轨道检测单元及检测设备的制作方法

本发明属于轨道检测，具体涉及一种轨道检测单元及检测设备。

背景技术：

1、为保障轨道的运行安全，需要定期对轨道进行检测，以及时发现轨道上表面掉块、磨损、轨面变形等问题，并及时排除这些问题。以往是检测人员通过卡尺等检测工具沿线人工进行多次测量，这样检测效率很低，且由于需要测量核对的项目繁多，停线检查维护时间有限，人工方式往往难以在限时内完成所有项目的测量。

2、因此，为提高检测效率，出现了一种轨道检测车，在车上安装有多个线激光传感器等检测器，车轮中安装有用于测量移动距离的编码器，检测人员可推动该轨道检测车沿轨道移动，在移动过程中获取轨道的廓形，再根据获得的廓形进行计算分析，从而可快速完成轨道的检测。然而，这样的轨道检测车也存在一些问题：每个线激光传感器只能获取钢轨部分的廓形线，需要将多个传感器获取的部分廓形线拼接成完成廓形线，为实现高精度拼接，就需要多个传感器之间的相对位置固定且精确，然而，目前多个传感器均直接安装在车上，难以保证精确的相对位置，而影响了检测精度。此外，现有技术的检测车多用于检测正线轨道，多个线激光传感器覆盖范围较少，难以应对多种不同类型轨道的一次性检测。

3、因此，为解决上述问题，需要一种具有相应优化设计的轨道检测设备。

技术实现思路

1、本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够获取更精确的轨道廓形线以及轨道上表面图像的轨道检测单元及包含该轨道检测单元的检测设备，从而可更精确地检测轨道的，本发明采用了如下技术方案：

2、本发明提供了一种轨道检测单元，其特征在于，包括：安装主体，设置在所述轨道上方；至少四个线激光传感器，均固定安装在所述安装主体上且朝向所述轨道，沿所述轨道周向排列，分别用于获取所述轨道的部分廓形线，其投射的线激光的平面均共面且与所述轨道的横断面共面；以及二维相机，固定安装在所述安装主体上且朝向所述轨道，用于获取所述轨道的上表面图像，其中，第二、第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方，第一、第四个所述线激光传感器分别位于所述轨道的外侧和内侧，第一个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的下颚部分，该下颚部分用于作为廓形检测的基准位置，相邻两个所述线激光传感器获取的所述部分廓形线存在重叠，四个所述激光传感器获取的所述部分廓形线拼接形成所述轨道的连续的廓形线。

3、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，第二个所述线激光传感器位于所述轨道的上方外侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分外侧表面以及上表面，第三个所述线激光传感器位于所述轨道的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述轨道的部分内侧表面以及上表面。

4、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道包括正线轨道以及设置在所述正线轨道一侧的尖轨，第三个所述线激光传感器位于所述尖轨的上方内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述正线轨道的上表面、所述尖轨的上表面以及部分内侧表面，第四个所述线激光传感器位于所述尖轨的内侧，其获取的所述部分廓形线覆盖所述尖轨的部分内侧表面。

5、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述安装主体包括：壳体，下方开口；多个连接支架，安装在所述壳体内，分别用于固定安装各个所述线激光传感器；以及多个加强用支架，固定安装在所述壳体内，用于加强所述壳体的结构强度。

6、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述壳体的一端具有朝向所述轨道突出的突出部，当所述检测设备载置在所述轨道上时，所述突出部位于所述轨道的外侧，第一个所述线激光传感器安装在所述突出部内。

7、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，还包括：第五个所述线激光传感器，位于所述轨道的上方，其投射的线激光的平面与所述轨道的横断面相垂直，用于获取所述轨道的上表面的端面线，该端面线用于检测所述轨道的上表面的波磨。

8、本发明提供的轨道检测单元，还可以具有这样的技术特征，其中，所述二维相机的数量为两个以上。

9、本发明提供了一种检测设备，其特征在于，包括：安装车架，可移动地载置在两条所述轨道上，两个上述轨道检测单元，可拆卸地安装在所述安装车架上，分别用于获取两条所述轨道的廓形线及上表面图像。

