[发明专利]铁路车轮踏面擦伤图像动态探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路车轮踏面擦伤图像动态探测装置，属于机械设备检测装置结构的技术领域，具体说属于对铁路机车(车辆)车轮踏面进行检测的机械检测设备结构的技术领域。

背景技术

在铁路运用中，走行部分尤其是轮对运行状态对列车安全具有重要作用。对安全产生重要作用的轮对参数包括：轮缘磨耗、圆周磨耗、踏面擦伤等。当车轮踏面出现擦伤、剥离和碾堆等故障时，在列车运行过程中会对钢轨产生额外的冲击力，使钢轨寿命降低，严重时还可造成裂纹和断裂。在打击钢轨的同时擦伤故障还给车辆本身带来冲击，产生震动，对车辆轴承产生破坏作用。

目前，我国铁路轮对的动态检测还停留在手工阶段，操作条件差、劳动强度大、劳动效率低。而且车辆检修实行计划检修，运行车辆的车轮参数变化状况和突发故障如擦伤等不易及时发现，且人工检查工作量大，易发生漏检。

现有轮对自动测量设备，一般为静态检测设备，检测时需要将轮对从机车车辆的转向架上分解下来，该类设备一般在铁路机车车辆入库检修时使用。在线轮对动态测量设备在国内外也有应用，其对擦伤进行探测的主要方式是采用振动传感器测量的方式，由于振动力的大小和列车运行速度和载重以及传感器的安装位置相关，该方式难以定量检测擦伤故障，同时也无法判断故障类型。

发明内容

本发明铁路车轮踏面擦伤图像动态探测装置提供了一种安装在铁路线路上的安全检测系统。该设备可用于铁路正线通过车辆的轮对检测、动车组入库时的轮对检测和机车入库时的轮对检测，以实现能够动态测量正常运行列车轮对踏面的故障状态，包括擦伤、剥离、碾堆等车轮故障，通过图像识别的方式计算擦伤和其它故障的深度面积，对轮对安全状态进行预报，使检修工人能够及时处理列车车轮故障，保证列车安全运行的目的。

为达到上述目的本发明的技术方案是：

一种铁路车轮踏面擦伤图像动态探测装置，包括

十二套擦伤探测摄像机箱，该擦伤探测摄像机箱分别安装位于两钢轨外侧位置，分前、后轮擦伤探测摄像机箱和左、右轮擦伤探测摄像机箱；前轮擦伤探测摄像机箱正对来车方向，两钢轨外侧各安装三个擦伤探测摄像机箱，共六个擦伤探测摄像机箱；后轮擦伤探测摄像机箱背对来车方向，两钢轨外侧各安装三个擦伤探测摄像机箱，共六个擦伤探测摄像机箱；

十二套辅助照明光源箱，该辅助照明光源箱分别安装位于两钢轨外侧位置，分前后轮辅助照明光源箱和左右轮辅助照明光源箱；前轮辅助照明光源箱正对来车方向，两钢轨外侧各安装三个辅助照明光源箱；后轮辅助照明光源箱背对来车方向，两钢轨外侧各安装三个辅助照明光源箱；

一车轮定位系统；图像采集系统；图像采集和识别软件；控制电路；工控机；该擦伤探测摄像机箱、辅助照明光源箱和车轮定位系统分别通过电缆和控制电路与所述的工控机硬件连接；该图像采集系统与所述的控制电路硬件连接，该图像采集和识别软件预装在该工控机内存装置中。

该擦伤探测摄像机箱包括呈封闭状的机壳，摄像机及安装座、旋转电磁铁开门机构设置于该机壳内部，安装卡具设置于该机壳外部并与钢轨固定连接。

该擦伤探测摄像机箱内的摄像机以摄像机光轴和摄像机焦点为准，距钢轨内侧距离为200～500mm，低于轨平面100～300mm，光轴与钢轨平面成15～35度角仰拍，采用8～16mm镜头，拍摄距离为2800～2000mm范围。

该擦伤探测摄像机箱分布在钢轨两侧，每三个为一组，沿钢轨方向形成左前、右前、左后、右后四组，形成每组拍摄一个车轮，左前、右前拍摄车辆转向架前轮踏面，左后、右后拍摄车辆转向架后轮踏面，每台摄像机拍摄两幅图像，每个车轮共拍摄六幅照片的结构，每组擦伤探测摄像机箱内呈均匀分布且两两相距700～1000mm。

该辅助照明光源箱由照明灯、开关门机构、机箱组成，所述照明灯采用卤素灯或高亮LED灯；每个辅助照明光源箱对应一个擦伤探测摄像机箱且设置于该擦伤探测摄像机箱外侧，每组辅助照明光源箱内均匀分布且两两相距700～1000mm；照明光源照射方向与摄像机光轴成20～45度角，辅助照明光源箱距轨500～1200mm。