CN105292179A

CN105292179A - 轮缘尺寸检测方法

Info

Publication number: CN105292179A
Application number: CN201510657287.XA
Authority: CN
Inventors: 赵晓华; 郭铭峰; 易钢均; 刘刚; 辜勇彬; 谭志忠
Original assignee: NANNAR ELECTRONICS TECHNOLOGY (DONGGUAN) Co Ltd
Current assignee: NANNAR ELECTRONICS TECHNOLOGY (DONGGUAN) Co Ltd
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2016-02-03

Abstract

一种轮缘尺寸检测方法，其包括如下步骤：(1)、图像获取，提供一成像模组，该成像模组包括一反射镜、线激光装置、及工业相机，车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机拍摄反射镜上的画面；(2)、图像分析，(3)、数据比对，(4)、实时判断报警，本发明通过在成像模组上设置反射镜，反射镜与工业相机呈水平相对，所述反射镜的镜面朝向车轮底部，线激光装置发出直线形的激光光束，车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机拍摄反射镜上的画面，在有限的空间内，获得完整、清晰的车轮轮缘的轮廓图像，成像效果好，为准确测量尺寸打下了良好的基础，极大提高了检测可靠性。

Description

轮缘尺寸检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，特别是涉及一种轮缘尺寸检测方法。

背景技术

列车在车轮通过弯道或道岔时，车轮轮缘部分与钢轨内侧面发生摩擦造成轮缘磨耗，另外，列车运行过程中，车轮踏面常因制动或空转打滑等原因产生局部擦伤。踏面磨耗和轮缘磨耗导致车轮外形尺寸发生改变，极大影响着乘坐舒适性和运行稳定性。当车轮的磨耗量超过一定限度时，存在引发重大行车事故的隐患。因此，车轮的外形尺寸是衡量轮对技术状态的重要指标。

目前国内一般采用样板目测检查车轮尺寸，或者使用专用轮箍尺寸检测量具进行人工测量。这些检测方式具有效率低下，可靠性差，占用机车周转时间等静态检测无法克服的缺点，而且无法及时了解车轮在运行中的质量状况，必然出现磨耗过度的车轮仍在继续使用的情况，存在行车安全隐患。因此，迫切需要研发精度高、效率高、可靠性高的自动化检测方法，以动态监控运行中的机车车轮外形尺寸。

发明内容

基于此，本发明的在于提供一种提高检测可靠性的轮缘尺寸检测方法。

一种轮缘尺寸检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、图像获取，提供一成像模组，该成像模组包括一反射镜、线激光装置、及工业相机，所述成像模组装设于钢轨的内侧，每一成像模组对列车一侧的车轮外形进行检测；所述反射镜、线激光装置及工业相机设于钢轨内侧，并与伸出于钢轨部分的轮缘及部分踏面相对，其中，所述线激光装置设于反射镜与工业相机之间，反射镜与工业相机呈水平相对，该反射镜呈倾斜设置，所述反射镜的镜面朝向车轮底部，线激光装置发出直线形的激光光束，使车轮底部形成一直线形光斑，直线形光斑延伸方向垂直车轮；车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机拍摄反射镜上的画面；

(2)、图像分析，将拍摄图片采用轨平面建立水平参考线得出SD、SH及qR的值，其中，SD为轮缘厚，SH为轮缘高，qR为轮缘形状限度，取值时，以车轮轮辋内边缘与水平参考线的交点取点p2，以水平参考线以下10㎜距离和轮缘交点取p1，水平参考线以下12㎜距离和轮缘交点取p5，p6，取轮缘最低点为p3，以最低点p3为参考点向上取垂直距离2MM与轮缘交点为p4；在轨平面水平上任意一点作为原点建立(x，y)坐标，如以p2点为原点，得到p1、p2、p3、p4、p5、p6的坐标，通过计算得到各参数值：

轮缘厚SD＝p6(x)-p5(x)

轮缘高SH＝p2(y)-p3(y)

轮缘形状限度qR＝p1(x)-p4(x)；

(3)、数据比对，将从拍摄图片得出的数据SD、SH、qR的值与标准值sd、sh、qr作比较，得出差值A、B、C，其中：A＝sd-SD、B＝sh-SH、C＝qr-qR；

(4)、实时判断报警，根据A、B、C值的大小判断是否需要报警提示，当A、B、C三个值中均没有超出设定值时，则认定为安全；当A、B、C三个值的其中一个值超出设定值时，***刚认定存在隐患，进行报警，及时通知工作人员。

进一步地，所述反射镜与水平面之间的夹角在60°～70°之间。

进一步地，所述成像模组还包括一触发器，触发工业相机工作。

进一步地，所述触发器为磁性传感器，当列车通过经过时，车轮的轮缘切割磁力线，感应电压会产生变化。

进一步地，所述工业相机为紫外相机。

本发明的有益效果在于：通过在成像模组上设置反射镜，反射镜与工业相机呈水平相对，所述反射镜的镜面朝向车轮底部，线激光装置发出直线形的激光光束，车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机拍摄反射镜上的画面，在有限的空间内，获得完整、清晰的车轮轮缘的轮廓图像，成像效果好，为准确测量尺寸打下了良好的基础，极大提高了检测可靠性。

附图说明

图1为成像模组装设于钢轨上的结构示意图。

图2为列车车轮与钢轨配合时的侧面视图。

图3为本发明轮缘尺寸检测方法的流程图。

图4为本发明轮缘尺寸检测方法所获取的车轮轮缘的图像。

图5为图4所示将拍摄图像建立轨平面坐标的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图5，本发明提供一种轮缘尺寸检测方法，用于检测列车车轮10的轮缘11尺寸，保证行车安全，轮缘尺寸检测方法包括如下步骤：

