CN114791365B - 一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统与检测方法，其检测系统包括定位托盘（100）、检测台（200）、抓取平台（300）、承载鞍抓取机构（400）、橡胶垫抓取机构（500）及托盘运输平台（600），所述的托盘运输平台（600）放置于大地，定位托盘（100）装载带有承载鞍（602）的橡胶垫（603）放置于托盘运输平台（600）的运输线上；其检测方法利用设置的传感器和相机相结合，实现承载鞍及橡胶垫的检测。本发明的系统可直接安装于铁路货车转向架承载鞍的车间，占地空间小；本发明的系统及方法可以实现运输、抓取、定位和检测四步一体，大大提升综合检测效率和检测质量。

Description

一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统与检测方法

技术领域

本发明涉及检测系统与检测方法，确切地说是一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统与检测方法。

背景技术

承载鞍作为铁路货车转向架的重要部件，安装在货车轮对滚动轴承和转向架侧架导框之间，承担货车轮对轴承座的作用。若承载鞍磨耗超过限度，将会严重影响列车运行速度、载重量和安全性，因此承载鞍磨耗检测是铁路货车检修工作中的重要检测项目之一。

目前，在各车辆段的段修车间中，承载鞍的磨耗检测工作仍然依靠工人使用传统测量器具如量规、塞尺和铁标量具等检测器具来完成。工人检测存在工作效率低、检测准确度偏低、劳动强度大、只能检测磨耗程度无法给出工件实际尺寸和无法实现检测数据的实时采集、存储、共享和查询等问题，无法适应当今高速发展的铁路系统。因此急需推进新技术更新改造和新产品研发，以适应行业的发展需求和我国智能制造发展的大趋势，特别是检测类智能设备与应用的开发，可有效提高检测效率、降低了人力成本占比同时提高了检测质量。

通过文献和行业调研，国内有多家公司从事铁路货车转向架承载鞍检测设备的研发，但在实用性、可靠性和可操作性方面均存在不足，难以全面推广应用。其中，CN111077167A公开了一种承载鞍检测系统，所发明承载鞍检测系统中的承载鞍检测台（200）使用基于视觉图像的检测方式，通过相机对承载鞍六个面进行拍照并运用视觉算法对承载鞍进行检测，虽然检测过程基本可以实现自动化，但存在如下缺点：（1）可靠性不高。因全程采用相机测量，承载鞍表面状态、周围环境因素对相机图像采集影响较大，不够稳定。（2）检测项目不够。无法对与承载鞍同组的橡胶垫进行检测。（3）设备体积较大，占地面积大。（4）设备造价昂贵。系统组成复杂，包括工业机器人和高精度相机，设备成本昂贵。（5）检测效率不够高。只能同时完成单个承载鞍的检测，且检测时间较长。（6）检测精度不稳定。因采用安装于工业机器人端部相机对承载鞍进行检测，其精度受到相机精度和机器人重复性精度影响。

基于承载鞍的检测规程和要求，研发智能化检测技术与装备，通过便捷的人机交互作业大大提升综合检测效率和检测质量非常重要。

发明内容

本发明提供一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统与检测方法，其解决的是现有检测系统或方法，占地空间大；难以实现运输、抓取、定位和检测四步一体，综合检测效率低和检测质量差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，包括定位托盘、检测台、抓取平台、承载鞍抓取机构、橡胶垫抓取机构及托盘运输平台，所述的托盘运输平台放置于大地，定位托盘装载带有承载鞍的橡胶垫放置于托盘运输平台的运输线上；运输线设有相连接的直线运输线、直角转弯运输线；检测台根据直角转弯运输线宽度在直角转弯运输线左右两侧对称放置，抓取平台设置在直线运输线和检测台上方；承载鞍抓取机构和橡胶垫抓取机构设置在抓取平台上；

所述的检测台设有第一检测部工具支架、第二检测部工具支架、第三检测部工具支架、第一相机、第二相机、第一点激光传感器、第二点激光传感器、第三点激光传感器、第一检测部丝杠模组、第二检测部丝杠模组、第三检测部丝杠模组及第一橡胶垫检测部相机支架；第一检测部丝杠模组设有第一上端丝杠模组、第一下端丝杠模组与第一检测部丝杠滑轨连接件；第一下端丝杠模组由螺栓连接安装于检测台安装板上，第一检测部丝杠滑轨连接件由螺栓连接安装于第一下端丝杠模组；第二检测部丝杠模组设有第二上端丝杠模组、第二下端丝杠模组及第二检测部丝杠滑轨连接件；第二检测部丝杠滑轨连接件由螺栓连接安装于第二下端丝杠模组和滑轨滑块模组，第二上端丝杠模组由螺栓连接安装于第二检测部丝杠滑轨连接件；第二下端丝杠模组和第二上端丝杠模组由第二检测部丝杠滑轨连接件通过螺栓连接；第一检测部工具支架安装于第一上端丝杠模组，第一相机和第一点激光传感器由螺钉固定于第一检测部工具支架；第二下端丝杠模组安装于丝杠模组安装底板，第二检测部工具支架安装于第二上端丝杠模组；第二点激光传感器安装于第二检测部工具支架；第三检测部丝杠模组安装于检测台安装板下，第三检测部工具支架安装于第三检测部丝杠模组上，第三点激光传感器安装于第三检测部工具支架；第一橡胶垫检测部相机支架安装于铝型材支架，第二相机安装于第一橡胶垫检测部相机支架；

所述的抓取平台设有抓取机构安装板，抓取机构安装板由螺栓连接安装在滑块和丝杠模组上，抓取机构安装板用于固定承载鞍抓取机构、橡胶垫抓取机构；第二橡胶垫检测部相机支架通过螺钉安装于抓取机构支架纵向上，第三相机通过螺钉安装于第二橡胶垫检测部相机支架；

