转向架落成的检测系统的制作方法

1.本技术涉及转向架落成检测技术领域，特别是涉及一种转向架落成的检测系统。


背景技术：

2.铁路货车转向架落成是由转向架及其配件组装而成形成，在转向架落成组装完成后需要对转向架落成进行检测。转向架落成的检测目前是通过人员采用量规卡尺和样板在车间对转向架落成进行人工测量，但是人工测量的工作环境较差，且容易出现检测不准确的情况。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确检测转向架落成的转向架落成的检测系统。
4.第一方面，本技术的实施例提供一种转向架落成的检测系统，包括：
5.高度检测装置，包括基底以及设置在所述基底上的板件、压缩弹簧和微动开关；其中，所述基底设置在转向架落成的检测工位上；所述板件在的第一端与所述基底可旋转连接，所述板件的第二端通过所述压缩弹簧与基底连接，用于在所述转向架落成的底部配件与地面的距离不合格的情况下被所述底部配件下压；所述微动开关设置在所述板件与所述基底之间，用于在所述板件被下压的情况下闭合以产生电信号；
6.总控装置，与所述微动开关电性连接，用于在接收到所述电信号的情况下判定所述转向架落成的底部配件与地面的距离不合格。
7.上述的转向架落成检测系统，通过采用板件检测转向架落成的底部配件与地面的距离，并通过微动开关是否闭合以及总控装置是否接收到微动开关的电信号自动判断转向架落成的底部配件与地面的距离是否合格，而转向架落成经过高度检测装置后，压缩弹簧能够使板件回到预设高度以方便对下一待测转向架落成的检测，不需要进行人工测量并判断，实现了转向架落成的底部高度的自动检测和准确检测。
8.在其中一个实施例中，还包括：工业机器人，设置在所述检测工位的侧边，所述工业机器人的轴臂上设置有三维扫描仪以及二维相机，所述三维扫描仪用于获取预设位置对应的点云数据，所述二维相机用于获取预设位置对应的图像数据，其中，所述点云数据用于拟合所述转向架落成的配件之间的间隙偏差以及配件之间的高度偏差，所述图像数据用于识别配件的标识和安装情况；所述总控装置分别与所述工业机器人、所述三维扫描仪以及所述二维相机连接。
9.在其中一个实施例中，所述总控装置包括主机。
10.在其中一个实施例中，还包括：
11.导轨；
12.传送车辆，与所述总控装置连接，并用于将所述转向架落成沿所述导轨移动至所述检测工位；
13.定位装置，设置在所述检测工位，所述定位装置与所述总控装置连接，所述定位装置用于使所述转向架落成固定在所述检测工位。
14.在其中一个实施例中，所述定位装置为轮对对中装置，所述轮对对中装置包括第一折叠杆和第二折叠杆，所述第一折叠杆的第一端以及所述第二折叠杆的第一端均固定在地面，所述第一折叠杆的第二端和所述第二折叠杆的第二端夹紧所述转向架落成的第一轮对和第二轮以使所述转向架落成固定。
15.在其中一个实施例中，所述三维扫描仪为双目结构光扫描仪，所述二维相机为ccd工业相机。
16.在其中一个实施例中，所述ccd工业相机的相机镜头设置在所述双目结构光扫描仪的两个相机镜头之间。
17.在其中一个实施例中，还包括设置在所述检测工位的两侧以及所述工业机器人的轴臂末端的光源，所述光源用于补光。
18.在其中一个实施例中，还包括报警装置，所述报警装置与所述总控装置连接，所述报警装置用于若所述底部配件与地面的距离不合格，则进行报警。
19.在其中一个实施例中，所述总控装置与所述工业机器人通过以太网通信连接，所述总控装置与所述三维扫描仪和所述二维相机分别通过usb连接。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为一个实施例中高度检测装置的结构示意图；
22.图2为一个实施例中高度检测装置的结构示意图；
23.图3为一个实施例中转向架落成检测系统的结构示意图；
24.图4为另一个实施例中转向架落成检测系统的结构示意图；
25.图5为一个实施例中轮对对中装置的结构示意图。
26.附图标记：100、工业机器人，200、总控装置，210、主机，300、导轨， 400、落成检测工位，500、高度检测装置，510、基底，520、板件，530、压缩弹簧，540、微动开关，610、第一折叠杆，620、第二折叠杆，700、转向架落成。
具体实施方式
