一种第三轨横平检测装置及检测方法与流程

本申请涉及轨道车辆，更具体地说，涉及一种第三轨横平检测装置。还涉及一种第三轨横平检测方法。

背景技术：

1、铁路道岔捣固车是实现铁路正线、铁路道岔的起道、拨道、抄平、钢轨两侧枕下道砟和枕端道砟捣固及夯实作业的大型养路机械设备。随着铁路线路作业精度要求的提高，道岔区作业质量要求越来越高，道岔区的横平检测精度要求也随之提升。

2、目前，市面上针对道岔区的横平检测的方案主要有两种：一种为接触式检测，另一种为非接触式检测。出于检测安全因素的考量，当前非接触式测量方案应用较为普遍。

3、专利号为：cn1317611a的专利中，将发射光源安装于主起道装置或者c点检测小车，接收器安装于辅助起道装置；专利号为cn210529385u、cn210529384u中在主起道或辅助起道装置安装水平检测传感器。然而，主起道装置与钢轨轨头下颚和辅助起道装置与钢轨轨头下颚在起拨道时均存在一定机械间隙，通常为3mm～5mm，对检测、控制带来较大误差；随着辅助起道滚行装置在道岔分支线上移动，角度、位移随之变化，用移动图像识别装置记录接收器上光源的位置，图像识别装置的焦距、视野也变化，对图像识别装置的要求较高，需为高速、高清图像识别装置，而且检测解算过程与控制系统相对复杂，成本较高，实现难度大。

4、有鉴于此，如何设计一种检测精度更高的第三轨横平检测装置及检测方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种第三轨横平检测装置，其成本低、结构简单、算法易实现、处理速度快，且能实时检测第三轨横平参数，从而提高实施效率及检测精度。

2、本申请还提供一种第三轨横平检测方法，其检测便捷、高效。

3、本申请提供一种第三轨横平检测装置，包括：

4、贴轨装置，安装于辅助起道装置、用以压紧贴合于检测点钢轨：

5、光源发射器，安装于c点检测小车、用以向信号接收器发射光源；

6、信号接收器，安装于所述贴轨装置、用以接收所述光源发射器发射的光源信号；

7、图像识别装置，安装于所述贴轨装置、与所述信号接收器间隔预设距离且保持相对静止，所述图像识别装置用以获取标定时和工作时所述光源发射器在所述信号接收器上的位置图像并对所述位置图像进行分析和解算，计算出图像中的光源点在同一坐标系下的相对垂直距离，进而计算出正线与道岔分支相对的高差△h；

8、起道控制系统，连接所述图像识别装置、用以接收高差数据、并控制主起道装置和辅助起道装置按照起道量对第三轨执行起道。

9、在一些实施例中，所述贴轨装置包括：

10、滚轮，用以压紧贴合于检测点钢轨；

11、加载机构，连接所述辅助起道装置与所述滚轮、用以向所述滚轮提供加载力、以使所述滚轮压紧贴合于检测点钢轨；

12、安装板，用以将所述信号接收器及所述图像识别装置固定于所述贴轨装置。

13、在一些实施例中，所述加载机构具体为弹簧、磁铁、气缸，或者液压缸。

14、在一些实施例中，所述光源发射器具体为旋转激光发射器、点激光发射器、线激光发射器、紫外线发射器，或者红外线发射器。

15、本发明还提供一种第三轨横平检测方法，包括步骤：

16、保持图像识别装置的视野、焦距不变，并且在标准线路上标定使得测量平面与正线钢轨平面平行；

17、在标准线路标定时，通过所述图像识别装置记录标定位时发射光源在信号接收器上的位置；

18、在道岔区作业时，记录信号接收器上光源的位置，同时，通过图像识别装置记录工作时发射光源在信号接收器上的位置；

19、将相同视野、相同焦距下获取的图像，通过图像分析和解算标定时与工作时发射光源在信号接收器上的位置信号，计算出图像中的光源点在同一坐标系下的相对垂直距离△h、或正线与道岔分支的相对高差△h以及第三轨的基本起道量；

