测量钢轨几何轮廓的在线检测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110954026A(43)申请公布日2020.04.03(21)申请号201911133344.9(22)申请日2019.11.19(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号申请人上海瑞纽机械股份有限公司(72)发明人杨海马张大伟黄元申杨玉团江声华宋正忠郑芳杰刘瑾(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人王晶(51)Int.Cl.G01B11/245(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称测量钢轨几何轮廓的在线检测装置(57)摘要本发明涉及一种测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，检测平台上通过液压可升降辊道线滚轮和支撑钢轨的辊道线滚轮配合，可以实时支撑调平被测钢轨；激光轮廓传感器模块通过机械传动模块驱动在走行平台上沿着被测钢轨长度方向运动，用于对钢轨几何轮廓进行扫描，并将钢轨轮廓转换成二维坐标数据，激光轮廓传感器模块中的安装座套接在被测钢轨外，安装座上通过安装定位环连接四个激光轮廓仪，左右两侧的激光轮廓仪安装有摆动电机上，可以针对钢轨端面进行端面测量，进而实现轨端与轨底的垂直度测量；所述安装定位环连接旋转电机，在旋转电机带动下，调整四个激光轮廓仪扫描的空间圆周位置，实现实时的调整对被测钢轨无盲区扫描。CN110954026ACN110954026A权利要求书1/2页1.一种测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，包括走行平台、机械传动模块、激光轮廓传感器模块、数据采集测量模块、存储模块，其特征在于：所述走行平台通过走行轮置于检测平台上，所述检测平台两侧上面设有被测钢轨的辊道线滚轮；所述走行平台上面两侧设有液压可升降辊道线滚轮，通过液压可升降辊道线滚轮和支撑钢轨的辊道线滚轮配合，可以实时支撑调平被测钢轨；所述走行平台上面装有机械传动模块，所述机械传动模块与激光轮廓传感器模块连接，所述激光轮廓传感器模块通过机械传动模块驱动在走行平台上沿着被测钢轨长度方向运动，用于对钢轨几何轮廓进行扫描，并将钢轨轮廓转换成二维坐标数据，所述二维坐标数据经过数据处理，可得到任何位置的完整钢轨断面，还原钢轨三维立体图像；所述激光轮廓传感器模块由安装座、安装定位环、四个激光轮廓仪、摆动电机、旋转电机组成，所述安装座套接在被测钢轨外，所述安装座上通过安装定位环连接四个激光轮廓仪，其中，左右两侧的激光轮廓仪安装有摆动电机上，可以针对钢轨端面进行端面测量，进而实现轨端与轨底的垂直度测量；所述安装定位环连接旋转电机，在旋转电机带动下，调整四个激光轮廓仪扫描的空间圆周位置，实现实时的调整对被测钢轨无盲区扫描；所述走行平台上固定连接有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器在激光轮廓传感器模块平移时，实时记录激光轮廓传感器模块运动位移数据；所述数据采集测量存储模块利用计算机采集激光轮廓传感器、光栅位移传感器的数据，并且对被测钢轨截面尺寸、平直度、表面缺陷进行计算，并将测量结果存入数据库；所述存储模块对钢轨断面尺寸、平直度以及扭曲度数据的处理结果存入数据库，产生的轮廓曲线将以OPJ、STL格式格式保存，以便管理人员以后对数据的管理及查询。2.根据权利要求1所述的测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，其特征在于：当测量钢轨的时候，所述钢轨的轨头端有一部分搭在左边的的液压可升降辊道线滚轮上，当钢轨的轨头端处于扫描台中间时，左边的所述激光轮廓仪由垂直钢轨轴线状态，摆动一个a角度，倾斜照射到钢轨轨头端的垂直中心线上，实现对轨头端的测量；当轨尾端测量时，所述钢轨的轨尾端有一部分搭在右边的液压可升降辊道线滚轮上，当轨尾端处于扫描台中间，右边的所述激光轮廓仪由垂直钢轨轴线状态，摆动一个-a角度，倾斜照射到钢轨轨尾端的垂直中心线上，实现对轨尾端的测量。3.根据权利要求1所述的测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，其特征在于：所述机械传动模块由机架、电机、同步带、导轨副、接近开关、光电开光组成，所述机架对激光轮廓传感器模块起支撑、保护、固定作用，所述电机通过同步带激光轮廓传感器模块在导轨副上进行平稳、匀速的往返沿钢轨长度方向运动，接近开关确保激光轮廓传感器模块的运动处于一定范围，光电开关控制被测钢轨的传送，使被测钢轨停在规定的位置等待检测。4.根据权利要求1所述的测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，其特征在于：所述走行平台由高精度的滚珠丝杆螺母副以及直线滚动导轨副作为整个扫描平台的硬件基础，可确保测量结果稳定可靠。5.根据权利要求1所述的测量钢轨几何轮廓的在线检测装置,其特征在于：所述测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，采用三维扫描技术，对100m长钢轨两端端部3m范围内进行全轮廓在线扫描和综合参数测量。6.根据权利要求1所述的测量钢轨几何轮廓的在线检测装置，其特征在于：