一种列车轮对检测装置的制作方法

本申请主要涉及轮对踏面缺陷检测技术领域，更具体地说是涉及一种列车轮对踏面缺陷检测装置。

背景技术：

在如今铁路系统中，作为车辆走行部主要部件的轮对是影响列车安全运行的一个重要环节，在实际运行过程中，轮对不仅承受着列车的全部重量和自身的重量，而且，还要传递列车与钢轨间的驱动力和制动力.另外，轮对需要承受很大的静载荷和动作用力、组装应力、闸瓦制动时产生的热应力以及曲线通过时的构架力、导向力、轮对本身旋转的离心力等。所以要求轮对必须保持良好的技术状态，否则会严重影响行车安全。

其中，作为轮轨接触面的车轮踏面和轮缘的几何参数是判断轮对技术状态的重要依据，当车轮存在踏面磨耗时，往往会给车轮承轴和钢轨带来巨大的额外冲击载荷，严重时会引起轮轴、钢轨以及轨枕的断裂，危害列车及其承载人员、货物的安全。

尤其是随着列车向高速、高密度和重载方向的发展，因轮对故障引起的安全事故也越来越多，可见，快速且准确地检测车轮踏面缺陷对保障列车的安全性、高速化以及重载化的实现具有重要的意义。

目前，国内外主要是采用接触测量法、加速度检测法或光学测量法实现车轮踏面缺陷检测，需要安全专门的岗位人员在动车所、车辆段逐个查看车轮踏面情况，工作量较大，准确性较低，无法检测与钢轨接触部分，甚至会出现漏检的情况，这都将会为列车的行驶留下了很多安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种列车轮对检测装置，利用图像采集部件，实现了对列车轮对完整圆周的踏面图像检测，保证了检测精准度，且无需人工校核，降低了工作量，提高了检测效率。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种列车轮对检测装置，所述装置包括：

对称分布在钢轨两侧的四个图像采集模组，每个图像采集模组包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，且位于所述钢轨同一侧，其中，位于所述钢轨同一侧的两个图像采集模组的采集方向不同；

分布在钢轨两侧的两个感应模组，检测经过所述感应模组的列车轮对的行驶状态，并基于所述行驶状态，触发与所述感应模组对应且对称分布在所述钢轨两侧的两个图像采集模组采集所述列车轮对的踏面图像信息。优选的，所述装置还包括：

与所述四个图像采集模组连接的处理器，获得所述图像采集部件采集到的踏面图像信息，并对所述踏面图像信息进行处理与校核，得到所述列车轮对的踏面缺陷检测结果。

优选的，所述装置还包括：

与所述处理器连接的报警器，当所述踏面缺陷检测结果表示所述列车轮对的踏面缺陷达到预设条件，输出相应的报警信息。

优选的，所述四个图像采集模组具体是：第一图像采集模组、第二图像采集模组、第三图像采集模组和第四图像采集模组，其中：

所述第一图像采集模组与所述第二图像采集模组对称分布在所述钢轨两侧，采集方向均朝向所述列车轮对的行驶方向，且所述采集方向与所述列车轮对的行驶方向呈第一夹角；

所述第三图像采集模组与所述第四图像采集模组对称分布在所述钢轨两侧，采集方向均朝向所述列车轮对的行驶反方向，且所述采集方向与所述列车轮对的行驶反方向呈第二夹角。

优选的，所述四个图像采集模组中采集方向不同，且不同图像采集模组之间位置相邻的两个图像采集部件间的距离等于每个图像采集模组的图像采集覆盖长度的1.3倍至1.7倍之间的任意数值。

优选的，所述两个感应模组具体包括第一感应模组和第二感应模组，其中：

所述第一感应模组分别与所述第一图像采集模组和所述第二图像采集模组连接，检测到所述钢轨上的列车轮对远离所述第一感应模组，触发所述第一图像采集模组和所述第二图像采集模组采集所述列车轮对的踏面图像信息；

所述第二感应模组分别与所述第三图像采集模组和第四图像采集模组连接，检测到所述列车轮对驶向所述第二感应模组，触发所述第三图像采集模组和所述第四图像采集模组采集所述列车轮对的踏面图像信息。

