[发明专利]铁路货车转向架枕簧分拣系统及其分拣方法

权利要求书

1.一种铁路货车转向架枕簧分拣系统，其包括枕簧转运抓取系统、图像采集系统、图像处理系统和控制系统；

所述枕簧转运抓取系统设置有机械臂，机械臂的末端安装有枕簧抓手，在控制系统的作用下机械臂驱动枕簧抓手完成枕簧的抓取及转运；

图像采集系统包括框架、工作台面、放置枕簧的装具、相机和图像采集卡，所述工作台面安装在框架内，放置枕簧的装具固定在工作台面上表面中心位置处；在工作台面上设置一个真实尺寸已知的基准参照物，此参照物用于获得图像处理系统中计算轮廓实际尺寸的比率，比率 = 物体像素宽 / 物体真实宽；相机设置在框架上并位于装具上方，相机与控制系统电连接及信号连接；图像采集卡作为图像采集系统的通信模块，相机采集到的图像通过图像采集卡传输到图像处理系统；

图像处理系统包括数据分析与处理模块、数据库、算法库以及相应的硬件系统，图像处理系统负责检测过程的参数设置以及图像数据的处理、分析及传输；

经过一系列基本的数据分析与处理后，再通过算法库提供的检测算法计算出需要的检测值，所述检测值为枕簧的自由高度值、内径值和外径值。

2.根据权利要求1所述的铁路货车转向架枕簧分拣系统，其特征在于：所述框架设置有竖直框和水平框，竖直框下端固定连接在水平框上侧；在竖直框上设置有沿竖直方向设置的移动轴Y和沿水平方向上设置的移动轴定X； X轴固定在Y轴的滑块上；所述X轴的滑块上设置有相机，相机的镜头朝下设置；在水平框内设置移动轴Z，Z轴分别垂直于X轴和Y轴，并且Z轴的滑块与工作台面固定连接；X轴、Y轴和Z轴的驱动均与控制系统电连接。

3.根据权利要求2所述的铁路货车转向架枕簧分拣系统，其特征在于：图像采集系统中工作台面以及放置枕簧的装具二者均采用透明的亚克力板制作而成。

4.根据权利要求3所述的铁路货车转向架枕簧分拣系统，其特征在于：在工作台面的下方设置有光源和光源控制器，光源采用LED灯圈；光源控制器与控制系统电连接，用于控制光源的通断和亮度调节。

5.根据权利要求1所述的铁路货车转向架枕簧分拣系统，其特征在于：所述图像采集系统中的相机选用GMT200-H高帧率200万像素工业相机，该相机所用的光学镜头选用SA1620M-10MP。

6.基于权利要求1所述的铁路货车转向架枕簧分拣系统的枕簧分拣方法，其具体包括以下步骤：

步骤（1）：待检测枕簧通过传输线输送到预定位置后，由枕簧转运抓取系统进行枕簧抓取并将抓取的枕簧放置到装具上；

步骤（2）：枕簧放置到装具上后，图像采集系统开始图像采集工作，采集到的图像经图像采集卡传送至图像处理系统；

步骤（3）：图像处理系统对接收到的图像进行一系列处理后得到被测枕簧相应的尺寸数据，图像处理系统将测得的尺寸数据与该系统中预设的枕簧的尺寸参数进行对比，完成枕簧型号的判别；

步骤（4）：在枕簧型号判别完成后，图像处理系统将其判别结果传输给控制系统，在控制系统的作用下枕簧转运抓取系统将枕簧取走并且放置到与枕簧型号对应的指定位置。

7.根据权利要求6所述的枕簧分拣方法，其特征在于：所述步骤（2）图像采集的工作过程包含以下步骤：

步骤（2.1）：在图像采集系统中工作平台和装具均为透明的亚克力材质，并在工作平台下方设置常开的LED光源；

步骤（2.2）：可根据需要调整相机和待测枕簧的相对位置，该相对位置的调整依靠控制系统对X轴、Y轴和Z轴的驱动电机的控制来实现；

步骤（2.3）：相机和待测枕簧的相对位置调好后，控制系统控制相机完成图像采集；

步骤（2.4）：图像采集完成后通过图像采集卡将采集到的图像传输到图像处理系统。