JP2020060382A - Rail inspection device and inspection carriage - Google Patents

Rail inspection device and inspection carriage Download PDF

Info

Publication number
JP2020060382A
JP2020060382A JP2018189999A JP2018189999A JP2020060382A JP 2020060382 A JP2020060382 A JP 2020060382A JP 2018189999 A JP2018189999 A JP 2018189999A JP 2018189999 A JP2018189999 A JP 2018189999A JP 2020060382 A JP2020060382 A JP 2020060382A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
laser light
traveling
inspection
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018189999A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6888595B2 (en
Inventor
啓太 森本
Keita Morimoto
啓太 森本
恭資 白崎
Kiyousuke Shirasaki
恭資 白崎
真哉 伊藤
Masaya Ito
真哉 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2018189999A priority Critical patent/JP6888595B2/en
Publication of JP2020060382A publication Critical patent/JP2020060382A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6888595B2 publication Critical patent/JP6888595B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide an inspection device and an inspection carriage which, even when used for a spatially limited application, can measure a surface shape of a rail and measure a width-direction cross-sectional shape of the rail in a coordinate system based on a part not to be worn.SOLUTION: A rail inspection device mounted in a carriage 1 capable of running on a rail 2 comprises: a laser light source 6A which irradiates a top face of the rail with laser light; a camera 7 which captures the laser light reflected by the top face; a normal probe 8 which emits an ultrasonic pulse in a height direction of the rail and detects pulse echoes; and a computation section 9 which determines a height of the rail from a sole face to the top face at an emitting position of the ultrasonic pulse from time taken by the pulse echo at the sole face of the rail to reach the normal probe, and determines a width-direction face shape of the top face in a coordinate system based on the sole face of the rail using the determined height and an image of the laser light captured by the camera.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レールの検査装置及び検査台車に関する。   The present invention relates to a rail inspection device and an inspection cart.

天井クレーンのレール点検は人力作業が主であり、暗所での作業であるため、点検精度が低くなる。また、この点検は、工場の停止時間に制限があることから、レール全域の詳細な測定ができず、作業者が発見した劣化部のみの測定となっている。そのため、点検作業を正確に素早く行うための、レール検査装置の開発が行われている。
クレーンレールの劣化形態としては、亀裂、継手部の段差、レール表面摩耗、メタルフロー発生による頭頂部の変形が挙げられる。 Since the rail inspection of the overhead crane is mainly manual work and is performed in a dark place, the inspection accuracy is low. In addition, because this inspection has a limited downtime at the factory, it is not possible to make detailed measurements of the entire rail, and only the deteriorated parts found by the operator are measured. Therefore, a rail inspection device is being developed to perform inspection work accurately and quickly.
Examples of the deterioration form of the crane rail include cracks, joint steps, rail surface wear, and deformation of the crown due to metal flow.

また、側面磨耗量を計測する方法としては、リニアゲージを介したローラとレーザー距離計とを用いる方法、レール表面摩耗とメタルフロー量を計測する方法としては、リニアゲージを介したローラと超音波プローブとを用いる方法が提案されている（特許文献１)。
さらに、鉄道レールの検査方法としては、レール表面に投射した光を複数のカメラで撮影し、撮影画像を合成することでレール断面の形状を検査する方法が提案されている(特許文献２)。 Further, as a method of measuring the amount of side wear, a method using a roller and a laser range finder via a linear gauge is used. As a method of measuring rail surface wear and a metal flow amount, a roller and an ultrasonic wave via a linear gauge are used. A method using a probe has been proposed (Patent Document 1).
Further, as a railway rail inspection method, a method has been proposed in which the light projected on the rail surface is photographed by a plurality of cameras and the photographed images are combined to inspect the shape of the rail cross section (Patent Document 2).

特開平１０−３０７０１５号公報JP, 10-307015, A 特開平６−１１３１５号公報JP-A-6-11315

レールの磨耗量を測定しようとした場合、リニアゲージを介したローラで摩耗量を測定する特許文献２の方法では、ローラとレールとが接触する箇所のみが測定されるため、レールの表面全体を測定することができなかった。このため、部分的なレールの欠損や偏摩耗の測定が困難となり、レールの異常を見逃し適切な対処がとれないという問題点があった。   When attempting to measure the amount of wear of the rail, in the method of Patent Document 2 in which the amount of wear is measured with a roller via a linear gauge, only the location where the roller and the rail come into contact is measured, so the entire surface of the rail is measured. Could not be measured. For this reason, there is a problem that it becomes difficult to measure a partial loss of the rail or uneven wear, and an abnormality of the rail cannot be overlooked and an appropriate countermeasure cannot be taken.

また、ＪＩＳＢ８８０１によると、天井クレーンの最小の側方空間建築限界(レール中心〜建屋側壁までの距離)は２６０ｍｍである。このため、測定レールの両側にカメラを設置する特許文献３の方法では、建屋との距離が短く検査装置と建屋との干渉問題により、天井クレーンへの適用が実現不可能であった。さらに、特許文献３に記載の方法のように、複数のカメラを用いる方法では、レールの上部全体の形状検査を行い、レール顎部(車輪と接しないレール上部側面下方)を基準とする規格レールの形状と検査結果とを合わせ込み、規格レールとの形状差から変形量を測定していた。しかし、天井クレーンの走行レールとその近傍の壁や設置物との干渉問題を解決するために、設置するカメラを１台とした場合、レール顎部が死角となるのでレール表面形状を把握できても規格レールからの変形量は測定できなかった。   According to JIS B8801, the minimum lateral space construction limit (distance from the rail center to the building side wall) of the overhead crane is 260 mm. For this reason, the method of Patent Document 3 in which the cameras are installed on both sides of the measurement rail cannot be applied to an overhead crane because of a short distance from the building and interference between the inspection device and the building. Further, in the method using a plurality of cameras like the method described in Patent Document 3, the shape of the entire upper part of the rail is inspected, and the standard rail is based on the rail jaw (the lower side of the rail upper part that does not contact the wheel). The deformation amount was measured from the difference between the shape and the standard rail by combining the shape and the inspection result. However, in order to solve the problem of interference between the traveling rail of the overhead crane and the walls and installations in the vicinity, if the camera to be installed is one, the rail jaw will be a blind spot, so the rail surface shape can be grasped. However, the amount of deformation from the standard rail could not be measured.

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができ、且つ例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができるレールの検査装置及び検査台車を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made by paying attention to the above problems, in the case where the building and the rail are close to each other, such as an overhead crane in which the space above the rail is narrow, when used in a spatially limited application. Also, it is possible to measure the surface shape of the rail, and to measure the shape of the cross section of the rail in the width direction in the coordinate system based on the part where the rail does not wear, such as the sole of the rail. It is intended to provide an inspection device and an inspection cart.

