CN112697795A - 轮对探伤设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种探伤设备和方法，涉及铁路货车技术领域。轮对探伤设备利用紫外线照射装置对附有磁粉的待测轮对进行照射，利用驱动轮对带动待测轮对转动，然后采集待测轮对每次转动后的局部轮面图像，进而得到待测轮对的轮面图像，效率高，且能够得到完整的轮面图像；此外，基于待测轮对的轮面图像可进而提取出轮面图像的磁痕特征，减少了人力成本，且能够避免探伤人员专业素质对数据准确性产生的影响。

Description

轮对探伤设备和方法

技术领域

本发明涉及铁路货车技术领域，特别是涉及一种铁路货车轮对探伤设备和方法。

背景技术

铁路车辆轮对或轮轴表面缺陷的检测可采用荧光磁粉探伤，工件表面所形成的磁痕在紫外线灯的照射下能够发出荧光(黄绿)色。

通常，工件表面形成的磁痕后，是通过探伤人员通过眼睛和自身业务水平、素质来辨别轮对的磁痕情况，由人工测量磁痕尺寸以及文字描述磁痕形态，人力成本高，且测量和记录的信息不够准确。

发明内容

基于此，有必要提供一种轮对探伤设备和方法，以解决人工辨别磁痕情况所导致的数据正确性低，且人力成本高的问题。

一种轮对探伤设备，所述设备包括：

驱动轮对，与待测轮对传动连接，所述待测轮对的轮面附有磁粉；

紫外线照射装置，用于照射所述待测轮对局部的轮面；

伺服装置，用于驱动所述驱动轮对转动预设角度，以带动所述待测轮对转动；

轮面拍摄装置，用于采集所述待测轮对每次转动后的局部轮面图像；

轮面图像处理装置，与所述轮面拍摄装置连接，用于处理各所述局部轮面图像得到所述待测轮对的轮面图像，并提取所述轮面图像的磁痕特征。

在一个实施例中，所述设备还包括：

轴心检测装置，用于检测轴心高度，所述轴心高度为所述待测轮对的车轴的轴端中心高度；

处理器，与所述轴心检测装置连接，用于：

根据预设标定信息和所述轴心高度计算得到待测轮对直径，并根据驱动轮对直径和所述待测轮对直径计算所述预设角度。

在一个实施例中，所述轴心检测装置包括：

光电开关，用于在所述待测轮对到达检测位置时发出感测信号，所述检测位置为所述待测轮对与所述驱动轮对处于传动连接状态时，所述待测轮对的位置；

轴端拍摄装置，用于根据所述感测信号采集所述车轴的轴端图像；

轴端图像处理装置，分别与所述轴端拍摄装置和所述处理器连接，用于处理所述轴端图像得到所述轴心高度，以传输至所述处理器。在一个实施例中，所述设备还包括：

磁化装置，包括：磁极及与所述磁极配套设置的线圈，所述磁极的几何中心与所述车轴的轴端中心位于同一竖直平面；

控制器，分别与所述磁化装置和所述轴心检测装置连接，用于

控制所述磁极沿竖直方向移动,并

控制所述磁极沿所述车轴的轴端方向移动以与所述车轴的轴端贴合，并控制所述线圈得电以对所述待测轮对进行磁化。

在一个实施例中，所述设备还包括：

调节装置，分别与所述轴心检测装置和所述轮面拍摄装置连接，用于根据所述轴心高度和所述预设标定信息调节所述轮面拍摄装置的工作参数和/或所述轮面拍摄装置与所述待测轮对的间距。

