CN219446998U - 一种轨道车辆的在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轨道车辆的在线检测装置，包括：车体外观检测模块，所述车体外观检测模块获取车顶、车侧及车底的图像；踏面图像检测模块，所述踏面图像检测模块设置于钢轨外侧，所述踏面图像检测模块获取全周范围的轮对踏面图像；轮对外观尺寸检测模块，所述轮对外观尺寸检测模块设置于两侧钢轨，所述轮对外观尺寸检测模块获取轮对尺寸数据；走行部温度检测模块，所述走行部温度检测模块设置在钢轨内测车底下方获取车底红外温度图像；中央控制模块，所述中央控制器控制所述车体外观检测模块、所述踏面图像检测模块、所述轮对外观尺寸检测模块及所述走行部温度检测模块获取图像及数据，并根据所述图像及数据发出警报。

Description

一种轨道车辆的在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及轨交检测领域，具体涉及轨道车辆的在线检测装置。

背景技术

近年来，我国城市轨道交通发展迅猛。相比于城轨交通规模的快速发展，城轨车辆的检修作业模式落后明显，依旧采用地沟和人工检修的传统检修方式，这种方法效率低，而且检修效果受检修人员的检修经验、责任心等主观因素影响较大，在应对大规模检修作业任务时，必须投入更多的人力成本。城轨车辆在运行过程中，任何一个细微的隐患都可能引发重大事故。

现有的轨道车辆检测装置主要依靠机器视觉、红外线、激光等传感技术，但仅仅是对车体的外观进行检测，无法做到对如踏面图像、轮对外观尺寸、走行部温度等参数进行检测和综合评定。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种轨道车辆的在线检测装置，解决了现有技术中对不依靠人工对轨道车辆的检测问题。

本申请实施例通过提供一种轨道车辆的在线检测装置，包括：

车体外观检测模块，所述车体外观检测模块获取车顶、车侧及车底的图像；

踏面图像检测模块，所述踏面图像检测模块设置于钢轨外侧，所述踏面图像检测模块获取全周范围的轮对踏面图像；

轮对外观尺寸检测模块，所述轮对外观尺寸检测模块设置于两侧钢轨，所述轮对外观尺寸检测模块获取轮对尺寸数据；

走行部温度检测模块，所述走行部温度检测模块设置在钢轨内测车底下方获取车底红外温度图像；

中央控制模块，所述中央控制模块控制所述车体外观检测模块、所述踏面图像检测模块、所述轮对外观尺寸检测模块及所述走行部温度检测模块获取图像及数据，并根据所述图像及数据发出警报。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述车体外观检测模块包括：

车顶车侧图像采集单元，所述车顶车侧图像采集单元包括车顶车侧相机、车顶车侧除尘装置及车顶车侧光源；

车底图像采集单元，所述车底图像采集单元包括车底相机、容纳所述车底相机的沉箱及车底光源；

轨边控制单元，所述轨边控制单元控制所述车顶车侧光源、车底光源及所述沉箱开启/关闭。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述踏面图像检测模块包括：

踏面图像采集单元，所述踏面图像采集单元包括踏面相机及踏面光源；

踏面图像采集箱，所述踏面图像采集箱容纳所述踏面相机及踏面光源，所述踏面图像采集箱安装于所述踏面相机采集轨道车辆的轮对滚动一周的位置。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述轮对外观尺寸检测模块包括：

轮对外观尺寸采集单元，所述轮对外观尺寸采集单元包括轮对尺寸光源、轮对尺寸相机及所述轮对尺寸相机的开关罩；

轮对控制单元，所述轮对控制单元控制所述轮对尺寸光源、所述轮对尺寸相机及所述开关罩的开启/关闭。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述走行部温度检测模块包括：

走行部温度采集单元，所述走行部温度采集单元包括红外相机及补光灯；

走行部控制单元，所述走行部控制单元获取并处理所述走行部温度采集单元的信号，所述走行部控制单元将处理的所述走行部温度采集单元的信号传输至所述中央控制模块。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述踏面图像检测模块还包括他们图像控制单元，所述踏面图像控制单元控制所述踏面图像采集箱、所述踏面相机及所述踏面光源的开闭。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述车顶车侧相机和车顶车侧光源一体化设置。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述轮对外观尺寸检测模块还包括轮对外观尺寸采集箱容纳所述轮对尺寸光源、所述轮对尺寸相机及所述轮对尺寸相机的开关罩。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述轮对尺寸光源为激光光源。

