CN220251749U - 基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备，包括检测台以及两个支撑板，检测台的一端设有用于清理焊缝灰尘的清理组件，检测台两侧设有用于调节两个支撑板之间距离的调节组件，调节组件的两端分别与两个支撑板固定连接，两个支撑板内分别设有移动组件，通过启动驱动电机使驱动杆一端的主动锥齿轮转动，当主动锥齿轮转动时可通过穿设从动锥齿轮的连接杆带动两个第二锥齿轮转动，当两个第二锥齿轮转动时可通过穿设两个第一锥齿轮的两个转动杆分别带动两个滑轮在钢轨的一侧转动，在一定程度上可以使该设备沿着钢轨进行移动，方便对长轨道上的多处焊缝进行检测。

Description

基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备

技术领域

本实用新型涉及钢轨检测技术领域，尤其涉及基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备。

背景技术

钢轨焊缝作为钢轨的薄弱结构，在焊接过程中产生的缺陷容易发展成疲劳裂纹，其热影响区很容易发生断轨，会严重影响列车正常运行和运行安全，因此需要用到钢轨焊缝检测设备对焊缝进行检测。

机器视觉及图像处理相关算法在轨道检测中已得到广泛应用，视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

目前通用的钢轨焊缝测量方式分为接触式测量与非接触式测量两种。现有的钢轨焊缝检测设备在使用时通过工作人员手持检测设备放置在钢轨上以检测钢轨焊缝是否符合要求，但因为轨道长度过长，通过工作人员去放置检测设备不仅费事费力，而且在检测过程中，可能会因为检测设备位置偏移导致无法精准的检测焊缝，且现有的钢轨在焊接之后因为放置在露天下会覆盖一些灰尘或者泥土导致检测结果不够精准。

因此，有必要提供一种新的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备解决上述技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备。

本实用新型提供的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备包括检测台以及两个支撑板，所述检测台的一端设有用于清理焊缝灰尘的清理组件，所述检测台两侧设有用于调节两个支撑板之间距离的调节组件，所述调节组件的两端分别与两个所述支撑板固定连接，两个所述支撑板内分别设有移动组件；

所述移动组件包括多个滑轮、同步机构以及驱动机构，两个所述支撑板相对的一侧分别开设有通槽，且其中一个所述支撑板的顶部与所述驱动机构固定连接，多个所述滑轮的一侧分别活动设于两个所述通槽内，邻近所述驱动机构的两个所述滑轮的中心处分别与所述同步机构固定连接，所述同步机构与所述驱动机构的一端固定连接，远离所述驱动机构的两个所述滑轮的中心处穿设有两个支撑杆，两个所述支撑杆的两端分别活动连接于远离所述驱动机构的所述支撑板内侧壁的两端。

优选的，所述同步机构包括两个第一锥齿轮、两个第二锥齿轮以及连接杆，两个所述第一锥齿轮的中心处分别穿设有两个转动杆，两个所述转动杆分别穿设邻近所述驱动机构的两个所述滑轮的中心处，且两个所述转动杆的两端分别活动连接于邻近所述驱动机构的所述支撑板内侧壁两端，两个所述第二锥齿轮相对的一侧分别与所述连接杆的两端固定连接，所述连接杆分别穿设两个支撑块以及所述驱动机构，两个所述支撑块的一端分别与所述支撑板内壁底部固定连接，两个所述第二锥齿轮分别与两个所述第一锥齿轮相啮合。

优选的，所述驱动机构包括驱动箱、驱动电机、主动锥齿轮以及从动锥齿轮，所述驱动箱固定连接于其中一个所述支撑板顶部，所述驱动电机的输出端穿设所述驱动箱以及所述支撑板，且所述驱动电机的输出端固定连接有驱动杆，所述驱动杆远离驱动电机的一端与所述主动锥齿轮的一侧固定连接，所述从动锥齿轮的一侧中心处穿设有所述连接杆，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮相啮合。

优选的，所述调节组件包括双向螺纹杆、两个连接板以及驱动件，所述双向螺纹杆的两端分别通过滚珠轴承穿设所述检测台的两侧，两个所述连接板相对的一端分别与所述双向螺纹杆的两端螺纹连接，两个所述连接板的一侧分别与两个所述支撑板固定连接，所述双向螺纹杆的中心处与所述驱动件固定连接。

