电子标签，则检测装置13还可包括射频识别器。即机器人主体设备1也可检测车辆200的标识信息，检修结果也可包括标识信息是否完整，车辆200上存储有标识信息的电子标签是否发生故障。后台监控设备在检修结果指示电子标签出现故障时发出警报提示，以提示用户维修或者替换电子标签。

请参阅图3，图3为本发明实施方式三提供的车辆轮对检测方法的流程示意图。

进一步地，如图3所示，该方法还包括：

S600、根据安全避障模块判断移动小车14移动方向上是否出现障碍物，若是，则控制移动小车14停止工作并控制后台监控设备发出避障提示，以提示用户清除障碍物。用户也可直接通过后台监控设备远程控制移动小车14移动和控制机械臂11清除障碍物。

进一步地，该方法还包括：

S700、判断机器人主体设备1中的移动小车14的当前电量是否低于预设电量或者机器人主体设备1是否完成车辆200的检测，若移动小车14的当前电量低于预设电量或者机器人主体设备1完成车辆200的检测，则控制移动小车14停止工作并回到充电设备处自行充电。

进一步地，S100中满足检测条件包括：

车辆200是否处于待检测的铁路轨道100上、车辆200的发动机是否停止运行、以及用户或者车辆200是否触发开始检测开关。车辆200满足检测条件是为了避免车辆200在检测过程中移动，从而与机器人主体设备1碰撞并造成安全事故。

进一步地，运动路径包括移动小车14沿着运行轨道2的移动路径和移动小车14上的机械臂11的动作路径。通过下述方法得到运动路径：预先使用机器人主体设备1对多个具有不同标识信息的车辆200进行动作学习并保存运动路径至本地和/或服务器，其中服务器包括设置在运行轨道2旁边的数据处理工控机。

进一步地，S300中控制机器人主体设备1根据运动路径对车辆200的关键部件进行检测并得到检测数据的步骤包括：

S301、根据移动路径控制移动小车14移动到关键部件在运行轨道2上对应的位置。

S302、根据动作路径控制机械臂11对关键部件进行检测并得到检测数据。

进一步地，该方法还包括：

S800、根据车辆200的标识信息确定关键部件的个数和位置。

根据关键部件的位置、移动小车14的初始位置和预设规则确定不同关键部件的检测优先级。

控制移动小车14根据检测优先级依次检测关键部件并得到检测数据。

进一步地，预设规则为：

按照关键部件和移动小车14投影在运行轨道2上的水平距离从小到大的顺序设置检测优先级，其中移动小车14的初始位置为充电设备的位置。

示例性地，机器人主体设备1完成的工作如下：

1)控制移动小车14直线运动，通过激光测距模块对移动小车14进行精确定位，便于采集到合适的图像。

2)训练机械臂11完成固定轨迹移动训练，记录训练路径，完成后期的机械臂11精确定位工作。

3)控制3D结构光尺寸测量单元完成关键部件的拍照工作，数据处理工控机接收图像，从图像信息中分析出关键部件的具体尺寸。

4)将经过数据处理工控机处理后的图像和尺寸数据通过无线传输装置上传到后台监控设备。后台监控设备主要负责查看车辆200故障检修结果并上传提交至相关处理部门。

5)实时监测移动小车14电量，在当前电量低于15％时，移动小车14停止工作，回到充电设备自行充电。

6)为了保证移动小车14整个运行过程的安全可靠，移动小车14配置了激光雷达避碰装置，在移动小车14行驶过程中，保证两米内没有障碍物出现。

本发明提供的车辆轮对检测装置的作业流程如下：

移动小车14至充电区等待作业→车辆200进入待检区停车→移动小车14接收到开始检测命令→移动小车14获取每辆车的车号信息及车型→移动小车14开始移动定位到第一辆车的转向架位置→根据第一辆车的车型自动配置机械臂11动作，精确定位关键部件进行拍照→图像信息上传，通过后期处理得出关键尺寸信息→图像信息和尺寸信息上传至监控中心→第一辆车的第一转向架检测完毕，移动小车14继续前进，检测下一转向架，下一辆车，往复进行直至全车检测完毕→移动小车14自动回至充电区进行充电。

本发明的关键技术包括：

1)智能机器人高精度定位及控制技术

本装置采用主动式激光测距技术进行机器人自动定位控制，该模块采用先进的算法和最现代化的光电信号处理技术，可实现安全，精准和快速的测量。当采集频率≤20Hz时，测量精度可达到±1mm，可满足检修中对机器人定位的精度要求。

2)机械臂11高精度多角度移动控制技术

检测装置13在机械臂11末端配备滑动装置12，在滑动装置12上配置尺寸测量单元，使装置能快速有效的对关键部件进行尺寸测量，该机械臂11重复定位精度为±0.1mm，滑动装置12可持0-0.4m/s的速度进行滑动，最终可有效对闸瓦、轮缘、轮辋等关键部件进行快速高精度尺寸测量。

