CN203432549U - 一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，包括壳体、CCD摄像机、激光发射器、图像采集装置、图像处理装置与打磨策略生成系统；其中，壳体通过底面凹槽与被检测钢轨顶面配合定位。激光发射器具有两个，均采用面激光发射器，分别固定安装在壳体内，分别位于被检测钢轨的左侧与右侧；两个激光发射器的激光发射端分别朝向钢轨左、右侧面。CCD摄像机具有两个，分别固定安装在壳体内；两个CCD摄像机的镜头分别朝向钢轨左、右侧面；上述两个CCD相机均与图像采集装置相连，图像采集装置与嵌入式图像处理装置相连。图像处理装置中安装有打磨策略生成系统本实用新型的优点为：能够快速准确完成对钢轨廓形的检测并生成打磨策略。

Description

一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体来说，是一种利用采用机器视觉技术，实现非接触式钢轨轮廓检测并自动生成打磨策略的钢轨轮廓检测仪。

背景技术

目前国内、外的设备都是以检测现场钢轨磨损情况为目标，以监控钢轨磨耗情况，其目的是让铁路工务部门掌握钢轨的磨损状态。

但现阶段随车配置廓形仪实际廓形与目标廓形对比后，每个坐标位置相差值不能自动生成，需人工进行对齐、由工作人员读取图形上的数据后用笔和纸进行记录；且无法将个性化廓形植入廓形仪。由于只生成廓形对比图形，对打磨作业只能起到定性指导作业的作用，不能准确生成打磨策略。这就导致了目前钢轨打磨技术中存在的两大问题：一是作业质量的好坏依赖操作人员经验；二是通过增加打磨遍数来提高质量，造成资源浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成装置，为铁路维修单位对钢轨打磨提供能准确的给出钢轨廓形，从而根据钢轨既有廓形与打磨作业的目标廓形，结合打磨车性能及相关条件进行分析，可生成打磨方案。

本实用新型钢轨轮廓检测仪，包括壳体、CCD摄像机、激光发射器、图像采集装置、图像处理装置与打磨策略生成系统。

其中，壳体底面上具有贯穿壳体前后的凹槽，通过凹槽将壳体分为左半部分与右半部分；壳体通过底面凹槽与一条被检测钢轨顶面配合，使被检测钢轨嵌入凹槽内。

所述激光发射器为两个，采用面激光发射器；两个激光发射器分别固定安装在壳体左半部分与右半部分内，并位于被检测钢轨的左侧与右侧；两个激光发射器的激光发射端均位于壳体侧壁上开设的激光器窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面。

所述CCD摄像机同样为两个，分别固定安装于壳体的左半部分与右半部分内；两个CCD摄像机的镜头位于壳体侧壁上开设的摄像机窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面。

所述图像采集装置与图像处理装置安装在壳体内；其中，图像采集装置与两个CCD相机相连，且与嵌入式图像处理装置相连；图像采集装置内部安装有打磨策略生成系统。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型钢轨轮廓检测仪利用激光位移传感器的非接触三角法测量技术，能够快速准确完成对钢轨廓形的检测；

2、本实用新型钢轨轮廓检测仪采用左右两组激光发射器和摄像机，保证钢轨轨颚以上部分测量无盲区；

3、本实用新型钢轨轮廓检测仪测量数据平滑、自动修正等过程和打磨策略生成可单独完成，因此数据处理和打磨策略生成过程可并行操作，提高了工作效率；

4、本实用新型钢轨轮廓检测仪生成打磨策略与GMC-96x打磨车输入打磨模式完全相同，可以直接指导该型号打磨车打磨作业。

附图说明

图1为本实用钢轨轮廓检测装置结构示意图；

图2为本实用钢轨轮廓检测装置中平衡杆结构示意图。

图中：

1-壳体            2-CCD摄像机    3-激光发射器    4-图像采集装置

5-图像处理装置    6-平衡杆       7-显示屏        101-凹槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本实用新型一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，如图1所示，包括壳体1、CCD摄像机2、激光发射器3、图像采集装置4、图像处理装置5与打磨策略生成系统。

其中，壳体1采用铝制焊接外壳，底面上具有贯穿壳体1前后的凹槽101，由此使壳体1形成“U”性结构，通过凹槽101将壳体1分为左半部分与右半部分。上述壳体1通过底面凹槽101与一条被检测钢轨顶面配合，使被检测钢轨嵌入凹槽101内，实现壳体1与被检测钢轨间的定位，如图2所示。