优选的，所述驱动件包括蜗轮以及蜗杆，所述蜗轮的中心处穿设有所述双向螺纹杆，所述蜗杆的一端活动连接于所述检测台内壁底部，所述蜗杆的另一端穿设所述检测台的顶部并固定连接有摇把，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。

优选的，所述清理组件包括基座、第一活动板、两个第二活动板以及毛刷板，所述基座固定连接于所述检测台的一侧，所述基座远离所述检测台的一端与所述第一活动板活动连接，且所述基座与所述第一活动板之间设有用于驱动第一活动板转动的第一气缸，所述第一活动板远离所述基座的一端分别与两个所述第二活动板的一端活动连接，且所述第一活动板与两个所述第二活动板之间设有用于驱动两个第二活动板转动的第二气缸，两个所述第二活动板远离所述第一活动板的一端分别与所述毛刷板活动连接。

优选的，所述检测台的底部分别设有用于拍摄焊缝的工业摄像头以及两个用于对该设备进行限位的限位块。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备具有如下有益效果：

1、通过启动驱动电机使驱动杆一端的主动锥齿轮转动，当主动锥齿轮转动时可通过穿设从动锥齿轮的连接杆带动两个第二锥齿轮转动，当两个第二锥齿轮转动时可通过穿设两个第一锥齿轮的两个转动杆分别带动两个滑轮在钢轨的一侧转动，在一定程度上可以使该设备沿着钢轨进行移动，方便对长轨道上的多处焊缝进行检测。

2、通过启动第一气缸以及第二气缸，使第一活动板与第二活动板分别转动，由于毛刷板与第二活动板的一端活动连接，在一定程度上可以对钢轨焊缝上的灰尘以及泥土进行清理，使检测结果更加精准。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的检测设备的另一视角结构示意图；

图3为本实用新型提供的其中一个支撑板的剖面结构示意图；

图4为本实用新型提供的另一个支撑板的剖面结构示意图；

图5为本实用新型提供的检测台的剖面结构示意图；

图6为本实用新型提供的驱动机构的剖面结构示意图；

图7为本实用新型提供的清理组件的结构示意图。

图中标号：1、检测台；2、摇把；3、驱动箱；4、双向螺纹杆；5、连接板；6、支撑板；7、基座；8、限位块；9、工业摄像头；10、滑轮；11、驱动杆；12、转动杆；13、支撑块；14、主动锥齿轮；15、从动锥齿轮；16、连接杆；17、第一锥齿轮；18、第二锥齿轮；19、支撑杆；20、蜗杆；21、蜗轮；22、驱动电机；23、第一活动板；24、第二活动板；25、毛刷板；26、第一气缸；27、第二气缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7，其中，图1为本实用新型提供的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备的整体结构示意图；图2为本实用新型提供的检测设备的另一视角结构示意图；图3为本实用新型提供的其中一个支撑板的剖面结构示意图；图4为本实用新型提供的另一个支撑板的剖面结构示意图；图5为本实用新型提供的检测台的剖面结构示意图；图6为本实用新型提供的驱动机构的剖面结构示意图；图7为本实用新型提供的清理组件的结构示意图。

