CN111351793A - 一种列车车轴表面缺陷的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车车轴表面缺陷的检测系统，包括控制装置和拍摄处理装置，所述控制装置和拍摄处理装置连接，所述控制装置用于控制所述拍摄处理装置对行驶来的列车的车轴表面进行检测，还包括设置于在列车的行进方向上的位于所述拍摄处理装置的上游的清洁装置，所述清洁装置与所述控制装置连接，所述控制装置还用于在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启所述清洁装置对所述列车车轴表面进行清洗，达到去除车轴上的污渍，从而提高视觉检测组件的检测准确性。

Description

一种列车车轴表面缺陷的检测系统

技术领域

本发明涉及列车车轴损伤无损检测领域，具体涉及一种列车车轴表面缺陷的检测系统。

背景技术

车轮和车轴组成了轮对装置，而轮对是车辆走行部分中最重要的部分之一。列车运行高速、重载的特点使得列车在运行过程中车轴可能会受到飞溅的杂物造成的损伤，损伤的程度会影响到列车是否能够继续安全运行。

现有技术中，有利用超声波对空心车轴进行无损检测，检测灵敏度高，结果准确，仅需要从一面操作即可，但超声波检测只能在列车在检修期间由有经验的人员用相关检测机器谨慎操作，且一般所需费用较高，只适用于定期检修中使用，不能做到列车的进站立检。此外，现有技术中还设置有视觉检测装置，但是，现有的视觉检测装置常常由于车轴表面粘有污渍，导致检测误差，因此，如何解决现有的视觉检测装置车轴表面粘有污渍导致的检测误差已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种列车车轴表面缺陷的检测系统，用以解决现有的视觉检测装置车轴表面粘有污渍导致的检测误差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车车轴表面缺陷的检测系统，包括控制装置和拍摄处理装置，控制装置和拍摄处理装置连接，控制装置用于控制拍摄处理装置对行驶来的列车的车轴表面进行检测，还包括设置于在列车的行进方向上的位于拍摄处理装置的上游的清洁装置，清洁装置与控制装置连接，控制装置还用于在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启清洁装置对列车车轴表面进行清洗。

优选的，清洁装置包括设置在拍摄处理装置上游的清洗干燥装置和设置在清洗干燥装置的上游的第一接近传感器，清洗干燥装置和第一接近开关均与控制装置连接，第一接近传感器用于实时监测铁轨上是否有列车驶向清洗干燥装置，并当检测到铁轨上有列车驶向清洗干燥装置时发送第一电信号给控制装置，控制装置还用于接收并根据第一电信号开启清洗干燥装置对驶来的列车的车轴表面进行清洗干燥。

优选的，清洗干燥装置包括设置在第一接近传感器与拍摄处理装置之间的冲水清洗设备和设置在冲水清洁设备与拍摄处理装置之间的吹风干燥设备，冲水清洗设备与吹风干燥设备均与控制装置连接，控制装置用于接收并根据第一电信号开启冲水清洗设备清洗驶来的列车的车轴表面，并开启吹风干燥设备干燥驶来的列车的车轴表面。

优选的，拍摄处理装置包括设置在吹风干燥设备下游的第二接近传感器以及设置在第二接近传感器下游的工业CCD相机，第二接近传感器和工业CCD相机均与控制装置连接，第二接近传感器用于实时监测铁轨上是否有列车驶向工业CCD相机，并当检测到铁轨上有列车驶向工业CCD相机时发送第二电信号给控制装置，控制装置还用于接收并根据第二电信号开启工业CCD相机拍摄驶来的列车的车轴表面图像。

优选的，拍摄处理装置包括N个工业CCD相机，N为等于或大于2的整数，N个工业CCD相机均与控制装置相连接，N个工业CCD相机均设置在两条铁轨的中间位置，且沿车辆行驶方向以车轴周长N分之一长度等间隔设置。

