一种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备的制作方法

本实用新型涉及钢轨踏面剥落检测设备领域，具体为一种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备。

背景技术：

我国轨道交通繁忙，铁道交通安全关系重大。钢轨的质量直接关系行车安全。火车长时间行驶在钢轨上会造成钢轨踏面剥落，再经过车轮的重复载荷作用，逐步发展成为一个疲劳源，并不断向轨头内部扩展，使钢轨的有效截面很快削弱，以至最后发生断轨，产生严重后果。

现有的钢轨踏面剥落检测设备基本采用的探伤手段主要为：射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤和超生波探伤等，检测成本较高，且检测效率低，因此设计一种检测成本低且检测效率高的基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备是很有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备，包括钢轨，所述钢轨上安置有轻型轨道车，所述轻型轨道车的一侧安装有工作平台，所述工作平台的底部两侧均安装有挡板，所述工作平台的顶部对应安装有两个支撑架，两个所述支撑架的顶部均安装有控制箱，所述控制箱的顶部安装有GPS定位仪，所述GPS定位仪与GPS卫星之间通过信号连接，所述控制箱的一侧安装有控制面板，所述控制面板由显示屏、控制按钮和指示灯组成，所述控制箱的正下方设置有通孔，所述控制箱的底部安装有电动推杆，所述电动推杆的底部安装有固定安装架，所述固定安装架的底部安装有距离传感器，所述距离传感器的一侧安装有高速摄像机，所述高速摄像机的镜头处安装有电动阀门，所述高速摄像机的一侧安装有活动铰链，所述活动铰链的底部安装有摄影灯，所述距离传感器、所述高速摄像机和所述摄影灯安装在所述钢轨的踏面的正上方，所述控制箱的内部安装有蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器的一侧安装有电路板，所述电路板上安装有图像处理芯片、单片机和存储器，所述显示屏、所述控制按钮、所述距离传感器、所述高速摄像机、所述摄影灯、所述GPS定位仪、所述电动推杆、所述图像处理芯片、所述存储器、所述蜂鸣报警器和所述电动阀门均与所述单片机电性连接。

进一步的，所述电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳、涡轮和微动控制开关组成。

进一步的，所述轻型轨道车与工作平台通过铰链活动连接。

进一步的，所述高速摄像机与固定安装架通过螺栓活动连接。

进一步的，所述控制箱的一侧安装有箱门，所述箱门上安装有把手。

进一步的，所述图像处理芯片为一种FH8510 ISP图片处理芯片，所述单片机为一种AT89S52单片机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备，通过轻型轨道车带动工作平台在钢轨上运动，同时，轻型轨道车内的供电设备也为工作平台上的用电设备供电，通过操控控制面板使单片机控制电动推杆伸长，继而带动距离传感器、高速摄像机和摄影灯向下运动，当距离传感器感应到与钢轨的踏面之间的距离达到单片机预设值时，将信号传递给单片机，继而单片机控制电动推杆停止工作，通过操控控制面板使单片机控制高速摄像机工作，高速摄像机拍摄钢轨踏面的照片，并将拍摄的照片传递给图像处理芯片，图像处理芯片对被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，继而判断是否钢轨踏面剥落等情况，并转变成数字化信号传递给单片机，当判断有剥落时，单片机控制蜂鸣报警器报警，提醒检测人员注意及时维修，该种检测装置，检测速度快，检测结果准确，同时也降低了设备的成本，摄影灯的设置便于提升照片质量，从而提升检测结果的准确性，GPS定位仪在拍摄照片的同时也会记录该点的定位坐标，存储在存储器内，便于后期维修。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的控制箱内部结构示意图；

图3是本实用新型的高速摄像机结构示意图；

图4是本实用新型的运行模块图；

附图标记中：1-钢轨；2-工作平台；3-支撑架；4-距离传感器；5-高速摄像机；6-摄影灯；7-挡板；8-轻型轨道车；9-活动铰链；10-固定安装架；11-控制面板；12- GPS定位仪；13-控制箱；14-电动推杆；15-图像处理芯片；16-单片机；17-存储器；18-电路板；19-蜂鸣报警器；20-电动阀门。

具体实施方式

请参阅图1-4，一种基于机器视觉的钢轨踏面剥落检测设备，包括钢轨1，钢轨1上安置有轻型轨道车8，轻型轨道车8的一侧安装有工作平台2，工作平台2的底部两侧均安装有挡板7，工作平台2的顶部对应安装有两个支撑架3，两个支撑架3的顶部均安装有控制箱13，控制箱13的顶部安装有GPS定位仪12，GPS定位仪12与GPS卫星之间通过信号连接，控制箱13的一侧安装有控制面板11，控制面板11由显示屏、控制按钮和指示灯组成，控制箱13的正下方设置有通孔，控制箱13的底部安装有电动推杆14，电动推杆14的底部安装有固定安装架10，固定安装架10的底部安装有距离传感器4，距离传感器4的一侧安装有高速摄像机5，高速摄像机5的镜头处安装有电动阀门20，高速摄像机5的一侧安装有活动铰链9，活动铰链9的底部安装有摄影灯6，距离传感器4、高速摄像机5和摄影灯6安装在钢轨1的踏面的正上方，控制箱13的内部安装有蜂鸣报警器19，蜂鸣报警器19的一侧安装有电路板18，电路板18上安装有图像处理芯片15、单片机16和存储器17，显示屏、控制按钮、距离传感器4、高速摄像机5、摄影灯6、GPS定位仪12、电动推杆14、图像处理芯片15、存储器17、蜂鸣报警器19和电动阀门20均与单片机16电性连接。

进一步的，所述电动推杆14由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳、涡轮和微动控制开关组成，便于带动固定安装架10做上下运动。

进一步的，所述轻型轨道车8与工作平台2通过铰链活动连接，便于拆卸。

进一步的，所述高速摄像机5与固定安装架10通过螺栓活动连接，便于拆卸，有利于对高速摄像机5进行维护保养。

进一步的，所述控制箱13的一侧安装有箱门，所述箱门上安装有把手，便于打开控制箱13，有利于对内部设备进行维护保养。

进一步的，所述图像处理芯片15为一种FH8510 ISP图片处理芯片，所述单片机16为一种AT89S52单片机，FH8510 ISP图片处理芯片具有功耗低、分辨率高、配置灵活、定制化程度高等特点，AT89S52单片机是一种低功耗、高性能的单片机。

工作原理：工作时，通过轻型轨道车8带动工作平台2在钢轨1上运动，同时，轻型轨道车8内的供电设备也为工作平台2上的用电设备供电，通过操控控制面板11使单片机16控制电动推杆14伸长，继而带动距离传感器4、高速摄像机5和摄影灯6向下运动，当距离传感器4感应到与钢轨1的踏面之间的距离达到单片机16预设值时，将信号传递给单片机16，继而单片机16控制电动推杆14停止工作，通过操控控制面板11使单片机16控制高速摄像机5工作，高速摄像机5拍摄钢轨踏面的照片，并将拍摄的照片传递给图像处理芯片15，图像处理芯片15对被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，继而判断是否钢轨踏面剥落等情况，并转变成数字化信号传递给单片机16，当判断有剥落时，单片机16控制蜂鸣报警器19报警，提醒检测人员注意及时维修，该种检测装置，检测速度快，检测结果准确，同时也降低了设备的成本，摄影灯6的设置便于提升照片质量，从而提升检测结果的准确性，GPS定位仪12在拍摄照片的同时也会记录该点的定位坐标，存储在存储器17内，便于后期维修。