一种钢轨检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种钢轨检测系统及检测方法，包括：监控行走装置

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通铁路检测
，尤其涉及一种钢轨检测系统及检测方法
。

技术介绍

[0002]钢轨作为铁路运行的关键部件，由于受到车轮外向压力和自然因素的双重影响，钢轨的老化和损坏是无法避免的，尤其是使用年久的钢轨表面更易出现裂纹
。
及时发现问题钢轨并替换是保证列车稳定运行的前提，对于保障人们生命安全和减少经济损失具有重要作用
。
因此，定期对钢轨进行检测具有重大的意义
。
[0003]传统的钢轨检测手段大都是采用人工观察检测方式，该检测方式完全依赖检测工人的经验，虽简单但带来不容忽视的危害，人工成本高且工作效率低下
。
随着现代检测技术的发展和钢轨检测安全性的迫切需求下，现有的技术手段趋向于超声波检测，超声波检测利用声波在不同介质中的传播特性，用
20
万赫兹的声波射入钢轨中，当遇到钢轨损伤时，根据反射回来的信号来判断伤痕的大小及位置，但这种利用声波进行探测的方式，声波之间必定会相互干扰从而带来噪声
。
此外超声波检测需要不断变换角度来完成整个钢轨区域的检测，流程繁琐且复杂，已有大量文献表明，超声波检测方法在钢轨裂纹检测的过程中存在一定的盲区，钢轨轨脚两侧的裂纹难以检测
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种钢轨检测系统及检测方法，克服现有技术的不足，实现自动检测，流程简单的同时效率高，面结构光覆盖范围广，确保全方位检测
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种钢轨检测系统，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；
[0006]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；
[0007]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
。
[0008]本专利技术的有益效果是：通过监控行走装置带动设置在监控行走装置上的对中定位装置以及图案条纹光装置沿钢轨的长度方向移动，并实时监控钢轨前方状态，历遍所有需要检测的钢轨位置，配合图案条纹光装置实现待测钢轨数据的采集以及检测，并通过中央处理器实现对采集图像的处理和判断钢轨表面情况
。
采用图案条纹光，可以弥补超声波检测技术的缺陷，图案条纹光覆盖范围广，确保全方位检测，一次可以获取更多数据点，降低图像处理的拼接次数和难度
。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进
。
[0010]进一步，所述监控行走装置包括：小车轮对
、
小车底板
、
监控相机支撑杆和监控相机，所述小车底板底部成对安装多对所述小车轮对，所述小车底板通过所述小车轮对架设于所述钢轨上，并沿所述钢轨的长度方向移动；
[0011]所述监控相机通过所述监控相机支撑杆设置于所述小车底板的上端面，所述监控相机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
。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是：通过监控相机的设置可以实时监控和反馈，以便于中央处理器可以及时控制小车轮对的状态，确保了监控行走装置行驶的稳定性
。
[0013]进一步，所述对中定位装置包括：左多轴机械臂
、
右多轴机械臂
、
平行抓手和测距模块，所述左多轴机械臂和所述右多轴机械臂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的上端面的两侧；
[0014]所述左多轴机械臂和所述右多轴机械臂的活动端各安装一个所述平行抓手，所述平行抓手靠近钢轨的一侧安装多个所述测距模块，用于监测所述平行抓手与所述钢轨的距离并输出距离数据至所述中央处理器
。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：左多轴机械臂和右多轴机械臂通过伸缩
、
旋转和升降等一系列动作从任意维度调整平行抓手的位置，确保固定在平行抓手上的图案条纹光装置能在合适的检测位置；通过测距模块监测图案条纹光装置与钢轨的距离，并实时将测距模块是否已处于对中状态和距离数据输出反馈给中央处理器，通过中央处理器调节左多轴机械臂
、
右多轴机械臂进而带动平行抓手的动作
。
[0016]进一步，所述平行抓手包括：平行抓手横板
、
平行抓手左夹板和平行抓手右夹板，所述平行抓手左夹板
、
所述平行抓手横板和所述平行抓手右夹板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；
[0017]所述测距模块包括：上测距模块
、
左测距模块和右测距模块，所述上测距模块设置于所述平行抓手横板靠近钢轨的一侧，所述左测距模块设置于所述平行抓手左夹板靠近钢轨的一侧，所述右测距模块设置于所述平行抓手右夹板靠近钢轨的一侧，所述左测距模块与所述右测距模块关于所述上测距模块对称设置
。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置平行抓手来安装测距模块，更加便于测距模块以及对居中位置的测量，通过测距模块的安装实时检测测距模块是否已处于对中状态并将距离数据输出反馈给中央处理器，便于中央处理器进行控制调节
。
[0019]进一步，沿所述平行抓手横板
、
所述平行抓手左夹板和所述平行抓手右夹板靠近所述钢轨的一侧各安装一所述图案条纹光装置，位于所述平行抓手左夹板上的所述图案条纹光装置和位于所述平行抓手右夹板的所述图案条纹光装置关于所述钢轨对称设置
。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置平行抓手来安装图案条纹光装置，配合测距模块的设置更加便于图案条纹光装置能到合适的检测位置，使得图案条纹光装置到钢轨的距离满足要求
。
进一步，三个所述图案条纹光装置分别为：成组设置的第一数字投影模块和第一
CCD
相机
、
第二数字投影模块和第二
CCD
相机
、
第三数字投影模块和第三
CCD
相机，所述第一数字投影模块和所述第一
CCD
相机安装于所述平行抓手横板上，所述第二数字投影模块和所述第二
CCD
相机安装于所述平行抓手左夹板上，所述第三数字投影模块和所述第三
CCD
相机安装于所述平行抓手右夹板上；
[0021]所述第一数字投本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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.

【专利技术属性】
技术研发人员：黄桂琼，徐炳权，郑智杰，张丽娜，何嘉，马俊伟，曾文昊，
申请(专利权)人：广州铁路职业技术学院，
类型：发明
国别省市：