机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102167059A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102167059A(43)申请公布日2011.08.31(21)申请号201010575920.8(22)申请日2010.12.07(71)申请人安徽科富光电装备有限公司地址230000安徽省合肥市高新区长江西路2221号省循环经济院4楼(72)发明人郑志刚汪增福(51)Int.Cl.B61K9/00(2006.01)G01N21/89(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置(57)摘要本发明公开了一种机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，包括接近传感器、离去传感器、摄像单元、列车速度检测单元和数据处理控制设备，摄像单元由安装在轨道外侧的相互成一定角度的红色LED光源和线阵CCD像感器组成。本发明采用线阵CCD采集图像，由于线阵CCD在行方向上维数通常比面阵CCD的维数高，所获得图像更加精细，获得的检测结果也更加精确。另外，线阵CCD的行采样频率远大于面阵CCD，并且所需要的数据带宽也小于面阵CCD，所以在采集时可以连续采集，更适于在线检测运动物体，本发明测量时允许列车通过速度达到100km/h，检测精度达到0.5mm。CN1026759ACCNN110216705902167064A权利要求书1/1页1.一种机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，包括接近传感器、离去传感器、摄像单元、列车速度检测单元和数据处理控制设备，其特征在于，所述摄像单元由安装在轨道外侧的相互成一定角度的红色LED光源和线阵CCD像感器组成。2.根据权利要求1所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述的摄像单元装在组成轨道的两条单轨的外侧；在每条单轨的外侧装有两组摄像单元，两组摄像单元之间的距离小于车轮的周长，两组摄像单元之间的区域为检测区。3.根据权利要求2所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述的线阵CCD像感器的镜头前安装有滤光片。4.根据权利要求3所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述列车速度检测单元包括安装在检测区内轨道内侧的复数个速度检测传感器，所述的速度检测传感器与数据处理控制设备连接。5.根据权利要求4所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述的接近传感器安装在检测区的前方轨道的侧面，所述的离去传感器安装在检测区的后方轨道的侧面；接近传感器、离去传感器分别与数据处理控制设备连接。6.根据权利要求1所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述的数据处理控制设备包括测速模块、校准模块、踏面全周图像生成模块以及踏面数据分析和管理模块。7.根据权利要求1所述的机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置，其特征在于，所述的LED光源、线阵CCD像感器分别安装在保护箱内，所述保护箱的箱盖开合机构与数据处理控制设备连接。2CCNN110216705902167064A说明书1/3页机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置[技术领域][0001]本发明涉及一种机车车辆轮对自动检测装置，尤其涉及一种基于图像检测技术的非接触式机车轮对全周踏面表面缺陷在线动态检测装置。[背景技术][0002]铁路系统中，火车轮对的质量是影响安全运行的一个重要因素，特别是在火车提速以后，对车轮的外形几何尺寸精度要求更高。在紧急制动时，轮对与钢轨的冲撞及相对滑动会造成踏面擦伤或剥离(即疤痕，在外力作用下金属表皮的一种脱落并产生凹坑的现象)，而剥离会严重影响列车和轨道设施的安全与使用寿命，因此轮对需要定期检测，对于磨损超限的轮对需要加修或报废。[0003]目前，车辆检修部门对运行列车车轮踏面缺陷的检查仍然是在列车停止时通过列检人员的肉眼观测或车辆运行时听音检查来掌握，劳动强度大，占用机车周转时间，无法及时了解车轮在运行中的质量状况。而对车轮踏面的自动无损检测中，主要利用视觉或者超声检测技术，其自动化程度高、检测结果重复性好、准确度和效率也较高。在这里，超声检测技术虽然可以检测内部缺陷，因而受到较多关注，但就表面缺陷检测而言，超声技术在以下几个方面不如视觉检测：首先踏面超声检测装置安装时需要嵌入铁轨中，因此需要对铁轨进行改造；其次，就表面缺陷检测精度而言，超声检测技术的检测精度要弱于基于视觉的检测精度；第三，我国目前使用的列车车轮踏面超声检测装置多依赖进口，设备价格昂贵；最后，超声检测技术仍然是一种接触式检测方法，其装置本身存在磨损问题，维护费用非常高。因此，需要设计一种以视觉检测技术为基础的非接触测量系统。[0004]在以视觉检测技术为基础的非接触测量系统中，CCD摄像机主要用于获取被检测轮对