优选的，所述装置还包括：

与所述处理器连接，输出所述列车轮对的踏面缺陷检测结果的输出设备。

优选的，所述图像采集部件具体为相机。

优选的，所述报警器具体为显示器或语音模块。

由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种列车轮对检测装置，通过在钢轨两侧设置对称分布的四组图像采集部件，并使每一组图像采集部件都包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，以实现对列车轮对的整个圆周踏面的检测，避免了漏检，提高了检测准确性；而且，位于钢轨同一侧的两组图像采集部件的采集方向不同，保证车轮一侧有遮挡物时，至少有一组图像采集部件能够获得该车轮的踏面图像信息，实现对列车轮对的检测，扩大了轮对检测适用范围。其中，本申请通过位于钢轨两侧的两组感应传感器，自动触发相应的图像采集部件进行图像采集，无需人工下地沟观察，简化了轮对踏面缺陷的校核，降低了工作量，提高了列车轮对的检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种列车轮对检测装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种列车轮对检测装置的结构框图；

图3为本申请提供的另一种列车轮对检测装置的结构框图；

图4为本申请提供的另一种列车轮对检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在实际应用中，当车轮存在踏面缺陷，将会给车轮轴承与钢轨带来巨大的额外冲击载荷，随擦伤长度、深度以及列车速度、载重量不同可达到车轮静载荷的几倍到几十倍，并且随着车轮的滚动周期性地作用于轨道和车辆系统，将会引起轮轴断裂、钢轨和轨枕断裂等问题，从而严重影响列车的安全行驶。

对此，现有技术提出了利接触测量法、加速度检测法、光学测量法等等检测列车轮对踏面的方式，然而，申请人发现，现有的这些检测方式的检测精度都比较低，会对列车行驶留下很大安全隐患，而且，通常还需要人工现场校核，非法麻烦，也比较容易造成漏检，从而进一步影响列车轮对踏面检测的检测精准性。

为了改善上述问题，本申请提出基于图像检测来实现列车轮对检测，具体的，通过在钢轨两侧设置对称分布的四组图像采集部件，并使每一组图像采集部件都包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，以实现对列车轮对的整个圆周踏面的检测，避免了漏检，提高了检测准确性；而且，位于钢轨同一侧的两组图像采集部件的采集方向不同，保证车轮一侧有遮挡物时，至少有一组图像采集部件能够获得该车轮的踏面图像信息，实现对列车轮对的检测，扩大了轮对检测适用范围。其中，本申请通过位于钢轨两侧的两组感应传感器，自动触发相应的图像采集部件进行图像采集，无需人工下地沟观察，简化了轮对踏面缺陷的校核，降低了工作量，提高了列车轮对的检测效率。

为了使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

如图1所示，为本申请提供的一种列车轮对检测装置实施例的结构示意图，该装置可以包括：四个图像采集模组100以及两个感应模组200，其中：

四个图像采集模组100可以对称分布在钢轨两侧，如图1所示，钢轨每一侧都设置有两个图像采集模组，每个图像采集模组均可以包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，且同一个图像采集模组的图像采集部件位于钢轨同一侧，以便在车轮经过该图像采集模组时，能够采集该车轮的整个圆周的踏面图像信息，从而提高检测精准度。

其中，位于钢轨同一侧的两个图像采集模组的采集方向不同，这样，当经过的车辆轮对上有遮挡物，只会妨碍一组图像采集部件采集其踏面图像信息，此时，可以利用位于同一侧的另一组图像采集部件采集到的该车轮的踏面图像信息，保证该钢轨经过的任何类型的车轮都能够准确获得其完整的踏面图像信息，从而保证列车行驶的安全性。

可选的，对于任意一个图像采集模组，其图像采集覆盖长度X不小于预设值，以保证列车经过该图像采集模组时，该图像采集模组的至少4个图像采集部件能够获得完整圆周的踏面图像信息。本申请对该预设值的具体数值大小不作限定。

