CN111157534A - 一种移动式库内列车车底检测平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移动式库内列车车底检测平台，包括搭载在导轨上的检测装置，所述检测装置的底部设置有行走装置，所述行走装置包括有行走轮，所述行走轮的轮廓与导轨上表面的轮廓配合，所述检测装置上还设置有快速检测装置和精确检测装置，本申请公开的检测平台，用于车底自动探伤检测，具有定位精度高，车底关键部位自动检测时定位精度高的优点，通过提高定位精度避免装置窜动、移位，提高了车底探伤检测的自动化程度，并提高了设备检测的覆盖率。

Description

一种移动式库内列车车底检测平台

技术领域

本发明涉及列车车底自动化检测设备领域，特别涉及一种移动式库内列车车底检测平台。

背景技术

轨道交通工具如动车、火车、地铁等，在运行一段时间之后需要入库检修，以保证交通工具的运行安全。一般，由于车底的结构状况复杂，需要人工进行检修，为了提高检修效率，减少人力劳动负担，目前行业内普遍使用自动化检测装置进行车底检修，以提高检修效率。

但是，由于轨道交通工具一般长度较长，闸片、车轴、轮对等有很多组，都需要一一识别并检测，如果重要部件检测覆盖率低，还得人工复查，降低了自动化检测的效率。因此，当采用自动化检测装置进行检测时，小车行走的定位精度对检测的覆盖率具有非常重要的影响。然而，现有的探伤检测装置在导轨上进行作业时，小车反复起停作业，无法保证定位精度，一段时间作业后定位偏差较大，导致检测覆盖率降低，尤其是反复起停时小车容易在导轨上出现窜动，降低了定位精度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种移动式库内列车车底检测平台，可以减少检测装置在导轨上运行、反复起停带来的偏移和窜动，提高定位精度，进而保证设备在车底检测或检修时的定位进度和覆盖率。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是有鉴于此，本申请提供一种移动式库内列车车底检测平台，包括搭载在导轨上的检测装置，所述检测装置的底部设置有行走装置，所述行走装置包括有行走轮，所述行走轮的轮廓与导轨上部表面的轮廓配合，所述检测装置上还设置有快速检测装置和精确检测装置。

优选的，所述快速检测装置设置于所述检测装置的上表面，包括线阵相机和激光投射装置，所述激光投射装置用于投射线阵结构光，所述线阵相机用于采集目标区域的线阵结构光投影图像。

优选的，所述精确检测装置设置在快速检测装置的至少一侧，所述精确检测装置包括升降装置和设置在升降装置上的机械臂，所述机械臂上设置有双目图像采集装置。

优选的，所述双目图像采集装置包括一对二维相机，在二维相机之间还设置有一补光元件和一投影元件。

优选的，所述升降装置包括垂直于所述导轨所在平面设置的一对丝杠，所述丝杠连接有驱动装置，所述丝杠上套装有滑块，所述滑块上搭载有支撑平台，所述平台上搭载有所述机械臂。

优选的，所述安装板上设置有平行于所述导轨所在平面的滑轨，所述机械臂搭载在所述滑轨上。

优选的，所述检测装置底部对称设置有四个行走装置，每一所述行走装置包括两个行走轮。

优选的，所述行走装置还包括驱动装置和连接在驱动装置输出轴上的减速传动轮组，所述减速传动轮组与行走轮转轴上设置的从动轮相互配合。

优选的，所述驱动装置连接有编码器。

优选的，所述小车上设有用于容纳精确检测装置的腔体，所述腔体的开口设置有卷帘。

本申请与现有技术相比，其详细说明如下：

本申请公开了一种移动式库内列车车底检测平台，行走轮的轮廓与导轨上部表面的轮廓配合，使得行走轮包裹着导轨的上部分表面，当检测装置在运行、起停的过程中，行走轮可以有效减少检测装置在导轨上的窜动和位移，保证检测装置在导轨上的窜动，提高定位精度。

