轨道板在线快速检测系统的制作方法

本实用新型涉及轨道板检测领域，具体是指一种轨道板在线快速检测系统。

背景技术：

如今的轨道交通高速发展，为了提高轨道交通运行的安全性，轨道的质量成为了一个需要严格把控的首要环节。所以，为了提高轨道的质量，高速铁路无砟轨道结构轨道板板厂需要对轨道板钢模和轨道板成品板的几何尺寸、平整度、直线度等多项参数进行检测。

如今，国内主要通过测量机器人与测量工装结合方法来完成对轨道板钢模和轨道板各项参数的检测，此方法主要是通过对德国高铁技术的引进得到的，而我国再在引进的同时还仿制了相应的软件和测量工装，最后在此基础上进行改进才最终使得该方法适合现有我国的生产检测环境和条件。

测量机器人和测量工装结合的检测方法是：首先通过测量工装的配合，人工安置工装与轨道板或轨道板钢模接触，再使用测量机器人采集测量工装上棱镜的三维坐标，从而通过测量工装的几何尺寸计算得到轨道板或轨道板钢模特征点的三维坐标，最后将三维坐标导入软件分析得到相应的检测项目参数。若要测量其他检测项目，还需更换工装重新测量。

而该方法主要有以下缺陷：

(1)此方法检测效率低，完成1块轨道板或轨道板钢模的检测项目至少需要30分钟；

(2)采用该方法在进行不同的检测项目时需要配置不同的工装，降低了效率，增加了劳动量；

(3)该方法在检测时每次至少需要配置2个作业人员；

(4)该方法无法对安置有钢筋笼的轨道板钢模进行检测；

(5)该方法受人为安装工装精度的影响很大，同样还会受到工装加工精度和使用磨耗的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述问题，提供一种轨道板在线快速检测系统，能够大大缩短检测所需的时间、降低检测时所需消耗的人力资源，提高检测的智能性与精准性。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

轨道板在线快速检测系统，包括预埋有钢板的混凝土制底座，固定在基础底座上的衍架，设置在衍架上的参数采集系统，以及固定在底座上用于控制参数采集系统采集参数的控制机柜。

进一步的，所述参数采集系统包括用于采集参数的参数采集模块以及用于驱动参数采集模块运行移动的运动模块。

作为优选，所述运动模块包括两条平行设置的纵向导轨，分别设置在两条纵向导轨上的两个纵向滑块，架设在两个纵向滑块之间的横梁，设置在横梁上的横向导轨，设置在横向导轨上的横向滑台，用于驱动横向滑台在横向导轨上滑动的横向伺服电机；其中，纵向滑块和横向伺服电机均与控制机柜相连接。

作为优选，所述参数采集模块包括设置在横向滑台下侧的3D扫描传感器，以及位于横向导轨上方的衍架上的RFID钢模身份识别系统和双目立体视觉系统；其中，3D扫描传感器、RFID钢模身份识别系统以及双目立体视觉系统均与控制机柜相连接。

再进一步的，所述衍架包括支撑衍架和视觉系统衍架，该支撑衍架和视觉系统衍架分别固定在底座上，且支撑衍架的上端还设置有上下两层平台；所述双目立体视觉系统设置在视觉系统衍架的顶端；上述RFID钢模身份识别系统固定在上层平台上，两条纵向导轨和横向伺服电机均固定在下层平台上。

另外，所述支撑衍架上还设置有报警装置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型完全由控制机柜进行控制，整个检测的过程中很好的降低了人为的干扰因素，使得检测的结果精度大大提高，具体的检测精度在水平方向可达到±0.2mm，而在垂直方向可达到±0.15mm。

(2)本实用新型能够自行完成对待测物的检测，无需人为的对待测物进行调整，大大缩短了检测过程中对待测物的移动与安放过程，还能够将整体的检测时间控制在6分钟以内，大大提高了检测的效率，进而很好的满足了生产流水线的需求，进而提高了产品的生产与出厂效率。

