CN112857841A - 一种转向架的视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种转向架的视觉检测系统，包括：安装框架；机械臂，安装于所述安装框架，所述机械臂至少在一个直线方向能够沿所述安装框架移动；图像采集装置，固定于所述机械臂的开放端，所述图像采集装置能够随着所述机械臂调整角度和姿态，以到达转向架的检测位置，采集检测位置处的紧固件图像。本申请实施例解决了传统的转向架装配后防松标记检测基本依靠人工检查，检测效率低的技术问题。

Description

一种转向架的视觉检测系统

技术领域

本申请涉及转向架检测技术领域，具体地，涉及一种转向架的视觉检测系统。

背景技术

目前随着铁路车辆事业的快速发展，对铁路车辆尤其是转向架的要求越来越高，转向架直接决定了车辆运行的安全性和舒适性。转向架在运营过程中出现了部分紧固件松动、紧固件脱落，部件脱落的情况，直接影响行车安全。一部分原因就是出厂前或者检修后螺栓安装不到位。目前车辆制造商和路局检修后重新组装时基本是人工安装，人工施加扭矩、人工检查。所有环节全部人工控制，质量控制完全依靠员工责任心。目前转向架装配后防松标记检测基本依靠人工检查，人需要围绕转向架周边全部串行检查，关键是人检查后并没有影视存档。如果需要影视存档，人工还得需要重新串行拍照。

因此，传统的转向架装配后紧固件的防松标记检测基本依靠人工检查，检测效率低，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例提供了一种转向架的视觉检测系统，以解决传统的转向架装配后紧固件的防松标记检测基本依靠人工检查，检测效率低的技术问题。

本申请实施例提供了一种转向架的视觉检测系统，包括：

安装框架；

机械臂，安装于所述安装框架，所述机械臂至少在一个直线方向能够沿所述安装框架移动；

图像采集装置，固定于所述机械臂的开放端，所述图像采集装置能够随着所述机械臂调整角度和姿态，以到达转向架的检测位置，采集检测位置处的紧固件图像。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

机械臂安装于安装框架，机械臂与安装框架安装端至少在一个直线方向能够沿安装框架移动，即机械臂至少在一个直线方向移动。图像采集装置固定在机械臂的开放端，图像采集装置能够随着机械臂调整角度和姿态。这样，机械臂作为一个整体能够移动，机械臂自身又能进行复杂的动作，使得图像采集装置能够在转向架的工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。本申请实施例的转向架的视觉检测系统，能够实现紧固件图像的采集，采集效率较高，对人工的依赖较低，后续的检测提供了良好的基础；同时，能够对紧固件图像进行影视化存档作为永久质量追溯记录。

附图说明

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

图1为本申请实施例的转向架的视觉检测系统和转向架的位置示意图；

图2为本申请实施例的转向架的视觉检测系统的侧视图。

附图标记：

11上框架，111立柱，112纵向梁，113横向梁，12十字直线模组，

2机械臂，3图像采集装置，

4转向架。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

转向架自身具有很多紧固件，紧固件包括六角螺栓、六角螺母、管路接头等。转向架在运营过程中出现了部分紧固件松动、紧固件脱落的情况，直接影响行车安全。一部分原因就是出厂前或者检修后螺栓安装不到位。因此，出厂前或检修时对紧固件的检测就非常重要。为了便于对紧固件进行检测，在紧固件的安装位置处涂刷了防松标记，作为转向架的检测位置，不同颜色的防松标记对应不同的紧固件，如红色，白色等等。

实施例一

如图1和图2所示，本申请实施例的转向架的视觉检测系统，包括：

安装框架；

机械臂2，安装于所述安装框架，所述机械臂至少在一个直线方向能够沿所述安装框架移动；

图像采集装置3，固定于所述机械臂2的开放端，所述图像采集装置3能够随着所述机械臂调整角度和姿态，以到达转向架4的检测位置，采集检测位置处的紧固件图像。

本申请实施例的转向架的视觉检测系统，机械臂安装于安装框架，机械臂与安装框架安装端至少在一个直线方向能够沿安装框架移动，即机械臂至少在一个直线方向移动。图像采集装置固定在机械臂的开放端，图像采集装置能够随着机械臂调整角度和姿态。这样，机械臂作为一个整体能够移动，机械臂自身又能进行复杂的动作，使得图像采集装置能够在转向架的工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。本申请实施例的转向架的视觉检测系统，能够实现紧固件图像的采集，采集效率较高，对人工的依赖较低，后续的检测提供了良好的基础；同时，能够对紧固件图像进行影视化存档作为永久质量追溯记录。