所述激光发射器3为两个，均采用大功率面激光发射器3；两个激光发射器3分别固定安装在壳体1左半部分与右半部分内，并位于被检测钢轨的左侧与右侧。两个激光发射器3的激光发射端均位于壳体1侧壁上开设的激光器窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面；且两个激光发射器3的轴线位于同一平面S内，平面S与钢轨横断面平行，进而使两个激光发射器3所发射的面激光垂直于被检测钢轨的轴线，分别射入到被检测钢轨的左侧面与右侧面上，形成被检测钢轨横断面左半部与右部分外轮廓。

所述CCD摄像机2同样为两个，分别固定安装于壳体1的左半部分与右半部分内，且分别位于2个激光发射器3上方。两个CCD摄像机2的镜头位于壳体1侧壁上开设的摄像机窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面；且两个CCD摄像机2镜头轴线所成平面与两个激光发射器3的轴线所成的平面S成60°夹角；由此，通过两个CCD摄像机2分别拍摄由两个激光发射器3所发射的面激光照射在被检测钢轨侧面上形成的钢轨横断面左半部与右部分外轮廓图像。

通过上述激光发射器3和CCD摄像机2的数量以及安装位置可保证形成完整钢轨廓形，避免出现盲区阴影。

所述图像采集装置4与图像处理装置5安装在壳体1内部任意位置；其中，图像采集装置4与两个CCD相机相连，且与嵌入式图像处理装置5相连，通过图像采集系统获取钢轨横断面左半部与右部分外轮廓图像数据，发送给图像处理装置5；进而通过图像处理装置5对钢轨左半部分与右半部图像进行单独处理，包括图像的平滑处理、锐化处理、二值化处理、细化处理、自动修整处理，分别得到钢轨左半部与右半部廓形数据文件，并通过图像处理装置5中安装的打磨策略生成系统，将处理后的钢轨左半部分与右半部廓形数据文件进行拼接，得到钢轨廓形数据，进行存储；并结合目标钢轨廓型数据自动生成打磨策略，能够直接指导打磨车作业，大大提升了铁路局大机段作业效率。

所述平衡杆6用来对壳体1进行辅助定位，平衡杆6水平设置，一端为连接端，固定安装于廓形仪的壳体1一侧；另一端为自由端，搭接在另一根钢轨上，如图2所示；由此通过平衡杆6可实现使廓形仪不会左右晃动，且使得廓形仪测量出的廓形与实际钢轨廓形相同，不因廓形仪放置时发生了左右晃动而产生测量出的廓形与实际廓形相比发生横断面平面内的旋转等偏差。由于两根钢轨间距离较远，因此平衡杆6为分段结构的空心杆，各段间通过螺纹同轴相连，使在非钢轨轮廓检测时间可拆分，便于携带。

本实用新型中壳体1的侧壁上安装有七英寸高亮显示屏7，显示屏7镶嵌于壳体1顶面上，且与嵌入式图像处理装置5相连，用来对钢轨廓形数据以及钢轨打磨策略进行显示。显示屏7表面附着有防护膜，使显示屏7具备防水溅功能。

Claims (7)

1.一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：包括壳体、CCD摄像机、激光发射器、图像采集装置、图像处理装置与打磨策略生成系统；

其中，壳体底面上具有贯穿壳体前后的凹槽，通过凹槽将壳体分为左半部分与右半部分；壳体通过底面凹槽与一条被检测钢轨顶面配合，使被检测钢轨嵌入凹槽内；

所述激光发射器为两个，采用面激光发射器；两个激光发射器分别固定安装在壳体左半部分与右半部分内，并位于被检测钢轨的左侧与右侧；两个激光发射器的激光发射端均位于壳体侧壁上开设的激光器窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面；

所述CCD摄像机同样为两个，分别固定安装于壳体的左半部分与右半部分内；两个CCD摄像机的镜头位于壳体侧壁上开设的摄像机窗口处，并分别朝向钢轨左、右侧面；

所述图像采集装置与图像处理装置安装在壳体内；其中，图像采集装置与两个CCD相机相连，且与嵌入式图像处理装置相连；图像采集装置内部安装有打磨策略生成系统。

2.如权利要求1所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：所述两个激光发射器的轴线位于同一平面S内，平面S与钢轨横断面平行。

3.如权利要求1所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：所述两个CCD摄像机镜头轴线所成平面与两个激光发射器的轴线所成的平面S成60°夹角。

4.如权利要求1所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：还包括平衡杆；平衡杆水平设置，一端为连接端，固定安装于壳体一侧；另一端为自由端，搭接在另一根钢轨上。

5.如权利要求4所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：所述平衡杆为分段结构的空心杆；各段间通过螺纹同轴相连。

6.如权利要求1所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：所述壳体的侧壁上安装显示屏；显示屏与嵌入式图像处理装置相连。

7.如权利要求6所述一种钢轨轮廓检测及打磨策略生成仪，其特征在于：所述显示屏表面附着有防护膜。

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