CN220568028U - 基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置,包括伺服模块和视觉模块以及机架，所述机的底部设有立板，所述底板上设有支脚，所述支脚设有调节螺栓。所述伺服模块包括纵向模组和横向模组以及控制柜，所述视觉模块设有工业相机、LED光源、万向支架。所述横、纵向模组设有滚珠丝杠、滑块、导轨。本实用新型中利用滚珠丝杠传动，其摩擦损失小,传动效率高,摩擦阻力小,平稳无爬行，视觉模块和伺服模块所用的精密滚珠丝杠均经过精密磨削,紧密装配和严格检测,可以保证很好的运动精度和重复定位精度。

Description

基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置

技术领域

本实用新型涉及铁路用轨距尺检测领域，具体为基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置。

背景技术

铁路是供火车等交通工具行驶的轨道线路，一个铁路运输系统包括很多元素，如车辆、轨道、各种调度控制、通讯信号和监控预警设备以及相关的管理制度和操作人员等，而且它们之间是相辅相成的，而轨距尺在铁路运输时为了保证铁路轨道间距够达标因此需要使用轨距尺定期对轨道间距进行测量，而轨距尺本身作为一个计量器具，也需要定期进行检定。此时就可用到基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置对轨距尺进行定期检定。

然而目前现有的轨距尺检定装置功能较为单一，不具备对轨距尺进行快速全自动检定的功能，通常都是直接将轨距尺放置在轨距尺检定装置上，然后对轨距尺检定装置进行手动抬升，然后用目测方式对轨距尺示值进行估读，并与标准值进行对比。但是不同检测人员在不同光照条件下目测轨距尺示值，会对轨距尺的测量结果造成较大的影响，稳定性较低而且不具备自动记录测量结果功能，为了保证轨距尺在测量时的精确性，因此一般需要工作人员在将轨距尺放置好后手动方式对轨距尺进行抬升，然后进行示值估读，增加了工作人员的工作负担，实用性较差。

所以，为了解决上述中所提出的问题，提出基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，包括机架和控制柜，所述机架的底部设有立板，所述立板底部设有支脚，所述机架的右侧设有横向模组，所述横向模组的下方设有第二螺母组，所述机架的左侧设有电缸装置，所述机架的中部设万向支架，所述万向支架的顶部设有工业相机，所述机架的右侧安装转轴机构，所述电缸装置的下方设有纵向支架及纵向支架，所述纵向支架的下方设有纵向模组，所述纵向模组的下方设有伺服电机，所述立板由横轴连接，所述控制柜独立设置，用来控制各个模组及电缸的线性运动。

基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，包括伺服模块和视觉模块以及机架，所述机架的底部设有立板，所述立板底部设有调节螺栓，所述机架设有伺服模块，所述伺服模块包括横向模组、纵向模组以及控制柜，所述机架的上方安装有视觉模块，所述视觉模块设有万向支架、工业相机、LED光源。所述横、纵向模组设有滚珠丝杆、伺服电机、滑块、轨道。

根据以上特征，所述打横纵向模组与机架通过纵向支架固定在一起，所述视觉模块与机架通过第二螺母组连接在一起。

根据以上特征，所述立板的底部设有支脚，所述支脚的内侧设有调节螺栓。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述视觉模块包括万向支架、工业相机、LED光源和信号传输装置，所述伺服模块包含横向模组、纵向模组及控制柜。

根据以上特征，所述测量机构上安装有步进电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1)本实用新型的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置在具体使用时，首先将轨距尺放置于检定装置上，将轨距尺架设在轨距尺检定器上后，控制伺服电机，将轨距调整至1435mm处，记录此时的超高零位误差，并设置此时的轨距为轨距基准点；然后控制左端电动推杆，将轨距尺的左基座推至左端测量卡槽的右侧，记录此时的查照间隔读数；控制右端电动推杆，将轨距尺的右基座推至右端测量卡槽的左侧，记录此时的护背距离读数；控制轨距伺服电机，将轨距分别调整至1410mm，1425mm，1445mm，1455mm和1470mm，并重复第二步和第三步，记录对应轨距点的查照间隔和护背距离；轨距伺服电机和电动推杆回零；控制超高伺服电机，分别升高至50mm，100mm，150mm和180mm处，记录此时轨距尺的超高读数值；超高伺服电机回零，提示轨距尺掉头；记录此时轨距尺的轨距；结束，计算数据。