所述的承载鞍抓取机构设有第二电动缸、抓取机构丝杠模组，第二电动缸实现抓取机构丝杠模组的升降；四杆抓取机构设有第二电磁吸盘，抓取机构丝杠模组驱动四杆抓取机构抓取；

所述的橡胶垫抓取机构设有第三电动缸，第三电动缸驱动橡胶垫抓取板升降，第三电磁吸盘由沉头螺栓安装于橡胶垫抓取板；

所述的托盘运输平台装载定位托盘，定位托盘上装载承载鞍、橡胶垫和固定吊架；直角转弯运输线放置于两直线运输线拐角处，限位装置安装底座放置于直角转弯运输线侧边，限位装置丝杠模组由螺钉安装于限位装置安装底座，夹爪气缸由沉头螺栓安装于限位装置丝杠模组的滑台上，托盘限位板螺栓连接安装于夹爪气缸中间，托盘夹爪由螺栓连接在夹爪气缸两侧。

本发明采用三坐标机器人和智能检测设备包括传感器和相机结合的总体方案，可直接安装于用户车间，占地空间小；可以实现运输、抓取、定位和检测四步一体。

上述检测数据与控制系统连接，可以通过控制系统实现检测数据自动储存、打印和无线传输， 同时，还可以利用控制系统对检测数据的信息化和检测结果进行智能化判断，便于承载鞍废品的更换、安装。

进一步的优选技术方案如下：

所述的检测台设有铝型材支架；铝型材支架的铝架连接件、铝架支撑件通过螺栓连接构成检测台的整体框架； 检测台安装板上和检测台安装板下安装于铝型材支架上；上下检测板支撑通过螺栓分别于检测台安装板和检测台安装板下连接。

所述的检测台还设有承载鞍定位块、承载鞍内部定位块、第一滑轨滑块模组、第一检测部丝杠滑轨连接件、电动缸安装板、第一电动缸、电动缸移动辅助件、底板移动辅助件；承载鞍定位块和承载鞍内部定位块安装于检测台安装板上；第一滑轨滑块模组安装于检测台安装板上；第一检测部丝杠模组连接安装于检测台安装板上；电动缸安装板安装于第一电动缸顶部，电动缸安装板将第一电动缸安装于检测台安装板下；电动缸移动辅助件穿过检测台安装板下中圆孔由沉头螺钉与丝杠模组安装底板连接，底板移动辅助件由沉头螺钉连接固定于检测台安装板下同时穿过丝杠模组安装底板四个角处的圆孔。

所述的抓取平台设有抓取机构支架横向和抓取机构支架纵向； 抓取机构支架横向和抓取机构支架纵向通过支架支撑件螺栓连接形成抓取平台框架；直线电机模组由螺栓连接安装于抓取机构支架横向，第二滑轨滑块模组由螺栓连接于滑轨垫板，滑轨垫板由沉头螺钉连接安装于抓取机构支架横向；电动缸固定件由螺栓连接安装于抓取机构安装板，抓取机构安装板用于固定承载鞍抓取机构、橡胶垫抓取机构的电动缸。

所述的承载鞍抓取机构设有第二电动缸连接件；第二电动缸通过沉头螺钉与第二电动缸连接件连接，四杆抓取机构安装板上通过螺纹孔安装于第二电动缸端部，第二电动缸辅助件由沉头螺钉安装于四杆抓取机构安装板上，四杆抓取机构安装板下通过螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板上，抓取机构丝杠模组由螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板下，连杆安装板由螺栓连接安装于抓取机构丝杠模组，抓取机构丝杠模组两滑台呈镜像安装，对称式向两侧移动；四杆抓取机构连杆一一端内部装有轴承安装于连杆安装板，另一端与四杆抓取机构连杆二连接，安装方式为过盈配合；四杆抓取机构连杆二三个轴承孔分别于四杆抓取机构连杆一、四杆抓取机构安装板下和四杆抓取机构底板，四杆抓取机构连杆三两个轴承孔分别安装于四杆抓取机构安装板下和四杆抓取机构底板，安装方式均为过盈配合；第二电磁吸盘通过沉头螺钉安装于四杆抓取机构底板。

所述的橡胶垫抓取机构设有第三电动缸连接件； 第三电动缸连接件由沉头螺钉安装于第三电动缸，第三电动缸辅助件由沉头螺钉连接安装于电动缸安装底板，电动缸安装底板中间有螺纹孔安装于电动缸端部；橡胶垫抓取板连接件由螺栓连接安装于电动缸安装底板，橡胶垫抓取板由螺栓连接安装于橡胶垫抓取板连接件，第三电磁吸盘由沉头螺栓安装于橡胶垫抓取板。

一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

（a）将带有橡胶垫的承载鞍和固定吊架放置到定位托盘上，定位托盘经直线运输线向检测台运输，运输过程中由检测台底部安装的橡胶垫检测部的第二相机对橡胶垫进行第一次拍照获取数据，当定位托盘运输到指定位置时直线运输线停止由托盘限位板顶住定位托盘使其停止到指定位置；

（b）待定位托盘停止后，橡胶垫抓取机构和承载鞍抓取机构配合向检测台放置承载鞍；在放置过程中，橡胶垫抓取机构静止不动，由分布在抓取平台两侧的橡胶垫检测部的第三相机对橡胶垫进行二次拍照获取数据；