检测装置上搭载有快速检测装置和精确检测装置，检测装置可以先进行快速检测，然后在返程的时候进行精确探伤检测，提高重点部件探伤检测的覆盖率。

检测装置底部的每一行走装置都包括有两个行走轮，行走轮共同搭载在导轨上，进一步减少了窜动、偏移的情况。

行走轮的驱动装置连接有编码器，通过编码器可以实现对检测装置的精确定位，保证了在精确检测时的定位精度，进一步提高了精确检测的覆盖率。

附图说明

图1为本申请所公开的检测平台的结构图；

图2为本申请行走装置的结构示意图；

图3为本申请搭载在升降装置上的精确检测装置的结构示意图；

图4为精确检测装置上双目图像采集装置的结构示意图；

图5为本申请中检测平台上传感器与编码器的系统示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，一种移动式库内列车车底检测平台，包括固定水平设置的导轨200，该导轨200可以设置在列车入库检修线上，且与列车入库用的轨道平行设置。在所述导轨200上搭载有可沿着导轨200往复移动的检测装置100。当列车入库后，检测装置100沿着导轨200，在列车底部进行图像采集和探伤检测工作。

所述检测装置100的底部设置有四组行走装置110，每组行走装置110包括至少一个行走轮111，更优选的，每组行走装置110包括有两个行走轮111，且所述行走轮111均沿着导轨200延伸方向搭载在导轨200上。所述导轨200与列车轨道相近，具有向上凸起的上表面。行走轮111的轮廓与导轨200的至少部分上表面贴合，且行走轮111的轮廓还与导轨200的至少部分侧面贴合，使得行走轮111包裹着部分导轨200的上端，行走轮111的轮廓与导轨200上端的轮廓配合。在检测装置100行走时，行走轮111搭载在导轨200上，可以有效防止检测装置100在垂直于导轨200的水平方向上蹿动。需要说明的是，本申请中导轨200和行走轮111之间存在间隙是不可避免的，因此，本申请对行走轮111和导轨200之间部分贴合的限定并不代表行走轮111的轮廓与导轨200上端的轮廓完全重合。

所述行走装置110还包括驱动装置112和连接在驱动装置112输出轴上的减速传动轮组113，所述行走轮111的一侧设置有从动轮114，所述从动轮114与所述行走轮111的回转中心同轴，所述减速传动轮组113与行走轮111转轴上设置的从动轮114相互配合。当一个行走装置110中包括有两个行走轮111时，所述减速传动轮组113同时与两个从动轮114上配合，为了保证两个行走轮111以相同的方向转动，所述减速传动轮组113的中驱动两个从动轮114的齿轮非同一齿轮。

所述驱动装置112连接有编码器115，所述编码器115用于计算行走轮111转动的圈数、角速度或线速度，进而实现对检测装置100行走距离的计算。

为了避免减速传动轮组113中来回程累积的齿轮间隙误差，本申请的驱动装置112还连接有激光测距装置，激光测距装置辅助进行测距计算，用于消除编码器115计算的误差，提高行走装置110的定位精度。

所述检测装置100上设置有快速检测装置120和精确检测装置130。具体的，所述快速检测装置120设置于所述检测装置100的上表面，包括线阵相机121和激光投射装置122，所述激光投射装置122用于向列车底部投射线阵结构光，所述线阵相机121用于采集列车底部的目标区域的线阵结构光投影图像。

线阵相机121采集得到的线阵结构光投影图像，通过线阵相机121采集的线阵结构光图像可以形成车底全景三维图像，实现对车底进行快速筛查。当检测装置100在进行快速检测时，还可以以待检测列车的一端为起始位置，标记每一核心部件的位置，当检测装置100返程时，通过编码器115精确定位各个核心部件，进行准确有效的精确检查。

在所述检测装置100的前端和后端，分别设置有第一传感器301，所述第一传感器301检测上方区域内的物体的距离。当第一传感器301检测上方物体距离小于设定值时，意味着检测装置100的前端恰好到达列车的一端，并开始向列车车底下方行走，当此时，检测装置100运动到起始标定位置，第一传感器301触发编码器115，编码器115将此时设置为起始位置。