本発明の一態様によれば、レール上を走行可能な台車に搭載され、上記レールの表面形状を測定する検査装置であって、上記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、上記頭頂面で反射した上記レーザー光を撮影するカメラと、上記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、上記パルスエコーのうち上記レールの足裏面でのパルスエコーが上記垂直探触子に到達するまでの時間から、上記超音波パルスの照射位置における上記足裏面から上記頭頂面までの上記レールの高さを求め、求められた上記高さと上記カメラによる上記レーザー光の撮影画像とを用いて上記レールの上記足裏面を基準とした座標系での上記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、を備えることを特長とするレールの検査装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided an inspection device which is mounted on a carriage capable of traveling on a rail and which measures a surface shape of the rail, wherein a laser light source for irradiating a laser beam on a top surface of the rail, A camera that shoots the laser light reflected on the parietal surface, a vertical probe that emits ultrasonic pulses in the height direction of the rail and detects a pulse echo, and among the pulse echoes on the sole of the rail. From the time until the pulse echo reaches the vertical probe, the height of the rail from the sole of the foot to the crown surface at the irradiation position of the ultrasonic pulse is obtained, and the obtained height and the camera are used. And a calculation unit that obtains a surface shape in the width direction of the parietal surface in a coordinate system with the sole surface of the rail as a reference using the captured image of the laser light. Lumpur inspection apparatus is provided.

本発明の一態様によれば、レール上を走行可能な、上記レールの表面形状を測定する検査台車であって、上記レール上を走行する複数の走行輪と、上記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、上記頭頂面で反射した上記レーザー光を撮影するカメラと、上記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、上記パルスエコーのうち上記レールの足裏面でのパルスエコーが上記垂直探触子に到達するまでの時間から上記超音波パルスの照射位置における上記足裏面から上記頭頂面までの上記レールの高さを求め、求められた上記高さと上記カメラによる上記レーザー光の撮影画像とを用いて上記レールの上記足裏面を基準とした座標系での上記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、を備えることを特長とするレールの検査台車が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an inspection trolley capable of traveling on a rail for measuring a surface shape of the rail, wherein a plurality of traveling wheels traveling on the rail and a laser beam on a top surface of the rail. A laser light source for irradiating, a camera for photographing the laser light reflected on the parietal surface, emitting a ultrasonic pulse in the height direction of the rail, and a vertical probe for detecting a pulse echo, and the pulse echo Of the above, the height of the rail from the sole of the foot to the crown of the rail at the irradiation position of the ultrasonic pulse is determined from the time until the pulse echo on the sole of the rail reaches the vertical probe, and is obtained. And a calculation unit for obtaining the surface shape in the width direction of the parietal surface in the coordinate system with the sole of the rail as a reference using the height and the image of the laser light captured by the camera. Inspection carriage rails that features be obtained is provided.

本発明の一態様によれば、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができ、且つ例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができる検査装置及び検査台車が提供される。   According to one aspect of the present invention, the surface shape of a rail is measured even when it is used for a spatially limited application such as an overhead crane in which a building and a rail are close to each other and a space above the rail is narrow. There is provided an inspection device and an inspection trolley capable of measuring the shape of the cross section of the rail in the width direction in a coordinate system with reference to a portion of the rail that does not wear such as the bottom of the rail.

本発明の一実施形態に係る検査台車を示す側面図である。It is a side view showing an inspection trolley concerning one embodiment of the present invention. 図１のＩ−Ｉ線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along the line I-I of FIG. 1. 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。It is a II-II line arrow line view of FIG. 実施例における、垂直探触子による探傷結果を示すグラフである。7 is a graph showing a flaw detection result by a vertical probe in an example. 実施例における、継ぎ目の段差測定の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the level | step difference measurement of a joint in an Example. 実施例における、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の測定結果を示すグラフである。5 is a graph showing the measurement results of the shape measurement in the rail width direction and the wear amount measurement in the example.

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。   In the following detailed description, in order to provide a thorough understanding of the present invention, embodiments of the present invention are illustrated and numerous specific details are described. However, it will be apparent that one or more implementations may be practiced without the details of such specific details. Also, the drawings show well-known structures and devices in a schematic representation for the sake of brevity.

＜レールの検査台車＞
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るレールの検査台車１について説明する。検査台車１は、天井クレーンの走行レール２の表面形状を測定する。図１及び図２に示すように、検査台車１は、台車フレーム３と、２つの走行輪４Ａ，４Ｂと、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂと、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂと、カメラ７と、垂直探触子８と、演算部９とを備える。 <Rail inspection cart>
1 and 2, a rail inspection cart 1 according to an embodiment of the present invention will be described. The inspection cart 1 measures the surface shape of the traveling rail 2 of the overhead crane. As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection carriage 1 includes a carriage frame 3, two traveling wheels 4A and 4B, two pairs of guide rollers 5A and 5B, two laser light sources 6A and 6B, and a camera 7. And a vertical probe 8 and a calculation unit 9.

台車フレーム３には、２つの走行輪４Ａ，４Ｂ、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂ、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂ、カメラ７、垂直探触子８及び演算部９が設けられる。
２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、走行レール２上を走行可能なものである。２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、走行レール２の延在方向（図１の左右方向）に対する、台車フレーム３の両端側にそれぞれ設けられる。また、２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、不図示の駆動部に接続され、自走可能に構成される。 The carriage frame 3 is provided with two running wheels 4A, 4B, two pairs of guide rollers 5A, 5B, two laser light sources 6A, 6B, a camera 7, a vertical probe 8, and a calculation unit 9.
The two traveling wheels 4A and 4B can travel on the traveling rail 2. The two traveling wheels 4A and 4B are provided at both ends of the bogie frame 3 with respect to the extending direction of the traveling rail 2 (the left-right direction in FIG. 1). Further, the two traveling wheels 4A and 4B are connected to a drive unit (not shown) and configured to be self-propelled.

