[实用新型]自动测量钢轨轮廓的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化检测领域，更具体地，涉及一种自动测量钢轨轮廓的检测装置。

背景技术

随着铁路技术的发展以及无缝钢轨的普及，长钢轨的质量越来越受重视。钢轨的外形尺寸、平直度和扭曲度等是否符合标准影响到铁路运行的安全性、平稳性和速度。钢轨焊接基地在对钢轨进行焊接前需要对钢轨外形进行检测，避免不合格的钢轨投入生产，从而造成不必要的损失。

目前，钢轨焊接生产线上主要采用样板尺对钢轨的轨高、轨头宽、轨底宽、断面不对称度、轨腰厚度、轨脚高度等指标进行测量，采用塞尺、扭曲尺等对钢轨端部的平直度、扭曲度进行检测，排除不符合标准的钢轨。这种机械式手动测量存在下面几个问题：1、由于采用人工手动操作，操作人员的作业水平对测量精度影响较大，导致测量结果的精确度不易把握；2、钢轨外形检测是长钢轨焊接的第一道工序，机械测量效率低，劳动强度大，直接影响钢轨焊接生产的整体效率；3、钢轨外形检测数据采用人工方式进行录入，数据可靠性和完整性较差。因此，为了满足钢轨焊接基地的生产要求，需要研发一种自动、精准、高效且可靠的钢轨外形检测装置。

随着钢轨检测技术的发展，利用激光测距传感器、图像处理等技术检测钢轨的方法应运而生。由于激光测距传感器不能还原整个钢轨断面，图像处理易受灯光、锈斑等环境干扰，这些测量系统在数据可靠性、测量精度上有待改进。为了适应生产效率和自动化程度日益增长的高要求，需要一种能够自动检测钢轨轮廓且同时计算断面尺寸、平直度和扭曲度等的装置和方法。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种自动测量钢轨轮廓的检测装置。该检测装置通过结合可移动激光轮廓传感器和位移传感器能够实现钢轨的断面尺寸、平直度和扭曲度的全面测量。

根据本实用新型的一个方面，一种自动测量钢轨轮廓的检测装置包括电源模块、机械传动模块、数据采集存储模块和显示报警模块，机械传动模块包括机架、导轨、同步带和用于控制钢轨运动的光电开关，钢轨在检测期间设置在机架上。检测装置还包括多个可移动激光轮廓传感器和位移传感器，多个可移动激光轮廓传感器环绕钢轨设置以测量钢轨的断面二维坐标数据，位移传感器沿着平行于钢轨的长度方向的方向设置在机架上以测量可移动激光轮廓传感器的位移数据。多个可移动激光轮廓传感器和位移传感器以通信方式与数据采集存储模块连接，从而数据采集存储模块将断面二维坐标数据和位移数据相结合以检测钢轨的轮廓。

可选地，根据本实用新型的检测装置还包括传感器安装板，所述传感器安装板连接到导轨并设有中央通孔，中央通孔被设置成使得钢轨穿过所述中央通孔，其中多个可移动激光轮廓传感器设置在传感器安装板的周边。

传感器安装板设置在连接支架上，所述连接支架的两端分别设置在导轨上，并且连接支架连接到同步带。

可选地，多个可移动激光轮廓传感器包括四个可移动激光轮廓传感器。

优选地，四个可移动激光轮廓传感器中的两个相对于钢轨对称地设置在传感器安装板的一侧，并且定位成分别相对于钢轨成30°角，而所述四个可移动激光轮廓传感器中的其余两个相对于钢轨对称地设置在传感器安装板的另一侧，并且定位成分别相对于钢轨成50°角。

数据采集存储模块可以包括多个数据采集卡和计算机，数据采集卡分别设置在多个可移动激光轮廓传感器和位移传感器上，并且多个数据采集卡以通信方式与计算机连接。

附图说明

本实用新型的上述及其它方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：

图1是显示根据本实用新型的自动测量钢轨轮廓的检测装置的组成模块的示意图；

图2是显示根据本实用新型的第一实施例的检测装置的立体图，其中方框C部分以放大形式显示安装有可移动激光轮廓传感器的传感器安装板；

图3是示意性地显示可移动激光轮廓传感器和位移传感器相对于钢轨的位置的视图；

图4是图2中的C部分的传感器安装板的正视图，所述传感器安装板上安装有四个可移动激光轮廓传感器；

图5是根据本实用新型的自动测量钢轨轮廓的检测方法的流程图；

图6是示意性地显示根据本实用新型的第二实施例的自动测量钢轨轮廓的检测方法的流程图；

图7是钢轨曲线拼接前的图像视图；

图8是钢轨曲线拼接后的图像视图，显示了钢轨断面的完整轮廓；

图9是采用弦测法计算平直度的曲线图；以及

图10是采用共面法计算扭曲度的曲线图。

具体实施方式