进一步，所述的轨道车辆的在线检测装置，所述轮对控制单元为工控机。

本实用新型的的一个或多个技术方案，至少具有如下效果或优点：

1.由于设置了外观检测模块，从而可对轨道车辆进行360°的观测；

2.由于设置了踏面图像检测模块，从而对轮对踏面进行全方位的观测；

3.由于设置了轮对外观尺寸检测模块，从而实现了对轮对外观的实施检测；

4.由于设置了走行部温度检测模块，从而方便地获取车顶红外温度图像；

5.由于设置了中央控制模块，从而能对数据及图形进行处理从而发出警报，减少人工投入，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型优选的轨道车辆在线检测装置示意图；

图2为轨道车辆的在线检测装置安装布局图；

图3为车体外观检测模块的安装桥架示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有的轨道车辆检测装置主要依靠机器视觉、红外线、激光等传感技术，但仅仅是对车体的外观进行检测，无法做到对如踏面图像、轮对外观尺寸、走行部温度等参数进行检测和综合评定。本实用新型通过设置轨道车辆的在线检测装置实现对轨道车辆的无人化及高效的车况检测。

图1为本实用新型优选的轨道车辆在线检测装置示意图。图2为轨道车辆的在线检测装置安装布局图。如图1及图2所示，轨道车辆的在线检测装置，包括：车体外观检测模块10，该车体外观检测单元获取车顶、车侧及车底的图像；踏面图像检测模块20，该踏面图像检测单元设置于钢轨外侧，该踏面图像检测单元获取全周范围的轮对踏面图像；轮对外观尺寸检测模块30，该轮对外观尺寸检测单元设置于两侧钢轨，该轮对外观尺寸检测单元获取轮对尺寸数据；走行部温度检测模块40，该走行部温度检测单元设置在钢轨内测车底下方获取车底红外温度图像；中央控制模块50，该中央控制器控制车体外观检测单元、踏面图像检测单元、轮对外观尺寸检测单元及所述走行部温度检测单元获取图像及数据，并根据所述图像及数据发出警报。

图3为车体外观检测模块的安装桥架示意图。如图1至图3所示，本实施例优选，车体外观检测模块10安装于桥架11上，包括：车顶车侧图像采集单元12，该车顶车侧图像采集单元12包括车顶车侧相机、车顶车侧除尘装置及车顶车侧光源；车底图像采集单元13，该车底图像采集单元13包括车底相机、容纳车底相机及车底光源的沉箱；轨边控制单元14，该轨边控制单元14控制所述车顶车侧光源、车底光源及所述沉箱开启/关闭。

在本实施例中，车顶车侧和车底图像采集单元13是图像采集设备，轨边控制单元14为轨边控制箱。图像采集设备由车顶/车侧部分和车底走行部部分组成，其中车顶车侧部分配置四个车顶车侧图像采集单元12，每个车顶车侧图像采集单元12包含有车顶车侧相机、车顶车侧除尘装置、安装固定结构，并设置有车顶车侧光源。本实施例优选，车顶车侧光源是八组LED带状光源；车底图像采集单元13包括车底相机、容纳所述车底相机的沉箱及车底光源；本实施例优选，沉箱采用整体式控制沉箱，沉箱内布置多台车底相机和多组车底光源。在本实施例中，车顶车侧相机及车底相机都有独立的LED补光光源。车顶车侧相机及车底相机和LED光源采用一体式模块化结构。配备可以打开和闭合的盖板，当列车车经过时，盖板打开，线扫相机采集车厢底部走行部件图像。机车经过后，盖板关闭，防止灰尘和杂物落到沉箱内部。

进一步，踏面图像检测模块20包括：踏面图像采集单元，该踏面图像采集单元包括踏面相机及踏面光源；踏面图像采集箱，该踏面图像采集箱容所述踏面相机及踏面光源，所述踏面图像采集箱安装于所述踏面相机采集轨道车辆的轮对滚动一周的位置。

