一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统与清洗方法技术方案

本发明专利技术涉及一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统与清洗方法，其针对多种速度、多种类型、多种车型的机车轨道，使用激光进行在线实时智能清洗。该发明专利技术采用自动化的控制模块，旨在解决超高速机车运行的安全性问题。该系统包括：稳像超高速识别模块、智能吹扫以及激光清洗模块、稳像超高速检测模块、二次智能吹扫以及激光清洗模块、中控高速计算机模块、激光调节模块、低噪声高速空气压缩机模块。该清洗方法完成高速机车前端远距离异物的识别，智能吹扫以及激光清洗模块进行清洗，稳像超高速检测模块对清洗结果进行智能判断，二次智能吹扫以及激光清洗模块进行二次清洗等工序。

On line real time cleaning system and cleaning method of ultra high speed rail locomotive

The invention relates to a super high speed rail track on-line cleaning system and cleaning method, the track for locomotive speed, a variety of types, various kinds of models, online real-time intelligent use of laser cleaning. The invention adopts an automatic control module, aiming at solving the safety problem of the ultra high speed locomotive operation. The system includes: the stabilization of ultra high speed identification module, intelligent sweeping and cleaning module, laser stabilization of ultra high speed detection module, two intelligent purge, laser cleaning module, control module, high-speed computer laser adjustment module, low noise high speed air compressor module. The identification of the cleaning method of high speed locomotive front distance foreign body, intelligent sweeping and laser cleaning module for cleaning, stabilization of ultra high speed detection module for cleaning the intelligent judgment, two intelligent purge, laser cleaning module two cleaning processes.