（c）在承载鞍放置到检测台定位区域后，位于检测台第一检测部、第二检测部和第三检测部开始进行同时检测； 第一检测部设有第一相机，首先使用第一相机对承载鞍的鞍面拍照获取数据，拍照完成后第一检测部丝杠模组带动第一检测部工具支架进行设定轨迹运动，使固定于第一检测部工具支架上的第一点激光传感器获取针对承载鞍顶面的轨迹扫描数据，轨迹完成后第一检测部丝杠模组回到初始位置等待下次检测；第二检测部呈左右对称，分布在导框底面和导框挡边内侧，首先第二检测部丝杠模组带动第二检测部工具支架移动到固定于第二检测部工具支架中间位置的第二点激光传感器与承载鞍导框底面平齐，待到位后第二检测部丝杠模组开始进行轨迹运动使中间传感器完成对导框底面的轨迹扫描获取数据；导框底面数据获取完成后第二检测部丝杠模组带动第二检测部工具支架向承载鞍方向移动，使固定于支架两侧的第二点激光传感器与导框挡边平齐，然后对导框挡边进行轨迹扫描获取数据；第三检测部丝杠模组带动第三检测部工具支架进行前后移动，使固定于第三检测部工具支架上的第三点激光传感器对承载鞍的推力挡肩进行前后扫描获取数据；

（d）待检测完成后，承载鞍抓取机构将承载鞍抓起放回定位托盘，并抓取另一组承载鞍重复上述步骤进行检测；全部承载鞍检测完成后橡胶垫抓取机构将橡胶垫放回原位；

（e）待全部承载鞍和橡胶垫检测完成后，限位装置中的夹爪气缸收缩使托盘夹爪抓紧定位托盘，限位装置丝杠模组向后移动带动定位托盘向直角转弯运输线指定位置移动，待定位托盘移动到位后托盘夹爪放开并向后移动；定位托盘移动到直角转弯运输线指定位置时，运输线启动，带动托盘向直线运输线运动并移出承载鞍。

一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统的检测方法，所述的步骤(b)橡胶垫抓取机构和承载鞍抓取机构配合向检测台放置承载鞍，包括以下步骤：橡胶垫抓取机构和承载鞍抓取机构同时向左移动，橡胶垫抓取机构首先移动到定位托盘正上方，第三电动缸驱动电动缸安装底板、橡胶垫抓取板连接件和橡胶垫抓取板向下移动；待橡胶垫抓取板移动到指定位置时，第三电磁吸盘接触橡胶垫并通电产生吸力吸取橡胶垫；吸取完成后，第三电动缸驱动电动缸安装底板、橡胶垫抓取板连接件和橡胶垫抓取板向上移动回到初始位置。同时橡胶垫抓取机构和承载鞍抓取机构同时向右移动，使承载鞍抓取机构移动到定位托盘左边一组承载鞍正上方；到位后，首先抓取机构丝杠模组驱动其内部两滑台向外扩张，即通过滑台、连杆安装板、四杆抓取机构连杆一、四杆抓取机构连杆二和四杆抓取机构连杆三组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板向内收缩，待四杆抓取机构底板收缩到与承载鞍竖直方向对应后，第二电动缸驱动整体四杆机构向下运动，待四杆抓取机构底板移动到指定位置时，第二电磁吸盘接触承载鞍并通电产生吸力吸取承载鞍；吸取完成后，第二电动缸驱动整体四杆机构向上运动回到初始位置，归位后，抓取机构丝杠模组驱动其内部两滑台向内收缩，即通过滑台、连杆安装板、四杆抓取机构连杆一、四杆抓取机构连杆二和四杆抓取机构连杆三组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板向外扩张到，同时承载鞍抓取机构和橡胶垫抓取机构向右移动，待承载鞍抓取机构移动到与检测台上定位区域在同一直线，且四杆抓取机构底板吸取承载鞍扩张到定位区域上方时，第二电动缸驱动整体四杆机构向下移动将承载鞍放置到由承载鞍定位块和承载鞍内部定位块组成的定位区域，此时第二电磁吸盘断电，承载鞍放置定位完成；第二电动缸驱动整体四杆机构向上移动到初始位置。

附图说明

图1是本发明的检测系统立体图。

图2是图1中的检测台的立体图。

图3是图2的前视图。

图4是图2的右视图。

图5是本发明的抓取机构的立体图。

图6是图5中的承载鞍抓取组件的立体图。

图7是图5中橡胶垫抓取组件的立体图。

图8是本发明的定位托盘的立体图。

图9是本发明的托盘运输平台的立体图。

附图标记说明：

100－定位托盘；200－检测台；300－抓取平台；400－承载鞍抓取机构；500－橡胶垫抓取机构；600－托盘运输平台；

201－铝型材支架、202－铝架连接件、203－上下检测板支撑、204－铝架支撑件、205－承载鞍定位块、206－检测台安装板上、207－检测台安装板下、208－承载鞍内部定位块、209－第一检测部丝杠模组、209-1-第一上端丝杠模组、209-2-第一下端丝杠模组、210－第一滑轨滑块模组、211－第一检测部工具支架、212－第一检测部丝杠滑轨连接件、213－第一相机、214－第一点激光传感器、215－第二检测部丝杠模组、215-1-第二上端丝杠模组、215-2-第二下端丝杠模组、215-3-第二检测部丝杠滑轨连接件、216－第二检测部工具支架、217－丝杠模组安装底板、218－底板移动辅助件、219－第二点激光传感器、220－第一电动缸、221－电动缸移动辅助件、222－第三检测部丝杠模组、223－第三检测部工具支架、224－第三点激光传感器、225－第一橡胶垫检测部相机支架、226－第二相机、227－电动缸安装板；

301－直线电机模组、302－第二滑轨滑块模组、303－滑轨垫板、304－抓取机构支架横向、305－抓取机构支架纵向、306－支架支撑件、307－底座、308－第三相机、309－第二橡胶垫检测部相机支架、310－抓取机构安装板、311－电动缸固定件；

401－第二电动缸、402－第二电动缸辅助件、403－四杆抓取机构安装板上、404－四杆抓取机构安装板下、405－抓取机构丝杠模组、406－四杆抓取机构连杆一、407－四杆抓取机构连杆二、408－连杆固定支架、409－四杆抓取机构底板、410－第二电磁吸盘、411－连杆安装板、412－第二电动缸连接件、413-四杆抓取机构连杆三；