在一个实施例中，所述车轴的轴端印刻有车轴信息，

所述轴端图像处理装置还用于根据所述轴端图像提取所述车轴信息；

所述设备还包括：

记录生成装置，分别与所述轴端图像处理装置和所述轮面图像处理装置连接，用于根据所述车轴信息和所述磁痕特征生成记录表。

在一个实施例中，所述轴端拍摄装置包括：

相机，与所述光电开关连接，所述相机响应于所述感测信号采集多张所述轴端图像；

环形补强灯，环围所述相机且与所述相机连接，所述环形补强灯包括多组阵列光源，各组所述阵列光源分别用于对所述相机进行补光；

所述轴端图像处理装置还用于根据多张所述轴端图像提取所述车轴信息。

一种轮对探伤方法，应用于轮对探伤设备，所述方法包括：驱动驱动轮对转动预设角度以带动待测轮对转动，同时采集所述待测轮对每次转动后的局部轮面图像，其中所述待测轮对的轮面附有磁粉；

处理各所述局部轮面图像得到所述待测轮对的轮面图像，并提取所述轮面图像的磁痕特征。

在一个实施例中，所述驱动所述驱动轮对转动预设角度前，所述方法还包括：

获取轴心高度，所述轴心高度为所述待测轮对的车轴的轴端中心高度；

根据预设标定信息和所述轴心高度计算得到待测轮对直径；

根据驱动轮对直径和所述待测轮对直径计算所述预设角度。

在一个实施例中，所述获取轴心高度包括：

在所述待测轮对到达检测位置时，采集所述车轴的轴端图像，所述检测位置为所述待测轮对与所述驱动轮对处于传动连接状态时，所述待测轮对的位置；

处理所述轴端图像得到所述轴心高度。

在一个实施例中，所述驱动所述驱动轮对转动预设角度之前，所述方法还包括：根据所述轴心高度控制磁极沿竖直方向移动，并

控制所述磁极沿所述车轴的轴端方向移动以与所述车轴的轴端贴合，并控制线圈得电以对所述待测轮对进行磁化。

在一个实施例中，所述采集所述车轴的轴端图像之后，所述方法还包括：

根据所述轴端图像提取所述车轴信息；

根据所述车轴信息和所述磁痕特征生成记录表。

上述轮对探伤设备利用紫外线照射装置对附有磁粉的待测轮对进行照射，利用驱动轮对带动待测轮对转动，然后采集待测轮对每次转动后的局部轮面图像，进而得到待测轮对的轮面图像，效率高，且能够得到完整的轮面图像；此外，基于待测轮对的轮面图像可进而提取出轮面图像的磁痕特征，减少了人力成本，且能够避免探伤人员专业素质对数据准确性产生的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一实施例的轮对探伤设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例的轮对探伤设备的结构框图；

图3为本发明一实施例的轴心检测装置的结构框图；

图4为本发明另一实施例的轮对探伤设备的结构框图；

图5为本发明另一实施例的轮对探伤设备的结构框图；

图6为本发明一实施例的轴端拍摄装置的正面结构示意图；

图7为本发明一实施例的轴端拍摄装置的侧面结构示意图；

图8为本发明一实施例的轴端拍摄装置与待测轮对的相对位置示意图；

图9为本发明一实施例的轮对探伤方法的流程示意图；

图10为本发明一实施例的驱动驱动轮对转动预设角度前步骤的流程示意图；

图11为本发明一实施例的采集车轴的轴端图像之后步骤的流程示意图；

附图标记说明：

1驱动轮对；2紫外线照射装置；3伺服装置；4轮面拍摄装置；5待测轮对；201轴心检测装置；202处理器；301光电开关；302轴端拍摄装置；303轴端图像处理装置；401磁化装置；402控制器；6磁极；7线圈；8磁悬液槽；9车轴；10待测轮对伺服装置；11开合磁化线圈；12磁极移动气缸；13紫外辐射计；501调节装置；14安装架；15安装架移动气缸；16相机；17环形补强灯；18光源支架；19螺钉；20过渡板；21光源罩；22螺钉；23垫块；24操作面板；25主机框架；26柜门；27工业相机。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为本发明一实施例的轮对探伤设备的结构示意图，如图1所示，该轮对探伤设备包括：驱动轮对1、紫外线照射装置2、伺服装置3、轮面拍摄装置4和轮面图像处理装置(未示出)，其中，驱动轮对1与待测轮对5传动连接，待测轮对5的轮面附有磁粉；紫外线照射装置2用于照射待测轮对5局部的轮面；伺服装置3用于驱动驱动轮对1转动预设角度，以带动待测轮对5转动；轮面拍摄装置4用于采集待测轮对5每次转动后的局部轮面图像；轮面图像处理装置与轮面拍摄装置4连接，用于处理各局部轮面图像得到待测轮对5的轮面图像，并提取轮面图像的磁痕特征。

