[发明专利]一种检测铁路扣件松紧状态的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种检测铁路扣件松紧状态的装置及方法。

背景技术

铁路扣件是维系铁路运输安全的重要部件，它是轨道上用以联结钢轨和轨枕(或其他类型轨下基础)的零件，又称中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止相对于轨枕的纵横向移动。

铁路扣件松动很有可能酿成列车脱轨等重大事故。铁路扣件松动是铁路安全隐患中经常出现的问题，需要经常检修，是铁路维护中的一个重要方面。到目前为止，我国除了自动化程度较高的轨检车等主要用来检测轨道的几何参数变化外，大部分的维护工作仍然依靠大量有一定经验的巡道工人在铁路沿线上通过用手动测量的方法来进行日常的检查，存在一定的弊端，主要表现在：

(1)受天气原因以及工人的经验水平等因素的影响，检测的结果往往会有较大差异，准确率低，并且检测效率低下，很难满足当前铁路线路繁忙的运输要求。

(2)我国铁路线路网庞大，桥梁隧道众多，很多路段地处偏远，需要大量的巡道工人常年在比较艰苦的环境下工作，成本很高且愿意从事该项工作的工人数量逐渐减少。

(3)巡检过程中经常有列车运行，工人的人身安全严重受到威胁。

由于铁轨长度很长，铁路扣件很多，人工测量费时费力，且测量的误差较大。因此，传统的人工巡检铁路扣件是否松动的方式越来越不能适应现代化的铁路发展需要。

发明内容

本发明实施例通过提供一种检测铁路扣件松紧状态的装置及方法，解决了现有技术中铁路扣件检测效率较低、精度较低、人工成本高、存在安全隐患的问题。

本发明实施例提供一种检测铁路扣件松紧状态的装置，包括：

移动小车，所述移动小车包括小车主体和车轮，所述移动小车两侧车轮之间的距离与两侧钢轨之间的距离相同，所述移动小车驾于所述两侧钢轨之上；

二维激光轮廓传感器，所述二维激光轮廓传感器安装于所述小车主体上，且所述二维激光轮廓传感器位于所述铁路扣件的上方；

伺服电机，所述伺服电机与所述车轮连接；

伺服驱动器，所述伺服驱动器安装于所述小车主体上，且所述伺服驱动器与所述伺服电机连接；

计算机主机，所述计算机主机安装于所述小车主体上；

显示器，所述显示器安装于所述小车主体上，且所述显示器与所述计算机主体连接；

可编辑逻辑控制器，所述可编辑逻辑控制器安装于所述小车主体上，且所述可编辑逻辑控制器分别与所述二维激光轮廓传感器、所述伺服驱动器、所述计算机主机连接。

优选的，所述二维激光轮廓传感器有四个，分别为第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器；所述第一传感器和所述第二传感器对称设置于所述小车主体左面的内外两侧，且位于左侧铁路扣件的上方；所述第三传感器和所述第四传感器对称设置于所述小车主体右面的内外两侧，且位于右侧铁路扣件的上方。

优选的，所述检测铁路扣件松紧状态的装置还包括：

传感器安装固定架，所述二维激光轮廓传感器通过所述传感器安装固定架可调节地安装于所述小车主体上。

优选的，所述检测铁路扣件松紧状态的装置还包括：

报警装置，所述报警装置安装于所述小车主体上，所述报警装置与所述计算机主体连接。

优选的，所述检测铁路扣件松紧状态的装置还包括：

蓄电池，所述蓄电池安装于所述小车主体上，所述蓄电池为所述检测铁路扣件松紧状态的装置供电。

另一方面，提供一种检测铁路扣件松紧状态的方法，包括以下步骤：

获得移动小车的位置数据；

根据所述移动小车的位置数据对待测铁路扣件进行定位、编号；

通过二维激光轮廓传感器对所述待测铁路扣件进行扫描，并得到所述待测铁路扣件的坐标数据；

将所述待测铁路扣件与标准铁路扣件的坐标数据进行对比，分析误差，根据所述误差得到所述待测铁路扣件的松紧状态。

优选的，通过伺服电机带动所述移动小车的车轮转动，通过伺服驱动器控制所述伺服电机的转速，通过伺服驱动器获得所述移动小车的位置数据。

优选的，将沿钢轨的方向记为X轴，对于每个所述待测铁路扣件，所述二维激光轮廓传感器在X轴方向上采集n条轮廓线，每条所述轮廓线上采集m个轮廓点，每个所述轮廓点的坐标记为(Y，Z)。

优选的，所述分析误差包括:

将坐标数据可视化为三维图像，通过计算机处理得到所述待测铁路扣件与所述标准铁路扣件的三维图像的误差；