501－第三电动缸、502－第三电动缸辅助件、503－第三电动缸连接件、504－电动缸安装底板、505－橡胶垫抓取板连接件、506－橡胶垫抓取板、507－第三电磁吸盘；

602－承载鞍、603－橡胶垫、604－固定吊架、605－直线运输线、606－直角转弯运输线、607－限位装置丝杠模组、608－限位装置安装底座、609－夹爪气缸、610－托盘限位板、611－托盘夹爪。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1-9可知，一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，由定位托盘100、检测台200、抓取平台300、承载鞍抓取机构400、橡胶垫抓取机构500及托盘运输平台600组成；其中，托盘运输平台600放置于大地，定位托盘100装载带有橡胶垫603的承载鞍602放置于托盘运输平台600的运输线上；运输线设有相连接的直线运输线605、直角转弯运输线606；检测台200根据直角转弯运输线606宽度在直角转弯运输线606左右两侧对称放置，抓取平台300设置在直线运输线605和检测台200上方；承载鞍抓取机构400和橡胶垫抓取机构500设置在抓取平台300上。

抓取平台300设有抓取机构安装板310，承载鞍抓取机构400和橡胶垫抓取机构500设置在抓取机构安装板310上，两者分别使用紧固螺栓安装于抓取机构安装板310中间位置。

为节省空间，检测台200紧贴直角转弯运输线606两侧设置。

结合图1-4可知，检测台200的部件及设置如下：

铝型材支架201由铝架连接件202和铝架支撑件204通过螺栓连接构成检测台200的整体框架；检测台安装板上206和检测台安装板下207由螺栓安装于铝型材支架，上下检测板支撑203通过螺栓分别于检测台安装板上206和检测台安装板下207连接；承载鞍定位块205和承载鞍内部定位块208通过内六角沉头螺钉安装于检测台安装板上206；第一滑轨滑块模组210由螺栓连接安装于检测台安装板上206；

第一检测部丝杠模组209设有第一上端丝杠模组209-1、第一下端丝杠模组209-2与第一检测部丝杠滑轨连接件212；第一下端丝杠模组209-2由螺栓连接安装于检测台安装板上206，第一检测部丝杠滑轨连接件212由螺栓连接安装于第一下端丝杠模组209-2；第二检测部丝杠模组215设有第二上端丝杠模组215-1、第二下端丝杠模组215-2及第二检测部丝杠滑轨连接件215-3；第二检测部丝杠滑轨连接件215-3由螺栓连接安装于第二下端丝杠模组215-2和第一滑轨滑块模组210，第二上端丝杠模组215-1由螺栓连接安装于第二检测部丝杠滑轨连接件215-3；第二下端丝杠模组215-2和上端丝杠模组215-1由第二检测部丝杠滑轨连接件215-3通过螺栓连接；第一检测部工具支架211安装于第一上端丝杠模组209-1，第一相机213和第一点激光传感器214由螺钉固定于第一检测部工具支架211；第二下端丝杠模组215-2安装于丝杠模组安装底板217，第二检测部工具支架216安装于第二上端丝杠模组215-1；第二点激光传感器219通过螺钉安装于第二检测部工具支架216。第三检测部丝杠模组222由螺栓连接安装于检测台安装板下207，第三检测部工具支架223由螺栓固定于丝杠模组上，第三点激光传感器224通过螺钉安装于第三检测部工具支架223；第一橡胶垫检测部相机支架225由螺栓安装于铝型材支架，第二相机226由螺钉固定于第一橡胶垫检测部相机支架225。

电动缸安装板227由沉头螺钉安装于第一电动缸220顶部，电动缸安装板227由螺栓连接将第一电动缸220安装于检测台安装板下207；电动缸移动辅助件221穿过检测台安装板下207中圆孔由沉头螺钉与丝杠模组安装底板217连接，底板移动辅助件218由沉头螺钉连接固定于检测台安装板下207同时穿过丝杠模组安装底板217四个角处的圆孔。

结合图5-7可知，抓取平台300的部件及设置如下：

底座307由地脚螺栓固定在大地，抓取机构支架横向304和抓取机构支架纵向305通过支架支撑件306螺栓连接形成抓取平台框架；直线电机模组301由螺栓连接安装于抓取机构支架横向304，第二滑轨滑块模组302由螺栓连接于滑轨垫板303，滑轨垫板303由沉头螺钉连接安装于抓取机构支架横向304；抓取机构安装板310由螺栓连接安装在滑块和丝杠模组上，电动缸固定件311由螺栓连接安装于抓取机构安装板310，抓取机构安装板310用于固定两抓取机构的电动缸；第二橡胶垫检测部相机支架309通过螺钉安装于抓取机构支架纵向305上，第三相机308通过螺钉安装于第二橡胶垫检测部相机支架309。

承载鞍抓取机构400的部件及设置如下：

第二电动缸401通过沉头螺钉与第二电动缸连接件412连接，四杆抓取机构安装板上403通过螺纹孔安装于第二电动缸401端部，第二电动缸辅助件402由沉头螺钉安装于四杆抓取机构安装板上403，四杆抓取机构安装板下404通过螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板上403，抓取机构丝杠模组405由螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板下404，连杆安装板411由螺栓连接安装于抓取机构丝杠模组405，抓取机构丝杠模组405两滑台呈镜像安装，对称式向两侧移动；四杆抓取机构连杆一406一端内部装有轴承安装于连杆安装板411，安装方式为过盈配合；另一端与四杆抓取机构连杆二 407连接；四杆抓取机构连杆二 407的中部设有连杆固定支架408，连杆固定支架408的两端分别与四杆抓取机构连杆二 407连接；四杆抓取机构连杆二 407三个轴承孔分别于四杆抓取机构连杆一406、四杆抓取机构安装板下404和四杆抓取机构底板409，四杆抓取机构连杆三413两个轴承孔分别安装于四杆抓取机构安装板下404和四杆抓取机构底板409，安装方式均为过盈配合；第二电磁吸盘410通过沉头螺钉安装于四杆抓取机构底板409；