可以理解，在轮面上附有磁粉的情况下，若轮面存在缺陷，在紫外线的照射下轮面会显现出明显的磁痕。紫外线照射装置2和轮面拍摄装置4可各包括4组，用于分别对待测轮对中的两个车轮进行照射和拍摄，其中每个车轮各布置有2组，每组分别设置在轮面两侧，从而以不同角度采集轮面图像，避免出现局部拍摄不到的情况。在进行轮对探伤时，将紫外线照射装置2设置在能够照射到轮面的位置，其中，紫外线照射装置2可只照射到局部轮面，同时在利用轮面拍摄装置4拍摄时，也重点拍摄有照射到紫外线的局部轮面。在一个实施例中，紫外线照射装置2和轮面拍摄装置4可组合在一起进行配合使用。为监测紫外线照射装置2提供的紫外线的强度，还可设置紫外辐射计13。

在对同一轮对轮面进行拍摄的过程中，保持紫外线照射装置2和轮面拍摄装置4的位置固定，利用驱动轮对1带动待测轮对转动，同时拍摄每次转动后的轮面图像，以得到多张在紫外线照射下的局部轮面图像，进而利用轮面图像处理装置以合成得到完整的轮面图像，并提取出轮面图像的磁痕特征。

具体的，驱动轮对1可置于待测轮对下方，并与待测轮对处于传动连接状态，利用伺服装置3驱动驱动轮对1转动预设角度，从而可带动待测轮对也转动一定角度。驱动轮对1转动的预设角度可由拍摄到的待测轮对的局部轮面占完整轮面的比例进行确定，使得每张局部轮面图像各对应了待测轮对上的一部分轮面，避免相邻两张局部轮面图像存在交叉的图像信息，从而减少信息冗余，降低了图像处理过程的复杂性。例如，若拍摄的局部轮面为完整轮面的十分之一，则利用伺服装置3驱动驱动轮转动预设角度，以带动待测轮对每次转动36°，采集到10组各对应待测轮对不同轮面部分的局部轮面图像。

其中，伺服装置3可包括电机，用于通过输出一定的脉冲数来控制驱动轮转动的角度。

本发明实施例通过利用紫外线照射装置对附有磁粉的待测轮对进行照射，利用驱动轮对带动待测轮对转动，然后采集待测轮对每次转动后的局部轮面图像，进而得到待测轮对的轮面图像，效率高，且能够得到完整的轮面图像；此外，基于待测轮对的轮面图像可进而提取出轮面图像的磁痕特征，减少了人力成本，且能够避免探伤人员专业素质对数据准确性产生的影响。

图2为本发明另一实施例中轮对探伤设备的结构框图，该轮对探伤设备还包括轴心检测装置201和处理器202。结合图1和图2所示，轴心检测装置201用于检测轴心高度，轴心高度为待测轮对的车轴9的轴端中心高度；处理器202与轴心检测装置201连接，用于根据预设标定信息和轴心高度计算得到待测轮对直径，并根据驱动轮对1直径和待测轮对直径计算预设角度。

通常，同一待测轮对中的两个车轮的磨耗相当，因此可在轮对的一侧设置轴心检测装置201，以检测车轴9的轴端中心高度。轴心检测装置201可具体包括例如位置传感器或激光扫描装置等能够检测轴端中心高度的设备，在此不做限定。