27.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术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本技术的公开内容更加透彻全面。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
29.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。此外，在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
30.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
31.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
32.正如背景技术所述，现有技术中的转向架落成的检测有检测不准确以及检测成本高的问题。因此，本实用新型提供了一种转向架落成检测系统，通过自动控制技术、机器人技术以及机器人检测技术实现对铁路货车转向架落成的自动检测、自动识别和自动比对，实现了转向架落成的全自动化在线检测，同时大大降低了人力成本和样板管理成本。
33.在一个实施例中，如图1至图3所示，提供了一种转向架落成检测系统，包括：高度检测装置500，包括基底510以及设置在所述基底510上的板件520、压缩弹簧530和微动开关540；其中，所述基底510设置在转向架落成700的检测工位上；所述板件520的第一端与所述基底510可旋转连接，所述板件520 的第二端通过所述压缩弹簧530与所述基底510连接，用于在所述转向架落成 700的底部配件与地面的距离不合格的情况下被所述底部配件下压；所述微动开关540设置在所述板件520与所述基底510之间，用于在所述板件520被下压的情况下闭合以产生电信号；
34.总控装置200，与所述微动开关540电性连接，用于在接收到所述电信号的情况下判定所述转向架落成700的底部配件与地面的距离不合格。
35.具体地，采用高度检测装置500对转向架落成700的底部配件相对于地面的高度进行测量。底部配件指的是安装在转向架落成的底部的配件，是除轮对外最靠近地面的配件。转向架落成700的底部最低点的高度需要控制在预设的高度以上，保证底部高度检测合格。由于转向架落成700是由多个配件组成，其底部也由于具有多个配件而高低不平，但由于配件的安装方式是固定的，因此高度检测装置500主要是要检测位于最低位置的配件与地面的距离是否达到检测合格要求，其在检测工位上的位置可根据转向架落成的处于最低处的底部配件的位置确定。若底部配件与地面的距离不够大，则底部检测不合格。图2 中的箭头方向为转向架落成的运动方向，在检测工位400上设置有固定在地面的基底510，在基底510上设置有预设高度的板件520，板件520的高度用于检测转向架落成的底部配件与地面的距离是否合格。板件520在检测工位400上的位置和宽度可以根据具体需要检测的底部位置确定。板件520的第一端与与基底510可转动连接，板件520朝转向架落成的移动方向倾斜设置，与基底510 形成夹角，即板件520的第一端的朝向是背离转向架落成700的移动方向，该移动方向是转向架落成700进入检测工位的移动方向。板件520的第二端与压缩弹簧530的
第一端连接，板件520的第二端的朝向是面向转向架落成700的移动方向，板件用于在转向架落成700的底部配件与地面的距离不合格的情况下被底部配件下压；压缩弹簧530的第二端固定在基底510上，微动开关540 设置在板件520与基底510的中间，并与总控装置200连接微动开关540的驱动杆靠近或接触到板件520下方。在压缩弹簧530没有被压缩的情况下，压缩弹簧530支撑着板件520的第二端保持在预设高度。若转向架落成的底部配件与地面的距离不合格，则底部配件的最低处会使板件520第二端朝下移动，从而压到微动开关540的驱动杆，驱动杆将力作用于微动开关540的动作簧片上，使得微动开关540所在电路快速接通，从而产生电信号，总控装置200接收到该电信号则判定该转向架落成的底部配件与地面的距离不合格。
36.上述实施例中，通过采用板件检测转向架落成的底部配件与地面的距离，并通过微动开关是否闭合以及总控装置是否接收到微动开关的电信号自动判断转向架落成的底部配件与地面的距离是否合格，而转向架落成经过高度检测装置后，压缩弹簧能够使板件回到预设高度以方便对下一待测转向架落成的检测，不需要进行人工测量并判断，实现了转向架落成的底部高度的自动检测和准确检测。
