本发明涉及钢轨磨损检测装置，尤其是涉及一种钢轨磨损检测仪。
背景技术：
：随着铁路的快速发展，重载列车和高速列车在铁路运输业中的地位越来越重要，而重载列车和高速列车的存在使得钢轨受到磨损、形变增大，当线路上使用的钢轨达到了重伤程度，就会影响行车安全。按部位分可将钢轨磨损分为轨头顶面的垂直磨耗和轨头侧面的侧向磨耗，应当定期的对钢轨进行磨损检测，以保证列车的安全行驶。现有技术中，通常采用纯机械卡尺测量方式对钢轨进行检测，纯机械卡尺测量方式的测量仪器根据不同的钢轨型号进行配置，将测量仪器卡紧轨底，然后将仪器顶部和侧面指针压下顶住钢轨表面，此时读出测量数据，然而纯机械卡尺测量方式的测量仪器对工人能力要求较高，工作量大，工作效率低，受人为因素影响较大，长时间使用会使卡尺磨损，导致测量精度下降，且不能连续检测整段钢轨的磨损程度。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种钢轨磨损检测仪，其目的在于将钢轨磨损检测仪安放在钢轨上沿着钢轨运动，通过安装在钢轨磨损检测仪上的摄像头、测距传感器分别对钢轨的轨头顶面和轨头侧面进行检测，并将检测到的数据和图像与标准钢轨进行对比，确定钢轨被磨损的程度，当检测到钢轨磨损达到了重伤程度，则仪器主动提醒用户，同时存储采集到的数据以备后用。钢轨磨损检测仪属于非接触式自动检测，因此只需将它放到钢轨上即可自动循迹检测，不会对仪器的检测部分产生磨损，且能连续检测整段钢轨的磨损程度。为实现上述目的，本发明提供的钢轨磨损检测仪是这样实现的：一种钢轨磨损检测仪，特征是：包括液晶显示屏、主动轮、电机、外侧随动轮、第二撑杆、外侧金属挡板、电源开关、顶部金属挡板、蓄电池、第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器、sd卡存储模块、主控板、第一光源、第一红外测距传感器、内侧金属挡板、第一摄像头、第一撑杆、内侧随动轮，外侧金属挡板、顶部金属挡板、内侧金属挡板组合成“u”型框架，液晶显示屏镶嵌在顶部金属挡板正表面，用于显示检测到的钢轨磨损值，主动轮与电机的转轴连接后安装在顶部金属挡板的内表面，用于拖动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动，第二撑杆的一端与外侧随动轮的轴承连接在一起，另一端焊接在外侧金属挡板下部的中间，电源开关镶嵌在外侧金属挡板外表面的中上部，用于控制钢轨磨损检测仪的工作状态，蓄电池、sd卡存储模块、主控板安装在顶部金属挡板中间，蓄电池用于为液晶显示屏、电机、第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器、sd卡存储模块、主控板、第一光源、第一红外测距传感器、第一摄像头供电，sd卡存储模块用于存储第一红外测距传感器、第一摄像头、第二摄像头、第二红外测距传感器采集到的钢轨磨损信息，以便相应的机构收集这些数据，第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器镶嵌在顶部金属挡板内表面，第二光源为第二摄像头提供光源，便于第二摄像头拍摄钢轨轨头顶面，第二红外测距传感器用于测量顶部金属挡板内表面距轨头顶面的距离是否发生变化，第一光源、第一摄像头、第一红外测距传感器镶嵌在内部金属挡板内表面，第一光源为第一摄像头提供光源，便于第一摄像头拍摄钢轨轨头顶面，第一红外测距传感器用于测量内部金属挡板内表面距轨头侧面的距离是否发生变化，第一撑杆的一端与内侧随动轮的轴承连接在一起，另一端焊接在内侧金属挡板下部的中间，外侧随动轮和内侧随动轮用于辅助主动轮推动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动。本发明的主动轮采用长板轮子，钢轨磨损检测仪工作时，由主动轮在轨头顶面滚动从而带动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动。本发明的第一摄像头和第一红外测距传感器的位置由主控板调节，确保第一摄像头和第一红外测距传感器检测到轨头侧面的位置处于钢轨顶面下16厘米处。本发明的主控板内预设不同类型标准钢轨的轨头顶面和侧面的图像、不同类型标准钢轨的轨头顶面距钢轨磨损检测仪的顶部金属挡板内表面距离值、不同类型标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板内表面的距离值，使用时，用户根据所需检测的钢轨型号在液晶显示屏上选择对应的标准轨类型作为基准，由主控板对第一摄像头采集到的轨头侧面的图像和第一红外测距传感器到轨头侧面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头侧面图像、相应的标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头侧面磨损程度；对第二摄像头采集到的轨头顶面的图像和第二红外测距传感器到轨头顶面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头顶面图像、相应的标准钢轨的轨头顶面距顶部金属挡板内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头顶面磨损程度，只要钢轨轨头侧面磨损程度或轨头顶面磨损程度达到钢轨重伤程度时，液晶显示屏向用户提供报警信息。