列车库检机器人和列车零部件检测方法技术

本发明专利技术提供了列车库检机器人和列车零部件检测方法，其中列车库检机器人包括：机器人本体以及固设于机器人本体的控制器和驱动装置，控制器与驱动装置电连接；固设于机器人本体下底面、且与驱动装置电连接的轮轨式行走机构；连接于机器人本体上端面、且与控制器电连接的快速图像扫描模组和零部件定位器；快速图像扫描模组沿垂直于机器人直行方向设置，且其扫描端口和零部件定位器的定位端口朝上设置；连接于机器人本体上端面、且与控制器电连接的机械臂组件；连接于机械臂组件端部、且与控制器电连接的三维图像采集模组；机械臂组件还通过控制器与零部件定位器连接。本发明专利技术的技术方案能够全面和快速检测车底的各个零部件。

Train inspection robot and detection method for train parts

The invention provides a method for detecting the parts of the train library inspection robot and the train parts, in which the train library inspection robot consists of the robot body and the controller and driving device fixed in the robot body, the controller and the driving device are electrically connected, and the wheel rail type line is fixed on the bottom of the robot body and electrically connected to the driving device. A fast image scanning module and a component locator connected to the robot's body face and connected to the controller. The fast image scanning module is vertically arranged in the direction perpendicular to the robot, and the positioning port of the scanning port and the component locator is upwards; connected to the end face of the robot body, and A mechanical arm component that is electrically connected to the controller; a three-dimensional image acquisition module connected to the end of the arm component and electrically connected to the controller; the manipulator component is also connected to a component locator through a controller. The technical proposal of the invention can detect various parts of the vehicle floor in a comprehensive and rapid way.

【技术实现步骤摘要】
列车库检机器人和列车零部件检测方法
本专利技术涉及列车检修
，更为具体地说，涉及一种列车库检机器人和列车零部件检测方法。
技术介绍
随着铁路事业的快速发展，铁路网的建设速度正逐步加快，相应地，开行的列车数量逐年增多，列车速度逐步增快。列车数量的增多以及速度的增快给列车的安全运行带来了巨大压力，为了保障列车安全运行，需要对列车故障进行检测。入库检修作为一种检测列车故障的重要方式，能够全面细致地检测列车的各个零部件。在入库检修的过程中，如图1所示，列车需要停在专门的检修导轨1上，该检修导轨1有专门的支座2支撑，以使列车距离地面存在一定高度；另外，由于列车主要零部件集中在列车底部，因此在两侧支撑座2之间通常挖设有地沟3，以方便对列车底部的零部件进行故障检测。传统的故障检测方式，通常在地沟内安放专门的检测器件4，如图像拍摄装置等，以采集列车底部零部件的图像，然后根据该图像以检测列车底部零部件的故障。或者，通过检修人员站在地沟等位置，对停在检修导轨上的列车进行照射、敲击和测量等人工作业。上述检测方式虽然能够检测零部件的故障，但是列车长度较长且零部件分布广泛，有限数量的检测器件难以做到对整个列车底部各个零部件的全面检测。另外，每辆列车存在大量的零部件且分布广泛，若仅通过人工方式进行检测，则检测速度较慢，检测效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种列车库检机器人和列车零部件检测方法，以解决