3)机器人超长时间巡航技术

为有效提高机器人巡航时间，系统采用大容量锂电池设计方案，电池存储容量可达到15kwh，当系统总功耗为1500W时，可满足系统10小时连续作业的需求。而且系统匹配自动充电装置，当系统运行停止作业就能自动进行自动充电进程，全程无需人工参与。当锂电池进入低电量(20％)状态，电量恢复至满电量(100％)的充电时间只需要1.5小时，大大的延长了系统的作业时间，因此在有限时间内可检测更多的车辆200。

4)机器人高速无线数据传输技术

该装置通过无线方式通讯方式传输图片信息和尺寸测量结果，无线通信采用点对点单基站方案，RGV上的采集工控机连接网线式24V千兆直流分体POE交换机，再经5.8GHz、866M的电信级天线一体化无线网桥进行数据传输，基站置于移动小车14充电区。无线模块理论传输速率为1000Mbps，能满足图像采集模块在整个地沟范围内(500m)实时300Mbps图像数据的传输要求。

5)高精度相机3D尺寸测量技术

该装置能对关键部件的全局、局部进行多角度的检测以及轮廓尺寸测量，3D尺寸测量单元的X方向的分辨率可达±0.006mm，可对车底部、侧部关键部件进行精确尺寸测量并检测故障。

静态车辆轮对尺寸检测装置13的实现，可以测量轮对尺寸和闸瓦厚度等车辆200转向架参数。投入现场运用期间，可以获得大量的图片(包括故障图片)数据，以后将逐步实现故障的自动识别、报警，实现真正的全自动检测。

检测装置13总体设计及模型设计采用业界开放性标准，兼顾其它业务系统的接入和信息工享，同时为未来业务的发展奠定基础。系统建设不仅满足客户目前业务的需要，也支持未来业务发展的需要。系统框架采用模块化、组件化技术设计，能够满足业务需要的变化，也为以后系统增加新的功能模块，以及整合其它现有的应用系统打下良好基础。

随着世界科技的发展，高、精、尖技术的不断应用，图像识别、声波探伤、振动分析、声学检测等多项技术的结合，最终必然能够实现车辆200检修作业的自动检测。确保车辆200安全、稳定、高效的运行，适应铁路发展的需要。

示例性地，本车辆轮对检测装置安装到位后，前期需要根据车型对照车辆200的关键部件，对机械臂11动作进行训练，保证机械臂11能够伸展到位，上面的相机能够拍摄到所需的部件图片，并完成关键部件的尺寸测量。此训练周期为2-4周，之后系统开始正式运行。

本装置由锂电池供电，不工作时，都停留在充电区对移动小车14进行充电。当车辆200进入待检区，并停车，装置开始工作。装置通过独自的轨道完成各关键部件的尺寸测量任务，移动小车14通过激光测距及轨道齿轮进行移动小车14的精确定位，之后机械臂11按照之前训练的运行轨迹进行运动，分别停在闸瓦、轮缘、轮辋附近，通过滑动装置12的机械滑块上的结构光尺寸测量单元完成关键部件的尺寸测量。测量结果保存在本机上，如果有需要可以通过无线网络发送至其他终端进行图片和测量数据展示，供工作人员进行查看。

本发明第三方面提供了一种车辆轮对检测系统，该系统包括后台监控设备和两个上述所述的车辆轮对检测装置，两个所述车辆轮对检测装置对称地设置在铁路轨道100的两侧，用于检测铁路轨道100上停放的车辆200的关键部件并得到两组检修结果。

本发明公开了一种车辆轮对检测装置、方法及系统，通过控制移动小车移动和控制机械臂按照动作路径检测关键部件，从而在指示关键部件出现故障时提示用户对关键部件进行维修或者替换，提高了车辆的关键部件的检测效率。

在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详述的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。以上为对本发明所提供的车辆轮对检测装置、方法及系统的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施方式的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种车辆轮对检测装置，其特征在于，用于检测铁路轨道(100)上车辆(200)的关键部件，该装置包括机器人主体设备(1)和运行轨道(2)；

所述运行轨道(2)设置在所述铁路轨道(100)的一侧，所述机器人主体设备(1)可移动地设置在所述运行轨道(2)上，其上设置有多轴的机械臂(11)，所述机械臂(11)的末端设置有滑动装置(12)，所述滑动装置(12)上设有检测装置(13)，所述检测装置(13)用于检测所述车辆(200)的关键部件并得到检测数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机器人主体设备(1)还包括移动小车(14)、机器人核心控制机箱(15)和激光测距模块；

