一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，包括数据采集装置、机械装置、编码器及计算机控制装置，数据采集装置及编码器设置于机械装置上，数据采集装置位于编码器的上方，数据采集装置及编码器通过电缆与计算机控制装置连接以输出图像信号，其中，数据采集装置由线结构激光发射器及CCD摄像机组成；该成像装置通过机械装置固定于轮对上；该装置结构简单，测量准确快速，用时短，提高了检修轮对的效率，提高安全性。

A 3-D Measuring and Imaging Device for Defects of Railway Wheelset tread

【技术实现步骤摘要】
一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置
本技术涉及一种成像装置，具体涉及一种铁路轮对踏面缺陷形状测量三维成像装置。
技术介绍
铁路车辆运用过程中，车辆零部件会逐渐磨耗、腐蚀和损伤，为保证车辆经常处于良好的技术状态，稳定可靠地工作，必须进行有计划的检查和修理，轮对是铁路列车最主要行走部件之一，其可靠性对列车的运行安全有直接的影响；目前，铁路检修系统对轮对踏面缺陷的测量手段主要靠测量员使用高度仪、千分尺等简单测量工具手动测量踏面缺陷的深度、宽度等有限信息，无法精确反映轮对踏面缺陷的信息。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，该装置结构简单，测量准确快速，用时短，提高了检修轮对的效率，提高安全性。为了解决以上技术问题，本技术提供一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，其特征在于：包括数据采集装置、机械装置、编码器及计算机控制装置数据采集装置及编码器设置于机械装置上，数据采集装置位于编码器的上方，数据采集装置及编码器通过电缆与计算机控制装置连接以输出图像信号，其中：数据采集装置由线结构激光发射器及CCD摄像机组成；该成像装置通过机械装置定于轮对上。本技术进一步限定的技术方案是：进一步的，前述铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置中，机械装置包括磁力吸附底座、周向转动机构、踏面滚轮、周向测长滚轮及踏面卡柱，其中：磁力吸附底座设有相匹配的第一手柄，磁力吸附底座上还设有固定磁铁，踏面卡柱对称设置于磁力吸附底座上，固定磁铁设于磁力吸附底座上踏面卡柱的下端；周向转动机构设置于磁力吸附底座上，包括转臂及转轴，转臂竖直设置于磁力吸附底座上，转臂上设有相匹配的第二手柄，转轴设置于转臂的下端，数据采集装置通过数据采集装置托架置于转臂上，数据采集装置托架的下端通过连接件与踏面滚轮相连，数据采集装置托架上通过连接件设有周向测长滚轮，周向测长滚轮内置有编码器，周向测长滚轮上还设有测长记录开关。前述铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置中，数据采集装置托架与磁力吸附底座之间还设有弹簧。技术效果，磁力吸附底座与数据采集装置托架之间设有弹簧，通过弹簧弹力可使数据采集装置托架下端的踏面滚轮及周向测长滚轮紧贴于踏面。前述铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置中，磁力吸附底座上还设有磁力开关。前述铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置中，线结构激光发射器采用蓝色激光发射器。技术效果，为避免被测工件表面粗糙度、颜色等因素对测量结果产生影响，线结构光源发射器选用蓝色激光发射器，蓝色激光束可确保测量结果具有较高的稳定性及准确性。同时也可使测量系统具备不同表面状态的测量功能，例如具有倾角、夹角的表面以及表面锈蚀或光亮的金属表面都可测量。即新镟修的轮对及运用过的粗糙锈蚀踏面都可准确测量及成像。本技术的有益效果是：本技术通过成熟的线结构光源光切法测量踏面轮廓信息，通过（运动位移）编码器记录缺陷周向信息，通过计算机拟合形成踏面缺陷三维信息，为避免被测工件表面粗糙度、颜色等因素对测量结果产生影响，线结构光源发射器选用蓝色激光发射器，蓝色激光束可确保测量结果具有较高的稳定性及准确性，同时也可使测量系统具备不同表面状态的测量功能，例如具有倾角、夹角的表面以及表面锈蚀或光亮的金属表面都可测量。即新镟修的轮对及运用过的粗糙锈蚀踏面都可准确测量及成像。本技术专利相对于现有的轮对踏面缺陷手工测量，测量数据准确快速，用时短，不仅可以获得缺陷三维尺寸信息，还可获得二维踏面几何尺寸。相对于传统的机械测量工具，该测量仪，测量项目多，测量结果便于分析保存。极大提高了铁道部门检修轮对的效率和准确性，可以保证铁路的安全平稳运行。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为图1的主视图；图3为图1的侧视图；图4为图1的后视图；图5为本技术实施例使用时的结构示意图；图6为图5的侧视图；图7为图5的俯视图；图中：1-磁力吸附底座，2-踏面滚轮，3-第一手柄，4-弹簧，5-转臂，6-数据采集装置，7-踏面卡柱，8-数据采集装置托架，9-测长记录开关，10-编码器，11-转轴，12-磁力开关，13-第二手柄。