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原文传递一种钢轨检测系统及检测方法

专利名称：	一种钢轨检测系统及检测方法
摘要：	本发明涉及一种钢轨检测系统及检测方法，包括：监控行走装置、对中定位装置、多个图案条纹光装置和中央处理器，所述监控行走装置、所述对中定位装置和所述图案条纹光装置分别与所述中央处理器连接，所述对中定位装置的一端连接于所述监控行走装置，所述对中定位装置靠近钢轨的端部安装多个所述图案条纹光装置；所述监控行走装置设置于一对平行布设的待测钢轨上，用于沿所述钢轨移动的同时采集信息传输至所述中央处理器；用于根据所述采集信息控制所述监控行走装置动作，所述图案条纹光装置用于产生并投影图案条纹光于待测钢轨表面，并获取来自于待测钢轨表面调制后的畸变条纹。本发明的有益效果是通过中央处理器判断钢轨表面情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广州铁路职业技术学院
发明人：	黄桂琼;徐炳权;郑智杰;张丽娜;何嘉;马俊伟;曾文昊
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202310831155.9
公开号：	CN117068225A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：	孟仕杰
分类号：	B61K9/10;B61D15/12;B61L23/04;G01N21/95;B;G;B61;G01;B61K;B61D;B61L;G01N;B61K9;B61D15;B61L23;G01N21;B61K9/10;B61D15/12;B61L23/04;G01N21/95
申请人地址：	510430 广东省广州市白云区石井街庆隆中路100号
主权项：	1.一种钢轨检测系统，其特征在于，包括：监控行走装置(10)、对中定位装置(20)、多个图案条纹光装置(30)和中央处理器，所述监控行走装置(10)、所述对中定位装置(20)和所述图案条纹光装置(30)分别与所述中央处理器连接，所述对中定位装置(20)的一端连接于所述监控行走装置(10)，所述对中定位装置(20)靠近钢轨的端部安装多个所述图案条纹光装置(30)；所述监控行走装置(10)设置于一对平行布设的待测钢轨上，用于沿所述钢轨移动的同时采集信息传输至所述中央处理器；所述中央处理器用于根据所述采集信息控制所述监控行走装置(10)动作，所述图案条纹光装置(30)用于产生并投影图案条纹光于待测钢轨表面，并获取来自于待测钢轨表面调制后的畸变条纹。 2.根据权利要求1所述一种钢轨检测系统，其特征在于，所述监控行走装置(10)包括：小车轮对(11)、小车底板(12)、监控相机支撑杆(13)和监控相机(14)，所述小车底板(12)底部成对安装多对所述小车轮对(11)，所述小车底板(12)通过所述小车轮对(11)架设于所述钢轨上，并沿所述钢轨的长度方向移动；所述监控相机(14)通过所述监控相机支撑杆(13)设置于所述小车底板(12)的上端面，所述监控相机(14)用于监控行进前方钢轨情况，并将采集到的信息输出至所述中央处理器。 3.根据权利要求2所述一种钢轨检测系统，其特征在于，所述对中定位装置(20)包括：左多轴机械臂(21)、右多轴机械臂(22)、平行抓手(23)和测距模块(24)，所述左多轴机械臂(21)和所述右多轴机械臂(22)分别对应一对所述钢轨中的左钢轨和右钢轨、设置于所述小车底板(12)的上端面的两侧；所述左多轴机械臂(21)和所述右多轴机械臂(22)的活动端各安装一个所述平行抓手(23)，所述平行抓手(23)靠近钢轨的一侧安装多个所述测距模块(24)，用于监测所述平行抓手(23)与所述钢轨的距离并输出距离数据至所述中央处理器。 4.