2)本实用新型中利用滚珠丝杠传动，其摩擦损失小,传动效率高,摩擦阻力小,平稳无爬行，本实用新型载物台所采用的HJG-S精密滚珠丝杠均经过精密磨削,紧密装配和严格检测,可以保证很好的运动精度和重复定位精度。

3)本实用新型的底部设置支脚，是为了方便在测量的过程中进行移动，而设置调节螺栓则是为了调节机架的水平，增加测量过程中的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置结构示意图；

图2为本实用新型图1的主视结构示意图；

图3为本实用新型的工作原理图；

图4为本实用新型的成像装置的示意图。

图中：1-伺服电机,2-纵向模组,3-纵向支架,4-电缸,5-机架,6-横向模组,7-螺母组,8-转轴机构,9-控制柜,10-立板，11-支脚,12-工业相机,13-万向支架，14-横轴。

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，所描述的实施例仅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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，包括机架5和控制柜9，其特征在于所述机架5的底部设有立板10，所述立板10底部设有支脚11，所述机架5的右侧设有横向模组6，所述横向模组6的下方设有第二螺母组7，所述机架5的左侧设有电缸装置4，所述机架5的中部设万向支架13，所述万向支架13的顶部设有工业相机12，所述机架5的右侧安装转轴机构8，所述电缸装置4的下方设有纵向支架及纵向支架3，所述纵向支架3的下方设有纵向模组2，所述纵向模组2的下方设有伺服电机1，所述立板10由横轴14连接。所述控制柜9独立设置，用来控制各个模组及电缸的线性运动。

电缸装置4与机架5通过纵向支架固定在一起，横向模组6与机架5通过第二螺母组连接在一起。

根据以上特征，所述电缸装置4与机架5通过纵向支架固定在一起，所述工业相机12与机架5通过万向支架13连接在一起。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述机架5的中部设有工业相机12，所述工业相机12的连接万向支架13。

根据以上特征，所述机架5的底部设有立板10，所述立板10的底部设有支脚11。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述工业相机12包括镜头系统、相机、照明和信号传输装置。

根据以上特征，所述横向模组6，纵向模组2，安装有伺服电机。

本实用新型通过OCR算法识别轨距尺读数，然后将数据传输到软件系统进行处理与分析，处理结果的输出可以通过计算机的通信接口或附加的硬件设备来实现。

发明原理：本实用新型的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置在具体使用时，首先将轨距尺放好，启动电缸4，调整轨距尺位置到位以后，工业相机12进行抓拍，并识别读数，保障了轨距尺测量时的精确性，稳定性高。

本实用新型的底部设置支脚11，是为了方便在测量的过程中进行水平调整。

本实用新型在机架5上设置工业相机12，是为了在测量的过程中将观测到的图像利用镜头系统通过相机拍摄存储起来，利用照明设备作用在相机上，通过信号传输装置将其传输到软件系统上进行处理。

镜头选择要根据相机的传感器尺寸、支座接口形式以及被检测轨距尺尺寸等进行综合考虑。镜头的成像应能够完全覆盖镜头的轨距尺显示屏表面；镜头和相机的联接接口形式应该尽量相同；镜头的视场和景深应该满足被测量的零件的尺寸要求。下面是镜头几个主要参数的解释；