(3)本实用新型的检测过程与检测结果都能通过软件进行显示，同时还可以通过设置与控制机柜相连接的服务器以达到远程监控的目的，降低了产品的使用难度，提高了信息的交流速度，同时还能让相关人员简洁明了的得知相应的检测结果。

(4)本实用新型采用非接触性的检测，从而不会对测量设备造成磨损，大大提高了检测的准确性和设备的使用寿命，进而降低了检测成本与维护频率，更好的节省了企业的生产与检测成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的正视图。

附图标记说明：1、底座；2、纵向导轨；3、横梁；4、横向导轨；5、横向伺服电机；6、横向滑台；7、双目立体视觉系统；8、视觉系统衍架；9、纵向滑块；10、3D扫描传感器；11、支撑衍架；12、待测物；13、控制机柜；14、RFID钢模身份识别系统；15、报警装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、2所示，轨道板在线快速检测系统，包括预埋有钢板的混凝土制底座1，固定在底座1上的衍架，设置在衍架上的参数采集系统，以及固定在底座1上用于控制参数采集系统采集参数的控制机柜13。

在实际安装时，也可以不专门设置底座，直接将衍架和控制机柜设置在地面上即可，但是需将衍架和控制机柜固定牢靠，以避免衍架在使用时发生垮塌， 提高产品使用的安全性。

所述参数采集系统包括用于采集参数的参数采集模块以及用于驱动参数采集模块运行移动的运动模块。

所述运动模块包括两条平行设置的纵向导轨2，分别设置在两条纵向导轨2上的两个纵向滑块9，架设在两个纵向滑块9之间的横梁3，设置在横梁3上的横向导轨4，设置在横向导轨4上的横向滑台6，用于驱动横向滑台6在横向导轨4上滑动的横向伺服电机5；其中，纵向滑块9和横向伺服电机5均与控制机柜13相连接。

在任意一个纵向滑块中设置有一个驱动电机，并通过一个连轴器与另一个纵向滑块相连接，用以驱动纵向滑块在纵向导轨上移动，该驱动电机与控制机柜相连接并根据控制机柜的指令运行。另外，横向滑台包裹在横梁的外侧，且该横向滑台将根据横向伺服电机的驱动在横向导轨上来回移动，该横向伺服电机可以根据需求设置在衍架、横梁3或者横向滑台6上。具体的连接方法与操作方式均为本领域的公知常识，在此便不进行赘述了。

在运行时，通过一个连轴器以保证两个纵向滑块的运行速度保持一致，进而避免纵向滑块滑落，以提高产品使用的安全性。

所述参数采集模块包括设置在横向滑台6下侧的3D扫描传感器10，以及位于横向导轨4上方的衍架上的RFID钢模身份识别系统14和双目立体视觉系统7；其中，3D扫描传感器10、RFID钢模身份识别系统14以及双目立体视觉系统7均与控制机柜13相连接。

为了使得扫描的效果更好，在横向滑台下设置两套3D扫描传感器。在安装时，该3D扫描传感器需与运输到其下侧的安装物之间保持47cm的间距，如此才能使得该3D扫描传感器达到最佳的运行效果，考虑到相关的安装误差，3D扫描传感器与待测物上侧的间距在45-50cm的范围内均可正常进行检测。

所述待测物为轨道板钢模或轨道板，直接使用相应的运输工具将其运送到底座上即可进行检测，运输工具可以选用轨道运输车，该运输工具为现有技术，且并非本申请的保护点，便不在此进行赘述。为了使系统更好的分辨待测物， 在待测物出厂时可通过IC芯片对每个待测物进行编码与标识，首先通过编码规则生成待测物的身份ID号，再将这个身份ID号通过射频技术写入IC芯片上即可。被测的轨道板钢模或者轨道板被运输到位后，RFID钢模身份识别系统将先通过待测物上的IC芯片读取待测物的身份信息，以使得控制机柜正确的匹配对待测物的检测流程。