本发明的第一光源和第二光源的组成结构相同，由塑料盒、led21、凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片组成，led灯放置在塑料盒左侧，led灯采用白色高亮led灯珠，用于为第一摄像头、第二摄像头提供照明，凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜竖直安装在塑料盒内部，有机玻璃片镶嵌在塑料盒右侧外表面，凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片组成散光镜，用于将led灯的光强分为比较均匀的光源，且led灯、凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片的中心点处于同一水平线，便于第一摄像头和第二摄像头采集到的图片更加清晰。本发明的主控板采用stm32f104作为内核。由于本发明将钢轨磨损检测仪安放在钢轨上沿着钢轨运动，通过安装在钢轨磨损检测仪上的摄像头、测距传感器分别对钢轨的轨头顶面和轨头侧面进行检测，并将检测到的数据和图像与标准钢轨做对比，确定钢轨被磨损的程度，从而可以得到以下有益效果：1.本发明只需将它放到钢轨上即可自动循迹检测，不会对仪器的检测部分产生磨损，且能连续检测整段钢轨的磨损程度。2.本发明能节约大量的人力，工作效率低，受人为因素影响较小。附图说明图1为本发明钢轨磨损检测仪的结构示意图；图2为本发明钢轨磨损检测仪在测试时的安装结构示意图；图3为本发明钢轨磨损检测仪的第一光源、第二光源的结构示意图；图4为本发明钢轨磨损检测仪的工作原理图。主要元件符号说明。液晶显示屏1主动轮2电机3外侧随动轮4第二撑杆5外侧金属挡板6电源开关7顶部金属挡板8蓄电池9第二光源10第二摄像头11第二红外测距传感器12sd卡存储模块13主控板14第一光源15第一红外测距传感器16内侧金属挡板17第一摄像头18第一撑杆19内侧随动轮20塑料盒led灯21凸透镜22凹透镜23菲涅尔透镜24有机玻璃片25具体实施方式为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。请参阅图1至4，所示为本发明第一实施例中的钢轨磨损检测仪，包括液晶显示屏1、主动轮2、电机3、外侧随动轮4、第二撑杆5、外侧金属挡板6、电源开关7、顶部金属挡板8、蓄电池9、第二光源10、第二摄像头11、第二红外测距传感器12、sd卡存储模块13、主控板14、第一光源15、第一红外测距传感器16、内侧金属挡板17、第一摄像头18、第一撑杆19、内侧随动轮20。如图1所示，所述的外侧金属挡板6、顶部金属挡板8、内侧金属挡板17组合成“u”型框架，液晶显示屏1镶嵌在顶部金属挡板8正表面，用于显示第一摄像头18、第一红外测距传感器16检测到的轨头侧面磨损值以及第二摄像头11、第二红外测距传感器12检测到的轨头顶面磨损值，主动轮2与电机3的转轴连接后安装在顶部金属挡板8的内表面，用于拖动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动，第二撑杆5的一端与外侧随动轮4的轴承连接在一起，另一端焊接在外侧金属挡板6下部的中间，电源开关7镶嵌在外侧金属挡板6外表面的中上部，用于控制钢轨磨损检测仪的工作状态，蓄电池9、sd卡存储模块13、主控板14安装在顶部金属挡板8中间，蓄电池9用于为液晶显示屏1、电机3、第二光源10、第二摄像头11、第二红外测距传感器12、sd卡存储模块13、主控板14、第一光源15、第一红外测距传感器16、第一摄像头18供电，sd卡存储模块13用于存储第一红外测距传感器16、第一摄像头18、第二摄像头11、第二红外测距传感器12采集到的钢轨磨损信息，以便相应的机构收集这些数据，第二光源10、第二摄像头11、第二红外测距传感器12镶嵌在顶部金属挡板8内表面，第二光源10为第二摄像头11提供光源，便于第二摄像头11拍摄钢轨轨头顶面，第二红外测距传感器12用于测量顶部金属挡板8内表面距轨头顶面的距离是否发生变化，第一光源15、第一摄像头18、第一红外测距传感器16镶嵌在内部金属挡板17内表面，第一光源15为第一摄像头18提供光源，便于第一摄像头18拍摄钢轨轨头顶面，第一红外测距传感器16用于测量内部金属挡板17内表面距轨头侧面的距离是否发生变化，第一撑杆19的一端与内侧随动轮20的轴承连接在一起，另一端焊接在内侧金属挡板17下部的中间。