橡胶垫抓取机构500部件及设置如下：

第三电动缸连接件503由沉头螺钉安装于第三电动缸501，第三电动缸辅助件502由沉头螺钉连接安装于电动缸安装底板504，电动缸安装底板504中间有螺纹孔安装于电动缸端部；橡胶垫抓取板连接件505由螺栓连接安装于电动缸安装底板504，橡胶垫抓取板506由螺栓连接安装于橡胶垫抓取板连接件505，第三电磁吸盘507由沉头螺栓安装于橡胶垫抓取板506。

结合图8、图9可知，托盘运输平台600部件及设置如下：

定位托盘100上装载承载鞍602、橡胶垫603和固定吊架604；直线运输线605放置于大地，直角转弯运输线606放置于两直线运输线605拐角处，限位装置安装底座608放置于直角转弯运输线侧边，限位装置丝杠模组607由螺钉安装于限位装置安装底座608，夹爪气缸609由沉头螺栓安装于限位装置丝杠模组607的滑台上，托盘限位板610螺栓连接安装于夹爪气缸609中间，托盘夹爪611由螺栓连接在夹爪气缸609两侧。

基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统的检测方法，包括如下步骤：

（a）上料时，参见图9可知，将带有橡胶垫603的承载鞍602和固定吊架604放置到定位托盘100上，定位托盘100经直线运输线605向检测台200运输，运输过程中由检测台200底部安装的橡胶垫检测部的第二相机226对橡胶垫603进行第一次拍照获取数据，当定位托盘100运输到指定位置时直线运输线605停止由托盘限位板610顶住定位托盘100使其停止到指定位置。

（b）待定位托盘100停止后，橡胶垫抓取机构500和承载鞍抓取机构400同时向左移动，橡胶垫抓取机构500首先移动到定位托盘100正上方，第三电动缸501驱动电动缸安装底板504、橡胶垫抓取板连接件505和橡胶垫抓取板506向下移动；待橡胶垫抓取板506移动到指定位置时，第三电磁吸盘507接触橡胶垫603并通电产生吸力吸取橡胶垫603；吸取完成后，第三电动缸501驱动电动缸安装底板504、橡胶垫抓取板连接件505和橡胶垫抓取板506向上移动回到初始位置。同时橡胶垫抓取机构500和承载鞍抓取机构400同时向右移动，使承载鞍抓取机构400移动到定位托盘100左边一组承载鞍602正上方；到位后，首先抓取机构丝杠模组405驱动其内部两滑台向外扩张，即通过滑台、连杆安装板411、四杆抓取机构连杆一406、四杆抓取机构连杆二407和四杆抓取机构连杆三413组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板409向内收缩，待四杆抓取机构底板409收缩到与承载鞍竖直方向对应后，第二电动缸401驱动整体四杆机构向下运动，待四杆抓取机构底板409移动到指定位置时，第二电磁吸盘410接触承载鞍602并通电产生吸力吸取承载鞍602；吸取完成后，第二电动缸401驱动整体四杆机构向上运动回到初始位置，归位后，抓取机构丝杠模组405驱动其内部两滑台向内收缩，即通过滑台、连杆安装板411、四杆抓取机构连杆一406、四杆抓取机构连杆二407和四杆抓取机构连杆三413组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板409向外扩张到，同时承载鞍抓取机构400和橡胶垫抓取机构500向右移动，待承载鞍抓取机构400移动到与检测台200上定位区域在同一直线，且四杆抓取机构底板409吸取承载鞍扩张到定位区域上方时，第二电动缸401驱动整体四杆机构向下移动将承载鞍602放置到由承载鞍定位块205和承载鞍内部定位块208组成的定位区域，此时第二电磁吸盘410断电，承载鞍602放置定位完成；第二电动缸401驱动整体四杆机构向上移动到初始位置。在向检测台200放置承载鞍602过程中，橡胶垫抓取机构静止不动，由分布在抓取平台300两侧的橡胶垫检测部的第三相机308对橡胶垫603进行二次拍照获取数据。

（c）在承载鞍602放置到检测台200定位区域后，位于检测台200第一检测部、第二检测部和第三检测部开始进行同时检测。第一检测部，鞍面和顶面检测部，首先使用第一相机213对承载鞍602的鞍面拍照获取数据，拍照完成后第一检测部丝杠模组209中的第一下端丝杠模组209-2带动第一检测部丝杠滑轨连接件212移动，进而由第一检测部丝杠滑轨连接件212带动第一上端丝杠模组209-1移动，进而由第一上端丝杠模组209-1带动第一检测部工具支架211进行设定轨迹运动，使固定于第一检测部工具支架211上的第一点激光传感器214获取针对承载鞍602顶面的轨迹扫描数据，轨迹完成后第一检测部丝杠模组209回到初始位置等待下次检测。第二检测部，呈左右对称，分布在导框底面和导框挡边内侧，首先第二检测部丝杠模组215中的第二下端丝杠模组215-2带动第二检测部丝杠滑轨连接件215-3移动，进而由第二检测部丝杠滑轨连接件215-3带动第二上端丝杠模组215-1移动，进而由第二上端丝杠模组215-1带动第二检测部工具支架216移动到固定于第二检测部工具支架216中间位置的第二点激光传感器219与承载鞍导框底面平齐，待到位后第二检测部丝杠模组215带动第二检测部工具支架216进行轨迹运动使中间传感器完成对导框底面的轨迹扫描获取数据；导框底面数据获取完成后第二检测部丝杠模组215带动第二检测部工具支架216向承载鞍602方向移动，使固定于支架两侧的第二点激光传感器219与导框挡边平齐，然后对导框挡边进行轨迹扫描获取数据。第三检测部用于对推力挡肩检测，第三检测部丝杠模组222带动第三检测部工具支架223进行前后移动，使固定于第三检测部工具支架223上的第三点激光传感器224对承载鞍602的推力挡肩进行前后扫描获取数据。