视野:视野就是整个系统能观察的物体尺寸的范围，也就是与图像传感器上所称图像对应场景的大小。

工作距离：工作距离就是物距，即：物体到镜头的距离。

分辨率：分辨牢描述的是光学系统能够分辨的最小物体的距离一般用成埘的黑白相叫线来标定镜头的分辨率，即：每毫米多少线对(1plmm)。

景深：沿光轴方向上物体的停止或运动在一定范围内所成的图像是清晰的，也就是说，这个范围称为景深。

光圈：光学系统中光线经过折射、反射等最后到达相机.在这个传输过程中，并不是所有进入系统的光线最后都能通过，而是有一部分被阻挡。为了能够调节透过的光强度，一般镜头中都设置了光圈，也就是一个多叶片的机械装置组成的直径可变的圆孔，调整时这个孔的直径可以连续变化，从而改变镜头的有效进光量。镜头光圈的大小一般用F数来表示。

F数：假定光学系统的有效孔径是d，焦距是f那么，F＝f/d。这个参数描述了光学系统的采光能力。有效孔径越大，能收集到和通过的光线越多，而焦距越短，这些光线能到达成像传感器的可能性越大。

本实用新型选用了性价比较高的远心镜头，其主要性能参数见表1所示：该镜头采用C型接口与相机配套使用。成像尺寸满足相机的CMOS传感器尺寸要求。另外，该镜头分辨率较高，适合高精度的尺寸检测。光圈和焦距自动调节可以满足本方案的要求。

机架支架的主支架采用型钢加工，高精度数控加工，预开螺丝孔，后期组装时其它部件可通过螺丝固定。

控制柜横、纵向模组的移动，服务于软件成像功能。控制柜是运动控制的核心，执行机构是伺服电机和精密丝杠、精密导轨，运动位置反馈依靠高精度编码器。

控制柜的参数如表2所示：

传动部件作为传递动力和运动的装置,其制造精度对系统的精度产生很大的影响。滚珠丝杠传动以其摩擦损失小,传动效率高,摩擦阻力小,平稳无爬行等优点被广泛应用。

本实用新型横、纵向模组所采用的HJG-S精密滚珠丝杠均经过精密磨削,紧密装配和严格检测,可以保证很好的运动精度和重复定位精度。运动模组轴上采用HJG-S2505—3的滚珠丝杠,它们的精度据国标GB/T17587的标准能够达到3级精度,具体的指标为2Π行程内允许的行程变动量为12μm,300mm行程内允许的行程变动量为V300P为12μm,有效行程内允许的行程变动量为Vup为12μm,目标行程公差ep为8μm。

滚珠丝杠和光栅尺参数表3所示：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，包括机架(5)和控制柜(9)，其特征在于所述机架(5)的底部设有立板(10)，所述立板(10)底部设有支脚(11)，所述机架(5)的右侧设有横向模组(6)，所述横向模组(6)的下方设有第二螺母组(7)，所述机架(5)的左侧设有电缸装置(4)，所述机架(5)的中部设万向支架(13)，所述万向支架(13)的顶部设有工业相机(12)，所述机架(5)的右侧安装转轴机构(8)，所述电缸装置(4)的下方设有纵向支架及纵向支架(3)，所述纵向支架(3)的下方设有纵向模组(2)，所述纵向模组(2)的下方设有伺服电机(1)，所述立板(10)由横轴(14)连接，所述控制柜(9)独立设置，用来控制各个模组及电缸的线性运动。

2.根据权利要求1所述的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，其特征在于所述电缸装置(4)与机架(5)通过纵向支架固定在一起，横向模组(6)与机架(5)通过第二螺母组连接在一起。

3.根据权利要求1所述的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，其特征在于所述机架(5)的中部设有万向支架(13)，所述万向支架(13)的上部设有工业相机(12)。

4.根据权利要求1所述的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，其特征在于所述机架的底部设有立板(10)，所述立板(10)的底部设有可调节支脚(11)。

5.根据权利要求1所述的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，其特征在于所述工业相机(12)包括镜头系统、相机、照明和信号传输装置。

6.根据权利要求1所述的基于伺服电机控制的智能轨距尺检定装置，其特征在于所述横向模组(6)上安装有伺服电机。