CN105151083A - 一种全自动火车导轨损耗图像采集装置 - Google Patents

一种全自动火车导轨损耗图像采集装置 Download PDF

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余学才
张利勋
张行至
周建华
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Chengdu Multipole Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种全自动火车导轨损耗图像采集装置，包括可沿火车导轨移动的箱体，箱体的下端设有万向轮，箱体内部设有图像采集单元，图像采集单元包括第一线型激光器、第二线型激光器和相机。本发明的全自动火车导轨损耗图像采集装置，通过图像采集单元对火车导轨进行图像采集，所采集的图像便于后期图像处理，测距单元和处理单元可检测装置位移距离，并通过处理单元控制图像采集单元在固定的间隔距离处对火车导轨进行图像采集，自动化程度高。

Description

一种全自动火车导轨损耗图像采集装置
技术领域
本发明属于火车导轨损耗检测技术领域，具体涉及一种全自动火车导轨损耗图像采集装置。
背景技术
安全问题是铁路交通运输的永恒主题，高速和重载铁路的飞速发展对列车运行安全提出了新的挑战。相对于以前的机车，高速和重载列车一旦脱轨将引起更大危害，尤其是高速列车脱轨可能造成毁灭性的灾难。为此需要定期检测火车导轨磨损程度，即检测火车导轨表面平面度。目前，公知的火车导轨表面磨耗检测仪多为欧洲生产的探伤设备或是简易的物理检测装置，前者结构复杂、造价昂贵，要求操作人员具有较高的操作水平；后者虽然结构简单但是检测精度不高，尤其受测量人员的主观因素影响较大，不能得到最佳的检测效果。
随着图像处理技术的发展，通过采集火车导轨的图像信息，数据处理***对图像采集器采集到的图像信息进行处理，从而计算出火车导轨的损耗程度成为可能，但现在还没有一种专门用于采集火车导轨损耗图像的装置。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种全自动火车导轨损耗图像采集装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种全自动火车导轨损耗图像采集装置，包括可沿火车导轨移动的箱体，箱体的下端设有万向轮，箱体内部设有图像采集单元，图像采集单元包括第一线型激光器、第二线型激光器和相机，所述第一线型激光器和相机位于火车导轨的一侧，第二线型激光器位于火车导轨的另一侧，第一线型激光器和第二线型激光器发出的激光在火车导轨轨道面上形成一条激光线，该激光线与火车导轨中心线垂直，相机采集图像的一端与激光线相对。
优选的，所述第一线型激光器、第二线型激光器和相机到火车导轨轨道面的垂直距离均相同。
优选的，所述箱体内部还设有处理单元，处理单元分别与相机和测距单元相连。
优选的，所述测距单元包括设于箱体下端与火车导轨轨道面配合的滚轮、与滚轮相连的编码器、设于箱体下端的两根竖轴以及设于竖轴下端的侧滚轮，两个侧滚轮分别与火车导轨的两个侧面接触，编码器与处理单元相连。
优选的，所述编码器和滚轮通过联轴器相连。
优选的，所述两根竖轴之间设有拉簧。
优选的，所述箱体的侧面还设有可伸缩的推杆。
本发明的有益效果是：本发明所提供的全自动火车导轨损耗图像采集装置，通过图像采集单元对火车导轨进行图像采集，所采集的图像便于后期图像处理，测距单元和处理单元可检测装置位移距离，并通过处理单元控制图像采集单元在固定的间隔距离处对火车导轨进行图像采集，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明全自动火车导轨损耗图像采集装置的正视图；
图2是本发明全自动火车导轨损耗图像采集装置的侧视图；
图3是本发明测距单元的示意图；
图4是本发明图像采集单元的侧视图；
图5是本发明图像采集单元的平面分布示意图；
图6是本发明相机与火车导轨轨道面的位置关系示意图。
附图标记说明：1、箱体；2、万向轮；31、第一线型激光器；32、第二线型激光器；33、相机；41、滚轮；42、编码器；43、联轴器；44、竖轴；45、侧滚轮；46、拉簧；5、推杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
如图1和图2所示，本发明的一种全自动火车导轨损耗图像采集装置，其主体部分为一个长方体的箱体1，箱体1的下端四个角落均设有万向轮2，箱体1的的内部设有图像采集单元和处理单元，箱体1的下端设有与火车导轨配合的测距单元，测距单元和图像采集单元均与处理单元电连接；箱体1的侧面设有可伸缩的推杆5，通过推动推杆5，箱体1可沿火车导轨的长度方向移动，此时火车导轨位于箱体1的正下方，测距单元把电信号传送到处理单元，处理单元计算出火车导轨损耗图像采集装置的位移，可在不同的位移处控制图像采集单元对火车导轨进行图像采集，需要说明的是，本发明的处理单元的硬件和软件部分通过现有技术均可实现。