２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、対となる各ガイドローラ５Ａ，５Ｂが走行レール２の頭部２０の顎部を幅方向（図２の左右方向）から挟み込んで、上下方向（図１及び図２の上下方向）に平行な回転軸を中心に回転可能なように設けられる。また、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、各対のガイドローラ５Ａ，５Ｂが、走行レール２の延在方向に対する、台車フレーム３の両端側、且つ２つの走行輪４Ａ，４Ｂの近傍にそれぞれ設けられる。２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、走行レール２の規格毎に設定幅を変更できるように、走行レール２の幅方向に移動可能に構成される。２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂによれば、検査台車１が、走行レール２の幅方向に対して一定の位置となるように調整され、さらに走行レール２の幅方向に傾くことが抑制される。これにより、検査台車１の走行中の検査精度を向上させることができる。   The two pairs of guide rollers 5A and 5B sandwich the jaw of the head 20 of the traveling rail 2 from the width direction (left and right direction in FIG. 2) by the pair of guide rollers 5A and 5B, and the vertical direction (FIG. 1 and FIG. It is provided so as to be rotatable about a rotation axis parallel to the vertical direction of FIG. In addition, the two pairs of guide rollers 5A and 5B are arranged such that each pair of guide rollers 5A and 5B is located at both ends of the bogie frame 3 in the extending direction of the traveling rail 2 and in the vicinity of the two traveling wheels 4A and 4B. It is provided. The two pairs of guide rollers 5A and 5B are configured to be movable in the width direction of the traveling rail 2 so that the set width can be changed for each standard of the traveling rail 2. With the two pairs of guide rollers 5A and 5B, the inspection carriage 1 is adjusted so as to be located at a fixed position in the width direction of the traveling rail 2, and is further prevented from tilting in the width direction of the traveling rail 2. . As a result, the inspection accuracy of the inspection cart 1 during traveling can be improved.

２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、レーザー照射装置であり、台車フレーム３内の走行レール２よりも上方（図１及び図２における上側）に、走行レール２の幅方向（図２の左右方向）に並んで設けられる。２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、鉛直方向（図１及び図２における上下方向）の下側に向かってレーザー光を照射することで、走行レール２の頭部２０の頭頂面にレーザー光を照射する。また、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、走行レール２の頭部２０の幅方向において、レーザー光の照射範囲が走行レール２の幅よりも大きくなるように設定される。つまり、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、走行レール２の頭頂面の幅方向全域にわたってレーザー光を照射する。   The two laser light sources 6A and 6B are laser irradiation devices and are located above the traveling rail 2 in the bogie frame 3 (upper side in FIGS. 1 and 2) in the width direction of the traveling rail 2 (left and right direction in FIG. 2). Are installed side by side. The two laser light sources 6A and 6B irradiate the laser light toward the lower side in the vertical direction (vertical direction in FIGS. 1 and 2) to irradiate the top surface of the head 20 of the traveling rail 2 with the laser light. To do. Further, the two laser light sources 6A and 6B are set so that the irradiation range of the laser light is larger than the width of the traveling rail 2 in the width direction of the head 20 of the traveling rail 2. That is, the two laser light sources 6 </ b> A and 6 </ b> B emit laser light over the entire width direction of the top surface of the traveling rail 2.

カメラ７は、台車フレーム３内の走行レール２よりも上方に設けられ、走行レール２の頭頂面で反射されたレーザー光を補足（撮影）する。カメラ７の撮影領域（視野）は、走行レール２の幅よりも広い、広角に設定され、走行レール２の頭頂面の幅方向全域にわたった領域となる。また、カメラ７は、所定の時間間隔で連続的に撮影を行う。撮影を行う時間間隔は、走行レール２の長手方向における求められる測定位置の数や検査台車１の走行速度等に応じて決定される。カメラ７によって撮影された撮影画像は、演算部９へと送られ、保存される。   The camera 7 is provided above the traveling rail 2 in the bogie frame 3 and captures (photographs) the laser light reflected by the top surface of the traveling rail 2. The photographing area (field of view) of the camera 7 is set to a wide angle wider than the width of the traveling rail 2 and extends over the entire width direction of the top surface of the traveling rail 2. Further, the camera 7 continuously shoots at a predetermined time interval. The time interval for performing imaging is determined according to the number of measurement positions required in the longitudinal direction of the traveling rail 2, the traveling speed of the inspection carriage 1, and the like. The captured image captured by the camera 7 is sent to the calculation unit 9 and stored therein.

垂直探触子８は、超音波パルスを発生し、はね返ってきたパルスエコーを探知する超音波プローブ（超音波探触子）である。垂直探触子８は、走行レール２の幅方向の中心位置に向かって超音波を発生させるように設けられる。また、垂直探触子８は、水やグリス等の潤滑剤を間に介して、走行レール２の頭頂面に押し当てられた状態で設けられることが好ましい。この場合、垂直探触子８は、垂直方向に移動可能に設けられ、自重やスプリング等によって走行レール２の頭頂面に押し当てられることが好ましい。さらに、垂直探触子８は、探傷方向が鉛直方向（走行レール２の高さ方向）の下方に向いて設けられる。垂直探触子８は、走行レール２の頭部２０から胴部２１を通って、足部２２の足裏面に到達する超音波パルスを発する。さらに、垂直探触子８は、所定の時間間隔で連続的に探傷を行い、探傷結果を演算部９に送信する。探傷を行う時間間隔は、カメラ７による撮影と同様に、走行レール２の長手方向における求められる測定位置の数や検査台車１の走行速度等に応じて決定される。   The vertical probe 8 is an ultrasonic probe (ultrasonic probe) that generates an ultrasonic pulse and detects the reflected pulse echo. The vertical probe 8 is provided so as to generate ultrasonic waves toward the center position of the traveling rail 2 in the width direction. The vertical probe 8 is preferably provided in a state of being pressed against the crown surface of the traveling rail 2 with a lubricant such as water or grease interposed therebetween. In this case, it is preferable that the vertical probe 8 is provided so as to be movable in the vertical direction and is pressed against the top surface of the traveling rail 2 by its own weight, a spring, or the like. Further, the vertical probe 8 is provided with the flaw detection direction facing downward in the vertical direction (the height direction of the traveling rail 2). The vertical probe 8 emits an ultrasonic pulse that reaches the sole surface of the foot portion 22 from the head portion 20 of the traveling rail 2 through the body portion 21. Further, the vertical probe 8 continuously performs flaw detection at a predetermined time interval and transmits the flaw detection result to the calculation unit 9. The time interval for performing flaw detection is determined in accordance with the number of required measurement positions in the longitudinal direction of the traveling rail 2 and the traveling speed of the inspection carriage 1 as in the case of photographing by the camera 7.

演算部９は、カメラ７から取得する撮影画像と、垂直探触子８から取得する探傷結果とに基いて、走行レール２の表面形状を測定する。具体的には、表面形状として、亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量の測定を行う。これらの測定方法については、後述する。また、演算部９は、撮影画像及び探傷結果に合わせて、走行レール２上の検査台車１の位置情報を取得する。位置情報は、検査台車１に搭載されている不図示のエンコーダから取得される。   The calculation unit 9 measures the surface shape of the traveling rail 2 based on the captured image acquired from the camera 7 and the flaw detection result acquired from the vertical probe 8. Specifically, as the surface shape, crack measurement, seam level difference measurement, rail width direction shape measurement, and surface wear amount measurement are performed. These measuring methods will be described later. In addition, the calculation unit 9 acquires the position information of the inspection cart 1 on the traveling rail 2 in accordance with the captured image and the flaw detection result. The position information is acquired from an encoder (not shown) mounted on the inspection cart 1.