37.在一个实施例中，转向架落成检测系统还包括：工业机器人100，设置在所述检测工位400的侧边，所述工业机器人100的轴臂上设置有三维扫描仪以及二维相机，所述三维扫描仪用于获取所述预设位置对应的点云数据，所述二维相机用于获取所述预设位置对应的图像数据，其中，所述点云数据用于拟合所述转向架落成的配件之间的间隙偏差以及配件之间的高度偏差，所述图像数据用于识别配件的标识和安装情况；总控装置200分别与传送车辆、高度检测装置、工业机器人100、三维扫描仪以及二维相机连接。
38.具体地，转向架进入到检测工位400后，总控装置200控制工业机器人100 移动至检测工位400旁，工业机器人100的轴臂上设置有三维扫描仪和二维相机，总控装置200控制工业机器人100的轴臂开始按照预设的运动轨迹移动轴臂，使三维扫描仪和二维相机移动至预设位置后，控制三维扫描仪和/或二维相机获取与该预设位置对应的点云数据和/或图像数据。三维扫描仪是用于获取转向架落成的待测位置的点云数据，点云数据是指在三维坐标系下的点的数据集，这些数据集可用于三维建模。三位扫描仪对转向架落成的待测位置进行扫描，提取点云数据并将点云数据传至总控装置200，二维相机是用于获取转向架的待测位置的图像数据，该图像数据是二维图像，二维相机对待测位置进行拍照得到图片，并将该图片传至总控装置200。三维扫描仪与二维相机的需采集的数据所对应的预设位置可相同也可不相同，具体根据检测方式以及需要检测的项目确定。获取的点云数据是用于后续对转向架落成的配件之间的间隙以及配件之间的高度差进行偏差检测，获取的图像数据是用于后续对转向架配件的标识以及安装情况进行检测。
39.上述实施例中，通过总控装置200控制工业机器人100开始按照预设轨迹移动轴臂，以使三维扫描仪和二维相机移动至待测位置并获取点云数据和/或图片数据。整个过程通过总控装置200和工业机器人100控制，实现对转向架落成的配件检测数据的自动获取，检测人员可调取检测数据进行处理后确定转向架落成的各检测项目是否合格。同时通过高度检测装置实现转向架落成的底部的自动检测，整个过程不需要人员通过不同的样板卡尺在现场对转向架落成进行测量，大大减少了整个落成检测过程的样板卡尺的管理成本。
40.在一个实施例中，如图4所示，所述总控装置200包括主机。
41.主机210是总控装置200的控制中心，用于控制工业机器人100、三维扫描仪120以及二维相机130，主机210中具有数据库和三维测量软件，主机210通过三维扫描仪120获取点云数据后通过三维测量软件对点云数据进行处理得到测量数据，如根据点云数据建模得到对应的模型，根据对应的模型得到对应检测对象的测量数据，并将点云数据存储至数据库，通过二维相机130获取图像数据后将图像数据存储至数据库。
42.在一个实施例中，如图3和图4所示，转向架落成检测系统还包括：导轨 300、传送车辆以及定位装置600，传送车辆与所述总控装置200连接，并用于将所述转向架落成沿所述导轨300移动至所述检测工位400；定位装置600设置在所述检测工位400，所述定位装置600与所述总控装置连接，所述定位装置 600用于使所述转向架落成固定在所述检测工位。
43.具体地，转向架落成在前一个检测项目结束后，总控装置200控制传送车辆移动，使传送车辆拉动转向架落成沿导轨300移动至检测工位400。传送车辆是有轨制导车辆。在检测工位400上设置有用于将转向架落成固定在检测工位 400的定位装置，在检测数据获取的过程中，由于工业机器人100在检测时的位置是固定的，其轴臂的运动轨迹也是固定的，因此需要保证转向架落成在检测工位400上的固定位置并且还要保证整个检测数据获取的过程转向架落成不能移动，这样才能准确提取待测位置的点云数据和图像数据。定位装置可以设置在导轨300上，通过伸缩挡板固定轮对，也可以在地面上设置可将轮对夹紧的装置，通过加紧轮对的方式固定。数据获取完成后，总控装置200控制定位装置解除对转向架落成的定位，并控制传送车辆将转向架落成移动至下一个检测项目的检测工位。实现了转向架落成的自动移动和自动定位。