技术介绍
中所介绍的现有的故障检测方式难以做到全面和快速地检测整个列车底部各个零部件的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：根据本专利技术的第一方面，提供了一种列车库检机器人，包括：机器人本体；以及，固设于所述机器人本体的控制器和驱动装置，其中，所述控制器与所述驱动装置电连接；固设于所述机器人本体下底面、且与所述驱动装置电连接的轮轨式行走机构；连接于所述机器人本体上端面、且与所述控制器电连接的快速图像扫描模组和零部件定位器，所述快速图像扫描模组沿垂直于机器人直行的方向设置，且所述快速图像扫描模组的扫描端口和零部件定位器的定位端口均朝上设置；连接于所述机器人本体上端面、且与所述控制器电连接的机械臂组件；以及，连接于所述机械臂组件端部、且与所述控制器电连接的三维图像采集模组；其中，所述机械臂组件还通过所述控制器与所述零部件定位器相连接。优选地，所述机械臂组件包括：连接于所述机器人本体上端面的机械臂基座；以及，连接于所述机械臂基座的多节机械臂杆；其中，所述多节机械臂杆与所述机械臂基座转动连接；所述多节机械臂杆中相邻两节机械臂杆通过转动关节相连；所述多节机械臂杆的末端机械臂杆连接有采集模组基座；所述采集模组基座与所述末端机械臂杆转动相连、且所述采集模组基座上安装有所述三维图像采集模组。优选地，所述机器人本体上端面与侧端面的连接处内凹，形成有组件容纳区；所述机械臂基座设置于所述组件容纳区内、且与所述机器人本体转动连接。优选地，所述列车库检机器人还包括：机器人防撞装置；所述机器人防撞装置包括：分别设置于所述机器人本体的头端和尾端的区域障碍防撞装置，所述区域防撞装置连接有第一防撞报警装置；固定连接于所述机械臂组件的机器人防撞器；以及，与所述机械臂组件和机器人防撞器电连接的第二防撞报警装置。优选地，所述快速图像扫描模组包括沿垂直于所述机器人直行的方向设置的多个全息三维扫描元件，所述全息三维扫描元件包括：与所述机器人本体上端面活动连接的模组摆动基座；以及，固设于所述模组摆动基座的扫描元件本体；其中，所述模组摆动基座摆动的方向为垂直于所述机器人直行的方向。优选地，所述扫描元件本体包括：固设于所述模组摆动基座的面阵相机和面阵激光器，其中，所述面阵相机和所述面阵激光器沿垂直于所述机器人直行的方向设置，所述面阵相机的摄像头与所述面阵激光器的激光发射端口均朝向上方，且所述面阵相机的成像区域与面阵激光器的照射区域相互重叠；固设于所述模组摆动基座的线阵星际和线阵激光器，其中，所述线阵相机的摄像头和所述线阵激光器的激光发射端口均朝向上方，且所述线阵相机的成像区域与所述线阵激光器的照射区域相互重叠。优选地，所述零部件定位器，包括：固设于所述模组摆动基座的激光测距仪或图像测距仪，其中，所述激光测距仪的激光收发端口与所述扫描元件本体中扫描端口的朝向角度相同。根据本专利技术的第二方面，还提供了一种列车零部件检测方法，该列车零部件检测方法用于控制上述技术方案所述的列车库检机器人对列车进行故障检测，所述列车零部件检测方法包括：使用所述列车库检机器人的快速图像扫描模组顺序扫描车底的所有未遮挡零部件，获取所述未遮挡零部件的三维图像信息，并且使用所述列车库检机器人的零部件定位器定位所述未遮挡零部件中的特征零部件，获取所述特征零部件的位置信息；根据所述特征零部件的位置信息确定车底的被遮挡零部件的位置；根据所述被遮挡零部件的位置控制所述列车库检机器人的机械臂组件移动，以通过机械臂组件上的三维图像采集模组采集所述被遮挡零部件的三维图像信息；根据所述未遮挡零部件和被遮挡零部件的三维图像信息，检测各个零部件的故障。优选地，所述根据特征零部件的位置信息确定车底的被遮挡零部件的位置，包括：提取所述特征零部件的历史三维图像信息；将所述特征零部件的三维图像信息与历史三维图像信息进行图像配准，根据配准结果确定所述三维图像信息中特征零部件的特征部位；根据所述特征零部件的位置信息，计算所述特征部位的位置坐标；根据所述特征部位的位置坐标，以及特征零部件与被遮挡零部件的位置关系，确定所述被遮挡零部件的位置。优选地，所述使用列车库检机器人的零部件定位器定位所述未遮挡零部件中的特征零部件，包括：根据获取到的各个未遮挡零部件的三维图像信息，计算各个未遮挡零部件的高度信息；根据所述各个未遮挡零部件的高度信息，确定车底表面的高度变化情况；根据所述车底表面的高度变化情况和车体结构的对应关系，查找用于定位的特征零部件；使用零部件定位器定位查找到的所述特征零部件的位置信息；其中，所述位置信息包括所述特征零部件的高度信息；判断所述特征零部件的高度信息与特征零部件的标准高度信息之间高度差值的绝对值是否小于或等于预设高度差值；若所述高度差值的绝对值小于或等于所述预设高度差值，则确定所述零部件定位器定位到所述特征零部件的位置信息。优选地，所述列车零部件检测方法还包括：控制所述列车库检机器人从列车的一端开始扫描所述未遮挡零部件，并且使用所述零部件定位器定位所述特征零部件，直至所述列车另一端的未遮挡零部件扫描完毕，以得到车底的各个未遮挡零部件的三维图像信息和各个特征零部件的位置信息；根据所述车底的各个未遮挡零部件的三维图像信息和各个特征零部件的位置信息，控制所述列车库检机器人从列车的另一端开始，采集所述列车车底各个被遮挡零部件的三维图像信息。