[发明专利]一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法

权利要求书

1.一种用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，包括：

线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待检测钢轨的一部分表面；

反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将所述线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被所述线激光器直接照射的至少部分表面；

图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。

2.根据权利要求1所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述线激光器发射的一条边界激光光条与竖直平面的倾斜角度为β角，所述β角满足下列关系：

其中，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨直接照射面的底部C的垂直距离为h，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨中心线O的水平距离为d1，待检测钢轨中心线O到待检测钢轨底部C距离为m。

3.根据权利要求1或2所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述用于钢轨廓形检测的装置还包括位置调节机构，所述位置调结构用于调整所述反射镜的三维空间位置和倾斜角度。

4.根据权利要求2所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述β角满足下列关系：所述反射镜与水平方向垂直设置。

5.根据权利要求4所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，线段AB为所述反射镜的最小尺寸，线段AB的长度lAB满足下列关系式：

其中，G点为经过发射点S的水平线与所述反射镜所在竖直平面的交点，A点为所述反射镜的上端极限点，所述线激光器的出射点S关于所述反射镜竖直平面的镜像点为S’，S’E与钢轨上表面的左侧相切，E为切点，S’E与所述线激光器出射光线边界线相交于A点，所述线段GA的长度lGA满足下列关系式：线段SG与通过钢轨上表面的边界光条的夹角为γ，γ＝90-θ-β，其中θ为所述线激光器的发散角，d2为钢轨中心线O到反射镜竖直平面的距离；

B点为所述反射镜的下端极限点，镜像点S’与钢轨右侧表面的底部D的连线为S’D，SF的延长线与S’D相交于B点，线段SF与线段SC之间的夹角为α，线段SG与SF的夹角为90-α-β，所述线段GB的长度lGB满足下列关系式：

。

6.根据权利要求5所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述反射镜为正方形，所述反射镜的边长L满足下列关系：

L≥l_AB。

7.根据权利要求5所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述反射镜为长方形，所述反射镜的长边L_长及短边L_短满足下列关系：

L_长≥l_AB

L_短≥激光光条宽度。

8.权利要求1所述的用于钢轨廓形检测的装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定线激光器的位置，所述线激光器发射的光条覆盖钢轨的一侧及上表面，部分光条通过钢轨上表面的上方；

S2：确定反射镜的位置及大小，所述反射镜将S1中通过钢轨上方的光条反射到钢轨另一侧表面及上表面；

S3：以S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域为基准，调节所述反射镜的位置和角度，使S2中反射光条在钢轨上表面覆盖的区域与S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域重合；

S4：检测模块采集钢轨两侧的轮廓信息。