实施中，如图1和图2所示，所述安装框架包括上框架11，所述上框架11包括立柱111；

所述机械臂包括侧方机械臂，所述侧方机械臂安装在所述立柱111处，且所述侧方机械臂能够沿所述立柱111的高度方向上下移动；

所述图像采集装置包括侧方图像采集装置，安装在所述侧方机械臂的开放端，且能够随着所述侧方机械臂调整角度和姿态。

侧方机械臂作为一个整体能够沿立柱的高度方向上下移动，即侧方机械臂能够在高度方向这个直线方向移动。侧方机械臂本身是机械臂，机械臂自身又能进行复杂的动作，使得侧方图像采集装置能够在转向架侧方的工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

实施中，如图1和图2所示，所述立柱111是多个，各个所述立柱111分两列相对设置；

每列所述立柱111的数量为奇数个且大于等于三个，每列所述立柱111的各个立柱等间隔设置；

所述侧方图像采集装置是两个，分别安装在两列立柱位于中间的立柱处。

两个侧方图像采集装置分别安装在两列立柱位于中间的立柱处，能够对转向架的两侧进行图像采集。侧方图像采集装置安装在每列立柱位于中间的立柱处，这样，侧方机械臂能够两侧的方向伸出及调整，从而能够对转向架的单侧的整个工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

作为一个可选的方式，所述立柱是多个，各个所述立柱分两列相对设置；

每列立柱间隔安装有多个侧方图像采集装置。

这样，侧方图像采集装置能够对转向架的两侧进行图像采集。每列立柱间隔安装有多个侧方图像采集装置，能够对转向架的单侧的整个工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

实施中，如图1和图2所示，所述上框架还包括：

两个纵向梁112，两个所述纵向梁112分别固定在两列立柱111的顶端；

横向梁113，所述横向梁113的两端分别与两个所述纵向梁112安装，且所述横向梁113能够沿所述纵向梁112的长度方向移动；

所述机械臂还包括上方机械臂，所述上方机械臂安装在所述横向梁处，且所述上方机械臂能够沿所述横向梁的长度方向移动；

所述图像采集装置还包括上方图像采集装置，安装在所述上方机械臂的开放端，且能够随着所述上方机械臂调整角度和姿态。

这样，上方图像采集装置能够对转向架的上方的整个工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。在横向梁移动到纵向梁的两端时，上方图像采集装置还能够对转向架的前侧和后侧的工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

实施中，如图1和图2所示，所述安装框架还包括包括：

十字直线模组12，包括纵向导轨和横向导轨，所述横向导轨安装于所述纵向导轨之上，所述横向导轨能够沿所述纵向导轨的长度方向移动；其中，所述十字模块用于固定在地坑内，位于转向架下方；

所述机械臂还包括下方机械臂，安装在所述横向导轨之上，所述下方机械臂能够沿所述横向导轨的长度方向移动；

所述图像采集装置包括下方图像采集装置，安装在所述下方机械臂的开放端，且能够随着所述下方机械臂调整角度和姿态。

这样，下方图像采集装置能够对转向架的下方的整个工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

侧方图像采集装置，上方图像采集装置和下方图像采集装置共同配合，能够实现对转向架的上方，下方，两侧，前侧和后侧的工作面的各个检测位置进行紧固件图像的采集。

实施中，所述图像采集装置是相机。

以上，实现了对转向架的各个检测位置进行紧固件图像的采集。在采集紧固件图像的基础上，还要对紧固件是否松动进行判断。实施中，视觉检测系统，还包括：

视觉检测模块，与所述图像采集装置连接；

其中，所述视觉检测模块用于对所述图像采集装置采集的图像进行分析对检测位置的防松标记进行识别以识别出紧固件的类型，还用于根据紧固件的类别，判断检测位置处的紧固件是否松动。

这样，视觉检测系统能够在转向架转配完成后，对转向架的检测位置处采集图像，对图像的紧固件进行自动视觉识别和检测，起到判断紧固件是否松动的作用。

实施中，视觉检测系统还包括：

驱动系统，与所述机械臂连接，驱动所述机械臂移动。

驱动系统驱动机械臂进行移动，使得机械臂能够作为一个整体移动。

具体的，所述纵向导轨和所述横向导轨是端面为矩形框的铝型材；

所述立柱，所述纵向梁和所述横向梁是端面为矩形框的铝型材。

这样，安装框架的十字直线模组的结构简单，坚固，便于安装。

在需要使用本申请实施例的视觉检测系统对转向架进行检测时，包括如下步骤：

首先，被检测的转向架放置于轨道上；

之后，十字直线模组固定在轨道的两条轨条之间的地坑内；

然后，上框架横跨在转向架的上方，上框架的两列立柱分别位于转向架的两侧；

此时，视觉检测系统启动，上框架和十字直线模组带动机械臂和图像采集装置从转向架的前方或后方开始分段对转向架各工作面进行检测，图像采集装置在机械臂的带动下到达检测位置，对当前的单个紧固件进行图像采集。如果检测到紧固件松动后，立即提供报警信息，等待处理。如果检测紧固件不松动，则直接检测下一个紧固件。该视觉检测系统对紧固件的检测准确率可达95％以上；直至将转向架所有工作面都检测完毕。