在本实施例中，上述图像采集模组的图像采集覆盖长度可以等于经过该钢轨最多车型列车轮圆周的1/4，从物理位置来看，每个图像采集模组的各图像采集部件之间的距离可以是经过钢轨最多车型列车轮圆周的1/4，这样，当列车经过该图像采集部件时，车轮每转动一定角度，相邻下一图像采集部件就会采集一次踏面图像信息，将该图像采集模组采集的所有踏面图像信息结合起来，就能够得到该车轮整个圆周的踏面图像信息。其中，该一定角度可以是90度，但并不局限于此。

另外，四个图像采集模组100中采集方向不同且位置相邻的两个图像采集部件间的距离Y大于每个图像采集模组的图像采集覆盖长度X，具体的，Y＝1.3倍至1.7倍的X，但并不局限于此。

可选的，在实际应用中，对于没有车轮没有遮挡一侧的图像采集部件可以连续多次采集踏面图像信息，从而获取尽量多的踏面图像信息，以便从中挑选最为清晰和完整的图像，进而据此准确得知该列车轮对的踏面缺陷情况。

另外，根据实际需要，为了进一步提高对列车轮对踏面检测的精准度，可以在钢轨的不同轨段设置该检测装置，本申请在此不再一一列举。

两个感应模组200可以分布在钢轨两侧，但并不局限于此，在本实施例中，其可以用于检测经过每个感应模组的列车轮对的行驶状态，并基于所述行驶状态，触发与所述感应模组对应且对称分布在所述钢轨两侧的两个图像采集模组采集所述列车轮对的踏面图像信息。

可选的，如图1所示，每个感应模组可以包括与上述每个图像采集模组包括的图像采集部件数量相同的感应传感器，且位于车轮的同一侧，当然，根据需要，每个感应模组中感应传感器的数量与图像采集模组中的图像采集部件的数量也可以不同，且每一个感应模组中的感应模组也可以分布在钢轨两侧，本申请对每个感应模组中感应传感器的数量及其分布位置不作具体限定。基于此，如图1所示，当每个图像采集模组包括4个图像采集部件，那么，该感应模组也可以包括4个感应传感器，但并不局限于此。

由此可见，在实际应用中，当列车经过感应模组时，该感应模组能够根据检测到的信息确定列车轮对的行驶状态(如列车轮对是靠近该感应模组，还是远离该感应模组等，但并不局限于此)，之后，能够基于该行驶状态，触发与该感应模组对应且对称分布在钢轨两侧的两个图像采集模组采集该列车轮对的踏面图像信息。

综上，在本实施例中，通过在钢轨两侧设置对称分布的四组图像采集部件，并使每一组图像采集部件都包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，以实现对列车轮对的整个圆周踏面的检测，避免了漏检，提高了检测准确性；而且，位于钢轨同一侧的两组图像采集部件的采集方向不同，保证车轮一侧有遮挡物时，至少有一组图像采集部件能够获得该车轮的踏面图像信息，实现对列车轮对的检测，扩大了轮对检测适用范围。另外，本申请通过位于钢轨两侧的两组感应传感器，自动触发相应的图像采集部件进行图像采集，无需人工下地沟观察，简化了对列车轮对踏面缺陷的校核，降低了工作量，提高了列车轮对的检测效率。

可选的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本申请提供的列车轮对检测装置还可以包括：处理器300，其中：

处理器300可以与上述四个图像采集模组100中的各图像采集部件连接，获得这些图像采集部件采集到的踏面图像信息，并对该踏面图像信息进行处理与校核，得到列车轮对的踏面缺陷检测结果。

根据实际需要，如图2所示，还可以通过输出设备400将处理器300得到的列车轮对的踏面缺陷检测结果输出，以便用户能够直接获得列车轮对的踏面缺陷检测结果。

可选的，本申请上述处理器300具体可以是中央处理器CPU、微处理器MCU或单片机等处理器，本申请对其具体具体结构不作限定。

另外，上述输出设备400可以是显示设备，用于直接显示列车轮对的踏面缺陷检测结果；或者，该输出设备400也可以是语音模块，用于直接播报获得的列车轮对的踏面缺陷检测结果等，本申请对该输出设备400的具体结构不作限定，则对列车轮对的踏面缺陷检测结果的具体输出方式不作限定。

作为本申请另一实施例，为了在确定列车轮对的踏面缺陷将会影响列车安全行驶时，能够及时通知工作人员，在上述各实施例的基础上，本申请可以增加报警器，如图3所示，本申请的检测装置还可以包括：