本专利技术的技术方案提供的列车库检机器人的工作过程如下：控制器通过驱动装置驱动轮轨式行走机构沿着列车底部地沟内的轨道行进，在列车库检机器人行进的过程中，连接于机器人本体上端面的快速图像扫描模组的扫描端口朝上扫描列车底部各个零部件，获取列车底部各个未遮挡零部件的三维图像信息，同时控制零部件定位器定位未遮挡零部件中特征零部件的位置；在后续对车底的被遮挡零部件进行检测时，根据该特征零部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车库检机器人，其特征在于，包括：机器人本体(5)；以及，固设于所述机器人本体(5)的控制器(6)和驱动装置(7)，其中，所述控制器(6)与所述驱动装置(7)电连接；固设于所述机器人本体(5)下底面、且与所述驱动装置(7)电连接的轮轨式行走机构(8)；连接于所述机器人本体(5)上端面、且与所述控制器(6)电连接的快速图像扫描模组(9)和零部件定位器(10)，其中，所述快速图像扫描模组(9)沿垂直于机器人直行的方向设置，且所述快速图像扫描模组(9)的扫描端口和零部件定位器(10)的定位端口均朝上设置；连接于所述机器人本体(5)上端面、且与所述控制器(6)电连接的机械臂组件(11)；以及，连接于所述机械臂组件(11)端部、且与所述控制器(6)电连接的三维图像采集模组(12)；其中，所述机械臂组件(11)还通过所述控制器(6)与所述零部件定位器(10)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种列车库检机器人，其特征在于，包括：机器人本体(5)；以及，固设于所述机器人本体(5)的控制器(6)和驱动装置(7)，其中，所述控制器(6)与所述驱动装置(7)电连接；固设于所述机器人本体(5)下底面、且与所述驱动装置(7)电连接的轮轨式行走机构(8)；连接于所述机器人本体(5)上端面、且与所述控制器(6)电连接的快速图像扫描模组(9)和零部件定位器(10)，其中，所述快速图像扫描模组(9)沿垂直于机器人直行的方向设置，且所述快速图像扫描模组(9)的扫描端口和零部件定位器(10)的定位端口均朝上设置；连接于所述机器人本体(5)上端面、且与所述控制器(6)电连接的机械臂组件(11)；以及，连接于所述机械臂组件(11)端部、且与所述控制器(6)电连接的三维图像采集模组(12)；其中，所述机械臂组件(11)还通过所述控制器(6)与所述零部件定位器(10)相连接。2.根据权利要求1所述的列车库检机器人，其特征在于，所述机械臂组件(11)包括：连接于所述机器人本体(5)上端面的机械臂基座(111)；以及，连接于所述机械臂基座(111)的多节机械臂杆(112)；其中，所述多节机械臂杆(112)与所述机械臂基座(111)转动连接；所述多节机械臂杆(112)中相邻两节机械臂杆通过转动关节(113)相连；所述多节机械臂杆(112)的末端机械臂杆连接有采集模组基座(114)；所述采集模组基座(114)与所述末端机械臂杆转动相连、且所述采集模组基座(114)上安装有所述三维图像采集模组(12)。3.根据权利要求2所述的列车库检机器人，其特征在于，所述机器人本体(5)上端面与侧端面的连接处内凹，形成有组件容纳区(51)；所述机械臂基座(111)设置于所述组件容纳区(51)内、且与所述机器人本体(5)转动连接。4.根据权利要求1所述的列车库检机器人，其特征在于，还包括：机器人防撞装置(13)；所述机器人防撞装置(13)包括：分别设置于所述机器人本体(5)的头端和尾端的区域障碍防撞装置(131)，所述区域障碍防撞装置(131)连接有第一防撞报警装置(133)；固定连接于所述机械臂组件(11)的机器人防撞器(132)；以及，与所述机械臂组件(11)和机器人防撞器(132)电连接的第二防撞报警装置(134)。5.根据权利要求1所述的列车库检机器人，其特征在于，所述快速图像扫描模组(9)包括沿垂直于所述机器人直行的方向设置的多个全息三维扫描元件(91)，所述全息三维扫描元件(91)包括：与所述机器人本体(5)上端面活动连接的模组摆动基座(911)；以及，固设于所述模组摆动基座(911)的扫描元件本体(912)；其中，所述模组摆动基座(911)摆动的方向为垂直于所述机器人直行的方向。6.根据权利要求5所述的列车库检机器人，其特征在于，所述扫描元件本体(912)包括：固设于所述模组摆动基座(911)的面阵相机(9121)和面阵激光器(9122)，其中，所述面阵相机(9121)和所述面阵激光器(9122)沿垂直于所述机器人直行的方向设置，所述面阵相机(9121)的摄像头与所述面阵激光器(9122)的激光发射端口均朝向上方，且所述面阵相机(9121)的成像区域与面阵激光器(91...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏，吴静，
申请(专利权)人：苏州华兴致远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32