10、本发明提供的检测设备，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道检测单元的安装主体与所述安装车架之间通过多个分度销进行连接及定位，使得所述安装主体位于对应的所述轨道上方，且安装在所述安装主体上的多个线激光传感器沿该轨道周向排列。

11、本发明提供的检测设备，还可以具有这样的技术特征，还包括：推车把手，可拆卸且可转动地安装在所述安装车架上，用于供检测人员推动所述检测设备；把手调节机构，设置在所述推车把手和所述安装车架的连接位置处，用于调节所述推车把手相对于所述安装车架的角度；以及计算设备，安装在所述安装车架上并与两个所述轨道检测单元中的线激光传感器以及二维相机通信连接，用于接收所述线激光传感器获取的所述廓形线及所述二维相机获取的上表面图像，并基于所述廓形线及所述上表面图像进行计算分析。

12、发明作用与效果

13、根据本发明的轨道检测单元及检测设备，包括安装主体、至少四个线激光传感器以及二维相机，由于四个线激光传感器均按预先设计的排布固定安装在安装主体上，其相对位置固定，因此线激光传感器之间的位置精度非常高，在沿轨道移动检测时也可有效避免线激光传感器之间的位置变动，从而可获得高精度的轨道廓形线，有利于轨道廓形的检测；由于具有二维相机以及多个线激光传感器，因此能够获取轨道图像以及轨道廓形数据，能够用于从种轨道项目的检测。此外，轨道检测单元作为独立模块设计，可作为一个整体进行拆装，拆装维护方便，也可有效避免维护过程中线激光传感器之间的位置变动，保持其精确的相对位置。

14、进一步，第一个线激光传感器设置在轨道外侧，获取的部分廓形线覆盖轨道的下颚部分，由于在列车行驶时不与该下颚部分接触，因此下颚部分基本没有磨损情况，并且下颚部分的廓形线具有一个易于识别的角部，同时下颚位置的生产要求误差也比钢轨的其他位置小，因此获取下颚部分的廓形线并将其作为廓形检测的基准位置，可提高廓形检测的精度。

15、进一步，相邻两个线激光传感器获取的部分廓形线存在重叠，在进行拼接时，通过重叠部分能够提高拼接的精度，从而得到更精确的轨道廓形线。

16、进一步，由于四个线激光传感器沿轨道周向排列且均朝向轨道，其中一个设置在轨道外侧、一个设置在轨道内侧，两个设置在轨道上方，其共同覆盖的范围更大，包括轨道的内外侧、上表面，可适用于不同类型轨道的一次性检测。

技术特征：

1.一种轨道检测单元，设置在检测设备中，用于获取轨道的廓形线及上表面图像，该检测设备载置在所述轨道上，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的轨道检测单元，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的轨道检测单元，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，还包括：

8.一种检测设备，用于对轨道的廓形及上表面进行检测，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供一种轨道检测单元及检测设备，包括安装主体、至少四个线激光传感器以及二维相机，由于四个线激光传感器均按预先设计的排布固定安装在安装主体上，其相对位置固定，因此线激光传感器之间的位置精度非常高，在移动检测时可有效避免传感器之间的位置变动，获得高精度的轨道廓形线；由于具有二维相机，因此能够获取轨道上表面图像，基于该图像可预先判断轨道的多种缺陷，如掉块、磨损、光带偏移等，再结合获取的廓形线进一步检测掉块、磨损的深度等，可节省计算设备的算力，有效提高计算效率。此外，轨道检测单元作为独立模块设计，可作为一个整体进行拆装，拆装维护方便，可有效避免维护过程中线激光传感器之间的位置变动。

技术研发人员：程永红,项昶斌,刘永奎,曹世东,张树峰,陈建,曹飞,洪晓杰,刘伟,汤强
受保护的技术使用者：浙江银轮智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15