在具体实施过程中，如图1-图7所示，基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备包括检测台1以及两个支撑板6，检测台1的一端设有用于清理焊缝灰尘的清理组件，检测台1两侧设有用于调节两个支撑板6之间距离的调节组件，调节组件的两端分别与两个支撑板6固定连接，两个支撑板6内分别设有移动组件，移动组件包括多个滑轮10、同步机构以及驱动机构，两个支撑板6相对的一侧分别开设有通槽，且其中一个支撑板6的顶部与驱动机构固定连接，多个滑轮10的一侧分别活动设于两个通槽内，邻近驱动机构的两个滑轮10的中心处分别与同步机构固定连接，同步机构与驱动机构的一端固定连接，远离驱动机构的两个滑轮10的中心处穿设有两个支撑杆19，两个支撑杆19的两端分别活动连接于远离驱动机构的支撑板6内侧壁的两端，同步机构包括两个第一锥齿轮17、两个第二锥齿轮18以及连接杆16，两个第一锥齿轮17的中心处分别穿设有两个转动杆12，两个转动杆12分别穿设邻近驱动机构的两个滑轮10的中心处，且两个转动杆12的两端分别活动连接于邻近驱动机构的支撑板6内侧壁两端，两个第二锥齿轮18相对的一侧分别与连接杆16的两端固定连接，连接杆16分别穿设两个支撑块13以及驱动机构，两个支撑块13的一端分别与支撑板6内壁底部固定连接，两个第二锥齿轮18分别与两个第一锥齿轮17相啮合，驱动机构包括驱动箱3、驱动电机22、主动锥齿轮14以及从动锥齿轮15，驱动箱3固定连接于其中一个支撑板6顶部，驱动电机22的输出端穿设驱动箱3以及支撑板6，且驱动电机22的输出端固定连接有驱动杆11，驱动杆11远离驱动电机22的一端与主动锥齿轮14的一侧固定连接，从动锥齿轮15的一侧中心处穿设有连接杆16，从动锥齿轮15与主动锥齿轮14相啮合；

调节组件包括双向螺纹杆4、两个连接板5以及驱动件，双向螺纹杆4的两端分别通过滚珠轴承穿设检测台1的两侧，两个连接板5相对的一端分别与双向螺纹杆4的两端螺纹连接，两个连接板5的一侧分别与两个支撑板6固定连接，双向螺纹杆4的中心处与驱动件固定连接，驱动件包括蜗轮21以及蜗杆20，蜗轮21的中心处穿设有双向螺纹杆4，蜗杆20的一端活动连接于检测台1内壁底部，蜗杆20的另一端穿设检测台1的顶部并固定连接有摇把2，蜗杆20与蜗轮21相啮合，清理组件包括基座7、第一活动板23、两个第二活动板24以及毛刷板25，基座7固定连接于检测台1的一侧，基座7远离检测台1的一端与第一活动板23活动连接，且基座7与第一活动板23之间设有用于驱动第一活动板23转动的第一气缸26，第一活动板23远离基座7的一端分别与两个第二活动板24的一端活动连接，且第一活动板23与两个第二活动板24之间设有用于驱动两个第二活动板24转动的第二气缸27，两个第二活动板24远离第一活动板23的一端分别与毛刷板25活动连接，检测台1的底部分别设有用于拍摄焊缝的工业摄像头9以及两个用于对该设备进行限位的限位块8,两个限位块8底部的凹槽分别贴合钢轨顶部的外表面。

本实用新型提供的工作原理如下：在使用该设备时，将该设备放置到轨道的钢轨上，通过转动蜗轮21一端的摇把2带动蜗轮21转动，当蜗轮21转动时可带动双向螺纹杆4转动，由于双向螺纹杆4的两端分别与两个连接板5螺纹连接，两个连接板5分别与两个支撑板6固定连接，当双向螺纹杆4转动时可带动两个支撑板6来回移动，在一定程度上可以调节两个支撑板6之间的距离，使多个滑轮10分别贴合钢轨的两侧，通过启动驱动电机22使驱动杆11转动，由于驱动杆11的一端与主动锥齿轮14固定连接，主动锥齿轮14与从动锥齿轮15相啮合，连接杆16穿设从动锥齿轮15的中心处，且连接杆16的两端分别固定连接有两个第二锥齿轮18，两个第二锥齿轮18分别与两个第一锥齿轮17相啮合，两个转动杆12分别穿设两个第一锥齿轮17以及两个滑轮10的中心处，当驱动杆11转动时可带动两个滑轮10在钢轨的一侧转动，钢轨另一侧的两个滑轮10从动，在一定程度上可以使该设备沿着钢轨进行移动，方便对长轨道上的多处焊缝进行检测，通过启动第一气缸26以及第二气缸27，由于第一气缸26的两端分别与基座7以及第一活动板23活动连接，第二气缸27的两端分别与第一活动板23以及第二活动板24活动连接，第二活动板24的一端活动连接有毛刷板25，在一定程度上可以对钢轨焊缝上的灰尘以及泥土进行清理，使检测结果更加精准。