还包括设置在工业CCD相机旁的补光组件，补光组件与控制装置连接，控制装置还用于接收并根据第二电信号开启补光组件为工业CCD相机拍摄车轴表面图像补光。

优选的，还包括数据处理组件，数据处理组件与工业CCD相机连接，工业CCD相机还用于将拍摄的列车的车轴表面图像发送至数据处理组件中存储。

优选的，控制装置包括第一控制器，第一控制器与第一接近传感器、冲水清洗设备以及清洗干燥装置连接，用于接收并根据第一电信号开启冲水清洗设备清洗驶来的列车的车轴表面，并开启吹风干燥设备干燥驶来的列车的车轴表面。

优选的，控制装置还包括第二控制器，第二控制器与第二接近传感器、工业CCD相机以及补光组件连接，用于接收并根据第二电信号开启工业CCD相机拍摄驶来的列车的车轴表面图像，并开启补光组件为工业CCD相机拍摄车轴表面图像补光。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明中的列车车轴表面缺陷的检测系统，通过设置清洁装置，在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启所述清洁装置对所述列车车轴表面进行清洗，达到去除车轴上的污渍，从而提高视觉检测组件的检测准确性。

2、在优选方案中，本发明中通过本表面缺陷检测装置通过第二传感器感知列车经过来控制工业CCD相机拍摄车轴表面获得表面图像，与超声波检测相比，不需要专门的人工现场操作，也不会耗费大量的资金，更是能在列车每次进站的时候都做到拍摄检测，节省了人力物力财力，虽然不能像超声波检测那样做到精准探伤、高成本、高频次的特点可以使得它作为超声波探伤的辅助装置使用，提高了列车运行的安全性，不需人工专门现场操作，实用性强，一次装配完成即可一直使用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中优选实施例的列车车轴表面缺陷的检测系统的布局图；

图2为本发明中优选实施例的列车车轴表面缺陷的检测系统的工作示意图；

图3为本发明中优选实施例的列车车轴表面缺陷的检测系统的结构简图。

图中标注：

1、第一接近传感器；2、第一控制器；3、冲水清洗设备；4、吹风干燥设备；5、第二接近传感器；6、第二控制器；7、补光组件；8、工业CCD相机；9、数据处理组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一：

如图3所示，本发明公开了一种列车车轴表面缺陷的检测系统，包括控制装置和拍摄处理装置，控制装置和拍摄处理装置连接，控制装置用于控制拍摄处理装置对行驶来的列车的车轴表面进行检测，还包括设置于在列车的行进方向上的位于拍摄处理装置的上游的清洁装置，清洁装置与控制装置连接，控制装置还用于在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启清洁装置对列车车轴表面进行清洗。

本发明中的列车车轴表面缺陷的检测系统，通过设置清洁装置，在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启清洁装置对列车车轴表面进行清洗，达到去除车轴上的污渍，从而提高视觉检测组件的检测准确性。

实施例二：

实施例二是实施例一的优选实施例，其与实施例一的不同之处在于，对列车车轴表面缺陷的检测系统的结构和功能进行了拓展：

如图1和图2所示，本实施中的列车车轴表面缺陷的检测系统用于车站内车轴表面缺陷检测中，在本实施例中，清洁装置包括设置在两条铁轨之间且位于拍摄处理装置的上游的清洗干燥装置和设置在清洗干燥装置的上游、卡在铁轨侧面且对着铁轨的第一接近传感器1，清洗干燥装置包括设置在第一接近传感器1与拍摄处理装置之间、且对着列车车轴的冲水清洗设备3和设置在冲水清洁设备与拍摄处理装置之间、且对着列车车轴的冲水清洗设备3的吹风干燥设备4，冲水清洗设备3与吹风干燥设备4均与控制装置连接，第一接近传感器1用于实时监测铁轨上是否有列车驶向清洗干燥装置，并当检测到铁轨上有列车驶向清洗干燥装置时发送第一电信号给控制装置，控制装置用于接收并根据第一电信号控制冲水清洗设备3进入工作状态，以清洗驶来的列车的车轴表面，并控制吹风干燥设备4进入工作状态，以干燥驶来的列车的被清洗过的车轴表面。