根据权利要求3所述一种钢轨检测系统，其特征在于，所述平行抓手(23)包括：平行抓手横板(231)、平行抓手左夹板(232)和平行抓手右夹板(233)，所述平行抓手左夹板(232)、所述平行抓手横板(231)和所述平行抓手右夹板(233)依次连接成围合于所述钢轨外侧的框型结构，所述框型结构围合于钢轨的非底面侧；所述测距模块(24)包括：上测距模块(241)、左测距模块(242)和右测距模块(243)，所述上测距模块(241)设置于所述平行抓手横板(231)靠近钢轨的一侧，所述左测距模块(242)设置于所述平行抓手左夹板(232)靠近钢轨的一侧，所述右测距模块(243)设置于所述平行抓手右夹板(233)靠近钢轨的一侧，所述左测距模块(242)与所述右测距模块(243)关于所述上测距模块(241)对称设置。 5.根据权利要求4所述一种钢轨检测系统，其特征在于，沿所述平行抓手横板(231)、所述平行抓手左夹板(232)和所述平行抓手右夹板(233)靠近所述钢轨的一侧各安装一所述图案条纹光装置(30)，位于所述平行抓手左夹板(232)上的所述图案条纹光装置(30)和位于所述平行抓手右夹板(233)的所述图案条纹光装置(30)关于所述钢轨对称设置。 6.根据权利要求5所述一种钢轨检测系统，其特征在于，三个所述图案条纹光装置(30)分别为：成组设置的第一数字投影模块(31)和第一CCD相机(34)、第二数字投影模块(32)和第二CCD相机(35)、第三数字投影模块(33)和第三CCD相机(36)，所述第一数字投影模块(31)和所述第一CCD相机(34)安装于所述平行抓手横板(231)上，所述第二数字投影模块(32)和所述第二CCD相机(35)安装于所述平行抓手左夹板(232)上，所述第三数字投影模块(33)和所述第三CCD相机(36)安装于所述平行抓手右夹板(233)上；所述第一数字投影模块(31)、所述第二数字投影模块(32)和所述第三数字投影模块(33)用于产生并投影图案条纹光至所述钢轨表面；所述第一CCD相机(34)、所述第二CCD相机(35)和所述第三CCD相机(36)用于分别接收来自于所述钢轨上表面、左侧表面和右侧表面调制后的畸变条纹并上传至所述中央处理器。 7.一种钢轨检测方法，使用如权利要求4-6任意一项所述的钢轨检测系统，其特征在于，包括： S1:中央处理器调整对中定位装置(20)相对于左钢轨和右钢轨的位置与距离； S2:中央处理器控制图案条纹光装置(30)产生图案条纹光、投影于钢轨的表面，并通过图案条纹光装置(30)获取来自于待测钢轨表面调制后的畸变条纹，得到对应条纹图像； S3：中央处理器分析和处理条纹图像，进行钢轨探伤和裂纹分析检测，判断被检测钢轨的安全性能； S4：中央处理器启动监控行走装置(10)前进至下一检测位置； S5：重复步骤S1-S4,直至完成整个钢轨的检测。 8.根据权利要求7所述的一种钢轨检测方法，其特征在于，步骤S1包括： S11:粗调对中：中央处理器分别控制驱动左多轴机械臂(21)和右多轴机械臂(22)动作，将平行抓手横板(231)固定位置在钢轨正上方，并关于钢轨中轴面对称；将平行抓手左夹板(232)和平行抓手右夹板(233)分别对应固定位置于钢轨左侧钢轨右侧，并关于钢轨中轴面对称； S12:细调定位：中央处理器控制测距模块(24)测得距离，通过中央处理器控制左多轴机械臂(21)和右多轴机械臂(22)动作调节平行抓手(23)距离钢轨的位置。 9.根据权利要求8所述的一种钢轨检测方法，其特征在于，步骤S3包括： S31：中央处理器分别分析条纹图像各个像素点的变形量，结合三角测量公式计算出对应像素点的深度信息，获取钢轨的部分重构图像； S32：中央处理器将来自于同一钢轨的同一位置、不同角度的重构图像进行拼接，去掉冗余的重构图像，得到钢轨在同一位置的三维重构图像；对钢轨不同位置的重构图像图样重复进行上述步骤，得到钢轨的全部三维重构图像； S33：中央处理器对三维重构图像进行微分运算，得到钢轨的轮廓形貌，随后进行钢轨探伤和裂纹分析检测，并对裂纹进行分类处理，判断被检测钢轨的安全性能。 10.根据权利要求7-9任意一项所述的一种钢轨检测方法，其特征在于，步骤S4包括：在图案条纹光装置(30)动作结束后，中央处理器启动监控行走装置(10)，中央处理器控制监控相机(14)扫描前方钢轨状态；当前方钢轨状态不满足“行走”条件，中央处理器控制小车轮对(11)维持静止状态，同时发出警告提示；当满足“行走”条件，中央处理器控制小车轮对(11)前进至下一检测位置。
所属类别：	发明专利