（d）待检测完成后，承载鞍抓取机构400将承载鞍602抓起放回定位托盘100，并抓取另一组承载鞍602重复上述步骤进行检测。全部承载鞍检测完成后橡胶垫抓取机构500将橡胶垫603放回原位。

（e）待全部承载鞍602和橡胶垫603检测完成后，限位装置中的夹爪气缸609收缩使托盘夹爪611抓紧定位托盘100，限位装置丝杠模组607向后移动带动定位托盘100向直角转弯运输线606指定位置移动，待定位托盘100移动到位后托盘夹爪611放开并向后移动；定位托盘100移动到直角转弯运输线606指定位置时，运输线启动，带动托盘向直线运输线运动605并移出承载鞍。

本发明采用三坐标机器人和智能检测设备，包括传感器和相机结合的总体方案，可直接安装于用户车间，占地空间小；可以实现运输、抓取、定位和检测四步一体。

上述检测数据与控制系统连接，可以通过控制系统实现检测数据自动储存、打印和无线传输， 同时，还可以利用控制系统对检测数据的信息化和检测结果进行智能化判断，便于承载鞍废品的更换、安装。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，包括定位托盘（100）、检测台（200）、抓取平台（300）、承载鞍抓取机构（400）、橡胶垫抓取机构（500）及托盘运输平台（600），其特征在于：所述的托盘运输平台（600）放置于大地，定位托盘（100）装载带有橡胶垫（603）的承载鞍（602）放置于托盘运输平台（600）的运输线上；运输线设有相连接的直线运输线（605）、直角转弯运输线（606）；检测台（200）根据直角转弯运输线（606）宽度在直角转弯运输线（606）左右两侧对称放置，抓取平台（300）设置在直线运输线（605）和检测台（200）上方；承载鞍抓取机构（400）和橡胶垫抓取机构（500）设置在抓取平台（300）上；

所述的检测台（200）设有第一检测部工具支架（211）、第二检测工具支架（216）、第三检测部工具支架（223）、第一相机（213）、第二相机（226）、第一点激光传感器（214）、第二点激光传感器（219）、第三点激光传感器（224）、第一检测部丝杠模组（209）、第二检测部丝杠模组（215）、第三检测部丝杠模组（222）及第一橡胶垫检测部相机支架（225）；第一检测部丝杠模组（209）设有第一上端丝杠模组（209-1）、第一下端丝杠模组（209-2）与第一检测部丝杠滑轨连接件（212）；第一下端丝杠模组（209-2）由螺栓连接安装于检测台安装板上（206），第一检测部丝杠滑轨连接件（212）由螺栓连接安装于第一下端丝杠模组（209-2）；第二检测部丝杠模组（215）设有第二上端丝杠模组（215-1）、第二下端丝杠模组（215-2）及第二检测部丝杠滑轨连接件（215-3）；第二检测部丝杠滑轨连接件（215-3）由螺栓连接安装于第二下端丝杠模组（215-2）和第一滑轨滑块模组（210），第二上端丝杠模组（215-1）由螺栓连接安装于第二检测部丝杠滑轨连接件（215-3）；第二下端丝杠模组（215-2）和上端丝杠模组（215-1）由第二检测部丝杠滑轨连接件（215-3）通过螺栓连接；第一检测部工具支架（211）安装于第一上端丝杠模组（209-1），第一相机（213）和第一点激光传感器（214）由螺钉固定于第一检测部工具支架（211）；第二下端丝杠模组（215-2）安装于丝杠模组安装底板（217），第二检测部工具支架（216）安装于第二上端丝杠模组（215-1）；第二点激光传感器（219）安装于第二检测部工具支架（216）；第三检测部丝杠模组（222）安装于检测台安装板下（207），第三检测部工具支架（223）安装于第三检测部丝杠模组（222）上，第三点激光传感器（224）安装于第三检测部工具支架（223）；第一橡胶垫检测部相机支架（225）安装于铝型材支架，第二相机（226）安装于第一橡胶垫检测部相机支架（225）；

所述的抓取平台（300）设有抓取机构安装板（310）、第三相机（308）及第二橡胶垫检测部相机支架（309），抓取机构安装板（310）由螺栓连接安装在滑块和丝杠模组上，抓取机构安装板（310）用于固定承载鞍抓取机构（400）、橡胶垫抓取机构（500）；第二橡胶垫检测部相机支架（309）通过螺钉安装于抓取机构支架纵向（305）上，第三相机（308）通过螺钉安装于第二橡胶垫检测部相机支架（309）；

所述的承载鞍抓取机构（400）设有第二电动缸（401）、抓取机构丝杠模组（405）及四杆抓取机构，第二电动缸（401）实现抓取机构丝杠模组（405）的升降；四杆抓取机构设有第二电磁吸盘（410），抓取机构丝杠模组（405）驱动四杆抓取机构抓取；

所述的橡胶垫抓取机构（500）设有第三电动缸（501）、橡胶垫抓取板（506）、第三电磁吸盘（507）；第三电动缸（501）驱动橡胶垫抓取板（506）升降，第三电磁吸盘（507）由沉头螺栓安装于橡胶垫抓取板（506）；