在本实施例中，拍摄处理装置包括设置在吹风干燥设备4下游、卡在铁轨侧面且对着铁轨的第二接近传感器5以及设置在第二接近传感器5下游、且设置在两条铁轨之间的工业CCD相机8，第二接近传感器5和工业CCD相机8均与控制装置连接，第二接近传感器5用于实时监测铁轨上是否有列车驶向工业CCD相机8，并当检测到铁轨上有列车驶向工业CCD相机8时发送第二电信号给控制装置，控制装置还用于接收并根据第二电信号控制工业CCD相机8进入工作状态，拍摄驶来的列车的车轴表面图像。

在本实施例中，检测系统包括4个工业CCD相机8，4个工业CCD相机8均与控制装置连接，4个工业CCD相机8均设置两条铁轨的中间位置，且沿车辆行驶方向以车轴周长四分之一距离等间隔设置。在本实施例中，每个工业CCD相机8旁的均设置补光组件7，补光组件7与控制装置连接，控制装置还用于在接收并根据第二电信号控制补光组件7进入工作状态，以为工业CCD相机8拍摄车轴表面图像补光。在本实施例中，补光组件7为LED补光灯。

在本实施例中，检测系统还包括数据处理组件9，数据处理组件9与工业CCD相机8连接，工业CCD相机8还用于将拍摄的列车的车轴表面图像发送至数据处理组件9中存储。在本实施例中数据处理组件9为计算机，其设置于适合操作的地方，用于接收工业CCD相机8拍摄所得图像以及相关人员操作，数据处理组件9还用于根据车轴表面图像判断车轴表面是否有损伤，数据处理组件9内搭建有训练好的检测车轴表面损伤的神经网络模型，神经网络模型以车轴表面检测图为输入量，以车轴表面检测图的损伤检测结果为输出，损伤检测结果指的是车轴表面检测图是否有损伤，以及若有损伤，还包括损伤的位置和类型。神经网络模型的训练集是从历史数据中获取的多张车轴表面图，多张车轴表面图包括多张各种车轴损伤的车轴表面图以及各种无损伤的车轴表面图。多张车轴表面图人工标注有损伤结果、损伤位置以及损伤类型，神经网络模型为RPN(regionproposalnetwork，区域生成网络)神经网络模型。

在本实施例中，控制装置包括第一控制器2和第二控制器6，第一控制器2设置在第一接近传感器1和冲水清洗设备3之间，并与第一接近传感器1、冲水清洗设备3以及清洗干燥装置连接，用于接收并根据第一电信号控制冲水清洗设备3进入工作状态，以清洗驶来的列车的车轴表面，并控制吹风干燥设备4进入工作状态，以干燥驶来的列车的被清洗过的车轴表面。第二控制器6设置在第二接近传感器5和工业CCD相机8之间，并与第二接近传感器5、工业CCD相机8以及补光组件7连接，用于接收并根据第二电信号控制工业CCD相机8进入工作状态，拍摄驶来的列车的车轴表面图像，并控制补光组件7进入工作状态，以为工业CCD相机8拍摄车轴表面图像补光。

综上可知，本发明中的列车车轴表面缺陷的检测系统，通过设置清洁装置，在控制拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，控制清洁装置对列车车轴表面进行清洗，达到去除车轴上的污渍，从而提高视觉检测组件的检测准确性。