＜レールの測定方法＞
本実施形態に係る測定方法に説明する。測定では、走行レール２の亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量を測定する。
まず、検査台車１を走行レール２の長手方向に移動させながら、レーザー光を照射させた状態でのカメラ７による撮影と、垂直探触子８による探傷とを連続的に行う。この際、検査台車１は、検査台車１が走行レール２上を走行可能な範囲で移動することが好ましい。また、垂直探触子８が走行レール２の頭頂面に押し当てられた状態となる場合、検査台車１の走行に伴い、垂直探触子８は、走行レール２の頭頂面を潤滑剤を介して摺動する。そして、カメラ７によって撮影された撮影画像、並びに垂直探触子８による探傷結果は、演算部９へと送られる。この際、撮影画像及び探傷結果とともに、撮影及び探傷のタイミングにおける、位置情報が演算部９へと送られる。 <Rail measurement method>
The measuring method according to this embodiment will be described. In the measurement, crack measurement of the traveling rail 2, step measurement of the joint, shape measurement in the rail width direction, and surface wear amount are measured.
First, while the inspection carriage 1 is moved in the longitudinal direction of the traveling rail 2, the photographing by the camera 7 and the flaw detection by the vertical probe 8 in a state where the laser light is irradiated are continuously performed. At this time, the inspection cart 1 preferably moves within a range in which the inspection cart 1 can travel on the traveling rail 2. Further, when the vertical probe 8 is pressed against the top surface of the traveling rail 2, the vertical probe 8 causes the top surface of the traveling rail 2 to pass through a lubricant as the inspection carriage 1 travels. Slide. Then, the captured image captured by the camera 7 and the flaw detection result by the vertical probe 8 are sent to the calculation unit 9. At this time, the position information at the timing of the shooting and the flaw detection is sent to the calculation unit 9 together with the photographed image and the flaw detection result.

次いで、演算部９は、撮影画像と探傷結果とに基いて、走行レール４の長手方向の各位置における、走行レール２の亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量を測定する。
亀裂測定では、走行レール２の表面形状として、走行レール２の頭部２０の亀裂を測定する。亀裂測定では、垂直探触子８の探傷結果から、走行レール２の長手方向の各測定位置における亀裂の有無を判断する。具体的には、亀裂の有無は、走行レール２の内部に相当する位置でのパルスエコー（走行レール２の内部位置での反射によって発生した反射エコー）の有無によって判断される。 Next, the calculation unit 9 measures the cracks of the traveling rail 2, measures the step of the seam, measures the shape in the rail width direction, and measures the amount of surface wear at each position in the longitudinal direction of the traveling rail 4 based on the captured image and the flaw detection result. To measure.
In the crack measurement, the crack of the head 20 of the traveling rail 2 is measured as the surface shape of the traveling rail 2. In the crack measurement, the presence or absence of a crack at each measurement position in the longitudinal direction of the traveling rail 2 is determined from the flaw detection result of the vertical probe 8. Specifically, the presence or absence of a crack is determined by the presence or absence of a pulse echo at a position corresponding to the inside of the traveling rail 2 (a reflection echo generated by reflection at the inside position of the traveling rail 2).

継ぎ目の段差測定では、走行レール２の表面形状として、走行レール２の継ぎ目における段差を測定する。継ぎ目の段差測定では、垂直探触子８の探傷結果から、走行レール２の継ぎ目部における走行レール２の頭頂面の高さを求めることで、継ぎ目部の段差を測定する。垂直探触子８では、得られる探傷結果に含まれるエコー波形より、走行レール２の幅方向中心位置における、頭頂面から足裏面（図２における下面）までの距離である、走行レール２の高さが求められる。具体的には、垂直探触子８の発した超音波パルスのうち、走行レール２の頭頂面でのパルスエコー（頭頂面での反射によって発生した反射エコー）が垂直探触子８に到達するまでの時間と、走行レール２の足裏面でのパルスエコー（足裏面での反射によって発生した反射エコー）が垂直探触子８に到達するまでの時間（図３参照）とから高さを求める。継ぎ目の段差測定では、走行レール２の継ぎ目部において、連結された異なるレールの連結部近傍における高さの差から、継ぎ目の段差が求められる。   In the step measurement of the seam, the step at the seam of the traveling rail 2 is measured as the surface shape of the traveling rail 2. In the step measurement of the joint, the height of the crown surface of the traveling rail 2 at the joint of the traveling rail 2 is obtained from the flaw detection result of the vertical probe 8 to measure the step of the joint. In the vertical probe 8, the height of the traveling rail 2, which is the distance from the crown surface to the sole surface (the lower surface in FIG. 2) at the center position in the width direction of the traveling rail 2, is determined from the echo waveform included in the flaw detection result obtained. Is required. Specifically, among the ultrasonic pulses generated by the vertical probe 8, the pulse echo on the top surface of the traveling rail 2 (the reflection echo generated by the reflection on the top surface) reaches the vertical probe 8. And the time until the pulse echo (the reflection echo generated by the reflection on the bottom of the foot) of the running rail 2 reaches the vertical probe 8 (see FIG. 3). . In the step measurement of the seam, the step of the seam is obtained from the height difference in the seam portion of the traveling rail 2 in the vicinity of the connecting portion of the different rails that are connected.

レール幅方向の形状測定では、走行レール２の表面形状として、メタルフローすなわち塑性変形による形状劣化度合いの測定及び頭部２０の側面の磨耗量の測定を行う。演算部９は、継ぎ目の段差測定と同様に、垂直探触子８の探傷結果から走行レール２の幅方向中心での高さを求める。また、演算部９は、撮影画像から、走行レール２の幅方向の長さ及び頭頂面の幅方向に対する相対的な高さの推移を示すプロフィール（「表面形状データ」ともいう。）を求める。この際、撮影画像は、レーザー光の照射位置を、斜め上方から撮影した画像となる。このため、撮影画像を、カメラ７の設置位置と撮影角度とから、長手方向に直交した断面における断面寸法に合わせる３次元処理を行う。そして、演算部９は、求めた頭部２０の幅方向中心での高さと、幅方向の長さと、表面形状データとを組み合わせることで、走行レール２のレール幅方向の形状、つまり頭部２０の頭頂面及び頭側面を含む表面の形状を求める。このように得られたレール幅方向の形状は、正常な状態の走行レール２の頭部２０の形状と比較することで、メタルフロー量や側面の磨耗量が求められる。   In the shape measurement in the rail width direction, as the surface shape of the traveling rail 2, the degree of shape deterioration due to metal flow, that is, plastic deformation, and the amount of wear of the side surface of the head 20 are measured. The calculation unit 9 obtains the height at the center of the traveling rail 2 in the width direction from the flaw detection result of the vertical probe 8 as in the step measurement of the joint. In addition, the calculation unit 9 obtains a profile (also referred to as “surface shape data”) indicating a transition of the length of the traveling rail 2 in the width direction and the relative height of the crown surface in the width direction from the captured image. At this time, the photographed image is an image obtained by photographing the irradiation position of the laser light obliquely from above. Therefore, three-dimensional processing is performed to match the photographed image with the cross-sectional dimension in the cross section orthogonal to the longitudinal direction from the installation position of the camera 7 and the photographing angle. Then, the calculation unit 9 combines the obtained height of the head 20 at the center in the width direction, the length in the width direction, and the surface shape data to obtain the shape of the traveling rail 2 in the rail width direction, that is, the head 20. Determine the shape of the surface including the parietal surface and lateral surface of the head. By comparing the shape in the rail width direction thus obtained with the shape of the head 20 of the traveling rail 2 in a normal state, the amount of metal flow and the amount of side surface wear can be obtained.