所述的主动轮2采用长板轮子，钢轨磨损检测仪工作时，由主动轮2在轨头顶面滚动从而带动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动。所述的外侧随动轮4和内侧随动轮20采用相同的4寸橡胶静音轮，外侧随动轮4和内侧随动轮20夹在钢轨轨腰中部随主动轮滚动，用于辅助主动轮2推动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动。所述的第一摄像头18和第一红外测距传感器16的位置由主控板14调节，确保第一摄像头18和第一红外测距传感器16检测到轨头侧面的位置处于钢轨顶面下16厘米处，即第二摄像头11、第二红外测距传感器12检测到轨头顶面发生磨损时，主控板14控制第一摄像头18和第一红外测距传感器16往上移动。所述的主控板14内预设不同型号标准钢轨尺寸、轨头顶面和侧面的图像、不同类型标准钢轨的轨头顶面距钢轨磨损检测仪的顶部金属挡板8内表面距离值、不同类型标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板17内表面的距离值，使用时，用户根据所需检测的钢轨型号在液晶显示屏1上选择对应的标准轨类型作为基准，由主控板14对第一摄像头18采集到的轨头侧面的图像和第一红外测距传感器16到轨头侧面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头侧面图像、相应的标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板内17表面的距离值做对比，得出钢轨轨头侧面磨损程度；对第二摄像头11采集到的轨头顶面的图像和第二红外测距传感器12到轨头顶面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头顶面图像、相应的标准钢轨的轨头顶面距顶部金属挡板8内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头顶面磨损程度，只要钢轨轨头侧面磨损程度或轨头顶面磨损程度达到钢轨重伤程度时，液晶显示屏向用户提供报警信息。所述的外侧金属挡板6、顶部金属挡板8、内侧金属挡板17组合成的“u”型框架能变换“u”型口尺寸，即用户在液晶显示屏1上选定所需检测的钢轨型号，主控板14控制外侧金属挡板6和内侧金属挡板17水平移动使得外侧随动轮4和内侧随动轮20刚好接触该型号的标准钢轨的轨腰。如图3所示，所述的第一光源15和第二光源10的组成结构相同，由塑料盒26、led灯21、凸透镜22、凹透镜23、菲涅尔透镜24、有机玻璃片25组成，led灯21放置在塑料盒26左侧，led灯21采用白色高亮led灯珠，用于为第一摄像头18、第二摄像头11提供照明，凸透镜22、凹透镜23、菲涅尔透镜24竖直安装在塑料盒26内部，有机玻璃片25镶嵌在塑料盒26右侧外表面，凸透镜22、凹透镜23、菲涅尔透镜24、有机玻璃片25组成散光镜，用于将led灯21的光强分为比较均匀的光源，且led灯21、凸透镜22、凹透镜23、菲涅尔透镜24、有机玻璃片25的中心点处于同一水平线，便于第一摄像头18和第二摄像头11采集到的图片更加清晰。所述的主控板14采用stm32f104作为内核。本发明的工作原理与工作过程如下：如图4所示，主控板14控制电机3带动主动轮2转动，从而拖动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动，控制led灯21为第一摄像头18提供光源、第二摄像头11提供光源、便于第一摄像18头拍摄钢轨轨头顶面、第二摄像头11拍摄钢轨轨头侧面，同时主控板14对第一摄像头18采集到的轨头侧面的图像和第一红外测距传感器16到轨头侧面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头侧面图像、相应的标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板17内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头侧面磨损程度；对第二摄像头11采集到的轨头顶面的图像和第二红外测距传感器12到轨头顶面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头顶面图像、相应的标准钢轨的轨头顶面距顶部金属挡板8内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头顶面磨损程度，只要钢轨轨头侧面磨损程度或轨头顶面磨损程度达到钢轨重伤程度时，液晶显示屏1向用户提供报警信息。