[實用新型]基于三維測量的軌道部件表面缺陷檢測裝置

有效

• 申請號: 201820979674.4
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN208270445U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 袁小翠;楊洲;鄒振西;吳祿慎;石雅瑩
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

本實用新型涉及一種基于三維測量的軌道部件表面缺陷的檢測裝置，屬于軌道部件表面缺陷檢測技術方法領域。基于三維測量的軌道部件表面缺陷檢測裝置，其特征在于：包括支架、線結構光源、三維相機、光電編碼器和工業計算機，支架固定在可移動軌道檢測車上；線結構光源垂直設置于支架上，且位于軌道正上方；三維相機與支架呈一定角度連接，用于捕捉線結構光源在被測對象上形成的線性條紋；光電編碼器安裝于可移動軌道檢測車的車輪上，用于觸發和控制三維相機拍攝線性條紋圖像；工業計算機通過數據線與三維相機連接。本實用新型具有如下優點：1、能將軌道表面的真正缺陷區分出來，同時不僅能夠識別扣件是否丟失，還可以識別扣件是否有斷裂和松動等情況。2、數據的采集穩定、高效、可靠，測量精確度高，結果真實可靠。3、適用范圍廣泛。

技術領域

本實用新型涉及一種基于三維測量的軌道部件表面缺陷的檢測裝置，屬于軌道部件表面缺陷檢測技術方法領域。

背景技術

隨著我國“八橫八縱”高速鐵路網規劃新戰略的提出，鐵路交通將向著高速度、高密度、全方位的方向發展，對保障列車安全運行的軌道表面部件的缺陷檢測工作也提出了越來越高的要求，影響列車安全運行的常見因素為扣件丟失、斷裂和松動等缺陷狀態，軌道表面形成剝落掉塊、擦傷、壓潰、細小裂紋和軌頭磨損等各種缺陷等等。

目前針對軌道或扣件等軌道部件的缺陷檢修工作主要依賴于人工巡查尋找識別缺陷，這種方法對檢修人員的工作強度很大。此外，基于二維機器視覺技術的軌道表面缺陷檢測已有少量產品出現在市場上進行試運行，由于軌道長期暴露在戶外，表面通常存在銹跡和污漬，銹跡和污漬與真實的缺陷（如裂紋、剝落、掉塊和壓潰）在二維圖像中呈現的形態一致，利用二維圖像處理技術難以將二者區分開來，導致缺陷的誤檢率高，從而需要輔以人工進行二次確認來達到缺陷檢測。此外，利用二維視覺和圖像處理技術檢測扣件狀態時，只能識別扣件是否有丟失，不能檢測扣件是否折斷和松動，這種方法仍需人工輔助檢修，檢測效率偏低，檢測精度不高，無法進行缺陷精準定位。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種能夠對鋼軌表面和扣件等軌道部件進行缺陷檢測，自動化程度高、檢測精準、操作簡單的基于三維測量的軌道部件表面缺陷檢測裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：基于三維測量的軌道部件表面缺陷檢測裝置，其特征在于：包括支架、線結構光源、三維相機、光電編碼器和工業計算機，支架固定在可移動軌道檢測車上；線結構光源垂直設置于支架上，且位于軌道正上方；三維相機與支架呈一定角度連接，用于捕捉線結構光源在被測對象上形成的線性條紋；光電編碼器安裝于可移動軌道檢測車的車輪上，用于觸發和控制三維相機拍攝線性條紋圖像；工業計算機通過數據線與三維相機連接。

優選的，所述支架為兩個，分別位于左右兩側軌道的正上方。

優選的，所述光電編碼器安裝在車輪軸上。

優選的，三維相機的光軸與線激光發射的光線呈45°。

線激光源設置于軌道表面正上方，發射出的線性激光覆蓋單側軌道表面以及單側軌道兩側的扣件部分；車輪軸處的光電編碼器將里程信號轉化為脈沖信號并將脈沖信號傳輸給三維相機，觸發和控制三維相機拍攝線性激光條紋圖像，然后將其解析生成為三維點云數據，并傳輸至工業計算機；通過三維點云數據處理軟件對數據進行處理，根據三維點云數據的空間相對坐標和曲率變化來判斷軌道部件表面是否存在缺陷，同時將檢測結果及相關信息存儲到數據庫。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：

1、能將軌道表面的銹跡、污漬與裂紋、剝落、掉塊、壓潰等真正缺陷區分出來，同時不僅能夠識別扣件是否丟失，還可以識別扣件是否有斷裂和松動等情況。

2、數據的采集穩定、高效、可靠，測量精確度高，結果真實可靠，能夠對軌道部件表面進行全自動的快速檢測，節約時間，提高了工作效率，可滿足在線檢測的要求。