所述移动小车(14)可移动地设置在所述运行轨道(2)上，所述机械臂(11)、所述机器人核心控制机箱(15)和所述激光测距模块均设置在所述移动小车(14)上；

所述激光测距模块用于测量所述移动小车(14)与所述关键部件之间的水平距离、所述检测装置(13)与所述关键部件之间的垂直距离、水平距离以及直线距离；

所述机器人核心控制机箱(15)用于控制所述激光测距模块测量距离、所述移动小车(14)在所述运行轨道(2)上移动、所述机械臂(11)按照预设动作路径移动、所述检测装置(13)在所述滑动装置(12)上移动以及检测所述关键部件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述机器人主体设备(1)还包括安全避障模块，所述安全避障模块设置在所述移动小车(14)移动方向上的两端；在所述安全避障模块检测到所述移动小车(14)移动方向上出现障碍物时，所述机器人核心控制机箱(15)控制所述移动小车(14)减速停止。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置还包括数据处理工控机，所述数据处理工控机设置在所述运行轨道(2)的一侧，用于将所述机器人核心控制机箱(15)发送的所述检测数据处理得到检修结果；所述机器人主体设备(1)还包括无线传输模块，用于所述数据处理工控机与所述机器人核心控制机箱(15)通信连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述检测数据包括图像信息，所述检修结果包括尺寸数据，则所述检测装置(13)包括结构光尺寸测量单元，用于对所述关键部件进行拍照并得到图像信息；所述数据处理工控机接收并处理所述图像信息后得到所述关键部件的尺寸数据，并在所述尺寸数据超出所述关键部件的标准尺寸时指示所述关键部件出现故障。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据处理工控机还与后台监控设备通信连接，用于所述后台监控设备接收并展示所述检修结果，且在所述检修结果指示所述关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户对出现故障的所述关键部件进行维修或更换。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置还包括至少两个充电设备，所述充电设备设置在所述运行轨道(2)的两端，用于在所述移动小车(14)与其电接触时向所述机器人主体设备(1)供电；其中，在所述机器人主体设备(1)的当前电量低于预设电量或者所述机器人主体设备(1)完成所述车辆(200)的检测时，所述机器人核心控制机箱(15)控制所述机器人主体设备(1)停止工作并回到所述充电设备处自行充电。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述机器人主体设备(1)还包括车载电池，所述车载电池设置在所述移动小车(14)的内部，用于向所述移动小车(14)、所述机器人核心控制机箱(15)、所述激光测距模块和所述安全避障模块供电。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述关键部件包括所述车辆(200)的轮对和闸瓦，所述检测数据包括所述轮对中轮缘的厚度、轮缘的高度、轮辋的宽度、轮辋的厚度以及所述闸瓦的厚度。

10.一种车辆轮对检测方法，其特征在于，该方法包括：

获取满足检测条件的车辆(200)的标识信息；

根据所述车辆(200)的标识信息确定机器人主体设备(1)的运动路径；

控制所述机器人主体设备(1)根据所述运动路径对所述车辆(200)的关键部件进行检测并得到检测数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

数据处理工控机接收且处理所述检测数据并得到检修结果；

后台监控设备接收并展示所述检修结果，在所述检修结果指示所述关键部件出现故障时发出警报提示，以提示用户维修或者替换所述关键部件。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

根据安全避障模块判断所述移动小车(14)移动方向上是否出现障碍物，若是，则控制所述移动小车(14)停止工作并控制所述后台监控设备发出避障提示，以提示用户清除所述障碍物。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

判断所述机器人主体设备(1)中的移动小车(14)的当前电量是否低于预设电量或者所述机器人主体设备(1)是否完成所述车辆(200)的检测，若所述移动小车(14)的当前电量低于所述预设电量或者所述机器人主体设备(1)完成所述车辆(200)的检测，则控制所述移动小车(14)停止工作并回到充电设备处自行充电。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，满足所述检测条件包括：

所述车辆(200)是否处于待检测的铁路轨道(100)上、所述车辆(200)的发动机是否停止运行、以及用户或者所述车辆(200)是否触发开始检测开关。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述运动路径包括所述移动小车(14)沿着运行轨道(2)的移动路径和所述移动小车(14)上的机械臂(11)的动作路径；通过下述方法得到所述运动路径：预先使用所述机器人主体设备(1)对多个具有不同所述标识信息的车辆(200)进行动作学习并保存所述运动路径至本地。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，控制所述机器人主体设备(1)根据所述运动路径对所述车辆(200)的关键部件进行检测并得到检测数据的步骤包括：

根据所述移动路径控制所述移动小车(14)移动到所述关键部件在所述运行轨道(2)上对应的位置；

根据所述动作路径控制所述机械臂(11)对所述关键部件进行检测并得到所述检测数据。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

根据所述车辆(200)的标识信息确定所述关键部件的个数和位置；

根据所述关键部件的位置、所述移动小车(14)的初始位置和预设规则确定不同所述关键部件的检测优先级；

控制所述移动小车(14)根据所述检测优先级依次检测所述关键部件并得到所述检测数据。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述预设规则为：

按照所述关键部件和所述移动小车(14)投影在所述运行轨道(2)上的水平距离从小到大的顺序设置所述检测优先级，其中所述移动小车(14)的初始位置为所述充电设备的位置。

19.一种车辆轮对检测系统，其特征在于，该系统包括后台监控设备和两个如权利要求1-9所述的车辆轮对检测装置，两个所述车辆轮对检测装置对称地设置在铁路轨道(100)的两侧，用于检测所述铁路轨道(100)上停放的车辆(200)的关键部件并得到两组检修结果。