所述的托盘运输平台（600）装载定位托盘（100），托盘运输平台（600）设有承载鞍（602）、橡胶垫（603）、固定吊架（604）、直线运输线（605），定位托盘（100）上装载承载鞍（602）、橡胶垫（603）和固定吊架（604）、直线运输线（605）、限位装置丝杠模组（607）、限位装置安装底座（608）、夹爪气缸（609）、托盘限位板（610）及托盘夹爪（611）；直角转弯运输线（606）放置于两直线运输线（605）拐角处，限位装置安装底座（608）放置于直角转弯运输线侧边，限位装置丝杠模组（607）由螺钉安装于限位装置安装底座（608），夹爪气缸（609）由沉头螺栓安装于限位装置丝杠模组（607）的滑台上，托盘限位板（610）螺栓连接安装于夹爪气缸（609）中间，托盘夹爪（611）由螺栓连接在夹爪气缸（609）两侧。

2.根据权利要求1所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，其特征在于：所述的检测台（200）设有铝型材支架（201）、铝架连接件（202）、上下检测板支撑（203）、铝架支撑件（204）、检测台安装板上（206）、检测台安装板下（207）；铝型材支架（201）的铝架连接件（202）、铝架支撑件（204）通过螺栓连接构成检测台（200）的整体框架； 检测台安装板上（206）和检测台安装板下（207）安装于铝型材支架（201）上； 上下检测板支撑（203）通过螺栓分别于检测台安装板上（206）和检测台安装板下（207）连接。

3.根据权利要求2所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，其特征在于：所述的检测台（200）还设有承载鞍定位块（205）、承载鞍内部定位块（208）、第一滑轨滑块模组（210）、第一检测部丝杠滑轨连接件（212）、电动缸安装板（227）、第一电动缸（220）、电动缸移动辅助件（221）、底板移动辅助件（218）；承载鞍定位块（205）和承载鞍内部定位块（208）安装于检测台安装板上（206）；第一滑轨滑块模组（210）安装于检测台安装板上（206）；第一检测部丝杠模组（209）连接安装于检测台安装板上（206）；电动缸安装板（227）安装于第一电动缸（220）顶部，电动缸安装板（227）将第一电动缸（220）安装于检测台安装板下（207）；电动缸移动辅助件（221）穿过检测台安装板下（207）中圆孔由沉头螺钉与丝杠模组安装底板（217）连接，底板移动辅助件（218）由沉头螺钉连接固定于检测台安装板下（207）同时穿过丝杠模组安装底板（217）四个角处的圆孔。

4.根据权利要求1所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，其特征在于：所述的抓取平台（300）设有直线电机模组（301）、第二滑轨滑块模组（302）、滑轨垫板（303）、抓取机构支架横向（304）、抓取机构支架纵向（305）、支架支撑件（306）、抓取机构安装板（310）、电动缸固定件（311）； 抓取机构支架横向（304）和抓取机构支架纵向（305）通过支架支撑件（306）螺栓连接形成抓取平台框架；直线电机模组（301）由螺栓连接安装于抓取机构支架横向（304），第二滑轨滑块模组（302）由螺栓连接于滑轨垫板（303），滑轨垫板（303）由沉头螺钉连接安装于抓取机构支架横向（304）；电动缸固定件（311）由螺栓连接安装于抓取机构安装板（310），抓取机构安装板（310）用于固定承载鞍抓取机构（400）的第二电动缸（401）、橡胶垫抓取机构（500）的第三电动缸（501）。

5.根据权利要求1所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，其特征在于：所述的承载鞍抓取机构（400）设有第二电动缸（401）、第二电动缸辅助件（402）、四杆抓取机构安装板上（403）、四杆抓取机构安装板下（404）、抓取机构丝杠模组（405）、四杆抓取机构连杆一（406）、四杆抓取机构连杆二（407）、四杆抓取机构底板（409）、第二电磁吸盘（410）、连杆安装板（411）、第二电动缸连接件（412）；第二电动缸（401）通过沉头螺钉与第二电动缸连接件（412）连接，四杆抓取机构安装板上（403）通过螺纹孔安装于第二电动缸（401）端部，第二电动缸辅助件（402）由沉头螺钉安装于四杆抓取机构安装板上（403），四杆抓取机构安装板下（404）通过螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板上（403），抓取机构丝杠模组（405）由螺栓连接安装于四杆抓取机构安装板下（404），连杆安装板（411）由螺栓连接安装于抓取机构丝杠模组（405），抓取机构丝杠模组（405）两滑台呈镜像安装，对称式向两侧移动；四杆抓取机构连杆一（406）一端内部装有轴承安装于连杆安装板（411），另一端与四杆抓取机构连杆二（407）连接，安装方式为过盈配合；四杆抓取机构连杆二（407）三个轴承孔分别于四杆抓取机构连杆一（406）、四杆抓取机构安装板下（404）和四杆抓取机构底板（409），四杆抓取机构连杆三（413）两个轴承孔分别安装于四杆抓取机构安装板下（404）和四杆抓取机构底板（409），安装方式均为过盈配合；第二电磁吸盘（410）通过沉头螺钉安装于四杆抓取机构底板（409）。

6.根据权利要求1所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统，其特征在于：所述的橡胶垫抓取机构（500）设有第三电动缸（501）、第三电动缸辅助件（502）、第三电动缸连接件（503）、电动缸安装底板（504）、橡胶垫抓取板连接件（505）、橡胶垫抓取板（506）、第三电磁吸盘（507）；第三电动缸连接件（503）由沉头螺钉安装于第三电动缸（501），第三电动缸辅助件（502）由沉头螺钉连接安装于电动缸安装底板（504），电动缸安装底板（504）中间有螺纹孔安装于电动缸端部；橡胶垫抓取板连接件（505）由螺栓连接安装于电动缸安装底板（504），橡胶垫抓取板（506）由螺栓连接安装于橡胶垫抓取板连接件（505），第三电磁吸盘（507）由沉头螺栓安装于橡胶垫抓取板（506）。