如图4至图6所示，箱体1内设有用于安装图像采集单元的基板，基板上设有安装座，图像采集单元包括第一线型激光器31、第二线型激光器32和相机33，第一线型激光器31、第二线型激光器32和相机33可转动地安装在安装座上，便于第一线型激光器31、第二线型激光器32和相机33角度的微调，其中，相机33与处理单元电连接；图5和图6中的L1是火车导轨中心线所对应的位置，同时也代表了火车导轨的长度方向，第一线型激光器31和相机33位于火车导轨中心线的一侧，第二线型激光器32位于火车导轨中心线的另一侧，第一线型激光器31和第二线型激光器32连成的直线与火车导轨中心线垂直，从而第一线型激光器31和第二线型激光器32发出的激光在火车导轨轨道面上形成一条激光线，该激光线与火车导轨中心线垂直，相机33采集图像的一端与激光线相对；图6中的L2是相机光轴线，L3是第一线型激光器31和第二线型激光器32发出的激光线，火车导轨轨道面宽为70mm，第一线型激光器31、第二线型激光器32和相机33到火车导轨轨道面的垂直距离相同，均为22mm，其中相机光轴线L2与激光线L3相交，交点到火车导轨中心线L1的距离为20mm，这样的设置可以保证相机33采集到的图像偏移在可接受的范围之内，方便后期的图像处理。
如图3所示，测距单元包括滚轮41、编码器42和两个侧滚轮45，滚轮41设于箱体1下端与火车导轨轨道面配合，编码器42和滚轮41通过联轴器43相连，编码器42还与处理单元电连接，编码器42用于采集滚轮41转动的电信号，并将电信号传送到处理单元，计算出火车导轨损耗图像采集装置的位移；箱体1的下端还设有两根竖轴44，两个侧滚轮45分别安装在两根竖轴44的下端，两个侧滚轮45分别与火车导轨的两个侧面接触，两根竖轴44之间设有拉簧46，从而使侧滚轮45与火车导轨侧面的接触带有一定压力，使滚轮41与火车导轨轨道面的配合更加紧密，提高测距的精确度。
本发明的全自动火车导轨损耗图像采集装置，通过图像采集单元对火车导轨进行图像采集，所采集的图像便于后期图像处理，测距单元和处理单元可检测装置位移距离，并通过处理单元控制图像采集单元在固定的间隔距离处对火车导轨进行图像采集，自动化程度高。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：包括可沿火车导轨移动的箱体(1)，箱体(1)的下端设有万向轮(2)，箱体内部设有图像采集单元，图像采集单元包括第一线型激光器(31)、第二线型激光器(32)和相机(33)，所述第一线型激光器(31)和相机(33)位于火车导轨的一侧，第二线型激光器(32)位于火车导轨的另一侧，第一线型激光器(31)和第二线型激光器(32)发出的激光在火车导轨轨道面上形成一条激光线，该激光线与火车导轨中心线垂直，相机(33)采集图像的一端与激光线相对。
2.根据权利要求1所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述第一线型激光器(31)、第二线型激光器(32)和相机(33)到火车导轨轨道面的垂直距离均相同。
3.根据权利要求1或2所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述箱体(1)内部还设有处理单元，处理单元分别与相机(33)和测距单元相连。
4.根据权利要求3所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述测距单元包括设于箱体(1)下端与火车导轨轨道面配合的滚轮(41)、与滚轮(41)相连的编码器(42)、设于箱体(1)下端的两根竖轴(44)以及设于竖轴(44)下端的侧滚轮(45)，两个侧滚轮(45)分别与火车导轨的两个侧面接触，编码器(42)与处理单元相连。
5.根据权利要求4所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述编码器(42)和滚轮(41)通过联轴器(43)相连。
6.根据权利要求4所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述两根竖轴(44)之间设有拉簧(46)。
7.根据权利要求1所述的全自动火车导轨损耗图像采集装置，其特征在于：所述箱体(1)的侧面还设有可伸缩的推杆(5)。
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