20、将检测到的偏差信号△h，传递给主辅起道控制系统，由所述主辅起道控制系统控制主起道装置和辅助起道装置按照起道量动作，达到标定时预设值停止动作；

21、判断接收光源是否与标定时的光源位置相重合，若是，则结束动作，若否，则由所述主辅起道控制系统重复控制执行起道动作。

22、在一些实施例中，所述步骤：保持图像识别装置的视野、焦距不变，并且在标准线路上标定使得测量平面与正线钢轨平面平行，具体包括步骤：

23、将信号接收器和图像识别装置安装于贴轨装置，以使所述信号接收器和所述图像识别装置相对静止并保证图像识别装置视野和焦距不变；

24、将光源发射器安装于c点检测小车，c点检测小车完全贴合于钢轨，以使所述光源发射器发射出的光源在信号接收器上，以及在标准线路上标定使得测量平面或激光平面与正线钢轨平面相平行。

25、在一些实施例中，所述步骤：将信号接收器和图像识别装置安装于贴轨装置，以使所述信号接收器和所述图像识别装置相对静止并保证图像识别装置视野和焦距不变之前，还包括步骤：

26、在辅助起道装置上安装贴轨装置，调节贴轨装置的加载机构使滚轮的轮缘与检测点钢轨完全贴合。

27、在一些实施例中，所述步骤：将检测到的偏差信号△h，传递给起道控制系统，由所述起道控制系统控制主起道装置和辅助起道装置按照起道量动作，达到标定时预设值停止动作，还包括：

28、所述起道控制系统控制辅助起道装置跟随主起道装置动作，以防止所述辅助起道装置过起。

29、本申请所提供的第三轨横平检测装置，具有如下技术优点：

30、1、通过在辅助起道装置上对应于第三轨检测点设置贴轨装置，使检测点始终贴合钢轨，能够真实地反应第三检测轨的位置变化状态，提高钢轨位置检测精度；

31、2、通过将正线检测点设置于捣固车作业区域的c点检测小车上，利用c点检测小车的贴轨特性，提高横平检测系统的检测精度；

32、3、通过设置第三轨检测点的信号接收位置和图像识别装置相对位置保持不变，固化图像识别范围和对象，规避了因第三轨检测点在作业过程中的位置变化所导致的图像检测焦距和角度的变化带来检测和识别的难度，极大地简化了图像识别处理算法和设备配置，保证检测算法速度、精度的前提下，极大地提升了检测的可靠性，降低了设备配置和成本。

技术特征：

1.一种第三轨横平检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的第三轨横平检测装置，其特征在于，所述贴轨装置(2)包括：

3.根据权利要求2所述的第三轨横平检测装置，其特征在于，所述加载机构(22)具体为弹簧、磁铁、气缸，或者液压缸。

4.根据权利要求1～3任一项所述的第三轨横平检测装置，其特征在于，所述光源发射器(4)具体为旋转激光发射器、点激光发射器、线激光发射器、紫外线发射器，或者红外线发射器。

5.一种第三轨横平检测方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的第三轨横平检测方法，其特征在于，所述步骤：保持图像识别装置(6)的视野、焦距不变，并且在标准线路上标定使得测量平面(9)与正线(7)钢轨平面(10)平行，具体包括步骤：

7.根据权利要求6所述的第三轨横平检测方法，其特征在于，所述步骤：将信号接收器(5)和图像识别装置(6)安装于贴轨装置(2)，以使所述信号接收器(5)和所述图像识别装置(6)相对静止并保证图像识别装置(6)视野和焦距不变之前，还包括步骤：

8.根据权利要求5所述的第三轨横平检测方法，其特征在于，所述步骤：将检测到的偏差信号△h，传递给起道控制系统，由所述起道控制系统控制主起道装置(11)和辅助起道装置(1)按照起道量动作，达到标定时预设值停止动作，还包括：

技术总结本申请提供一种第三轨横平检测装置及检测方法，包括：安装于辅助起道装置、用以压紧贴合于检测点钢轨的贴轨装置；安装于C点检测小车的光源发射器；安装于贴轨装置、间隔预设距离且保持相对静止的信号接收器和图像识别装置，图像识别装置用以获取标定时和工作时光源发射器在信号接收器上的位置图像信息并对位置图像进行处理，计算出图像中的光源点在同一坐标系下的相对垂直距离，进而计算出正线与道岔分支相对的高差△H；连接图像识别装置、用以接收高差数据、并控制主起道装置和辅助起道装置按照起道量对第三轨执行起道的起道控制系统。本申请通过对第三轨横平检测装置及检测方案进行优化，提高了横平检测精度和检测效率，降低检测成本。技术研发人员：代杰,李小喜,曹文钊,李赞,于骐玮,刘亚南,郭涛,陈松,袁燕萍受保护的技术使用者：中国铁建高新装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29