所述衍架包括支撑衍架11和视觉系统衍架8，该支撑衍架11和视觉系统衍架8分别固定在底座1上，且支撑衍架11的上端还设置有上下两层平台；所述双目立体视觉系统7设置在视觉系统衍架8的顶端；上述RFID钢模身份识别系统14固定在上层平台上，两条纵向导轨2和横向伺服电机5均固定在下层平台上。

其中，支撑衍架上设置的上下连层平台的具体间距与外观形状均可利用本领域常用的结构分析软件进行力学的分析，并最终得出相关的参数，在不同的外界环境中将会有相应的结构变化，但均可利用现有技术计算得出，在此便不进行赘述。

上述的支撑衍架和视觉系统衍架均采用铝合金制作而成，采用铝合金可以降低支撑衍架和视觉系统衍架的重量，同时确保了其强度，进而避免了支撑衍架和视觉系统衍架在使用过程中垮塌，提高了检测过程的安全性。为了提高视觉系统衍架的稳定性，在视觉系统衍架的两侧还可以通过钢丝绳对其进行进一步的固定。

上述的支撑衍架由六个支撑脚和上下两层平台组成，上层平台和下层平台均呈矩形且相互之间保持平行，上层平台和下层平台的四角均与四个位于最外侧的支撑脚固定在一起。

双目立体视觉系统固定在视觉系统衍架的顶端，且其设置的位置应处于支撑衍架上层平台中心的上方，以保证该双目立体视觉系统可以覆盖整个被检的待测物。为了达到最佳的检测效果，该双目立体视觉系统与横梁3之间的间距为5.3m，在设置时，该间距的误差应保持在5cm以内。

作为优选，所述支撑衍架11上还设置有报警装置15。该报警装置15由三 色灯和蜂鸣器组成，当产品的整体运行情况正常时绿灯常亮，而当产品在运行时若有问题则红灯点亮且蜂鸣器长鸣，在检测结果输出时则保持黄灯点亮。该报警装置的具体结构和安装方式属于现有技术，便不在此进行赘述。

本申请的控制机柜中设置有相应的软件程序，控制机柜中预先设定有所需采集的点位信息，控制机柜软件程序控制横向滑台和纵向滑块的运行，并在横向滑台运行到相应的点位时触发测量信号，软件程序收到触发信号后启动采集程序，并控制3D扫描传感器和双目立体视觉系统进行同步测量，从而得到待测物的表面三维点云数据；在该点位的点云数据采集完毕后，控制机柜再通过软件程序控制横向滑台运行至下一个点位进行点云数据采集，再重复上述步骤直至将所有需要采集的点位的点云数据采集完毕。控制机柜将所有采集的数据整合，并根据预设的计算方法完成对数据的分析与整理，最终得到检测结果并进行反馈。

控制机柜能够将检测的结果自动上传至服务器中，以实现远程操作、远程查询与无人值守的目的。

在数据采集的过程中，首先正向扫描测量轨道板钢模或轨道板的右侧承轨台，再反向扫描测量轨道板钢模或轨道板的底板，最后再正向扫描测量轨道板钢模或轨道板的左侧承轨台。该数据的采集可直接通过本产品实现，在采集过程中无需对待测物进行翻转，大大降低了检测的难度，提高了检测的效率与效果。

为了优化检测效果，提高检测效率，横向伺服电机的移动间距可以按照轨道板的轨枕间距设置，2套3D扫描传感器则逐个对每一个承轨槽面进行扫描测量，每个承轨槽测量完毕可以直接得到单个承轨槽面的三维立体数据，大大的提高了检测的效率。

在控制机柜中设置相应的程序与数据，本产品还可以根据程序和相应的参数数据计算钢筋笼的轨道板钢模的相应参数，进一步提高了产品的使用效果与适用范围。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。