本实施例优选，踏面图像采集箱为相机采集箱，相机采集箱设置多台，两侧钢轨各布置有八台相机采集箱，相机采集箱安装位置根据轮对的轮径尺寸设计，可以完全覆盖车轮一周。相机采集箱内安装有踏面相机及踏面光源。优选地，踏面光源为LED面阵光源，配合踏面相机完成图像采集工作。列车经过踏面图像检测模块20，踏面相机可采集到全周范围的轮对踏面图像。

踏面图像检测模块20还可以包括踏面图像控制单元，在本实施例中，踏面图像控制单元为工控机，用于完成相机采集箱盖的开闭动作，以及踏面光源和踏面相机触发等逻辑控制工作，该工控机的功能还包括完成踏面擦伤图像的压缩、存储、传输和机器视觉算法检测等工作。

进一步，轮对外观尺寸检测模块30包括：轮对外观尺寸采集单元，该轮对外观尺寸采集单元包括轮对尺寸光源、轮对尺寸相机及轮对尺寸相机的开关罩；轮对控制单元，该轮对控制单元控制所述轮对尺寸光源、轮对尺寸相机及开关罩的开启/关闭。优选地，轮对外观尺寸检测模块30还包括轮对外观尺寸采集箱，采集箱内

本实施例优选，轮对外观尺寸检测模块30还包括轮对外观尺寸采集箱，采集箱为八台，用于容纳轮对尺寸光源、轮对尺寸相机及轮对尺寸相机的开关罩。两侧钢轨各布置四台轮对外观尺寸采集箱。每组相机采集箱内安装固定轮对尺寸相机，用于轮对尺寸数据采集。轮对外观尺寸采集箱内的轮对尺寸光源为有线激光光源，为轮对尺寸相机采集提供必要的光照环境。

在本实施例中，轮对控制单元为工控机，用于完成开关罩的开闭、轮对尺寸光源的开闭、轮对尺寸相机触发等逻辑控制，以及尺寸数据的存储、通信等工作。其中，开关罩由电机驱动，并有限位传感器进行开关罩到位控制，列车经过时控制开关罩打开，检测完成后控制开关罩关闭。

优选地，为了保障轮对外观尺寸检测模块30的测量精度，设计了多个测点完成轮对检测，采用同步拍摄多幅图片方式获得轮周多个点的外形曲线。经由中央控制模块50处理所有测点的数据，择优选择数据，对有效数据进行综合统计分析从而计算得到最优的车轮外形尺寸参数。

进一步，走行部温度检测模块40包括：走行部温度采集单元，该走行部温度采集单元包括红外相机及补光灯；走行部控制单元，该走行部控制单元获取并处理所述走行部温度采集单元的信号，走行部控制单元将处理的走行部温度采集单元的信号传输至中央控制单元。

本实施例优选，走行部温度检测模块40部署于钢轨内侧车底下方，斜向上面向车底。走行部温度采集单元为现场采集设备，现场采集设备包含触发开关、图像采集模组、照明模组、轨边控制单元14等。现场采集设备在车底两侧各设置一组，现场采集设备还包括一台红外相机和一台补光灯，配合共同完成车底红外温度图像采集。

本实施例优选，走行部控制单元为多组控制设备，主要包括：图像采集箱及数据处理设备。多组控制设备用于实现现场采集设备的供电、控制、数据和图像的采集、分析处理、存储，同时进行通讯，接受车轮传感器的信号，计轴计辆、测速，控制补光灯等的开启和关闭。其中，图像采集箱用于接收红外相机的阵列信息，对图像信息处理和传输。数据处理设备主要包括工控机，实现现场采集设备、数据采集控制及数据存储分析工作，并将红外图像数据传输到中央控制模块50。

本实施例优选，中央控制模块50能够实现对所有检测模块的数据监控，并可对故障进行识别可识别的故障类型包括但不限于，全景外观故障、轮对尺寸故障、轮对擦伤故障、闸片检测故障、温度检测故障。中央控制模块50可对上述故障类型的实时数据进行显示以便工作人员方便查看故障。并存储有不同时间对应不同车辆的所有过车记录。可显示各列车不同时段的所有故障报出状态，操作人员可以按照故障报出对过车的数据在查看列表中进行进一步的查看。