预设标定信息可包括标定高度和标定轮对直径，其中标定高度为标定轮对与驱动轮对1传动连接时，标定轮对的车轴9的轴端中心高度。可将标定轮对作为为参考轮对，具体的标定轮对可为待测轮对的原型轮对，其直径及其在同一情况下与驱动轮对1传动连接时的轴端中心高度已知，根据标定高度、标定轮对直径和轴心高度之间的数学关系即可计算出待测轮对直径，进而基于待测轮对和驱动轮对1的轮周的传动关系，在确定待测轮对的转动角度情况下，根据驱动轮对1直径和待测轮对直径即可计算预设角度。

本发明实施例通过轴心检测装置检测轴心高度，然后根据预设标定信息和轴心高度之间的数学关系即可计算出待测轮对直径，进而基于待测轮对和驱动轮对的轮周的传动关系，根据驱动轮对直径和待测轮对直径计算预设角度，以按照该预设角度控制驱动轮转动，实现了对待测轮对转动角度的控制，从而有助于进一步获取待测轮对的各局部轮面图像。

在一个实施例中，如图3所示，轴心检测装置201可包括光电开关301、轴端拍摄装置302和轴端图像处理装置303，光电开关301用于在待测轮对到达检测位置时发出感测信号，检测位置为待测轮对与驱动轮对1处于传动连接状态时，待测轮对的位置；轴端拍摄装置302用于根据感测信号采集车轴9的轴端图像；轴端图像处理装置303分别与轴端拍摄装置302和处理器202连接，用于处理轴端图像得到轴心高度，以传输至处理器202。

具体的，在轮对到达检测位置时，说明待测轮对与驱动轮对1处于传动连接状态，此时可开始图像采集进程，检测位置可具体为待测轮对与驱动轮对1的轮心连线与地面垂直时，该待测轮对的位置。其中，光电开关301被设置在使其发出的光线照射在驱动轮对1与待测轮对的接触点位置，从而在待测轮对沿着驱动轮对1轮面运动到检测位置时，光电开关301的光线被待测轮对遮挡，光电开关301发出感测信号至轴端拍摄装置302，以启动轴端拍摄装置302开始拍摄轴端图像。其中，可利用待测轮对伺服装置10驱动待测轮对运动。

待测轮对到达检测位置也可通过其他检测元件进行检测，在此不做限制，另外，待测轮对到达检测位置后，也可设置时间延迟，以待待检测轮对与驱动轮对1处于稳定的传动状态时再进行轴端图像的拍摄。

在一个实施例中，轴端拍摄装置302可固定于一标定位置，在该标定位置拍摄到的图像，其几何中心所对应的中心高度已知，然后根据轴端图像上车轴9中心位于图像中的位置与图像的几何中心的位置之间的距离，结合几何中心对应的中心高度则可计算出轴端图像上车轴9的中心高度，即轴心高度。

本发明实施例中的轴心检测装置可包括光电开关、轴端拍摄装置和轴端图像处理装置，利用光电开关检测待测轮对到达检测位置以启动轴端拍摄装置进行拍摄，以实现全自动的智能拍摄，省时省力，并且通过拍摄的轴端图像得到轴心高度，相比于人工检测轴心高度更加快速且得到的数据更加准确。

在一个实施例中，轮对探伤设备还可包括磁化装置401和控制器402，其中磁化装置401包括：磁极6及与磁极6配套设置的线圈7，磁化装置401可包括两组，分别设置在车轴9两侧的轴端位置。结合图1和图4所示。磁极6的几何中心与车轴9的轴端中心位于同一竖直平面；控制器402，分别与磁化装置401和轴心检测装置201连接，用于控制磁极6沿竖直方向移动，并控制磁极6沿车轴9的轴端方向移动以与车轴9的轴端贴合，并控制线圈7得电以对待测轮对进行磁化。