【技术实现步骤摘要】
一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统与清洗方法
本专利技术涉及大功率激光器中智能激光清洗系统的制备，具体涉及一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统与清洗方法。
技术介绍
传统的超高速有轨机车的轨道清洗方法主要有：高压水清洗法、机械清洗法、化学清洗法。这些清洗方法主要是用来清除以锈迹和油脂为主的混有颗粒的表面污染物。高压水清洗法对超高速轨道的清洗，会带来大量的水资源浪费；机械清洗法对超高速轨道的清洗，会造成轨道的损伤；化学清洗法对超高速轨道的清洗，除了会对轨道本身造成损伤，还会对沿途的土壤造成污染。另外，我国国土面积大，自然环境多样，超高速铁路网的距离很长，难免会碰到清洗完就被污染的窘境。超高速有轨机车的轨道智能激光清洗技术，是工业清洗技术的一场革命，它具有传统清洗技术所无法比拟的优势：它没有环境污染问题；激光清洗是非接触式的，可以通过光导纤维传输，与机器人或者机械手联合，方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位；激光清洗能清除各种材料表面的不同类型的污染物，达到很高的洁净度；激光清洗可以选择性地清洗材料表面的污物，不损伤材料的内部组成和结构；激光去污设备可以长期稳定地使用，一般只需要电费和维护费用，运行成本低，而且可以方便地实现自动化操作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统与清洗方法，能够克服上述传统的超高速有轨机车轨道清洗方法的弊端；针对多种速度、多种类型、多种车型的机车轨道，使用激光进行在线实时智能清洗；在清洗的过程中自动选择激光参数、轨道清理部位，智能评价清理结果及智能二次清洗；使其清洗效率高，清洗效果好，节能、环保、安全。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,包括至少两套清洗装置，对称设置在超高速机车底部，每套清洗装置包括：稳像超高速识别模块：采集轨道上妨碍机车高速、安全、稳定通行的目标物体，并测量目标物体与机车本身的距离，并确认成像的目标物体属性及在轨道上的位置；智能吹扫以及激光清洗模块：根据稳像超高速识别模块采集的目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式等来清洗轨道；稳像超高速检测模块：检测轨道的形貌变化，判断轨道上的目标物体是否清理干净；二次智能吹扫以及激光清洗模块：根据稳像超高速检测模块检测轨道的残留目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式等对轨道进行二次清洗；中控高速计算机模块：对稳像超高速识别模块和稳像超高速检测模块的数据进行在线实时高速获取和分析；根据相应的智能算法以及清洗数据库，实时的对智能吹扫以及激光清洗模块、二次智能吹扫以及激光清洗模块、激光调节模块、低噪声高速空气压缩机模块进行参数调节；激光调节模块：根据中控高速计算机模块的指令以及清洗数据库，可以自动切换光源，选择连续激光、准连续激光或者脉冲激光的工作方式，以及调节对应光源的功率、周期、占空比等参数；低噪声高速空气压缩机模块：用于产生高速压缩空气供给智能吹扫以及激光清洗模块以及二次智能吹扫以及激光清洗模块。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，所述稳像超高速识别模块包括：高清CCD以及高清夜视仪：用于成像妨碍机车高速、安全、稳定通行的目标物体；激光测距仪：用于测量目标物体与机车本身的距离；高速图像识别电路用来确认成像的目标物体属性及在轨道上的位置等；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的高清CCD以及高清夜视仪、激光测距仪以及高速图像识别电路稳定的获取和处理数据。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，所述智能吹扫以及激光清洗模块，包括多维度气体精准吹扫器：根据中控高速计算机模块的指令改变吹扫角度以及气体吹扫量来清洗轨道；多维度气体精准吹扫器设有多排吹气孔，确保对轨道的某一部位多次吹扫；多维度激光精准清洗器：根据中控高速计算机模块的指令改变激光清洗器的清洗角度、光斑形态来清洗轨道；它有多排激光清洗口，确保对轨道的某一部位多次激光清洗；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的多维度气体精准吹扫器、多维度激光精准清洗器保持稳定。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，所述稳像超高速检测模块包括：多维度形貌检测仪：根据中控高速计算机模块的指令检测轨道的形貌变化，判断轨道上的目标物体是否清理干净。震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的多维度形貌检测仪保持稳定；在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，所述二次智能吹扫以及激光清洗模块包括：多维度气体精准吹扫器：根据中控高速计算机模块的指令改变吹扫角度以及气体吹扫量来清洗轨道；多维度气体精准吹扫器设有多排吹气孔，确保对轨道的某一部位多次吹扫；多维度激光精准清洗器：根据中控高速计算机模块的指令改变激光清洗器的清洗角度、光斑形态来清洗轨道；它有多排激光清洗口，确保对轨道的某一部位多次激光清洗；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的多维度气体精准吹扫器、多维度激光精准清洗器保持稳定。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，所述中控高速计算机模块安装在震动稳定平台上；对稳像超高速识别模块和稳像超高速检测模块的数据进行在线实时高速获取和分析；根据相应的智能算法以及清洗数据库，实时的对智能吹扫以及激光清洗模块、二次智能吹扫以及激光清洗模块、激光调节模块、低噪声高速空气压缩机模块进行参数调节。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，激光调节模块安装在震动稳定平台上，它具有多种激光光源；根据中控高速计算机模块的指令以及清洗数据库，可以自动切换光源，选择连续激光、准连续激光或者脉冲激光的工作方式，以及调节对应光源的功率、周期、占空比等参数。在上述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，低噪声高速空气压缩机模块安装在震动稳定平台上，它具有反应速度快，噪声小的特点；根据中控高速计算机模块的指令，可以迅速产生高速压缩空气。一种采用超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统进行超高速有轨机车的轨道在线实时清洗方法，其特征在于,步骤1，中控高速计算机模块指示智能吹扫以及激光清洗模块、稳像超高速检测模块、二次智能吹扫以及激光清洗模块、激光调节模块、低噪声高速空气压缩机模块，完成运行准备；步骤2，中控高速计算机模块，通过稳像超高速识别模块中的高速图像识别电路实时确认目标物体信息；一旦智能确认目标物体的信息，中控高速计算机模块就会根据清洗数据库实时给激光调节模块发指令，让其选取对应的激光光源、功率大小等参数，完成清洗准备；同时，中控高速计算机模块会给低噪声高速空气压缩机模块发指令，准备随时迅速产生高速压缩空气，调节压缩机功率大小、压缩机气压的大小等；同时，中控高速计算机模块会给稳像超高速检测模块发送指令，让其准备扫描轨道的形貌变化；同时，中控高速计算机模块会给二次智能吹扫以及激光清洗模块发送指令，让其随时做好二次清洗的准备；步骤3，根据稳像超高速识别模块中的目标物体实时图像，确定它在轨道上的位置和形态；调整智能吹扫以及激光清洗模块中的多维度气体精准吹扫器、多维度激光精准清洗器的方向；多维度气体精准吹扫器和多维度激光精准清洗器交错成多排；首先，多维度气体精准吹扫器对目标物体进行气体吹扫；然后，多维度激光精准清洗器对目标物体进行烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,包括至少两套清洗装置，对称设置在超高速机车底部，每套清洗装置包括：稳像超高速识别模块（2）：采集轨道上妨碍机车高速、安全、稳定通行的目标物体，并测量目标物体与机车本身的距离，并确认成像的目标物体属性及在轨道上的位置；智能吹扫以及激光清洗模块（3）：根据稳像超高速识别模块（2）采集的目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式来清洗轨道；稳像超高速检测模块（4）：检测轨道的形貌变化，判断轨道上的目标物体是否清理干净；二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）：根据稳像超高速检测模块（4）检测轨道的残留目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式对轨道进行二次清洗；中控高速计算机模块（7）：对稳像超高速识别模块（2）和稳像超高速检测模块（4）的数据进行在线实时高速获取和分析；根据相应的智能算法以及清洗数据库，实时的对智能吹扫以及激光清洗模块（3）、二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）、激光调节模块（10）、低噪声高速空气压缩机模块（11）进行参数调节；激光调节模块（10）：根据中控高速计算机模块（7）的指令以及清洗数据库，自动切换光源，选择连续激光、准连续激光或者脉冲激光的工作方式，以及调节对应光源的功率、周期、占空比参数；低噪声高速空气压缩机模块（11）：用于产生高速压缩空气供给智能吹扫以及激光清洗模块（3）以及二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）。...

