[发明专利]一种基于CCD相机的铁轨螺母松动检测维修装置及检测维修方法

说明书

本发明提供一种基于CCD相机的铁轨螺母松动检测维修装置及检测维修方法，包括机架，机架底部设有在铁轨上滚动的移动轮和驱动移动轮转动的移动电机，检测维修装置设在机架上，包括调整机构、螺母旋拧机构和CCD相机，两个调整机构分别与铁轨的两条轨道相对，调整机构包括竖直设置的丝杠、驱动丝杠转动的升降电机和在丝杠上上下滑动的调整平台，两个螺母旋拧机构设在调整平台上且相对于丝杠对称，螺母旋拧机构包括万用套筒和驱动万用套筒转动的旋转电机，CCD相机进行螺栓图像的采集，将采集的图像传送给图像处理模块对图像进行处理，主控制器对螺栓图像的信息进行分析和对比，控制各个电机的转动，自动检测铁轨松动螺母和维修松动螺母。

技术领域

本发明涉及铁轨缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于CCD相机的铁轨螺母松动检测维修装置及检测维修方法。

背景技术

铁路交通运输行业在我国国民经济中发挥着特有作用。在关键物资的运输方面，主要运输量由铁路运输承担；在客运方面，铁路也因其客容量大、方便快捷、价格便宜等优点，成为了最受欢迎的交通工具。铁路安全也受到政府和民众越来越多的关注。

而铁轨的螺母松动问题一直是铁轨常见病害的一种，现有的检修方式中，通常由维修工巡道检查螺母是否松动，当发现螺母松动时，则人为地拧紧螺母增加预紧力，所施加预紧力的大小主要靠个人经验判定。通过人工检测螺栓，检测速度慢，且精度不高，当旋拧螺母所用的预紧力过大时，将会使螺栓在偶然过载的情况下产生塑性变形而松动，甚至拉断。当旋拧螺母所用的预紧力不够时，在使用一段时间后，会造成自然松动。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于CCD相机的铁轨螺母松动检测维修装置及检测维修方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于CCD相机的铁轨螺母松动检测维修装置，包括：

机架，所述机架底部设有在铁轨上滚动的移动轮和驱动所述移动轮转动的移动电机；

检测维修装置，设在机架上，包括调整机构、螺母旋拧机构和CCD相机，两个调整机构分别与铁轨的两条轨道相对，所述调整机构包括竖直设置的丝杠、驱动丝杠转动的升降电机和在丝杠上上下滑动的调整平台，两个所述螺母旋拧机构设在所述调整平台上且相对于所述丝杠对称，所述螺母旋拧机构包括万用套筒和驱动所述万用套筒转动的旋转电机，CCD相机安装在机架上且镜头朝下用于进行螺栓图像的采集；

图像处理模块，接收CCD相机采集的图像进行处理，包括图片预处理单元、图像滤波单元、图像灰度变换单元、图像边缘检测单元和图像分割单元，所述图片预处理单元与所述CCD相机相连接，所述图像灰度变换单元与所述图片预处理单元相连接，所述图像滤波单元与所述图像灰度变换单元相连接，图像边缘检测单元与所述图像灰度变换单元相连接，图像分割单元和所述图像边缘检测单元相连接；

主控制器，与图像分割单元相连接，对螺栓图像的信息进行分析和对比，并通过各个驱动器发出相应的脉冲控制所述旋转电机、升降电机和移动电机的转动；

辅助模块，包括蓄电池、配电箱和SD卡存储器，所述蓄电池安装在机架上用于给整个装置提供电源，所述配电箱安装在机架上用于放置主控制器和多个驱动器，所述主控制器和多个驱动器相连接，各个驱动器分别与所述旋转电机、升降电机、移动电机相连接，所述SD卡存储器用于储存安装螺栓时和检测螺栓时的图像信息及主控制器分析的参数。

进一步的，所述万用套筒包括套筒本体和活动杆，所述套筒本体为底部开口的圆柱形腔体结构，多根所述活动杆设在所述套筒本体内部，所述活动杆通过弹簧和所述套筒本体顶部连接。

进一步的，所述主控制器为STM32单片机。

进一步的，所述旋转电机、升降电机和移动电机均为步进电机。

进一步的，所述图像处理模块采用FPGA芯片。