可以理解，要使轮面附上磁粉，需先对轮面进行磁化，然后喷洒磁粉以使磁粉在磁力作用下附着在车轮上。具体的，磁极6被设置在其几何中心与车轴9的轴端中心位于同一竖直平面的位置，如此控制器402可控制磁极6在竖直方向移动，以使磁极6到达其中心与轴端中心水平的位置，然后再控制磁极6在水平方向运动，以与车轴9的轴端贴合。具体的，控制器402可包括与磁极6连接的磁极移动气缸12，通过控制气缸的内部活塞的收缩，从而控制磁极6的运动。

其中，控制器402与轴心检测装置201连接，可根据轴心高度调整磁化装置401的位置，使得磁极6的中心与车轴9中心相对应，既防止了磁极6向车轴9贴合过程中偏移车轴9的轴端导致与列车其他部位碰撞，也避免在对车轴9施加电流进行磁化时因中心贴合不好，导致线圈7给电后时烧伤车轴9端面而使车轴报废，或致使车轴9表面的磁场不均匀，影响磁粉的附着。

其中，可利用磁悬液喷淋装置(未示出)对待测车轮的轮面喷洒磁粉，轮对探伤设备设有磁悬液槽8，用于蓄积磁粉。另外，轮对探伤设备可还包括开合磁化线圈11，设置在车轴9轴部，用于对车轴9的轴部进行磁化。

本发明实施例中的轮对探伤设备还包括有磁化装置和控制器，用于对车轴进行磁化，以附着磁粉。其中，将磁极设置在其几何中心与车轴的轴端中心位于同一竖直平面的位置，从而仅需利用控制器控制磁极在竖直方向上移动，进而再控制向车轴的轴端方向移动以与车轴的轴端贴合,以实现磁化，方法简单，易于实现，且根据轴心高度控制磁极在竖直方向上移动，可使得磁极中心与轴端中心相对应，使得磁粉附着更均匀，且安全性高。

在一个实施例中，如图5所示，轮对探伤设备还可包括调节装置501，该调节装置501分别与轴心检测装置201和轮面拍摄装置4连接，用于根据轴心高度和预设标定信息调节轮面拍摄装置4的工作参数和/或轮面拍摄装置4与待测轮对的间距。

具体的，调节装置501可与轴心检测装置201中的轴端图像处理装置303连接，用于获取轴心高度，预设标定信息可包括标定高度，可以理解，轮面拍摄装置4的工作参数和初始位置是按照标定轮对作为参考轮对的标准进行设置的，通过对比轴心高度和标定高度，从而相应调整轮面拍摄装置4的工作参数，例如景深、光圈等，和/或调整轮面拍摄装置4与待测轮对的间距，从而调整成像范围和拍摄的图像的清晰度。

其中，调节装置501可包括安装架14和安装架移动气缸15，其中，轮面拍摄装置4设置在安装架14上，通过控制安装架移动气缸15即可上下调整轮面拍摄装置4的高度，从而调整轮面拍摄装置4与待测轮对的间距，以调整成像范围和拍摄的图像的清晰度,从而获取高质量的局部轮面图像，使得获得的磁痕特征更加精确清晰。

安装架14上还可设置有工业相机27，用于拍摄现场环境图像。

本发明实施例中的轮对探伤设备包括调节装置，该调节装置分别与轴心检测装置和轮面拍摄装置连接，用于根据轴心高度和预设标定信息调节轮面拍摄装置的工作参数和/或轮面拍摄装置与待测轮对的间距，从而提高局部轮面图像的拍摄质量。

在一个实施例中，车轴9的轴端印刻有车轴信息，轴端图像处理装置303还用于根据轴端图像提取车轴信息；轮对探伤设备还包括记录生成装置(未示出)，分别与轴端图像处理装置303和轮面图像处理装置连接，用于根据车轴信息和磁痕特征生成记录表。

具体的，车轴信息可包括车轴熔炼号、车轴编号、轴型、生产厂代码、首次压装时间等信息，根据轴端图像提取车轴信息并结合磁痕特征生成记录表，便于查看，且相比于通过探伤人员观察和手工填写，在保证了轮对信息的准确的同时，还减轻了探伤人员的体力劳动，也避免了人为因素的影响。