磨耗量測定では、走行レール２の表面形状として、頭頂面の磨耗量を測定する。磨耗量測定では、演算部９は、継ぎ目の段差測定と同様に、垂直探触子８の探傷結果から走行レール２の幅方向中心での高さを求める。また、演算部９は、レール幅方向の形状測定と同様に、撮影画像から走行レール２の表面形状データを求める。次いで、演算部９は、求めた高さと表面形状データとを組み合せ、走行レール２の足裏面を基準とした座標系での頭頂面の表面形状、つまり走行レール２の頭頂面の幅方向に対する高さの推移を示すプロフィールを求める。さらに、演算部９は、予め設定される基準のレール高さと、求めた頭頂面の表面形状とから、走行レール２の幅方向の各位置での磨耗量を求める。基準のレール高さとは、使用前のように磨耗がない状態における、走行レール２の幅方向の各位置での高さの推移を示すプロフィールである。
なお、亀裂測定、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定は、走行レール２の長手方向の複数の位置でそれぞれ行われる。また、上記の各種測定は、検査台車１を用いて無人で行われてもよい。 In the wear amount measurement, the wear amount of the crown surface is measured as the surface shape of the traveling rail 2. In the wear amount measurement, the calculation unit 9 obtains the height at the center of the running rail 2 in the width direction from the flaw detection result of the vertical probe 8 as in the step measurement of the seam. Further, the calculation unit 9 obtains the surface shape data of the traveling rail 2 from the captured image, as in the shape measurement in the rail width direction. Next, the calculation unit 9 combines the obtained height and the surface shape data, and calculates the surface shape of the crown surface in the coordinate system with the sole surface of the traveling rail 2 as a reference, that is, the height of the traveling rail 2 in the width direction. A profile showing the transition of the height is obtained. Further, the calculation unit 9 obtains the amount of wear at each position in the width direction of the traveling rail 2 from the preset reference rail height and the obtained surface shape of the crown surface. The reference rail height is a profile that shows the transition of the height at each position in the width direction of the traveling rail 2 in a state where there is no wear as before use.
The crack measurement, the shape measurement in the rail width direction, and the wear amount measurement are performed at a plurality of positions in the longitudinal direction of the traveling rail 2. Moreover, the above-mentioned various measurements may be performed unattended using the inspection cart 1.

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。 <Modification>
Although the present invention has been described above with reference to particular embodiments, it is not intended to limit the invention by these descriptions. Other embodiments of the invention, including various modifications to the disclosed embodiments, will be apparent to persons skilled in the relevant art upon reference to the description of the invention. Therefore, it should be understood that the embodiments of the invention described in the claims also include the embodiments including these modifications described alone or in combination.

例えば、上記実施形態では、走行レール２の表面形状の測定として、亀裂測定、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、表面形状の測定として、磨耗量の測定のみを行うようにしてもよい。この場合、垂直探触子８は、走行レール２の幅方向の中心に対して超音波パルスを照射するように設けられてなくてもよい。また、この場合、垂直探触子８が幅方向のどこの位置で高さ情報を得ているかが、垂直探触子８から演算部９に出力あるいは演算部９にて予め設定される必要がある。   For example, in the above-described embodiment, crack measurement, rail width direction shape measurement, and wear amount measurement are performed as the surface shape measurement of the traveling rail 2, but the present invention is not limited to this example. For example, as the surface shape measurement, only the wear amount may be measured. In this case, the vertical probe 8 need not be provided so as to irradiate the ultrasonic pulse to the center of the traveling rail 2 in the width direction. Further, in this case, it is necessary to output from the vertical probe 8 to the calculation unit 9 or be preset by the calculation unit 9 at which position in the width direction the vertical probe 8 obtains the height information. is there.

また、上記実施形態では、検査台車１が測定するレールが天井クレーンの走行レール２であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１が測定するレールは、他の用途に用いられるレールであってもよい。なお、本発明は、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合であっても、検査台車１の寸法を小さくすることができるため、容易に適用することができる。   Further, in the above embodiment, the rail measured by the inspection cart 1 is the traveling rail 2 of the overhead crane, but the present invention is not limited to this example. The rail measured by the inspection cart 1 may be a rail used for other purposes. Note that the present invention reduces the size of the inspection cart 1 even when it is used for a spatially limited application such as an overhead crane in which the building and the rail are close and the space above the rail is narrow. Therefore, it can be easily applied.

さらに、上記実施形態では、検査台車１で測定を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。レール上を走行可能な台車に対して、検査台車１の測定に用いられる構成、例えば、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂ、カメラ７、垂直探触子８及び演算部９を備える検査装置を設け、この検査装置を用いて測定が行われてもよい。
さらに、上記実施形態では、垂直探触子８としてタイヤ式超音波プローブを用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。垂直探触子８として他の測定方式のものが用いられてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the measurement is performed by the inspection cart 1, but the present invention is not limited to this example. For a carriage that can travel on a rail, a structure used for measurement of the inspection carriage 1, for example, an inspection device including two laser light sources 6A and 6B, a camera 7, a vertical probe 8 and a calculation unit 9 is provided. The measurement may be performed using this inspection device.
Furthermore, although the tire type ultrasonic probe is used as the vertical probe 8 in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this example. Other measurement methods may be used as the vertical probe 8.

