CN206097190U - 一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界检查装置，该装置由框架安装座1、纵梁2、激光扫描仪3、横梁4、电脑5、紧固螺栓组成。该装置以逆向技术为基础，通过激光扫描仪3将轨道机车车辆的外型轮廓转化为表面点的空间信息，电脑通过对这些点进行重叠整和、数据去噪、点云精简、网路划分、曲面生成、曲面拼接之后在电脑中重构待检机车车辆的三维几何模型，最终在电脑中对该三维几何模型进行限界检查。实现了该工序的数字化和自动化，提高效率、减少人为和外界因素的影响。

Description

一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界检查装置

技术领域

本实用新型提出一种基于逆向技术的机车车辆限界检查装置，为方便多种型号轨道机车车辆进行限界检查。

背景技术

机车车辆限界是保证机车车辆安全行驶的基础，是为了防止机车车辆与邻近线路的设备和建筑发生撞击而设置的一种界限，所以任何机车车辆在总装完成之后都必须进行限界检查。目前应用最为广泛的就是使用限界样板，对于不同的车型需要设计不同的样板，这种检查手段受人为因素影响很大，而且精度不高，受视觉和环境因素影响大，而且在进行检查时速度很慢。

逆向技术是一种由实物到三维模型的技术，可以精确的得到实物的三维模型，目前大多仪器的精度都已经达到了0.2mm。已经广泛应用在航空航天、医学、文物保护等领域。逆向工程是通过三维扫描仪获得物体表面点的空间位置信息，这些点就是点云，通过对点云进行去噪、光滑、网格化、生成曲面，最后通过对曲面的拼接获得实物的三维模型。可以对限界检查工序进行数字化处理，提高自动化水平，有利于提高效率、精度。

发明内容

本实用新型拟在提出一种轨道机车车辆限界的检查装置，该装置可以解决目前机车车辆限界检查中需要对不同车型使用不同模版的问题，提高检查精度，减少人为因素的影响，减小外界的干扰，同时加快机车车辆限界检查的速度，便于实施。

本实用新型所采用的技术方案是由激光扫描仪、纵梁、横梁、框架安装座、电脑、紧固螺栓组成。各个扫描仪之间协调工作，并在电脑上共享视角，可以完整的扫描出整个机车或车辆的外型轮廓，将扫描得到的数据汇集到电脑中进行处理。该框架由两个框架安装座、两根纵梁和一根横梁构成，在纵梁与安装座的连接位置有加强筋，保证框架结构的稳定性。在每一根纵梁上面有12个激光扫描仪，在横梁上面有9个激光扫描仪，每个激光扫描仪对应的位置上都有相应的螺纹孔，以方便激光扫描仪的安装。每个激光扫描仪都与电脑连接，且都有自己对应的扫描视角，但是相邻两个激光扫描的仪视角都有重叠的部分，以方便在电脑中进行重叠整合。

扫描的点云数据汇集到电脑上之后需要进行处理，主要进行重叠整和、数据去噪、点云精简、网格划分、曲面生成、曲面拼接和数字化限界检查等工作。重叠整合主要是对各个扫描仪得来的点云数据进行合并，以得到整个机车车辆的点云数据。数据去噪的目地主要是去除点云数据中由于外界环境、光的干涉等造成的错误点。点云精简的目地是在不影响点云数据特征点的前提下去除点云中冗余的数据。网格划分的目地是对点云数据进行整理，通过网格操作得到排列整齐的四边形网格数据，以提高生成曲面的精度和效率。生成曲面是在排列整齐的网格数据上生成小曲面片，这些小曲面均是多个四边形网格集合而成。曲面拼接是将生成的小曲面进行拼接，最终形成完整的机车车辆模型。数值化限界检查是对通过点云处理生成的机车车辆三维模型进行限界检查，将真正的限界检查工作交给电脑来完成。通过在电脑选择不同的车型的限界模版数据就可以对相应的车型进行限界检查。也就是对机车车辆限界检查工序进行了数字化、自动化，明显克服目前使用限界样板的繁琐性、单一性、精度低等问题。

与目前使用用的技术相比，本实用新型有以下增益效果：

（1）本实用新型摒弃了目前使用样板的检查方式，将限界检查的过程数字化到电脑中完成，简化了操作，提高了效率。

（2）目前检查手段使用的每种样板都对应某种车型，而该装置可以对多种机车车辆进行限界检查，节约了成本，提高了工位利用率。

（3）该装置实用的激光扫描仪的精度可达到0.2mm，所以明显提高了检查的精度。

（4）机车车辆的外形轮廓数据均有激光扫描仪来获得，进行限界检查也由电脑来完成，减少了人为和外界因素的影响。

附图说明

图1为轨道机车车辆限界检查装置的总装示意图。

图2为框架安装座的放大图。

附图标记：框架安装座1、纵梁2、激光扫描仪3、横梁4、电脑5。

具体实施方式

框架安装座1一方面通过12个螺栓孔牢固的连接大地，另一方面通过4个螺栓连接纵梁2。在纵梁2底部的连接处有4个加强筋来增强稳定性，同时在纵梁2上有12个激光扫描仪3的安装孔，在纵梁2的另一端通过焊接连接横梁4。在横梁4上有9个激光扫描仪3的安装座。激光扫描仪3通过螺栓连接安装在相应的位置上。每个激光扫描仪3都通过数据线连接到电脑5。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

如附图1本实用新型的组成包括：框架安装座1、纵梁2、激光扫描仪3、横梁4、电脑5。

本实用新型的工作方法如下：

接通220V电源，等待电脑5和激光扫描仪3开启。电脑5和激光扫描仪3完全启动后，将待检查机车或车辆缓慢的从框架下开过，机车车辆外轮廓空间信息会被激光扫描仪3变为点的空间位置信息，并传输到电脑5。电脑5通过对点云数据进行整和、去噪、精简、网格划分、曲面生成、曲面拼接后生成待检查机车车辆的外轮廓。在电脑选择相应机车车辆的限界数据，通过电脑5计算可以得出该机车车辆限界是否符合要求。若需要检查其他类型机车车辆的限界，只需要重复以上步骤，只要在最后电脑上选择相应车型限界即可。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改造，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界的检查装置，由框架安装座(1)、纵梁(2)、激光扫描仪(3)、横梁(4)、电脑(5)、紧固螺栓组成；框架安装座(1)通过螺栓与大地连接，纵梁(2)通过螺栓与框架安装座(1)连接，横梁(4)与纵梁(2)焊接，激光扫描仪(3)通过螺栓连接纵梁(2)和横梁(4)；

在纵梁(2)和框架安装座(1)的连接部分有加强筋提高稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界的检查装置，其特征在于各个激光扫描仪(3)通过电脑共享视角，并且相邻的两个激光扫描仪(3)之间都有重叠视角。

3.根据权利要求1所述的一种基于逆向技术的轨道机车车辆限界的检查装置，其特征在于通过逆向技术在电脑(5)中重构待检机车车辆几何模型，并进行限界检查。