7.一种如权利要求1所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）将带有橡胶垫（603）的承载鞍（602）和固定吊架（604）放置到定位托盘（100）上，定位托盘（100）经直线运输线（605）向检测台（200）运输，运输过程中由检测台（200）底部安装的橡胶垫检测部的第二相机（226）对橡胶垫（603）进行第一次拍照获取数据，当定位托盘（100）运输到指定位置时直线运输线（605）停止由托盘限位板（610）顶住定位托盘（100）使其停止到指定位置；

（b）待定位托盘（100）停止后，橡胶垫抓取机构（500）和承载鞍抓取机构（400）配合向检测台（200）放置承载鞍（602）；在放置过程中，橡胶垫抓取机构（500）静止不动，由分布在抓取平台（300）两侧的橡胶垫检测部的第三相机（308）对橡胶垫（603）进行二次拍照获取数据；

（c）在承载鞍（602）放置到检测台（200）定位区域后，位于检测台（200）第一检测部、第二检测部和第三检测部开始进行同时检测； 第一检测部设有第一相机（213），首先使用第一相机（213）对承载鞍（602）的鞍面拍照获取数据，拍照完成后第一检测部丝杠模组（209）带动第一检测部工具支架（211）进行设定轨迹运动，使固定于第一检测部工具支架（211）上的第一点激光传感器（214）获取针对承载鞍（602）顶面的轨迹扫描数据，轨迹完成后第一检测部丝杠模组（209）回到初始位置等待下次检测；第二检测部呈左右对称，分布在导框底面和导框挡边内侧，首先第二检测部丝杠模组（215）带动第二检测部工具支架（216）移动到固定于第二检测部工具支架（216）中间位置的第二点激光传感器（219）与承载鞍导框底面平齐，待到位后第二检测部丝杠模组（215）开始进行轨迹运动使中间传感器完成对导框底面的轨迹扫描获取数据；导框底面数据获取完成后第二检测部丝杠模组（215）带动第二检测部工具支架（216）向承载鞍（602）方向移动，使固定于支架两侧的第二点激光传感器（219）与导框挡边平齐，然后对导框挡边进行轨迹扫描获取数据；第三检测部丝杠模组（222）带动第三检测部工具支架（223）进行前后移动，使固定于第三检测部工具支架（223）上的第三点激光传感器（224）对承载鞍（602）的推力挡肩进行前后扫描获取数据；

（d）待检测完成后，承载鞍抓取机构（400）将承载鞍（602）抓起放回定位托盘（100），并抓取另一组承载鞍（602）重复上述步骤进行检测；全部承载鞍检测完成后橡胶垫抓取机构（500）将橡胶垫（603）放回原位；

（e）待全部承载鞍（602）和橡胶垫（603）检测完成后，限位装置中的夹爪气缸（609）收缩使托盘夹爪（611）抓紧定位托盘（100），限位装置丝杠模组（607）向后移动带动定位托盘（100）向直角转弯运输线（606）指定位置移动，待定位托盘（100）移动到位后托盘夹爪（611）放开并向后移动；定位托盘（100）移动到直角转弯运输线（606）指定位置时，运输线启动，带动托盘向直线运输线运动（605）并移出承载鞍。

8.根据权利要求7所述的基于铁路货车转向架承载鞍的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的步骤（b）橡胶垫抓取机构（500）和承载鞍抓取机构（400）配合向检测台（200）放置承载鞍（602）包括以下步骤：橡胶垫抓取机构（500）和承载鞍抓取机构（400）同时向左移动，橡胶垫抓取机构（500）首先移动到定位托盘（100）正上方，第三电动缸（501）驱动电动缸安装底板（504）、橡胶垫抓取板连接件（505）和橡胶垫抓取板（506）向下移动；待橡胶垫抓取板（506）移动到指定位置时，第三电磁吸盘（507）接触橡胶垫（603）并通电产生吸力吸取橡胶垫（603）；吸取完成后，第三电动缸（501）驱动电动缸安装底板（504）、橡胶垫抓取板连接件（505）和橡胶垫抓取板（506）向上移动回到初始位置；同时橡胶垫抓取机构（500）和承载鞍抓取机构（400）同时向右移动，使承载鞍抓取机构（400）移动到定位托盘（100）左边一组承载鞍（602）正上方；到位后，首先抓取机构丝杠模组（405）驱动其内部两滑台向外扩张，即通过滑台、连杆安装板（411）、四杆抓取机构连杆一（406）、四杆抓取机构连杆二（407）和四杆抓取机构连杆三（413）组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板（409）向内收缩，待四杆抓取机构底板（409）收缩到与承载鞍竖直方向对应后，第二电动缸（401）驱动整体四杆机构向下运动，待四杆抓取机构底板（409）移动到指定位置时，第二电磁吸盘（410）接触承载鞍（602）并通电产生吸力吸取承载鞍（602）；吸取完成后，第二电动缸（401）驱动整体四杆机构向上运动回到初始位置，归位后，抓取机构丝杠模组（405）驱动其内部两滑台向内收缩，即通过滑台、连杆安装板（411）、四杆抓取机构连杆一（406）、四杆抓取机构连杆二（407）和四杆抓取机构连杆三（413）组成的四杆机构驱动四杆抓取机构底板（409）向外扩张到，同时承载鞍抓取机构（400）和橡胶垫抓取机构（500）向右移动，待承载鞍抓取机构（400）移动到与检测台（200）上定位区域在同一直线，且四杆抓取机构底板（409）吸取承载鞍扩张到定位区域上方时，第二电动缸（401）驱动整体四杆机构向下移动将承载鞍（602）放置到由承载鞍定位块（205）和承载鞍内部定位块（208）组成的定位区域，此时第二电磁吸盘（410）断电，承载鞍（602）放置定位完成；第二电动缸（401）驱动整体四杆机构向上移动到初始位置。