さらに、上記実施形態では、検査台車１は走行レール２の表面形状を測定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、検査台車１は、表面形状の測定結果から、亀裂や段差、メタルフロー、磨耗量等についての異常の有無を診断してもよい。
さらに、上記実施形態では、検査台車１が２つの走行輪４Ａ，４Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられる走行輪は複数であればよく、例えば、３つ以上であってもよい。 Further, in the above embodiment, the inspection cart 1 measures the surface shape of the traveling rail 2, but the present invention is not limited to this example. For example, the inspection trolley 1 may diagnose the presence or absence of an abnormality regarding a crack, a step, a metal flow, an amount of wear, or the like from the measurement result of the surface shape.
Further, in the above embodiment, the inspection cart 1 includes the two traveling wheels 4A and 4B, but the present invention is not limited to this example. The number of traveling wheels provided on the inspection cart 1 may be plural, and may be three or more, for example.

さらに、上記実施形態では、検査台車１が２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられるガイドローラは複数対であればよく、例えば、３対以上であってもよい。
さらに、上記実施形態では、検査台車１が２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられるレーザー照射装置は、走行レール２の幅方向の全域にレーザー光を照射可能なものであれば、１つあるいは３つ以上であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the inspection cart 1 includes the two pairs of guide rollers 5A and 5B, but the present invention is not limited to this example. The inspection carriage 1 may be provided with a plurality of pairs of guide rollers, for example, three pairs or more.
Further, in the above embodiment, the inspection cart 1 includes the two laser light sources 6A and 6B, but the present invention is not limited to this example. The number of laser irradiation devices provided on the inspection carriage 1 may be one or three or more as long as they can irradiate the laser beam over the entire width direction of the traveling rail 2.

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係るレールの検査装置は、レール（例えば、走行レール２）上を走行可能な台車に搭載され、レールの表面形状を測定する検査装置であって、レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源６Ａ，６Ｂと、頭頂面で反射したレーザー光を撮影するカメラ７と、レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子８と、超音波パルスのうちレールの足裏面でのパルスエコーが垂直探触子に到達までの時間から超音波パルスの照射位置における足裏面から頭頂面までのレールの高さを求め、求められた高さとカメラ７によるレーザー光の撮影画像とを用いてレールの足裏面を基準とした座標系での頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部９と、を備える。 <Effect of Embodiment>
(1) A rail inspection device according to an aspect of the present invention is an inspection device that is mounted on a carriage that can travel on a rail (for example, a traveling rail 2) and that measures the surface shape of the rail. Laser light sources 6A and 6B that irradiate the surface with laser light, a camera 7 that captures the laser light reflected on the parietal surface, and a vertical probe 8 that emits ultrasonic pulses in the rail height direction and detects pulse echoes. Then, the height of the rail from the back of the foot to the top of the head at the ultrasonic pulse irradiation position was calculated from the time until the pulse echo on the back of the foot of the rail reached the vertical probe among the ultrasonic pulses. And a calculation unit 9 for obtaining the surface shape in the width direction of the crown surface in the coordinate system with the sole surface of the rail as a reference, using the height and the image captured by the laser light from the camera 7.

上記（１）の構成によれば、カメラ７により撮影された撮影画像と、垂直探触子８で探傷されるパルスエコーを用いることで、１台のカメラ７でも、レールの頭頂面の幅方向全域にわたって、頭頂面の磨耗量といった表面形状を測定することができる。このため、検査装置の構成が簡単となり、寸法を小さくすることができることから、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができる。また、上記（１）の構成によれば、垂直探触子で超音波パルスを照射していない領域を含む、レールの幅方向の全域にわたって、頭頂面における絶対的な磨耗量を測定することができる。このため、例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができるようになる。さらに、上記（１）の構成によれば、レールの高さの測定だけでなく、垂直探触子を用いて、亀裂の有無を検査することもできる。   According to the configuration of (1) above, by using the captured image captured by the camera 7 and the pulse echo detected by the vertical probe 8, even with one camera 7, the width direction of the top surface of the rail is measured. The surface shape such as the amount of wear of the crown surface can be measured over the entire area. For this reason, the structure of the inspection device is simplified and the size can be reduced, so that it is used in a spatially limited application such as an overhead crane where the building is close to the rail and the space above the rail is narrow. Also in, the surface shape of the rail can be measured. Further, according to the above configuration (1), it is possible to measure the absolute amount of wear on the crown surface over the entire width direction of the rail, including the area where the vertical probe does not emit ultrasonic pulses. it can. Therefore, for example, it becomes possible to measure the shape of the cross section in the width direction of the rail in the coordinate system based on the part where the rail is not worn, such as the sole of the rail. Further, according to the configuration of (1) above, not only the height of the rail can be measured but also the presence or absence of cracks can be inspected using the vertical probe.

（２）上記（１）の構成において、台車のレール上の測定位置を検出可能なエンコーダをさらに備え、レーザー光源６Ａ，６Ｂは、台車がレール上を走行している間、レーザー光を連続的に照射し、カメラ７は、台車がレール上を走行している間、頭頂面で反射したレーザー光を連続的に撮影し、垂直探触子８は、台車がレール上を走行している間、超音波パルスを連続的に発し、パルスエコーを連続的に探知し、演算部９は、測定位置と、各測定位置における座標系での頭頂面の幅方向の表面形状から、レールの長手方向の全長にわたって表面形状を求める。
上記（２）の構成によれば、レールの長手方向の全長にわたって表面形状を測定することができる。また、測定位置と測定結果とを合わせて管理することで、レールの劣化速度の算出や取替え周期の決定をすることが容易となり、適切な寿命管理ができるようになる。 (2) In the configuration of (1) above, an encoder capable of detecting the measurement position on the rail of the truck is further provided, and the laser light sources 6A and 6B continuously emit the laser light while the truck travels on the rail. The camera 7 continuously shoots the laser light reflected on the parietal surface while the truck is running on the rail, and the vertical probe 8 is used while the truck is running on the rail. , The ultrasonic pulse is continuously emitted, the pulse echo is continuously detected, and the calculation unit 9 determines the longitudinal direction of the rail from the measurement position and the surface shape in the width direction of the crown surface in the coordinate system at each measurement position. The surface shape is obtained over the entire length of.
With configuration (2) above, the surface shape can be measured over the entire length of the rail in the longitudinal direction. Further, by managing the measurement position and the measurement result together, it becomes easy to calculate the deterioration rate of the rail and to determine the replacement cycle, and it becomes possible to perform appropriate life management.