步骤(1)，图像获取，提供一成像模组，该成像模组包括一反射镜30、线激光装置50、及工业相机40，所述成像模组装设于钢轨20的内侧，每一成像模组20对列车一侧的车轮10外形进行检测。所述反射镜30、线激光装置50及工业相机40设于钢轨20内侧，并与伸出于钢轨20部分的轮缘11及部分踏面相对。其中，所述线激光装置50设于反射镜30与工业相机40之间，反射镜30与工业相机40呈水平相对，该反射镜30呈倾斜设置，反射镜30与水平面之间的夹角在60°～70°之间，所述反射镜30的镜面朝向车轮10底部，线激光装置50发出直线形的激光光束，使车轮10底部形成一直线形光斑，直线形光斑延伸方向垂直车轮。车轮10底部图像映在反射镜30镜面上，工业相机40拍摄反射镜30上的画面。

为了较好地触发相机工作，成像模组还包括一触发器，本实施例中，该触发器为磁性传感器，磁性传感器内部的磁钢充上强磁场后，套上高强度漆包线绕制的线圈，用环氧封装再盖上铝罩；当列车通过经过时，车轮10的轮缘11从卡在钢轨内侧的磁头顶面通过，切割磁力线，线圈上产生一个正弦波的感应电动势，即车轮与磁头的中心连线与轨道成垂线的那个时刻，这个时刻感应电压会产生变化，发出相应信号，促使工业相机工作，进行图像获取。

为了消除环境光的影响，本步骤中采用的工业40相机为紫外相机，紫外相机配备紫外镜头和紫外滤光片可以将环境光滤除掉，只有330nm以下的紫外光才能在相机成像，避免环境光的影响，提高***的稳定性。

步骤(2)，图像分析，将拍摄图片采用轨平面建立水平参考线得出SD、SH及qR的值，其中，SD为轮缘厚，SH为轮缘高，qR为轮缘形状限度，取值时，以车轮轮辋内边缘与水平参考线的交点取点p2，以水平参考线以下10㎜距离和轮缘交点取p1，水平参考线以下12㎜距离和轮缘交点取p5，p6，取轮缘11最低点为p3，以最低点p3为参考点向上取垂直距离2MM与轮缘交点为p4。在轨平面水平上任意一点作为原点建立(x，y)坐标，如以p2点为原点，得到p1、p2、p3、p4、p5、p6的坐标，通过计算得到各参数值：

轮缘厚SD＝p6(x)-p5(x)

轮缘高SH＝p2(y)-p3(y)

轮缘形状限度qR＝p1(x)-p4(x)

步骤(3)，数据比对，将从拍摄图片得出的数据SD、SH、qR的值与标准值sd、sh、qr作比较，得出差值A、B、C，其中：A＝sd-SD、B＝sh-SH、C＝qr-qR。

步骤(4)：实时判断报警，根据A、B、C值的大小判断是否需要报警提示，当A、B、C三个值中均没有超出设定值时，则认定为安全；当A、B、C三个值的其中一个值超出设定值时，***刚认定存在隐患，进行报警，及时通知工作人员。

本发明的有益效果在于：通过在成像模组上设置反射镜30，反射镜30与工业相机40呈水平相对，所述反射镜30的镜面朝向车轮10底部，线激光装置50发出直线形的激光光束，车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机40拍摄反射镜上的画面，在有限的空间内，获得完整、清晰的车轮轮缘11的轮廓图像，成像效果好，为准确测量尺寸打下了良好的基础，极大提高了检测可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种轮缘尺寸检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、图像获取，提供一成像模组，该成像模组包括一反射镜、线激光装置、及工业相机，每一成像模组对列车一侧的车轮外形进行检测；所述反射镜、线激光装置及工业相机设于钢轨内侧，并与伸出于钢轨部分的轮缘及部分踏面相对，其中，所述线激光装置设于反射镜与工业相机之间，反射镜与工业相机呈水平相对，该反射镜呈倾斜设置，所述反射镜的镜面朝向车轮底部，线激光装置发出直线形的激光光束，使车轮底部形成一直线形光斑，直线形光斑延伸方向垂直车轮；车轮底部图像映在反射镜照上，工业相机拍摄反射镜上的画面；

(2)、图像分析，将拍摄图片采用轨平面建立水平参考线得出SD、SH及qR的值，其中，SD为轮缘厚，SH为轮缘高，qR为轮缘形状限度，取值时，以车轮轮辋内边缘与水平参考线的交点取点p2，以水平参考线以下10㎜距离和轮缘交点取p1，水平参考线以下12㎜距离和轮缘交点取p5，p6，取轮缘最低点为p3，以最低点p3为参考点向上取垂直距离2MM与轮缘交点为p4；以p2点为原点，得到p1、p2、p3、p4、p5、p6的坐标，通过计算得到各参数值：

轮缘厚SD＝p6(x)-p5(x)

轮缘高SH＝p2(y)-p3(y)

轮缘形状限度qR＝p1(x)-p4(x)；

2.根据权利要求1所述的轮缘尺寸检测方法，其特征在于：所述反射镜与水平面之间的夹角在60°～70°之间。

3.根据权利要求1所述的轮缘尺寸检测方法，其特征在于：所述成像模组还包括一触发器，触发工业相机工作。

4.根据权利要求3所述的轮缘尺寸检测方法，其特征在于：所述触发器为磁性传感器，当列车通过经过时，车轮的轮缘切割磁力线，感应电压会产生变化。

5.根据权利要求1所述的轮缘尺寸检测方法，其特征在于：所述工业相机为紫外相机。