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。本发明还包括以下内容：a1.一种钢轨磨损检测仪，特征是：包括液晶显示屏、主动轮、电机、外侧随动轮、第二撑杆、外侧金属挡板、电源开关、顶部金属挡板、蓄电池、第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器、sd卡存储模块、主控板、第一光源、第一红外测距传感器、内侧金属挡板、第一摄像头、第一撑杆、内侧随动轮，外侧金属挡板、顶部金属挡板、内侧金属挡板组合成“u”型框架，液晶显示屏镶嵌在顶部金属挡板正表面，用于显示检测到的钢轨磨损值，主动轮与电机的转轴连接后安装在顶部金属挡板的内表面，用于拖动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动，第二撑杆的一端与外侧随动轮的轴承连接在一起，另一端焊接在外侧金属挡板下部的中间，电源开关镶嵌在外侧金属挡板外表面的中上部，用于控制钢轨磨损检测仪的工作状态，蓄电池、sd卡存储模块、主控板安装在顶部金属挡板中间，蓄电池用于为液晶显示屏、电机、第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器、sd卡存储模块、主控板、第一光源、第一红外测距传感器、第一摄像头供电，sd卡存储模块用于存储第一红外测距传感器、第一摄像头、第二摄像头、第二红外测距传感器采集到的钢轨磨损信息，以便相应的机构收集这些数据，第二光源、第二摄像头、第二红外测距传感器镶嵌在顶部金属挡板内表面，第二光源为第二摄像头提供光源，便于第二摄像头拍摄钢轨轨头顶面，第二红外测距传感器用于测量顶部金属挡板内表面距轨头顶面的距离是否发生变化，第一光源、第一摄像头、第一红外测距传感器镶嵌在内部金属挡板内表面，第一光源为第一摄像头提供光源，便于第一摄像头拍摄钢轨轨头顶面，第一红外测距传感器用于测量内部金属挡板内表面距轨头侧面的距离是否发生变化，第一撑杆的一端与内侧随动轮的轴承连接在一起，另一端焊接在内侧金属挡板下部的中间，外侧随动轮和内侧随动轮用于辅助主动轮推动钢轨磨损检测仪在钢轨上运动。a2.根据权利要求a1所述的钢轨磨损检测仪其特征在于：主控板内预设不同型号标准钢轨尺寸、轨头顶面和侧面的图像、不同类型标准钢轨的轨头顶面距钢轨磨损检测仪的顶部金属挡板内表面距离值、不同类型标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板内表面的距离值，使用时，用户根据所需检测的钢轨型号在液晶显示屏上选择对应的标准轨类型作为基准，由主控板对第一摄像头采集到的轨头侧面的图像和第一红外测距传感器到轨头侧面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头侧面图像、相应的标准钢轨的轨头侧面距内侧金属挡板内表面的距离值进行对比，得出钢轨轨头侧面磨损程度；对第二摄像头采集到的轨头顶面的图像和第二红外测距传感器到轨头顶面的距离数据进行处理分析，并与相应预设的标准轨的轨头顶面图像、相应的标准钢轨的轨头顶面距顶部金属挡板内表面的距离值做对比，得出钢轨轨头顶面磨损程度，只要钢轨轨头侧面磨损程度或轨头顶面磨损程度达到钢轨重伤程度时，液晶显示屏向用户提供报警信息。a3.根据权利要求a1所述的钢轨磨损检测仪其特征在于：第一光源和第二光源的组成结构相同，由塑料盒、led21、凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片组成，led灯放置在塑料盒左侧，led灯采用白色高亮led灯珠，用于为第一摄像头、第二摄像头提供照明，凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜竖直安装在塑料盒内部，有机玻璃片镶嵌在塑料盒右侧外表面，凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片组成散光镜，用于将led灯的光强分为比较均匀的光源，且led灯、凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜、有机玻璃片的中心点处于同一水平线，便于第一摄像头和第二摄像头采集到的图片更加清晰。a4.根据权利要求a1所述的钢轨磨损检测仪其特征在于：第一摄像头和第一红外测距传感器的位置由主控板调节，确保第一摄像头和第一红外测距传感器检测到轨头侧面的位置处于钢轨顶面下16厘米处。当前第1页12