在所述检测装置100的前端和后端，还分别设置有第二传感器302，第二传感器302用于检测上方区域内的物体的距离，第二传感器302预设有检测距离，设所述第二传感器302的检测距离为a，设待检测的核心部件最高点到所述第二传感器302之间最小距离为b，设待检测的核心部件的最低点到第二传感器302之间最小距离为c，a、b、c满足如下关系：

c<a<b。

因此，当检测装置100上的第二传感器302恰好经过待检测核心部件正下方时，待检测核心部件与第二传感器302的距离处于第二传感器的检测范围内，而车底的其他部件则通过检测范围的限定排除在外，此时，第二传感器302接收到信号被触发，编码器115接收到第二传感器302的信号，标记当前的对应位置。

该对应位置为相对于起始位置的距离，由于编码器115计算行走装置110转动情况计算行走轮111走过的距离，对本申请的一种优选实施例，编码器115直接检测驱动装置112输出轴转动的角度和圈数，并通过减速传动轮组113传动比与行走轮111的周长换算得到检测装置100自起始位置开始走过了多少距离。每一次第二传感器302接收到信号被触发时，编码器115记录一次，当检测装置100完成快速检测时，每一待检测核心部件在检测装置100行走面上的投影位置都被标定，并形成相对于列车一端的相对距离。故此，检测装置100在返程进行精确检测时，车底每一待检测核心部件在检测装置100行走面上的投影位置都被标记，检测装置100通过控制驱动装置112的角速度或线速度，可以准确控制检测装置100停在待检测核心部件正下方，实现精确的定位和检测。

所述检测装置100上还设置有第三传感器303，沿着所述导轨200每隔一定标准距离设置标定板。所述第三传感器303沿检测装置100移动方向设置在检测装置100的两侧，用于检测起始标定位置到标定板之间的测定距离，或检测两个标定板之间的距离。具体的，标定板间距固定且已知时，检测装置100在导轨200上移动过程中经过标定板时，第三传感器303被标定板触发，编码器115计算两次标定板之间的测定距离，通过比较测定距离与标准距离的差，可以计算得到编码器115在计算距离过程中累积的误差，通过不断修正误差，可以保证编码器115计算检测装置100行走的距离误差范围，进而保证检测装置100可以停在待检测核心部件正下方，实现精确的定位和检测。

所述精确检测装置130设置在快速检测装置120的至少一侧，对本申请而言，更优选的，在快速检测装置120沿着检测装置100行走方向的两侧分别设置有一个精确检测装置130。

所述精确检测装置130包括升降装置131和设置在升降装置131上的机械臂132，所述机械臂132上设置有双目图像采集装置133。

所述升降装置131包括垂直于所述导轨200所在平面设置的一对丝杠1311，所述丝杠1311连接有电机1315，所述丝杠1311上套装有多组滑块1312，所述滑块1312上搭载有支撑平台1313，所述平台上搭载有所述机械臂132。为了保证机械臂132的稳定性。所述支撑平台1313包括一水平设置的支撑板和一竖直方向的安装板，每一丝杠1311上至少设置有两个滑块1312，所述安装板同时固定在丝杠1311的滑块1312上，使得每一丝杠1311上的滑块1312间距固定。在安装板和支撑板之间还设置有加强筋，综合多组滑块1312、加强筋的作用，提高了升降装置131的承载能力和稳定性，保证升降装置131可以稳定的搭载机械臂132，避免了机械臂132在升降装置131上晃动的问题。

所述支撑板上还设置有上设置有平行于所述导轨200所在平面的滑轨1314，所述机械臂132搭载在所述滑轨1314上，机械臂132的底部可以通过轮对、直线驱动机构或牵引装置等实现沿着滑轨1314的往复移动。由于机械臂132在支撑板上可以移动，使得机械臂132探伤范围进一步扩大，相应的，也避免了两个机械臂132之间存在探伤死角，提高探伤效率。由于机械臂132均位于最远端时的间距增加，所以检测装置100的整体长度可以进一步缩小，提高了设备结构紧凑性的同时，也提高了检测装置100移动的灵活性。