使用本实用新型的轨道车辆在线检测装置的工作流程如下：

将本实用新型的轨道车辆在线检测装置部署于车辆出入库线上，当列车回库经过检测系统时，完成车体图像采集和故障检测。

列车回库时，首先部署于装置正前方的接车磁钢采集到过车信号，接车磁钢设有两组，互为冗余。接车磁钢采集到来车信号，将来车信号上传到轨道车辆在线检测装置的中央控制模块50，中央控制模块50将来车信号下发至各检测模块，控制各监测模块完成开关罩的打开、光源的打开、相机待命等准备工作。

然后，检测装置的各模块触发磁钢采集到过车信号，触发磁钢将过车信号上传到各采集模块，各模块的控制单元发送指令，各采集单元同时开始进行图像采集。

多组测速磁钢按照固定间距进行设置，当车轮压过测速磁钢的任意一组时，都会将最新过车速度上传到中央控制模块50，中央控制模块50将实时刷新的过车速度，提供给如车体外观检测模块10等对应模块，供相机刷新线扫行频。

当列车经过轨道车辆在线检测装置时，各组检测模块实时采集列车信息数据，中央控制模块50对数据进行分析，如有异常及时发出警报，供工作人员实时查看。列车驶离后，中央控制模块50控制各检测模块自动关闭，等待下一次来车信号。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，包括：

车体外观检测模块，所述车体外观检测模块获取车顶、车侧及车底的图像；

踏面图像检测模块，所述踏面图像检测模块设置于钢轨外侧，所述踏面图像检测模块获取全周范围的轮对踏面图像；

轮对外观尺寸检测模块，所述轮对外观尺寸检测模块设置于两侧钢轨，所述轮对外观尺寸检测模块获取轮对尺寸数据；

走行部温度检测模块，所述走行部温度检测模块设置在钢轨内测车底下方获取车底红外温度图像；

中央控制模块，所述中央控制模块控制所述车体外观检测模块、所述踏面图像检测模块、所述轮对外观尺寸检测模块及所述走行部温度检测模块获取图像及数据，并根据所述图像及数据发出警报。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述车体外观检测模块包括：

车顶车侧图像采集单元，所述车顶车侧图像采集单元包括车顶车侧相机、车顶车侧除尘装置及车顶车侧光源；

车底图像采集单元，所述车底图像采集单元包括车底相机、容纳所述车底相机的沉箱及车底光源；

轨边控制单元，所述轨边控制单元控制所述车顶车侧光源、车底光源及所述沉箱开启/关闭。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述踏面图像检测模块包括：

踏面图像采集单元，所述踏面图像采集单元包括踏面相机及踏面光源；

踏面图像采集箱，所述踏面图像采集箱容纳所述踏面相机及踏面光源，所述踏面图像采集箱安装于所述踏面相机采集轨道车辆的轮对滚动一周的位置。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述轮对外观尺寸检测模块包括：

轮对外观尺寸采集单元，所述轮对外观尺寸采集单元包括轮对尺寸光源、轮对尺寸相机及所述轮对尺寸相机的开关罩；

轮对控制单元，所述轮对控制单元控制所述轮对尺寸光源、所述轮对尺寸相机及所述开关罩的开启/关闭。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述走行部温度检测模块包括：

走行部温度采集单元，所述走行部温度采集单元包括红外相机及补光灯；

走行部控制单元，所述走行部控制单元获取并处理所述走行部温度采集单元的信号，所述走行部控制单元将处理的所述走行部温度采集单元的信号传输至所述中央控制模块。

6.根据权利要求3所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述踏面图像检测模块还包括他们图像控制单元，所述踏面图像控制单元控制所述踏面图像采集箱、所述踏面相机及所述踏面光源的开闭。

7.根据权利要求2所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述车顶车侧相机和车顶车侧光源一体化设置。

8.根据权利要求4所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述轮对外观尺寸检测模块还包括轮对外观尺寸采集箱容纳所述轮对尺寸光源、所述轮对尺寸相机及所述轮对尺寸相机的开关罩。

9.根据权利要求4所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述轮对尺寸光源为激光光源。

10.根据权利要求4所述的轨道车辆的在线检测装置，其特征在于，所述轮对控制单元为工控机。