本发明实施例通过获取车轴信息，从而生成车轴信息和磁痕特征的记录表，便于工作人员筛选出具有缺陷的轮对，避免了人工记录的主观影响，且减轻了探伤人员的体力劳动。

在一个实施例中，轴端拍摄装置302可包括相机16和环形补强灯17，如图6-7所示，其中，相机16与光电开关301连接，相机16响应于感测信号采集多张轴端图像；环形补强灯17，环围相机16且与相机16连接，环形补强灯17包括多组阵列光源，各组阵列光源分别用于对相机16进行补光；轴端图像处理装置303还用于根据多张轴端图像提取车轴信息。

具体的，环形补强灯17可分为4组阵列光源，以4个区域频闪曝光，从而以多个角度凸显轴端信息的字印，其中，每组阵列光源拍4张照片，从而合成1张高清图像进行识别，保证识别信息的准确性。

其中，相机16和环形补强灯17设置在光源支架18上，环形补强灯17通过螺钉19固定在光源支架18上，相机16与光源支架18之间设置有过渡板20，光源罩21通过螺钉22固定在光源支架18上，以避免光线照射到轮面上，对采集磁痕图像产生影响，螺钉22与光源支架18之间设有垫块23。

相机16和环形补强灯17可设置车轴9一端，如图8所示。其中相机16可固定于一标定位置，该位置能够拍摄到清晰的轴端图像，以获取到准确的车轴信息，且在该标定位置拍摄到的图像，其几何中心所对应的中心高度已知，然后根据轴端图像上车轴9中心位于图像中的位置与图像的几何中心的位置之间的距离，结合几何中心对应的中心高度则可计算出轴端图像上车轴的中心高度，即轴心高度。

本发明实施例中的轴端拍摄装置包括相机和环形补强灯，其中环形补强灯包括多组阵列光源,以分区域对相机进行补光，从而拍摄得到多个角度补光下的轴端图像，以获取准确的车轴信息。

在一个实施例中，轮对探伤设备可设置有操作面板24，以控制各装置的启停。该操作面板24可设置在操作室内，操作室内包括主机框架25和柜门26。

图9为本发明一实施例的轮对探伤方法的流程示意图，该方法包括步骤S910至步骤S911。

步骤S910，驱动驱动轮对转动预设角度以带动待测轮对转动，同时采集待测轮对每次转动后的局部轮面图像，其中待测轮对的轮面附有磁粉。

可以理解，在轮面上附有磁粉的情况下，若轮面存在缺陷，在紫外线的照射下轮面会显现出明显的磁痕。在对同一轮对轮面进行拍摄的过程中，保持拍摄的位置固定，利用驱动轮对带动待测轮对转动，同时拍摄每次转动后的轮面图像，以得到多张在紫外线照射下的局部轮面图像。

具体的，驱动轮对可置于待测轮对下方，并与待测轮对处于传动连接状态，利用伺服装置驱动驱动轮对转动预设角度，从而可带动待测轮对也转动一定角度。驱动轮对转动的预设角度可由拍摄到的待测轮对的局部轮面占完整轮面的比例进行确定，使得每张局部轮面图像各对应了待测轮对上的一部分轮面，避免相邻两张局部轮面图像存在交叉的图像信息，从而减少信息冗余，降低了图像处理过程的复杂性。

步骤S911，处理各局部轮面图像得到待测轮对的轮面图像，并提取轮面图像的磁痕特征。

其中，在获取多张在紫外线照射下的局部轮面图像后，可进而进行图像处理以合成得到完整的轮面图像，并提取出轮面图像的磁痕特征。

本发明实施例通过利用驱动轮对带动待测轮对转动，然后采集待测轮对每次转动后的局部轮面图像，进而得到待测轮对的轮面图像，效率高，且能够得到完整的轮面图像；此外，基于待测轮对的轮面图像可进而提取出轮面图像的磁痕特征，减少了人力成本，且能够避免探伤人员专业素质对数据准确性产生的影响。