所述检测装置100上还设有用于容纳精确检测装置130的腔体140，该腔体140开设在检测装置100的两侧，升降装置131设置在腔体140内，丝杠1311套装在腔体140的侧面，并在腔体140中沿着竖直方向延伸，当支撑平台1313下降至最低点，且机械臂132回收时，机械臂132可以完全藏在腔体140内。所述腔体140的开口设置有卷帘150，所述卷帘150可以为通过链条或齿条驱动的电动卷帘150，也可以为通过手动开启、关闭的卷帘150，当所述检测装置100进行快速车底扫查时，卷帘150可以关闭，当需要进行精确检测时，可以开启卷帘150，使机械臂132可以正常运作。

在本申请的机械臂132末端设置有双目图像采集装置133，所述双目图像采集装置133包括一对二维相机1331，在二维相机1331之间还设置有一补光元件1332和一投影元件1333，两个所述二维相机1331的光轴相交，用于分别从不同的角度采集目标区域的二维图像。补光元件1332和投影元件1333被触发时，分别触发二维相机1331，当补光元件1332和二维相机1331一同触发时，双目图像采集装置133采集得到一组平面图像；当投影元件1333和二维相机1331一同触发时，双目图像采集装置133采集得到一组结构光图像，结构光图像通过三维算法处理后可以得到三维图像。

利用精确检测装置130对快速扫查模块未能检测的部件进行逐一定点图像拍摄确认，能够保障被检部件的全面性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动式库内列车车底检测平台，包括搭载在导轨(200)上的检测装置(100)，其特征在于，所述检测装置(100)的底部设置有行走装置(110)，所述行走装置(110)包括有行走轮(111)，所述行走轮(111)的轮廓与导轨(200)上表面的轮廓配合，所述检测装置(100)上还设置有快速检测装置(120)和精确检测装置(130)。

2.根据权利要求1所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述快速检测装置(120)设置于所述检测装置(100)的上表面，包括线阵相机(121)和激光投射装置(122)，所述激光投射装置(122)用于投射线阵结构光，所述线阵相机(121)用于采集目标区域的线阵结构光投影图像。

3.根据权利要求1所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述精确检测装置(130)设置在快速检测装置(120)的至少一侧，所述精确检测装置(130)包括升降装置(131)和设置在升降装置(131)上的机械臂(132)，所述机械臂(132)上设置有双目图像采集装置(133)。

4.根据权利要求3所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述双目图像采集装置(133)包括一对二维相机(1331)，在二维相机(1331)之间还设置有一补光元件(1332)和一投影元件(1333)。

5.根据权利要求3所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述升降装置(131)包括垂直于所述导轨(200)所在平面设置的一对丝杠(1311)，所述丝杠(1311)连接有驱动装置(112)，所述丝杠(1311)上套装有滑块(1312)，所述滑块(1312)上搭载有支撑平台(1313)，所述支撑平台(1313)上搭载有所述机械臂(132)。

6.根据权利要求5所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述支撑平台(1313)上设置有平行于所述导轨(200)所在平面的滑轨(1314)，所述机械臂(132)搭载在所述滑轨(1314)上。

7.根据权利要求1所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述检测装置(100)底部对称设置有四个行走装置(110)，每一所述行走装置(110)包括两个行走轮(111)。

8.根据权利要求7所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述行走装置(110)还包括驱动装置(112)和连接在驱动装置(112)输出轴上的减速传动轮组(113)，所述减速传动轮组(113)与行走轮(111)转轴上设置的从动轮(114)相互配合。

9.根据权利要求8所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述驱动装置(112)连接有编码器(115)。

10.根据权利要求1所述的一种移动式库内列车车底检测平台，其特征在于，所述检测装置(100)上设有用于容纳精确检测装置(130)的腔体(140)，所述腔体(140)的开口设置有卷帘(150)。

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