具体的，视觉检测系统还包括软件客户端，实现了紧固件检测的实时图像的采集，并对采集的图像中的紧固件进行序号标记及松动检测，将检测结果与标记后图片通过数据库存储到后端服务器上，以便于后期数据的调取及查询。数据库操作均通过后端进行处理，前端不进行逻辑展示软件客户端为了满足易于扩展并且兼容windows要求，采用C#语言的技术进行研发，采用MVVM框架。后端算法通过Halcon进行编写与C#进行集成混编。

具体的，机械臂功能，具备先进的碰撞检测功能，具备拖动示教和轨迹学习功能；图形化界面，具备离线编程和仿真；实现360度调整角度和姿态的调整。

具体的，视觉检测模块是视觉检测系统中的主要分析数据模块，通过前端的图像采集装置采集紧固件的图片，后端视觉检测模块通过算法分析紧固件是否松动。

本申请实施例的视觉检测系统，具有良好的可操作性和灵活性，提供高效的检测效率，能够覆盖转向架的所有待检测位置的防松标记。

本申请实施例的视觉检测系统用于对转向架装配完成后检测位置的防松标记全部进行检测和识别并影视化存档作为永久质量追溯记录。本申请实施例的视觉检测系统设计美观、布局紧凑、方案合理，能够大大提高检测质量和效率。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种转向架的视觉检测系统，特征在于，包括：

安装框架；

机械臂，安装于所述安装框架，所述机械臂至少在一个直线方向能够沿所述安装框架移动；

图像采集装置，固定于所述机械臂的开放端，所述图像采集装置能够随着所述机械臂调整角度和姿态，以到达转向架的检测位置，采集检测位置处的紧固件图像。

2.根据权利要求1所述的视觉检测系统，其特征在于，所述安装框架包括上框架，所述上框架包括立柱；

所述机械臂包括侧方机械臂，所述侧方机械臂安装在所述立柱处，且所述侧方机械臂能够沿所述立柱的高度方向上下移动；

所述图像采集装置包括侧方图像采集装置，安装在所述侧方机械臂的开放端，且能够随着所述侧方机械臂调整角度和姿态。

3.根据权利要求2所述的视觉检测系统，其特征在于，所述立柱是多个，各个所述立柱分两列相对设置；

每列所述立柱的数量为奇数个且大于等于三个，每列所述立柱的各个立柱等间隔设置；

所述侧方图像采集装置是两个，分别安装在每列立柱位于中间的立柱处。

4.根据权利要求2所述的视觉检测系统，其特征在于，各个所述立柱分两列相对设置；

每列立柱间隔安装有多个侧方图像采集装置。

5.根据权利要求3或4所述的视觉检测系统，其特征在于，所述上框架还包括：

两个纵向梁，两个所述纵向梁分别固定在两列立柱的顶端；

横向梁，所述横向梁的两端分别与两个所述纵向梁安装，且所述横向梁能够沿所述纵向梁的长度方向移动；

所述机械臂还包括上方机械臂，所述上方机械臂安装在所述横向梁处，且所述上方机械臂能够沿所述横向梁的长度方向移动；

所述图像采集装置还包括上方图像采集装置，安装在所述上方机械臂的开放端，且能够随着所述上方机械臂调整角度和姿态。

6.根据权利要求5所述的视觉检测系统，其特征在于，所述安装框架还包括：

十字直线模组，包括纵向导轨和横向导轨，所述横向导轨安装于所述纵向导轨之上，所述横向导轨能够沿所述纵向导轨的长度方向移动；其中，所述十字模块用于固定在地坑内，位于转向架下方；

所述机械臂还包括下方机械臂，安装在所述横向导轨之上，所述下方机械臂能够沿所述横向导轨的长度方向移动；

所述图像采集装置包括下方图像采集装置，安装在所述下方机械臂的开放端，且能够随着所述下方机械臂调整角度和姿态。

7.根据权利要求6所述的视觉检测系统，其特征在于，所述图像采集装置是相机。

8.根据权利要求7所述的视觉检测系统，其特征在于，还包括：

视觉检测模块，与所述图像采集装置连接；

其中，所述视觉检测模块用于对所述图像采集装置采集的图像进行分析对检测位置的防松标记进行识别以识别出紧固件的类型，还用于根据紧固件的类别，判断检测位置处的紧固件是否松动。

9.根据权利要求8所述的视觉检测系统，其特征在于，还包括：

驱动系统，与所述机械臂连接，驱动所述机械臂移动。

10.根据权利要求9所述的视觉检测系统，其特征在于，所述纵向导轨和所述横向导轨是端面为矩形框的铝型材；

所述立柱，所述纵向梁和所述横向梁是端面为矩形框的铝型材。

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