CN111458338A - 一种综合平台定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种综合平台定位系统，在探伤检测过程中可以对车底的位置进行标定，在进行复检或进行精确探伤检测时，可以根据标定位置快速驱动至指定位置，使得检测装置实现变速移动，提高检测效率的同时，保证了重要部件的精确探伤检测的准确度。

Description

一种综合平台定位系统

技术领域

本发明涉及列车车底自动化检测设备领域，特别涉及一种综合平台定位系统。

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、轮对待检测部件等有很多组，都需要一一识别并精确检测，因此，往往需要检测装置对各个待检测部件进行逐一的探伤检测。现有的装置为了保证对部件精确定位，检测装置往往用相对较慢的速度在车底移动，才能够避免检测装置及时停车，避免检测装置位置偏移无法有效进行图像采集。但是，这样也造成了检测装置检测以缓慢速度移动，相邻待检测部件之间的行程耗时太长，降低了检测效率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种综合平台定位系统，在探伤检测过程中可以对车底的位置进行标定，在进行复检或进行精确探伤检测时，可以根据标定位置快速驱动至指定位置，使得检测装置实现变速移动，提高检测效率的同时，保证了重要部件的精确探伤检测的准确度。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是有鉴于此，本申请提供一种综合平台定位系统，包括设置于导轨上的检测装置，所述检测装置底部设置有行走组件；

所述行走组件包括用于驱动行走轮的驱动装置，和连接所述驱动装置的编码器；

电连接所述编码器的第一传感器，用于通过第一设定距离范围内正上方反射的信号触发编码器，使所述编码器标定得到起始位置；

电连接所述编码器的第二传感器，用于通过第二设定距离范围内正上方反射的信号触发编码器，使所述编码器标定得到测定位置；

所述驱动装置用于根据起始位置和测定位置驱动所述行走轮。

优选的，所述行走组件包括行走轮，所述行走轮连接所述驱动装置；安装所述行走轮的支架上铰接有一安装板，所述安装板上远离所述支架的一侧安装有辅助轮，所述安装板上设置有弹性装置，所述弹性装置另一端安装在所述支架上，所述弹性装置用于使辅助轮始终具有向下运动的趋势。

优选的，所述编码器与所述辅助轮同轴连接。

优选的，所述弹性装置包括弹簧，所述弹簧套装在定位轴外，所述弹簧的底部抵接所述定位轴；所述弹簧的顶部抵接有挡板，所述挡板上设置有长孔，所述定位轴可活动的穿过所述长孔。

优选的，所述第一传感器沿检测装置移动方向设置在检测装置的两端，所述第一设定距离不小于第一传感器与列车一端的最小距离。

优选的，所述第二传感器沿检测装置移动方向设置在检测装置的两端，用于通过第二设定距离范围内正上方核心部件反射的信号触发编码器。

优选的，设所述第二传感器的第二设定距离范围的值为a，核心部件最高点到所述第二传感器之间最小距离为b，核心部件最低点到第二传感器之间最小距离为c，a、b、c满足如下关系：

c<a<b。

优选的，所述第三传感器设置在检测装置左右两侧，用于接收标定板反射信号触发编码器，编码器用于计算两次标定板之间的测定距离。

优选的，所述标定板沿着所述导轨每隔一定标准距离设置。

本申请与现有技术相比，其详细说明如下：

本申请公开了一种综合平台定位系统，该定位系统可以使得检测装置在车底移动探伤检测过程中，通过第一传感器的传感信号标定起始位置，结合第二传感器对部分部件的传感信号标定出该部件的测定位置，检测装置在移动过程中位于任意位置时，都可以当前位置相对于起始位置的距离和测定位置相对于起始位置的距离得到需要复检或精确检测的准确位置，并驱动行走轮快速运动至指定位置，通过此系统可以使得检测装置标定得到每一需要精细检测的部件的具体位置，并通过这些位置快速驱动至目标位，提高了移动效率的同时，也可以避免检测装置运动不到位或超过了待检测部件，导致无法有效探伤检查的问题。

由于车底情况复杂，导轨上可能存在油污导致打滑，且一般检测装置底部至少设置有四个行走轮，运动过程中任意一个行走轮都可能空转或滑移，直接检测行走轮容易出现误差，行程计算不准确，本申请在运动过程中辅助轮受到弹性装置向下的作用力，辅助轮更不容易出现打滑的问题，此时计算辅助轮转动的圈数或角度，可以更加准确的计算得到实际行走距离，提高标定测定的精度。

附图说明

图1为本申请的系统结构示意图；

图2为图1中行走组件的结构示意图；

图3为设置有标定板的系统示意图；

图4为本申请的系统架构示意图。

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，一种综合平台定位系统，设置于搭载在导轨100上的检测装置200上，用于当检测装置200进行车底探伤扫查时，对检测装置200相对于待探伤扫查的列车的位置进行定位，使得检测装置200在进行精确探伤扫查时，位置定位更加精确，提高探伤扫查的精准度。