具体实施方式实施例1本实施例提供的一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，结构如图1-7所示，包括数据采集装置6、机械装置、编码器10及计算机控制装置数据采集装置6及编码器10设置于机械装置上，数据采集装置6位于编码器10的上方，数据采集装置6及编码器10通过电缆与计算机控制装置连接以输出图像信号，其中：数据采集装置6由线结构激光发射器及CCD摄像机组成；该成像装置通过机械装置定于轮对上；机械装置包括磁力吸附底座1、周向转动机构、踏面滚轮2、周向测长滚轮及踏面卡柱7，其中：磁力吸附底座1设有相匹配的第一手柄3，磁力吸附底座1上还设有固定磁铁，踏面卡柱7对称设置于磁力吸附底座1上，固定磁铁设于磁力吸附底座1上踏面卡柱7的下端；踏面卡柱用途为静止支撑固定。周向转动机构设置于磁力吸附底座1上，包括转臂5及转轴11，转臂5竖直设置于磁力吸附底座1上使得数据采集采集装平行置于轮对踏面上方，转臂5上设有相匹配的第二手柄13，转轴11设置于转臂5的下端，数据采集装置6通过数据采集装置托架8置于转臂5上，数据采集装置托架8的下端通过连接件与踏面滚轮2相连，数据采集装置托架8上通过连接件设有周向测长滚轮，周向测长滚轮内置有编码器10，周向测长滚轮上还设有测长记录开关9。在本实施例中，数据采集装置托架8与磁力吸附底座1之间还设有弹簧4；磁力吸附底座1上还设有磁力开关12；线结构激光发射器采用蓝色激光发射器。具体实施时，数据采集装置6在激光发射窗口发射蓝色激光束进行数据采集，测量时激光束由轮缘内侧扫描至轮缘外侧，完成整个踏面的扫描；数据采集装置6被固定于轮缘内侧的机械装装置之上，通过该机械装置可使线结构激光发射器置于踏面上方，主要用于激光扫描模块成像测量。该装置被固定磁铁固定于轮缘内侧，踏面卡柱紧贴于踏面上，打开磁力吸附底座的磁力开关，磁力吸附底座吸附于轮辋外侧，转臂与底座垂直，使得数据采集采集装平行置于轮对踏面上方，测量时，须向上提拉第一手柄，使轮缘卡柱紧贴轮缘。通过上述操作可使数据采集装置6位于最佳采集位置，避免由于径向偏差带来的测量误差。机械装置固定后，一个固定位置数据采集装置6测量视野有限，无法整体采集整个缺陷式，启动测长记录开关，拉动第二手柄使得转臂围绕转轴旋转，踏面滚轮与测长滚轮沿圆周运动，完成较长缺陷的测量，此时通过编码器10记录移动距离，计算缺陷的周向长度。最后通过计算机计算踏面二维几何尺寸及拟合缺陷的三维尺寸信息。本技术的该装置是通过激光发射模块向被测量工件表面（踏面）投射线结构光，投射在踏面表面的线结构光形成踏面的轮廓曲线，计算机通过图像处理运算拟合即可得到踏面表面轮廓及缺陷的三维信息，本技术专利相对于现有的轮对踏面缺陷手工测量，测量数据准确快速，用时短，不仅可以获得他妈您缺陷三维尺寸信息，还可获得二维踏面几何尺寸。相对于传统的机械测量工具，该测量仪，测量项目多，测量结果便于分析保存。极大提高了铁道部门检修轮对的效率和准确性，可以保证铁路的安全平稳运行。除上述实施例外，本技术还可以有其他实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，其特征在于：包括数据采集装置（6）、机械装置、编码器（10）及计算机控制装置，所述数据采集装置（6）及编码器（10）设置于所述机械装置上，所述的数据采集装置（6）位于所述编码器（10）的上方，所述数据采集装置（6）及编码器（10）通过电缆与计算机控制装置连接以输出图像信号，其中：所述的数据采集装置（6）由线结构激光发射器及CCD摄像机组成；该成像装置通过机械装置定于轮对上。

【技术特征摘要】
1.一种铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，其特征在于：包括数据采集装置（6）、机械装置、编码器（10）及计算机控制装置，所述数据采集装置（6）及编码器（10）设置于所述机械装置上，所述的数据采集装置（6）位于所述编码器（10）的上方，所述数据采集装置（6）及编码器（10）通过电缆与计算机控制装置连接以输出图像信号，其中：所述的数据采集装置（6）由线结构激光发射器及CCD摄像机组成；该成像装置通过机械装置定于轮对上。2.根据权利要求1所述的铁道轮对踏面缺陷三维测量成像装置，其特征在于：所述的机械装置包括磁力吸附底座（1）、周向转动机构、踏面滚轮（2）、周向测长滚轮及踏面卡柱（7），其中：所述磁力吸附底座（1）设有相匹配的第一手柄（3），所述磁力吸附底座（1）上还设有固定磁铁，所述的踏面卡柱（7）对称设置于所述磁力吸附底座（1）上，所述固定磁铁设于磁力吸附底座（1）上所述踏面卡柱（7）的下端；所述的周向转动机构设置于所述磁力吸附底座（...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宝柱，
申请(专利权)人：南京林城亿轮轨道交通技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32