一种巡检装置及其应用制造方法及图纸

本申请属于交通技术领域，特别是涉及一种巡检装置及其应用。现有的巡检装置难以适应数十甚至上百公里长大高铁无砟轨道结构的隐蔽缺陷的快速精准巡检需求，技术装备工程化研究不足。本申请提供了一种巡检装置，包括相互连接的缺陷视觉采集模块和数据处理模块，所述缺陷视觉采集模块与电力及驱动模块连接，所述缺陷视觉采集模块包括依次连接的第一缺陷视觉采集组件、第二缺陷视觉采集组件和第三缺陷视觉采集组件，所述电力及驱动模块能够驱动所述第二缺陷视觉采集组件移动，所述电力及驱动模块为所述缺陷视觉采集模块和数据处理模块供电。填补了当前无砟轨道结构隐蔽缺陷快速、精准识别和定量测量的技术装备空白。准识别和定量测量的技术装备空白。准识别和定量测量的技术装备空白。

【技术实现步骤摘要】
一种巡检装置及其应用


[0001]本申请属于交通
，特别是涉及一种巡检装置及其应用。

技术介绍

[0002]无砟轨道作为中国高铁最为广泛铺设的铁路轨道结构类型，其服役过程受到复杂多样荷载作用，如温度循环荷载、高频列车荷载、雨水冻融荷载等，随着服役时间增长，多种形式的结构隐蔽缺陷逐渐萌生演化，如不及时检测和整治，其会诱发高温胀板、轨道不平顺突发劣化等典型显性病害，对高速行车、无砟轨道结构耐久性造成严重影响。我国高速铁路无砟轨道损伤检测体系由大型检测车周期性动态检测和静态工务检测组成，对无砟轨道结构损伤检测长期采取“病显就医”管理养护模式，既有检测技术方法对轨道结构显性病害的管控和修整具有良好效果，但对显性病害早期形式的无砟轨道结构隐蔽缺陷不能做到精准识别检测，难以确保高铁长期高标准服役品质，无法满足“十四五”时期提出的对轨道交通基础设施缺陷“早发现、早诊治”检修作业需求。无砟轨道隐蔽缺陷精准检测识别装备研发迫在眉睫。近些年报道了一些无砟轨道结构隐蔽缺陷检测技术及装备研发成果，如激光扫描、红外成像、超声空气耦合、弹性波、地质雷达等，然而绝大部分技术处于理论实验阶段，相应装备为手持或手推式，检测速度
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精度互相钳制严重等问题，难以适应数十甚至上百公里长大高铁无砟轨道结构的隐蔽缺陷的快速、精准巡检需求，技术装备工程化研究不足。