本实用新型中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备 ，其特征在于，包括检测台（1）以及两个支撑板（6），所述检测台（1）的一端设有用于清理焊缝灰尘的清理组件，所述检测台（1）两侧设有用于调节两个支撑板（6）之间距离的调节组件，所述调节组件的两端分别与两个所述支撑板（6）固定连接，两个所述支撑板（6）内分别设有移动组件；

所述移动组件包括多个滑轮（10）、同步机构以及驱动机构，两个所述支撑板（6）相对的一侧分别开设有通槽，且其中一个所述支撑板（6）的顶部与所述驱动机构固定连接，多个所述滑轮（10）的一侧分别活动设于两个所述通槽内，邻近所述驱动机构的两个所述滑轮（10）的中心处分别与所述同步机构固定连接，所述同步机构与所述驱动机构的一端固定连接，远离所述驱动机构的两个所述滑轮（10）的中心处穿设有两个支撑杆（19），两个所述支撑杆（19）的两端分别活动连接于远离所述驱动机构的所述支撑板（6）内侧壁的两端，所述同步机构包括两个第一锥齿轮（17）、两个第二锥齿轮（18）以及连接杆（16），两个所述第一锥齿轮（17）的中心处分别穿设有两个转动杆（12），两个所述转动杆（12）分别穿设邻近所述驱动机构的两个所述滑轮（10）的中心处，且两个所述转动杆（12）的两端分别活动连接于邻近所述驱动机构的所述支撑板（6）内侧壁两端，两个所述第二锥齿轮（18）相对的一侧分别与所述连接杆（16）的两端固定连接，所述连接杆（16）分别穿设两个支撑块（13）以及所述驱动机构，两个所述支撑块（13）的一端分别与所述支撑板（6）内壁底部固定连接，两个所述第二锥齿轮（18）分别与两个所述第一锥齿轮（17）相啮合，所述驱动机构包括驱动箱（3）、驱动电机（22）、主动锥齿轮（14）以及从动锥齿轮（15），所述驱动箱（3）固定连接于其中一个所述支撑板（6）顶部，所述驱动电机（22）的输出端穿设所述驱动箱（3）以及所述支撑板（6），且所述驱动电机（22）的输出端固定连接有驱动杆（11），所述驱动杆（11）远离驱动电机（22）的一端与所述主动锥齿轮（14）的一侧固定连接，所述从动锥齿轮（15）的一侧中心处穿设有所述连接杆（16），所述从动锥齿轮（15）与所述主动锥齿轮（14）相啮合。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备，其特征在于，所述调节组件包括双向螺纹杆（4）、两个连接板（5）以及驱动件，所述双向螺纹杆（4）的两端分别通过滚珠轴承穿设所述检测台（1）的两侧，两个所述连接板（5）相对的一端分别与所述双向螺纹杆（4）的两端螺纹连接，两个所述连接板（5）的一侧分别与两个所述支撑板（6）固定连接，所述双向螺纹杆（4）的中心处与所述驱动件固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备，其特征在于，所述驱动件包括蜗轮（21）以及蜗杆（20），所述蜗轮（21）的中心处穿设有所述双向螺纹杆（4），所述蜗杆（20）的一端活动连接于所述检测台（1）内壁底部，所述蜗杆（20）的另一端穿设所述检测台（1）的顶部并固定连接有摇把（2），所述蜗杆（20）与所述蜗轮（21）相啮合。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备，其特征在于，所述清理组件包括基座（7）、第一活动板（23）、两个第二活动板（24）以及毛刷板（25），所述基座（7）固定连接于所述检测台（1）的一侧，所述基座（7）远离所述检测台（1）的一端与所述第一活动板（23）活动连接，且所述基座（7）与所述第一活动板（23）之间设有用于驱动第一活动板（23）转动的第一气缸（26），所述第一活动板（23）远离所述基座（7）的一端分别与两个所述第二活动板（24）的一端活动连接，且所述第一活动板（23）与两个所述第二活动板（24）之间设有用于驱动两个第二活动板（24）转动的第二气缸（27），两个所述第二活动板（24）远离所述第一活动板（23）的一端分别与所述毛刷板（25）活动连接。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的钢轨焊缝检测设备，其特征在于，所述检测台（1）的底部分别设有用于拍摄焊缝的工业摄像头（9）以及两个用于对该设备进行限位的限位块（8）。