对本申请中前、后、左、右各方向定义如下：

当检测装置200搭载在导轨100且沿着导轨100移动时，检测装置200移动方向为前后方向，由于本申请中的检测装置200可以在导轨100上往返移动，因此，本申请不对前和后做进一步限定；

当检测装置200搭载在导轨100且沿着导轨100移动时，垂直于检测装置200移动方向的水平方向为左右方向。

所述检测装置200具体为底部设置有行走装置的小车。

当列车停放在检修库内时，检测装置200通过行走装置驱动，运行至列车底部进行位置标定和图像采集。通过标定，检测装置200可以先进行快速的扫查，再对重要部件进行重点筛查，或在快速扫查中检测重要部件中是否存在异常部件，再对异常部件进行重点筛查。由于重要部件已经标定完成，检测装置200可以快速行走到标定位置，无需匀速、缓慢的探测定位，提高了检测效率。具体的：

所述行走装置包括连接有驱动装置212的行走轮211，所述行走轮211用于搭载在导轨100上，在驱动装置212的作用下带动检测装置200沿着导轨100移动。所述行走轮211的支架上214铰接有一安装板215，该安装板215可以绕着其铰接点摆动，在所述安装板215远离铰接点的一侧上安装有一辅助轮216，所述安装板215远离于所述铰接点一侧还连接有弹性装置，所述弹性装置的另一端安装在支架上214，所述弹性装置用于使辅助轮216始终具有向下运动的趋势，使得当检测装置200的行走轮211搭载在导轨100上时，辅助轮216也搭载在导轨100上且始终和所述导轨100贴合。

因此，当行走装置驱动检测装置200行走时，辅助轮216也在导轨100上同时转动，由于辅助轮216受到弹性装置向下的作用力，辅助轮216更不容易出现打滑的问题，此时计算辅助轮216转动的圈数或角度，可以更加准确，避免了行走装置在轨道上受到油污影响因为打滑导致计算不准确的问题。

所述弹性装置包括弹簧217，所述弹簧217套装在定位轴218外，所述弹簧217的底部抵接所述定位轴218；所述弹簧217的顶部抵接有挡板219，所述挡板219上设置有长孔，所述定位轴218可活动的穿过所述长孔。弹簧217保持压缩状态，因此弹簧217对安装板215始终施加向下的力，在行走时，即使导轨100略有起伏，辅助轮216也可以始终贴合在导轨100上。当弹簧217压缩状态发生变化时，定位轴218在长孔内移动，以保证结构的稳定性，定位轴218还可以使弹簧217保持形态稳定。

所述辅助轮216同轴设置有编码器213，所述编码器213通过计算辅助轮216的转数来计算辅助轮216行走的距离，由于辅助轮216的周长是可知的，因此，通过辅助轮216行走距离即可以计算每次标定时行走装置行走的距离。

在所述检测装置200的前端和后端，分别设置有第一传感器221，所述第一传感器221用于通过第一设定距离范围内反射的信号触发编码器213。具体的，当检测装置200一端的第一传感器221接收到正上方位于第一设定范围内物体的反射信号，如，第一设定距离范围值大于第一传感器221至列车一端底部的最小距离，意味着检测装置200的前端恰好行走到达列车的一端，并开始向列车车底下方行走时，第一传感器221触发编码器213，编码器213将该时刻的位置标定为起始位置。

在所述检测装置200的前端和后端，还分别设置有第二传感器222，第二传感器222用于通过第二设定距离范围内反射的信号触发编码器213，第二传感器222预设有第二设定距离范围，当第二传感器222上方有物体与第二传感器222的距离值位于该范围内，则第二传感器222可以被触发。在本申请中，设所述第二传感器222的第二设定距离范围为a，待检测的核心部件最高点到所述第二传感器222之间最小距离为b，待检测的核心部件最低点到第二传感器222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200上的第二传感器222恰好经过核心部件正下方时，核心部件与第二传感器222之间的距离位于第二传感器222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222触发编码器213，编码器213将该时刻的位置标定为测定位置。

第二传感器222的触发存在具体范围条件，因此可以避免第二传感器222被核心部件而外的车底部件触发。例如，当检测装置200要对车轴位置进行标定时，当检测装置200的第二传感器222恰好经过车轴下方，车轴水平方向的边缘与第二传感器222之间的距离在第二传感器222的检测距离范围内，此时第二传感器222接收车轴反射信号触发编码器213，编码器213标记该车轴位置。而车轴上方其他部件则不会触发第二传感器222，保证了对核心部件位置测定的有效性。