技术实现思路

[0003]1.要解决的技术问题
[0004]针对近些年报道了一些无砟轨道结构隐蔽缺陷检测技术及装备研发成果，如激光扫描、红外成像、超声空气耦合、弹性波、地质雷达等，然而绝大部分技术处于理论实验阶段，相应装备为手持或手推式，检测速度
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精度制约严重等问题，难以适应数十甚至上百公里长大高铁无砟轨道结构的隐蔽缺陷的快速精准巡检需求，技术装备工程化研究不足的问题，本申请提供了一种巡检装置及其应用。
[0005]2.技术方案
[0006]为了达到上述目的，本申请提供了一种巡检装置，包括相互连接的缺陷视觉采集模块和数据处理模块，所述缺陷视觉采集模块与电力及驱动模块连接，所述缺陷视觉采集模块包括依次连接的第一缺陷视觉采集组件、第二缺陷视觉采集组件和第三缺陷视觉采集组件，所述电力及驱动模块能够驱动所述第二缺陷视觉采集组件移动，所述电力及驱动模块为所述缺陷视觉采集模块和数据处理模块供电。
[0007]本申请提供的另一种实施方式为：所述第二缺陷视觉采集组件包括移动平台，所述移动平台包括底盘，所述底盘上设置有若干第一激光光源、若干第一2D相机阵列和若干第一补光光源，所述底盘与所述电力及驱动模块连接，所述第一缺陷视觉采集组件包括第一万向架，所述第一万向架与所述底盘连接，所述第一万向架上设置有第二激光光源、第二补光光源、第一2D相机、第一粗检3D相机和第一精检3D相机，所述第三缺陷视觉采集组件包
括第二万向架，所述第二万向架与所述底盘连接，所述第二万向架上设置有第三激光光源、第三补光光源、第二2D相机、第二粗检3D相机和第二精检3D相机，所述第一万向架与所述底盘之间设置有第一减振云台，所述第二万向架与所述底盘之间设置有第二减振云台，所述地盘上设置有若干第三减振云台，若干所述第一激光光源、若干所述第一2D相机阵列和若干所述第一补光光源设置于若干所述第三减振云台上。
[0008]本申请提供的另一种实施方式为：所述移动平台包括若干轮对，所述轮对与钢轨耦合，所述轮对通过减震弹簧与所述底盘连接。
[0009]本申请提供的另一种实施方式为：所述第一万向架包括依次连接的第一万向臂、第一万向节、第二万向臂、第二万向节和第三万向臂，所述第一万向臂与所述底盘连接；所述所述第二万向架包括依次连接的第四万向臂、第三万向节、第五万向臂、第四万向节和第六万向臂，所述第四万向臂与所述底盘连接。
[0010]本申请提供的另一种实施方式为：所述第一万向臂、第二万向臂、第三万向臂、第四万向臂、第五万向臂和第六万向臂均可伸缩，所述所述第一万向臂、第二万向臂、第三万向臂、第四万向臂、第五万向臂和第六万向臂上均设置有固定卡槽。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述第二激光光源、第二补光光源、第一2D相机、第一粗检3D相机和第一精检3D相机均设置于所述固定卡槽内，所述第三激光光源、第三补光光源、第二2D相机、第二粗检3D相机和第二精检3D相机均设置于所述固定卡槽内。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述数据处理模块包括工控机，所述工控机内设置有视觉数据存储单元和数据分析单元。
[0013]本申请还提供一种对所述的巡检装置的应用，所述巡检装置用于辨识轨道板、板间结构及填充层表面裂纹、脱空掉块，辨识无砟轨道板间及层间离缝和尺寸定量测量。
[0014]本申请提供的另一种实施方式为：采集图像，对所述图像进行预处理及缺陷识别，将缺陷识别后的图像导入U型语义分割模型中，结合开裂行为在图像的分布位置，实现对轨道板裂纹、板间结构及填充层表面裂纹、轨道板
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板间结构离缝、轨道板
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填充层间离缝实现精准辨识和开裂尺寸测量；同时轨道板
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填充层间异面离缝初步辨识；利用形态学图像处理方法实现轨道板和板间结构破损掉块、填充层脱空掉块初步辨识；仅提取所述初步辨识缺陷对应位置的3D点云信息进行三维重构，进行初步辨识的精准辨识和尺寸定量检测；若初步辨识为轨道板顶面破损掉块、板间结构的破损掉块、填充层脱空掉块，则调取对应位置粗检3D相机点云进行三维重构，实现破损、脱空掉块的精准辨识和体积定量计算；若初步辨识为填充层
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支撑层间异面离缝，调取对应位置精检3D相机点云对异面离缝附近的填充层下部和底座板上表面部分进行三维重构，识别空间点位置异常高度和长度，对异面离缝精准辨识和离缝高度、长度定量计算。
[0015]3.有益效果
[0016]与现有技术相比，本申请提供的巡检装置的有益效果在于：
[0017]本申请提供的巡检装置，为一种基于机器视觉技术的无砟轨道结构隐蔽缺陷快速精准工务巡检装置。
[0018]本申请提供的巡检装置，填补了当前无砟轨道结构隐蔽缺陷快速、精准识别和定量测量的技术装备空白。实现短天窗期内对无砟轨道结构隐性缺陷视觉信息快速灵活采集和精准检测，同时提高工务巡检的速度、效率和智能化程度，对铁路运维部门及时掌握无砟
轨道结构隐性缺陷发生发展状态、改善缺陷整修工艺等方面具有显著应用研究价值。
[0019]本申请提供的巡检装置，实现针对隐蔽缺陷的检测速度和精度的同步提升，提高了检测效率和智能化程度，且检测过程不会对轨道结构及周围环境产生污染和破坏，对推进无砟轨道隐蔽缺陷日常快速工务巡检装置的工程化应用有显著研究价值。
附图说明
[0020]图1是本申请的巡检装置结构示意图；
[0021]图2是本申请的巡检装置立体结构示意图；
[0022]图3是本申请的万向架的结构示意图；
[0023]图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巡检装置，其特征在于：包括相互连接的缺陷视觉采集模块和数据处理模块，所述缺陷视觉采集模块与电力及驱动模块连接，所述缺陷视觉采集模块包括依次连接的第一缺陷视觉采集组件、第二缺陷视觉采集组件和第三缺陷视觉采集组件，所述电力及驱动模块能够驱动所述第二缺陷视觉采集组件移动，所述电力及驱动模块为所述缺陷视觉采集模块和数据处理模块供电。2.如权利要求1所述的巡检装置，其特征在于：所述第二缺陷视觉采集组件包括移动平台，所述移动平台包括底盘，所述底盘上设置有若干第一激光光源、若干第一2D相机阵列和若干第一补光光源，所述底盘与所述电力及驱动模块连接，所述第一缺陷视觉采集组件包括第一万向架，所述第一万向架与所述底盘连接，所述第一万向架上设置有第二激光光源、第二补光光源、第一2D相机、第一粗检3D相机和第一精检3D相机，所述第三缺陷视觉采集组件包括第二万向架，所述第二万向架与所述底盘连接，所述第二万向架上设置有第三激光光源、第三补光光源、第二2D相机、第二粗检3D相机和第二精检3D相机；所述第一万向架与所述底盘之间设置有第一减振云台，所述第二万向架与所述底盘之间设置有第二减振云台，所述地盘上设置有若干第三减振云台，若干所述第一激光光源、若干所述第一2D相机阵列和若干所述第一补光光源设置于若干所述第三减振云台上。3.如权利要求2所述的巡检装置，其特征在于：所述移动平台包括若干轮对，所述轮对与钢轨耦合，所述轮对通过减震弹簧与所述底盘连接。4.如权利要求3所述的巡检装置，其特征在于：所述第一万向架包括依次连接的第一万向臂、第一万向节、第二万向臂、第二万向节和第三万向臂，所述第一万向臂与所述底盘连接；所述所述第二万向架包括依次连接的第四万向臂、第三万向节、第五万向臂、第四万向节和第六万向臂，所述第四万向臂与所述底盘连接。5.如权利要求4所述的巡检装置，其特征在于：所述第一万向臂、第二万向臂、第三万向臂、第四万向臂、第五万向臂和第六万向臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，苗帅杰，尹辉，黄华，李雅馨，钟阳龙，陈志裴，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：