与处理器300连接的报警器500，用于在踏面缺陷检测结果表示列车轮对的踏面缺陷达到预设条件时，输出相应的报警信息。

其中，预设条件可以是列车轮对的踏面缺陷将要威胁列车行驶安全的临界条件，本申请对其包含的具体内容不作限定。

可选的，本申请报警器500具体可以是显示设备、语音模块等等，则报警信息将会采用相应方式输出，本申请对此不作具体限定。

由此可见，在该另一实施例的实际应用中，不仅能够实现对多种轮径车轮踏面图像的完整动态采集，使得每个图像采集模组实现覆盖整个圆周踏面缺陷检测，而且，能够在检测到的踏面缺陷威胁到列车安全行驶时，自动报警，不需要人工下地沟观察校核，降低了劳动成本，提高了检测效率以及准确性。

作为本申请又一实施例，如图4所示，上述四个图像采集模组100具体可以包括：第一图像采集模组110、第二图像采集模组120、第三图像采集模组130和第四图像采集模组140，其中：

第一图像采集模组110与第二图像采集模组120对称分布在钢轨两侧，采集方向均朝向列车轮对的行驶方向，且该采集方向与列车轮对的行驶方向呈第一夹角。

第三图像采集模组130与第四图像采集模组140对称分布在钢轨两侧，采集方向均朝向列车轮对的行驶反方向，且该采集方向与列车轮对的行驶反方向呈第二夹角。

其中，第一夹角与第二夹角可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。根据实际需要，可以适应调整第一夹角和第二夹角的数值，从而调整相应图像采集部件的采集范围，所以，本申请上述图像采集部件可以设置在可调节支架上，且在确定第一夹角和第二夹角后，该可调节支架可以保持不动，本申请对该可调节支架的具体结构不作限定。

由此可见，以图4所示的结构为例，第一图像采集模组110和第三图像采集模组130位于钢轨一侧，采集同一个车轮的完整圆周的踏面图像信息；第二图像采集模组120与第四图像采集模组140位于钢轨一侧，采集同一个车轮的完整圆周的踏面图像信息。

其中，第一图像采集模组110和第三图像采集模组130可以由第一感应模组210触发；第二图像采集模组120与第四图像采集模组140可以由第二感应模组220触发，本申请对感应模组触发图像采集模组的具体触发方式不作限定，也就是说，并不局限于下文列举的这种触发方式。

若两个感应模组200具体包括第一感应模组210和第二感应模组220，第一感应模组210可以分别与所述第一图像采集模组110和所述第二图像采集部件120组连接，检测到所述钢轨上的列车轮对远离所述第一感应模组210，触发所述第一图像采集模组110和所述第二图像采集模组120采集所述列车轮对的踏面图像信息；

第二感应模组220可以分别与所述第三图像采集模组130和第四图像采集模组140连接，检测到所述列车轮对驶向所述第二感应模组220，触发所述第三图像采集模组130和所述第四图像采集模组140采集所述列车轮对的踏面图像信息。

可选的，对于上述各实施例的中的图像采集部件具体可以是相机，当然，也可以是其他图像采集部件，本申请对其结构不作限定。

综上所述，本实施例实际应用中，通过在钢轨两侧设置对称分布的四个图像采集模组，并使每一图像采集模组都包括至少四个采集方向相同的图像采集部件，以实现对列车轮对的整个圆周踏面的检测，避免了漏检，提高了检测准确性；而且，位于钢轨同一侧的两个图像采集模组的采集方向不同，保证车轮一侧有遮挡物时，至少有一个图像采集模组能够获得该车轮的踏面图像信息，实现对列车轮对的检测，扩大了轮对检测适用范围。其中，本申请通过位于钢轨两侧的两个感应模组，自动触发相应的图像采集模组进行图像采集，无需人工下地沟观察，简化了轮对踏面缺陷的校核，降低了工作量，提高了列车轮对的检测效率。

最后，需要说明的是，关于上述各实施例中，诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个操作、单元或模块与另一个操作、单元或模块区分开来，而不一定要求或者暗示这些单元、操作或模块之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者系统中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。