在优选方案中，本发明中通过本表面缺陷检测装置通过第二传感器感知列车经过来控制工业CCD相机8拍摄车轴表面获得表面图像，与超声波检测相比，不需要专门的人工现场操作，也不会耗费大量的资金，更是能在列车每次进站的时候都做到拍摄检测，节省了人力物力财力，虽然不能像超声波检测那样做到精准探伤，高成本、高频次的特点可以使得它作为超声波探伤的辅助装置使用，提高了列车运行的安全性，不需人工专门现场操作，实用性强，一次装配完成即可一直使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种列车车轴表面缺陷的检测系统，包括控制装置和拍摄处理装置，所述控制装置和拍摄处理装置连接，所述控制装置用于控制所述拍摄处理装置对行驶来的列车的车轴表面进行检测，其特征在于，还包括设置于在列车的行进方向上的位于所述拍摄处理装置的上游的清洁装置，所述清洁装置与所述控制装置连接，所述控制装置还用于在开启拍摄处理装置对行驶来的列车车轴进行检测前，开启所述清洁装置对所述列车车轴表面进行清洗。

2.根据权利要求1所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述清洁装置包括设置在所述拍摄处理装置的上游的清洗干燥装置和设置在所述清洗干燥装置的上游的第一接近传感器，所述清洗干燥装置和第一接近开关均与所述控制装置连接，所述第一接近传感器用于实时监测所述铁轨上是否有列车驶向清洗干燥装置，并当检测到所述铁轨上有列车驶向清洗干燥装置时发送第一电信号给所述控制装置，所述控制装置还用于接收并根据所述第一电信号开启所述清洗干燥装置对驶来的列车的车轴表面进行清洗干燥。

3.根据权利要求2所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述清洗干燥装置包括设置在第一接近传感器与拍摄处理装置之间的冲水清洗设备和设置在所述冲水清洁设备与拍摄处理装置之间的吹风干燥设备，所述冲水清洗设备与吹风干燥设备均与所述控制装置连接，所述控制装置用于接收并根据所述第一电信号开启所述冲水清洗设备清洗驶来的列车的车轴表面，并开启所述吹风干燥设备干燥驶来的列车的车轴表面。

4.根据权利要求3所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述拍摄处理装置包括设置在所述吹风干燥设备下游的第二接近传感器以及设置在第二接近传感器下游的工业CCD相机，所述第二接近传感器和工业CCD相机均与所述控制装置连接，所述第二接近传感器用于实时监测所述铁轨上是否有列车驶向工业CCD相机，并当检测到所述铁轨上有列车驶向工业CCD相机时发送第二电信号给所述控制装置，所述控制装置还用于接收并根据所述第二电信号开启所述工业CCD相机拍摄驶来的列车的车轴表面图像。

5.根据权利要求4所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述拍摄处理装置包括N个工业CCD相机，N为等于或大于2的整数，所述N个工业CCD相机均与所述控制装置相连接，所述N个工业CCD相机均设置在两条铁轨的中间位置，且沿所述车辆行驶方向以车轴周长N分之一长度等间隔设置。

6.根据权利要求5所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，还包括设置在所述工业CCD相机旁的补光组件，所述补光组件与所述控制装置连接，所述控制装置还用于接收并根据所述第二电信号开启所述补光组件为所述工业CCD相机拍摄车轴表面图像补光。

7.根据权利要求6所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，还包括数据处理组件，所述数据处理组件与所述工业CCD相机连接，所述工业CCD相机还用于将拍摄的列车的车轴表面图像发送至所述数据处理组件中存储。

8.根据权利要求7所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述控制装置包括第一控制器，所述第一控制器与所述第一接近传感器、冲水清洗设备以及清洗干燥装置连接，用于接收并根据所述第一电信号开启所述冲水清洗设备清洗驶来的列车的车轴表面，并开启所述吹风干燥设备干燥驶来的列车的车轴表面。

9.根据权利要求8所述的列车车轴表面缺陷的检测系统，其特征在于，所述控制装置还包括第二控制器，所述第二控制器与所述第二接近传感器、工业CCD相机以及补光组件连接，用于接收并根据所述第二电信号开启所述工业CCD相机拍摄驶来的列车的车轴表面图像，并开启补光组件为所述工业CCD相机拍摄车轴表面图像补光。

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