图10为驱动驱动轮对转动预设角度前步骤的流程示意图，包括步骤S101至步骤S103。

步骤S101,获取轴心高度，轴心高度为待测轮对的车轴的轴端中心高度。

通常，同一待测轮对中的两个车轮的磨耗相当，因此可检测车轴一端的轴端中心高度。

步骤S102，根据预设标定信息和轴心高度计算得到待测轮对直径。

预设标定信息可包括标定高度和标定轮对直径，其中标定高度为标定轮对与驱动轮对传动连接时，标定轮对的车轴的轴端中心高度。

步骤S103，根据驱动轮对1直径和待测轮对直径计算预设角度。

可将将标定轮对作为为参考轮对，具体的标定轮对可为待测轮对的原型轮对，其直径及其在同一情况下与驱动轮对传动连接时的轴端中心高度已知，根据标定高度、标定轮对直径和轴心高度之间的数学关系即可计算出待测轮对直径，进而基于待测轮对和驱动轮对的轮周的传动关系，在确定待测轮对的转动角度情况下，根据驱动轮对直径和待测轮对直径即可计算预设角度。

本发明实施例通过检测轴心高度，然后根据预设标定信息和轴心高度之间的数学关系即可计算出待测轮对直径，进而基于待测轮对和驱动轮对的轮周的传动关系，根据驱动轮对直径和待测轮对直径计算预设角度，以按照该预设角度控制驱动轮转动，实现了对待测轮对转动角度的控制，从而有助于进一步获取待测轮对的各局部轮面图像。

在一个实施例中，驱动驱动轮对转动预设角度之前，轮对探伤方法还包括根据轴心高度控制磁极沿竖直方向移动，以及控制磁极沿车轴的轴端方向移动以与车轴的轴端贴合，并控制线圈7得电以对待测轮对进行磁化。

可以理解，要使轮面附上磁粉，需先对轮面进行磁化，然后喷洒磁粉以使磁粉在磁力作用下附着在车轮上。具体的，磁极被设置在其几何中心与车轴的轴端中心位于同一竖直平面的位置，如此可根据轴心高度控制磁极先在竖直方向移动，以使磁极到达其中心与轴端中心水平的位置，然后再控制磁极在水平方向运动，以与车轴的轴端贴合。

本发明实施例通过将磁极设置在其几何中心与车轴的轴端中心位于同一竖直平面的位置，从而仅需控制磁极在竖直方向上移动，进而再控制向车轴的轴端方向移动以与车轴的轴端贴合,以实现磁化，方法简单，易于实现，且根据轴心高度控制磁极在竖直方向上移动，可使得磁极中心与轴端中心相对应，使得磁粉附着更均匀，且安全性高。

图11为采集车轴的轴端图像之后步骤的流程示意图，包括步骤S111至步骤S112。

步骤S111，根据轴端图像提取车轴信息；

步骤S112，根据车轴信息和磁痕特征生成记录表。

具体的，车轴的轴端印刻有车轴信息，在获取轴端图像之后可进而提取车轴信息,然后根据车轴信息和磁痕特征生成记录表。

车轴信息可包括车轴熔炼号、车轴编号、轴型、生产厂代码、首次压装时间等信息，根据轴端图像提取车轴信息并结合磁痕特征生成记录表，便于查看，且相比于通过探伤人员观察和手工填写，在保证了轮对信息的准确的同时，还减轻了探伤人员的体力劳动，也避免了人为因素的影响。

本发明实施例通过获取车轴信息，从而生成车轴信息和磁痕特征的记录表，便于工作人员筛选出具有缺陷的轮对，避免了人工记录的主观影响，且减轻了探伤人员的体力劳动。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种轮对探伤设备，其特征在于，所述设备包括：