44.在一个实施例中，如图5所示，所述定位装置600为轮对对中装置，所述轮对对中装置包括第一折叠杆610和第二折叠杆620，所述第一折叠杆610的第一端以及所述第二折叠杆620的第一端均固定在地面，所述第一折叠杆610的第二端和所述第二折叠杆620的第二端夹紧所述转向架落成700的第一轮对和第二轮以使所述转向架落成700固定。
45.具体地，由于车轮的宽度大于导轨300的宽度，在检测工位400的每个导轨300旁设置一个轮对对中装置，转向架落成700的轮对包括第一轮对和第二轮对，第一轮对可以是前轮也可以是后轮，若第一轮对是前轮，则第二轮对是后轮，若第一轮对是后轮，则第二轮对是前轮。本实施例的轮对对中装置是用于夹紧位于同一导轨300上的第一轮对的车轮和第二轮对的车轮。轮对对中装置包括第一折叠杆610和第二折叠杆620，第一折叠杆610的第一端和第二折叠杆620的第一端对称设置在地面，第一折叠杆610的第二端和第二折叠杆620 的第二端用于加紧轮对。在不需要定位时，总控装置200控制第一折叠杆610 和第二折叠杆620伸展，以使转向架能够沿导轨300移动，在需要定位时，控制第一折叠杆610和第二折叠杆620收缩，从而将转向架的轮对夹紧。
46.在一个实施例中，所述三维扫描仪为双目结构光扫描仪，所述二维相机为ccd工业相机。
47.双目结构光扫描仪是结合了双目立体视觉技术和编码结构光技术，采用可见光将特定的格雷码光栅条纹投影到待测位置表面，双目结构光扫描仪包括两个高分辨率的数码相机，如ccd相机，通过两个高分辨率的ccd数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。测量时光栅投影装置投影特定编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的两个ccd数码相机同步采集
图像，然后对图像解码和相位计算，并利用匹配技术、三角测量原理，解算出两个ccd数码相机的公共视区内的像素点的三维坐标，即点云数据。由于测量方式是基于光栅的测量，不需要固定坐标，可以形成独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫描不需要对测量系统的位置和轨迹加以限制，从而可高效且容易地扫描大型工件。二维相机为一个ccd(电荷耦合器件)工业相机，ccd是一种半导体成像器件，通过成像传感器将镜头产生的光学像转换为对应的模拟或数字信号，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
48.在一个实施例中，所述三维扫描仪为双目结构光扫描仪，所述ccd工业相机的相机镜头设置在所述双目结构光扫描仪的两个相机镜头之间。
49.具体地，ccd工业相机设置的相机镜头在双目结构光扫描仪的两个相机镜头之间，可以同时获取同一待测位置的两种数据，而不需要转换相机的位置，减少工业机器人100的运动轨迹，提高数据获取效率。
50.在一个实施例中，转向架落成检测系统还包括设置在所述检测工位400的两侧以及所述工业机器人100的轴臂末端的光源，所述光源用于补光。
51.具体地，为了获得准确的数据，在检测工位400的两侧设置光源，每侧的光源个数可以是一个或多个，根据需要检测的位置确定，如可以在侧边与每个轮子相对的位置各设置一个光源，光可以覆盖到整个转向架落成的侧边。同时在工业机器人100的轴臂末端也设置有光源，在灯光较暗的情况下每次拍照时，打开光源进行补光，提高数据的准确性。
52.在一个实施例中，转向架落成检测系统还包括报警装置，所述报警装置与所述总控装置连接，所述报警装置用于若所述底部配件与地面的距离不合格，则进行报警。
53.具体地，如前所述，若转向架落成的底部高度检测不合格，会使得高度检测装置的微动开关接通，此时生成电信号，总控装置接收到电信号后生成报警信号并将报警信号发送给报警装置，报警装置接收到报警信号后进行报警，提醒工作人员当前检测的转向架落成底部高度检测不合格。工作人员可根据检测结果进行对应记录以及相应处理。
54.在一个实施例中，所述总控装置200与所述工业机器人100通过以太网通信连接，所述总控装置200与所述三维扫描仪和所述二维相机分别通过usb连接。
55.总控装置200是通过以太网通信控制工业机器人100的运动路径，通过usb 连接方式可以及时获取点云数据和图像数据。
56.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。