（３）本発明の一態様に係るレールの検査台車１は、レール上を走行可能な、レールの表面形状を測定する検査台車１であって、レール上を走行する複数の走行輪３Ａ，３Ｂと、レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源６Ａ，６Ｂと、頭頂面で反射したレーザー光を撮影するカメラ７と、レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子８と、超音波パルスのうちレールの足裏面でのパルスエコーが垂直探触子に到達までの時間から超音波パルスの照射位置における足裏面から頭頂面までのレールの高さを求め、求められた高さとカメラ７によるレーザー光の撮影画像とを用いてレールの足裏面を基準とした座標系での頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部９と、を備える。
上記（３）の構成によれば、上記（１）と同様な効果を得ることができる。 (3) A rail inspection carriage 1 according to an aspect of the present invention is an inspection carriage 1 that is capable of traveling on a rail and that measures the surface shape of the rail, and has a plurality of traveling wheels 3A, 3B traveling on the rail. , Laser light sources 6A and 6B for irradiating the top surface of the rail with laser light, a camera 7 for photographing the laser light reflected on the top surface of the rail, and ultrasonic pulses in the height direction of the rail to detect a pulse echo. The height of the rail from the back of the foot to the top of the vertical probe 8 and the time when the pulse echo of the ultrasonic pulse on the bottom of the foot of the rail reaches the vertical probe from the time when the ultrasonic pulse is radiated to the top of the foot. And a calculation unit 9 for obtaining the surface shape in the width direction of the parietal surface in the coordinate system with the sole surface of the rail as a reference, using the obtained height and the captured image of the laser light from the camera 7.
According to the configuration of (3) above, the same effect as that of (1) above can be obtained.

（４）上記（３）の構成において、複数の走行輪３Ａ，３Ｂは、自走可能に設けられ、無人でレールの表面形状を測定する。
上記（４）の構成によれば、測定や検査を簡易にできることができる。 (4) In the configuration of (3) above, the plurality of traveling wheels 3A and 3B are provided so as to be capable of self-propelling, and the surface shape of the rail is measured unmanned.
According to the configuration of (4) above, measurement and inspection can be simplified.

次に、本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、上記実施形態に係る検査台車１を用いて、ＣＲ７３ｋｇレールについて表面形状の測定を実施した。また、実施例では、表面形状の測定として、レールの亀裂測定、継ぎ目段差測定、レール幅方向の測定（レール側面磨耗及びメタルフローの測定）及び頭頂面の磨耗量の測定を行った。
亀裂の測定結果について述べる。亀裂の測定では、レールの低面から４０ｍｍの位置に直径２ｍｍの丸穴加工したものを用意し、このレールについて亀裂測定をすることで、この加工部を疑似亀裂と見なした診断試験評価を実施した。図５に垂直探触子８による探傷結果を示すグラフ、図４に示すように、欠陥エコーを感知できることが確認できた。 Next, examples performed by the present inventors will be described. In the example, the surface shape of the CR73 kg rail was measured using the inspection cart 1 according to the above embodiment. Further, in the examples, as the surface shape measurement, rail crack measurement, seam step measurement, rail width direction measurement (rail side wear and metal flow measurement) and top surface wear amount measurement were performed.
The measurement results of cracks will be described. For the crack measurement, prepare a round hole with a diameter of 2 mm at a position 40 mm from the lower surface of the rail, and by measuring the crack on this rail, a diagnostic test evaluation that considers this processed part as a pseudo crack is performed. Carried out. FIG. 5 is a graph showing the flaw detection result by the vertical probe 8, and as shown in FIG. 4, it was confirmed that the defect echo can be detected.

レールの継ぎ目の段差測定の結果について述べる。図５に、レールの継ぎ目の段差測定の結果を示す。測定の結果、継ぎ目の段差は１．５ｍｍとなり、段差を実測した結果と変わらず、継ぎ目の段差が測定できることが確認できた。
レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の結果ついて述べる。また、実施例では、比較として、レールのレール幅方向の形状及び頭頂面の磨耗量を、レーザー距離計を用いて、頭頂部方向から幅全域にわたって測定した。図８に、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の結果を示す。図６には、幅方向の位置Ａ，Ｂ，Ｃの３箇所における磨耗量の測定結果を示す。図６に示すように、レールの幅方向全域に渡って、レーザー距離計での計測データと一致する良好な結果が得られた。また幅方向に関してもよく一致することが確認できた。 The result of the step measurement of the rail joint will be described. FIG. 5 shows the result of the step measurement of the rail joint. As a result of the measurement, the step difference of the seam was 1.5 mm, which was the same as the result of actual measurement of the step difference, and it was confirmed that the step difference of the seam could be measured.
The results of shape measurement and wear amount measurement in the rail width direction will be described. Further, in the examples, for comparison, the shape of the rail in the rail width direction and the amount of wear on the crown surface were measured from the crown direction to the entire width using a laser distance meter. FIG. 8 shows the results of shape measurement and wear amount measurement in the rail width direction. FIG. 6 shows the measurement results of the amount of wear at three positions A, B and C in the width direction. As shown in FIG. 6, good results were obtained over the entire width direction of the rail, in agreement with the measurement data obtained by the laser rangefinder. Also, it was confirmed that they also agree well in the width direction.

１ 検査台車
２ 走行レール
２０ 頭部
２１ 胴部
２２ 足部
３ 台車フレーム
４Ａ，４Ｂ 走行輪
５Ａ，５Ｂ ガイドローラ
６Ａ，６Ｂ レーザー光源
７ カメラ
８ 垂直探触子
９ 演算部 1 Inspection Cart 2 Travel Rail 20 Head 21 Body 22 Leg 3 Bogie Frame 4A, 4B Travel Wheels 5A, 5B Guide Rollers 6A, 6B Laser Light Source 7 Camera 8 Vertical Probe 9 Computing Section

Claims (4)