该测定位置和起始位置之间的差即为该核心部件与列车一端之间的相对距离。通过此系统，可以标定出车底各个需要进行标定的核心部件的具体位置，用于精确检测。

同样的，当检测装置200上恰好行走出列车底部时，最后一个第一传感器221恰好失去设定距离范围内反射的信号，编码器213对该位置进行标定得到终止位置。

通过终止位置、测定位置、起始位置计算可以得到检测装置200返程时每一核心部件与终止位置之间的距离，通过此，检测装置200可以快速行走到预设的距离对核心部件进行精确检测。此阶段的检测装置200行走速度是可变的，在核心部件之间的非相关行程内可以快速行走，对核心部件下的相关行程内可以精确定位，提高了精确探伤的效率。

所述检测装置200上还设置有第三传感器，所述第三传感器设置在检测装置200左右两侧，用于接收标定板300反射信号触发编码器213。所述标定板300沿着所述导轨100每隔一定标准距离设置。所述第三传感器用于检测起始标定位置到标定板300之间的测定距离，或检测两个标定板300之间的距离。由于标定板300间距固定且已知，检测装置200在导轨100上移动过程中经过标定板300时，第三传感器接收标定板300的反射信号触发编码器213，编码器213计算两次标定板300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213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213计算检测装置200行走的距离误差范围，进而保证检测装置200可以停在待检测核心部件正下方，实现精确的定位和检测。

对本申请的一种优选实施例，所述检测装置200上搭载有快速图像采集装置和精确检测装置。所述检测装置200上设置有快速检测装置和精确检测装置。具体的，所述快速检测装置设置于所述检测装置200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向列车底部投射线阵结构光，所述线阵相机用于采集列车底部的目标区域的线阵结构光投影图像。线阵相机采集得到的线阵结构光投影图像，通过线阵相机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。所述精确检测装置包括设置在机械臂上的双目图像采集装置。所述双目图像采集装置用于对车底局部部件进行图像采集。当此时，检测装置200可以先进行快速检测，同时标记每一核心部件的位置，当检测装置200返程时，再通过标记好的位置精确定位各个核心部件，进行准确有效的精确检查。

对本申请的其他实施例，还可以仅搭载单一的固定设置的双目图像采集装置，所述双目图像采集装置同样可以用于对车底进行图像采集，并在数据初步分析完成后再根据标定结果进行局部的复检，这些调整均可以借助编码器213和传感器的组合实现精确标定的方案；这是本领域技术人员在本申请公开的技术方案内可做的常规替换，因此不再一一列举说明。

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 (9)

1.一种综合平台定位系统，包括设置于导轨(100)上的检测装置(200)，所述检测装置(200)底部设置有行走组件(210)，其特征在于：

所述行走组件(210)包括用于驱动行走轮(211)的驱动装置(212)，和连接所述驱动装置(212)的编码器(213)；

电连接所述编码器(213)的第一传感器(221)，用于通过第一设定距离范围内正上方反射的信号触发编码器(213)，使所述编码器(213)标定得到起始位置；

电连接所述编码器(213)的第二传感器(222)，用于通过第二设定距离范围内正上方反射的信号触发编码器(213)，使所述编码器(213)标定得到测定位置；

所述驱动装置(212)用于根据起始位置和测定位置驱动所述行走轮(211)。

2.根据权利要求1所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述行走组件(210)包括行走轮(211)，所述行走轮(211)连接所述驱动装置(212)；安装所述行走轮(211)的支架上(214)铰接有一安装板(215)，所述安装板(215)上远离所述支架的一侧安装有辅助轮(216)，所述安装板(215)上设置有弹性装置，所述弹性装置另一端安装在所述支架上(214)，所述弹性装置用于使辅助轮(216)始终具有向下运动的趋势。

3.根据权利要求2所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述编码器(213)与所述辅助轮(216)同轴连接。

4.根据权利要求2所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述弹性装置包括弹簧(217)，所述弹簧(217)套装在定位轴(218)外，所述弹簧(217)的底部抵接所述定位轴(218)；所述弹簧(217)的顶部抵接有挡板(219)，所述挡板(219)上设置有长孔，所述定位轴(218)可活动的穿过所述长孔，所述弹簧(217)在定位轴(218)和挡板(219)之间保持压缩状态。

5.根据权利要求1所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述第一传感器(221)沿检测装置(200)移动方向设置在检测装置(200)的两端，所述第一设定距离不小于第一传感器(221)与列车一端的最小距离。

6.根据权利要求1所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述第二传感器(222)沿检测装置(200)移动方向设置在检测装置(200)的两端，用于通过第二设定距离范围内正上方核心部件反射的信号触发编码器(213)。

7.根据权利要求6所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，设所述第二传感器(222)的第二设定距离范围的值为a，核心部件最高点到所述第二传感器(222)之间最小距离为b，核心部件最低点到第二传感器(222)之间最小距离为c，a、b、c满足如下关系：

c<a<b。

8.根据权利要求1所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述第三传感器设置在检测装置(200)左右两侧，用于接收标定板(300)反射信号触发编码器(213)，编码器(213)用于计算两次标定板(300)之间的测定距离。

9.根据权利要求8所述的一种综合平台定位系统，其特征在于，所述标定板(300)沿着所述导轨(100)每隔一定标准距离设置。

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