驱动轮对，与待测轮对传动连接，所述待测轮对的轮面附有磁粉；

紫外线照射装置，用于照射所述待测轮对局部的轮面；

伺服装置，用于驱动所述驱动轮对转动预设角度，以带动所述待测轮对转动；

轮面拍摄装置，用于采集所述待测轮对每次转动后的局部轮面图像；

轮面图像处理装置，与所述轮面拍摄装置连接，用于处理各所述局部轮面图像得到所述待测轮对的轮面图像，并提取所述轮面图像的磁痕特征。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

轴心检测装置，用于检测轴心高度，所述轴心高度为所述待测轮对的车轴的轴端中心高度；

处理器，与所述轴心检测装置连接，用于：

根据预设标定信息和所述轴心高度计算得到待测轮对直径，并根据驱动轮对直径和所述待测轮对直径计算所述预设角度。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述轴心检测装置包括：

光电开关，用于在所述待测轮对到达检测位置时发出感测信号，所述检测位置为所述待测轮对与所述驱动轮对处于传动连接状态时，所述待测轮对的位置；

轴端拍摄装置，用于根据所述感测信号采集所述车轴的轴端图像；

轴端图像处理装置，分别与所述轴端拍摄装置和所述处理器连接，用于处理所述轴端图像得到所述轴心高度，以传输至所述处理器。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

磁化装置，包括：磁极及与所述磁极配套设置的线圈，所述磁极的几何中心与所述车轴的轴端中心位于同一竖直平面；

控制器，分别与所述磁化装置和所述轴心检测装置连接，用于控制所述磁极沿竖直方向移动，并控制所述磁极沿所述车轴的轴端方向移动以与所述车轴的轴端贴合，并控制所述线圈得电以对所述待测轮对进行磁化。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

调节装置，分别与所述轴心检测装置和所述轮面拍摄装置连接，用于根据所述轴心高度和所述预设标定信息调节所述轮面拍摄装置的工作参数和/或所述轮面拍摄装置与所述待测轮对的间距。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述车轴的轴端印刻有车轴信息，

所述轴端图像处理装置还用于根据所述轴端图像提取所述车轴信息；

所述设备还包括：

记录生成装置，分别与所述轴端图像处理装置和所述轮面图像处理装置连接，用于根据所述车轴信息和所述磁痕特征生成记录表。

7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，

所述轴端拍摄装置包括：

相机，与所述光电开关连接，所述相机响应于所述感测信号采集多张所述轴端图像；

环形补强灯，环围所述相机且与所述相机连接，所述环形补强灯包括多组阵列光源，各组所述阵列光源分别用于对所述相机进行补光；

所述轴端图像处理装置还用于根据多张所述轴端图像提取所述车轴信息。

8.一种轮对探伤方法，其特征在于，应用于轮对探伤设备，所述方法包括：

驱动驱动轮对转动预设角度以带动待测轮对转动，同时采集所述待测轮对每次转动后的局部轮面图像，其中所述待测轮对的轮面附有磁粉；

处理各所述局部轮面图像得到所述待测轮对的轮面图像，并提取所述轮面图像的磁痕特征。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述驱动所述驱动轮对转动预设角度前，所述方法还包括：

获取轴心高度，所述轴心高度为所述待测轮对的车轴的轴端中心高度；

根据预设标定信息和所述轴心高度计算得到待测轮对直径；

根据驱动轮对直径和所述待测轮对直径计算所述预设角度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取轴心高度包括：

在所述待测轮对到达检测位置时，采集所述车轴的轴端图像，所述检测位置为所述待测轮对与所述驱动轮对处于传动连接状态时，所述待测轮对的位置；

处理所述轴端图像得到所述轴心高度。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述驱动所述驱动轮对转动预设角度之前，所述方法还包括：

根据所述轴心高度控制磁极沿竖直方向移动；

控制所述磁极沿所述车轴的轴端方向移动以与所述车轴的轴端贴合，并控制线圈得电以对所述待测轮对进行磁化。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述采集所述车轴的轴端图像之后，所述方法还包括：

根据所述轴端图像提取所述车轴信息；

根据所述车轴信息和所述磁痕特征生成记录表。

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