一种用于钢轨道岔廓形检测方法

1.本发明是一种用于钢轨道岔廓形检测方法，属于铁路钢轨道岔扫描检测领域，在钢轨道岔廓形检测过程中，通过钢轨道岔廓形检测小车搭载的激光扫描仪对铁路轨道沿线，尤其是车辆道岔路段进行钢轨廓形状态检测，测试人员可以在地面上通过控制及信号接收，后台程序优化处理生成报告文件。


背景技术：

2.随着国内外铁路运输行业的高速发展，铁路运输不仅在载重和运行速度上有了大幅度的提高，而且在乘车过程中的舒适性也有了进一步的要求，但同时也伴随着危险性，而这种危险性的很大来源于钢轨，特别是在列车换道的时候，道岔如果外形变化过大容易造成列车脱轨，这对于列车运行安全性有着极大的影响，所以我们要经常对道岔的外形做检查，目前对道岔进行检查有2种方法：使用相关的检测设备手动进行检测和计算机数字化自动控制检测，相比较来说，接触式测量存在较多的缺点，例如，在测量的过程中需要多人配合进行测量，这就需要较多的人力，需要人工进行水平校对，人工进行读取、记录、分析数据，这样不仅费时费力，而且精准度较低，数据不易保存，可靠性较差，而非接触式测量在测量过程中，不仅可以自动精确测量，数据能够通过计算机来记录，而且能够采用相应的控制算法对检测结果进行分析处理、优化数据，因此非接触式测量可以很大程度的提高铁路道岔廓形测量工作的效率，而且其测量数据的可靠性也得到了保障，同时接触式测量更多的是人为操作，依靠原始的手工检测，测量过程中，很大程度会受天气、人为等主观因素影响，对每一个测量点都需要繁杂的准备工作，不仅测量过程费时费力、效率低下，而且测量数据不精确、误差大。
3.随着科学技术的发展，未来的道岔廓形扫描检测一定会向自动化非接触式测量发展，所以本发明对非接触式测量进行了研究设计，通过搭配激光扫描仪来对道岔进行测量，通过加工与组装了零部件，电机选型及驱动控制电路，设计实现滑轨滑块带动线激光扫描仪走行测量道岔廓形，实现了道岔的在线测量与数据存储，这种测量方式的实现，对以后的道岔及轨道方面的检测，具有很大的现实意义。