レール上を走行可能な台車に搭載され、前記レールの表面形状を測定する検査装置であって、
前記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記頭頂面で反射した前記レーザー光を撮影するカメラと、
前記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、
前記パルスエコーのうち前記レールの足裏面でのパルスエコーが前記垂直探触子に到達するまでの時間から、前記超音波パルスの照射位置における前記足裏面から前記頭頂面までの前記レールの高さを求め、求められた前記高さと前記カメラによる前記レーザー光の撮影画像とを用いて前記レールの前記足裏面を基準とした座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とするレールの検査装置。 An inspection device that is mounted on a truck that can travel on a rail and that measures the surface shape of the rail,
A laser light source for irradiating a laser beam on the top surface of the rail,
A camera for photographing the laser light reflected by the parietal surface,
A vertical probe that emits ultrasonic pulses in the rail height direction and detects pulse echoes,
From the time until the pulse echo on the sole surface of the rail among the pulse echo reaches the vertical probe, the height of the rail from the sole surface to the crown surface at the irradiation position of the ultrasonic pulse. And a calculation unit for obtaining the surface shape in the width direction of the crown surface in the coordinate system with the sole surface of the rail as a reference using the obtained height and the captured image of the laser light by the camera. ,
A rail inspection device comprising: 前記台車の前記レール上の測定位置を検出可能なエンコーダをさらに備え、
前記レーザー光源は、前記台車が前記レール上を走行している間、前記レーザー光を連続的に照射し、
前記カメラは、前記台車が前記レール上を走行している間、前記頭頂面で反射した前記レーザー光を連続的に撮影し、
前記垂直探触子は、前記台車が前記レール上を走行している間、前記超音波パルスを連続的に発し、前記パルスエコーを連続的に探知し、
前記演算部は、前記測定位置と、各測定位置における前記座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状から、前記レールの長手方向の全長にわたって前記表面形状を求めることを特徴とする請求項１に記載のレールの検査装置。 Further comprising an encoder capable of detecting a measurement position on the rail of the carriage,
The laser light source continuously irradiates the laser light while the carriage is traveling on the rails,
The camera continuously captures the laser light reflected on the parietal surface while the carriage is traveling on the rails,
The vertical probe continuously emits the ultrasonic pulse while the truck is traveling on the rail, continuously detects the pulse echo,
The calculation unit obtains the surface shape over the entire length in the longitudinal direction of the rail from the measurement position and the surface shape in the width direction of the crown surface in the coordinate system at each measurement position. The rail inspection device described in 1. レール上を走行可能な、前記レールの表面形状を測定する検査台車であって、
前記レール上を走行する複数の走行輪と、
前記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記頭頂面で反射した前記レーザー光を撮影するカメラと、
前記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、
前記パルスエコーのうち前記レールの足裏面でのパルスエコーが前記垂直探触子に到達するまでの時間から、前記超音波パルスの照射位置における前記足裏面から前記頭頂面までの前記レールの高さを求め、求められた前記高さと前記カメラによる前記レーザー光の撮影画像とを用いて前記レールの前記足裏面を基準とした座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とするレールの検査台車。 An inspection trolley capable of traveling on a rail, for measuring the surface shape of the rail,
A plurality of traveling wheels traveling on the rail,
A laser light source for irradiating a laser beam on the top surface of the rail,
A camera for photographing the laser light reflected by the parietal surface,
A vertical probe that emits ultrasonic pulses in the rail height direction and detects pulse echoes,
From the time until the pulse echo on the sole surface of the rail among the pulse echo reaches the vertical probe, the height of the rail from the sole surface to the crown surface at the irradiation position of the ultrasonic pulse. And a calculation unit for obtaining the surface shape in the width direction of the crown surface in the coordinate system with the sole surface of the rail as a reference using the obtained height and the captured image of the laser light by the camera. ,
An inspection cart for rails, which is provided with. 前記複数の走行輪は、自走可能に設けられ、
無人で前記レールの表面形状を測定することを特徴とする請求項３に記載のレールの検査台車。 The plurality of running wheels are provided so as to be self-propelled,
The rail inspection cart according to claim 3, wherein the surface shape of the rail is measured unmanned.
JP2018189999A 2018-10-05 2018-10-05 Rail inspection equipment and inspection trolley Active JP6888595B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018189999A JP6888595B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Rail inspection equipment and inspection trolley

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018189999A JP6888595B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Rail inspection equipment and inspection trolley

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020060382A true JP2020060382A (en) 2020-04-16
JP6888595B2 JP6888595B2 (en) 2021-06-16

Family

ID=70219596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018189999A Active JP6888595B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Rail inspection equipment and inspection trolley

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6888595B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112540087A (en) * 2020-11-27 2021-03-23 株洲时代电子技术有限公司 Comprehensive rail detection and diagnosis method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493607A (en) * 1990-08-06 1992-03-26 Nikon Corp Track inspection device
JPH11248692A (en) * 1998-03-04 1999-09-17 Tokimec Inc Ultrasonic probe rail following device
US20140142868A1 (en) * 2012-11-18 2014-05-22 Andian Technologies Ltd. Apparatus and method for inspecting track in railroad
CN105092705A (en) * 2015-08-28 2015-11-25 哈尔滨工业大学（威海） Multi-mode signal detection method and multi-mode signal detection system for rail defects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493607A (en) * 1990-08-06 1992-03-26 Nikon Corp Track inspection device
JPH11248692A (en) * 1998-03-04 1999-09-17 Tokimec Inc Ultrasonic probe rail following device
US20140142868A1 (en) * 2012-11-18 2014-05-22 Andian Technologies Ltd. Apparatus and method for inspecting track in railroad
CN105092705A (en) * 2015-08-28 2015-11-25 哈尔滨工业大学（威海） Multi-mode signal detection method and multi-mode signal detection system for rail defects

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112540087A (en) * 2020-11-27 2021-03-23 株洲时代电子技术有限公司 Comprehensive rail detection and diagnosis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6888595B2 (en) 2021-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5640073B2 (en) Method and apparatus for measuring tread depth of vehicle tire
US6556945B1 (en) Measurement of grooves and long waves on rails with a longitudinal streak of light
RU2523092C2 (en) Method and apparatus for measuring profile of spherical incurved, particularly, cylindrical bodies
US8806948B2 (en) Apparatus and method of detecting defects in a rail joint bar
JP5453130B2 (en) Attack angle measuring device and measuring method
JP2011214933A (en) Distance-image acquisition system for track
JP2017032346A (en) Monitoring system of belt conveyor
US20200173936A1 (en) Method and device for at least partly, preferably completely, determining the external and internal geometry of a component with at least one cavity
JP2011031708A (en) Turnout inspection device
JP2015001501A (en) Nondestructive inspection system and mobile body for nondestructive inspection
JP3696715B2 (en) Running rail inspection method and apparatus
JP6106573B2 (en) Belt inspection method for belt conveyor
JP2019190858A (en) Laser-type long wavelength track inspection device and laser-type long wavelength track inspection method
JP6317621B2 (en) Method for measuring three-dimensional shape of wheel mounted on vehicle and three-dimensional shape measuring device for wheel mounted on vehicle
JP6888595B2 (en) Rail inspection equipment and inspection trolley
KR102040025B1 (en) Method for measuring the shape of wheel for railway vehicles
JP7010672B2 (en) Wheel shape measurement method
JP2016094094A (en) Vehicle underfloor part inspection device
RU2430849C2 (en) Method of controlling running locomotive wheel pair wheels
JP5466385B2 (en) Rail clearance measurement device
KR20150101275A (en) Railway rails using the interference pattern of wear measurement device
KR102513815B1 (en) Method and device for detecting abnormalities in train tracks based on automation
Judek et al. Analysis of measurement errors in rail vehicles’ pantograph inspection system
KR101608424B1 (en) test device for efficient maintenance of railway vehicle
TWI641515B (en) Insulator detection device and obstacle detection method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200522

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210503

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6888595

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150