【技术特征摘要】
1.一种超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,包括至少两套清洗装置，对称设置在超高速机车底部，每套清洗装置包括：稳像超高速识别模块（2）：采集轨道上妨碍机车高速、安全、稳定通行的目标物体，并测量目标物体与机车本身的距离，并确认成像的目标物体属性及在轨道上的位置；智能吹扫以及激光清洗模块（3）：根据稳像超高速识别模块（2）采集的目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式来清洗轨道；稳像超高速检测模块（4）：检测轨道的形貌变化，判断轨道上的目标物体是否清理干净；二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）：根据稳像超高速检测模块（4）检测轨道的残留目标物体改变吹扫角度、气体吹扫量、激光清理角度、激光清理方式对轨道进行二次清洗；中控高速计算机模块（7）：对稳像超高速识别模块（2）和稳像超高速检测模块（4）的数据进行在线实时高速获取和分析；根据相应的智能算法以及清洗数据库，实时的对智能吹扫以及激光清洗模块（3）、二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）、激光调节模块（10）、低噪声高速空气压缩机模块（11）进行参数调节；激光调节模块（10）：根据中控高速计算机模块（7）的指令以及清洗数据库，自动切换光源，选择连续激光、准连续激光或者脉冲激光的工作方式，以及调节对应光源的功率、周期、占空比参数；低噪声高速空气压缩机模块（11）：用于产生高速压缩空气供给智能吹扫以及激光清洗模块（3）以及二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）。2.根据权利要求1所述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,所述稳像超高速识别模块（2）包括：高清CCD以及高清夜视仪：用于成像妨碍机车高速、安全、稳定通行的目标物体；激光测距仪：用于测量目标物体与机车本身的距离；高速图像识别电路用来确认成像的目标物体属性及在轨道上的位置；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的高清CCD以及高清夜视仪、激光测距仪以及高速图像识别电路稳定的获取和处理数据。3.根据权利要求1所述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,所述智能吹扫以及激光清洗模块(3)，包括多维度气体精准吹扫器：根据中控高速计算机模块（7）的指令改变吹扫角度以及气体吹扫量来清洗轨道；多维度气体精准吹扫器设有多排吹气孔，确保对轨道的某一部位多次吹扫；多维度激光精准清洗器：根据中控高速计算机模块（7）的指令改变激光清洗器的清洗角度、光斑形态来清洗轨道；它有多排激光清洗口，确保对轨道的某一部位多次激光清洗；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的多维度气体精准吹扫器、多维度激光精准清洗器保持稳定。4.根据权利要求1所述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,所述稳像超高速检测模块（4）包括：多维度形貌检测仪：根据中控高速计算机模块（7）的指令检测轨道的形貌变化，判断轨道上的目标物体是否清理干净；震动稳定平台：使安装在震动稳定平台上的多维度形貌检测仪保持稳定。5.根据权利要求1所述的超高速有轨机车的轨道在线实时清洗系统，其特征在于,所述二次智能吹扫以及激光清洗模块（5）包括：多维度气体精准吹扫器：根据中控高速计算机模块（7）的指令改变吹扫角度以及气体吹扫量来清洗轨道；多维度气体精准吹扫器设有多排吹气孔，确保对轨道的某一部位多次吹扫；多维度激光精准清洗器：根据中控高速计算机模块（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶青，刘顿，王珏，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42