技术实现要素：

4.本发明是一种用于钢轨道岔廓形检测方法，其方法实现机构是：检测小车外桁架、滑块、可调角度机构、钢轨道岔段、激光扫描仪、环形轨道组成，通过钢轨道岔廓形检测小车搭载的激光扫描仪对铁路轨道沿线，尤其是车辆道岔路段进行钢轨廓形状态检测，测试人员可以在地面上通过控制及信号接收，后台程序优化处理生成报告文件。
5.钢轨道岔廓形检测方法所涉及实现机构所述的检测小车外桁架，其特征在于：用于检测钢轨道岔所有模块，主要包括滑块、可调角度机构、钢轨道岔段、激光扫描仪、环形轨道均在其内部集成，且检测小车外桁架内部有支持各类检测模块的固定螺纹孔、铰接位置及卡槽。
6.钢轨道岔廓形检测方法所涉及实现机构所述的滑块，其特征在于：其上有凸起壁缘安装在环形轨道的凹槽上，配合为间隙配合，在执行钢轨道岔检测任务时保证滑块滑动平稳，且保证搭载的激光扫描仪在环形轨道上做环形运动。
7.钢轨道岔廓形检测方法所涉及实现机构所述的可调角度机构，其特征在于：其上有万向节附属机构，可由控制端发射信号接收后控制铰接万向节附属机构转动指定偏转角度，实现搭载的激光扫描仪能随之转动。
8.钢轨道岔廓形检测方法所涉及实现机构所述的激光扫描仪，其特征在于：通过螺栓连接安装在可调角度机构上，执行检测扫描任务时可由可调角度机构转动角度带动激光扫描仪转动扫描角度，对钢轨道岔进行激光扫描。
9.钢轨道岔廓形检测方法所涉及实现机构所述的环形轨道组成，其特征在于：由电机驱动，传动轴输入动力源，且使得在执行检测任务的滑块能够在环形运动的同时不受外部其他因素的干扰，具有良好的平稳性，轨道上的滑块放置数量能够人为控制，支持单向和双向扫描等多种扫描模式，控制端能够控制扫描速度。
10.钢轨道岔廓形检测方法所述的钢轨道岔廓形检测方法，其具体检测特征为：激光扫描仪对铁路轨道沿线道岔在进行环形扫描的同时，能够在单向、双向及环形扫描之间控制切换，在道岔扫描盲区及扫描死角位置，能够检测扫描道岔形状缺失，自动调整可调角度机构的偏转扫描角度，克服扫描盲区及死角。
11.钢轨道岔廓形检测方法，其具体检测数据传输特征为：激光扫描仪在不同倾斜角度对待测钢轨道岔段进行检测扫描时，能够实时在控制端反映扫描廓形，并且能够自动检查道岔扫描缺失，控制角度调整，将缺失扫描数据实时发送回控制端，控制端对所有数据形状进行滤波、拟合、优化后，最终呈现最佳道岔廓形至显示器上，生成图形报告。
附图说明
12.附图1：钢轨道岔廓形扫描检测示意图；附图2：激光扫描仪环形扫描检测示意图；附图3：机构可调角度示意图；附图标记：（1）检测小车外桁架、（2）滑块、（3）可调角度机构、（4）钢轨道岔段、（5）激光扫描仪、（6）环形轨道。
具体实施方式
13.钢轨道岔廓形检测方法步骤如下：1、将搭建完成的钢轨道岔廓形检测小车放置在待检测的钢轨道岔段，检查搭载的激光扫描仪设备是否处于正常工作状态中，等待控制端操作指令，如附图1所示。
14.2、执行道岔检测任务时，环形轨道上可安装启动多个激光扫描仪，多个滑轨滑块能够同时绕着滑轨指定路线做环形运动进行扫描任务，滑轨上多个滑块在执行检测任务做环形运动不相互干扰，且滑轨上滑块数量能够人为控制，当多个滑块配合激光扫描仪在滑轨工作时检测效率提升，如附图2所示。
15.3、执行道岔检测任务时，由控制端发送指令至检测小车接收端，检测小车在钢轨道岔段行驶，激光扫描仪由滑块驱动绕环形轨道做环形运动，发射激光打在检测区段道岔
廓形外表面，可调角度机构的万向节转轴能够实现360度中调节任意角度α旋转扫描工作，且根据实际扫描路线转动不同角度扫描钢轨道岔死角，如附图3所示。
16.4、激光扫描仪对铁路轨道沿线道岔在进行环形扫描的同时，能够在单向、双向及环形扫描之间控制切换，在道岔扫描盲区及扫描死角位置，能够检测扫描道岔形状缺失，自动调整可调角度机构的偏转扫描角度，克服扫描盲区及死角。
17.5、激光扫描仪在不同倾斜角度对待测钢轨道岔段进行检测扫描时，能够实时在控制端反映扫描廓形，并且能够自动检查道岔扫描缺失，控制角度调整，将缺失扫描数据实时发送回控制端，控制端对所有数据形状进行滤波、拟合、优化后，最终呈现最佳道岔廓形至显示器上，生成图形报告。


技术特征：
1.本发明是一种用于钢轨道岔廓形检测方法，其方法实现机构是：（1）检测小车外桁架、（2）滑块、（3）可调角度机构、（4）钢轨道岔段、（5）激光扫描仪、（6）环形轨道组成，通过钢轨道岔廓形检测小车搭载的激光扫描仪对铁路轨道沿线，尤其是车辆道岔路段进行钢轨廓形状态检测，测试人员可以在地面上通过控制及信号接收，后台程序优化处理生成报告文件。2.根据权利要求1所述的（1）检测小车外桁架，其特征在于：用于检测钢轨道岔所有模块，主要包括（2）滑块、（3）可调角度机构、（4）钢轨道岔段、（5）激光扫描仪、（6）环形轨道均在其内部集成，且（1）检测小车外桁架内部有支持各类检测模块的固定螺纹孔、铰接位置及卡槽。3.根据权利要求1所述的（2）滑块，其特征在于：其上有凸起壁缘安装在（6）环形轨道的凹槽上，配合为间隙配合，在执行钢轨道岔检测任务时保证滑块滑动平稳，且保证搭载的（5）激光扫描仪在环形轨道上做环形运动。4.根据权利要求1所述的（3）可调角度机构，其特征在于：其上有万向节附属机构，可由控制端发射信号接收后控制铰接万向节附属机构转动指定偏转角度，实现搭载的（5）激光扫描仪能随之转动。5.根据权利要求1所述的（5）激光扫描仪，其特征在于：通过螺栓连接安装在（3）可调角度机构上，执行检测扫描任务时可由可调角度机构转动角度带动激光扫描仪转动扫描角度，对钢轨道岔进行激光扫描。6.根据权利要求1所述的（6）环形轨道组成，其特征在于：由电机驱动，传动轴输入动力源，且使得在执行检测任务的（2）滑块能够在环形运动的同时不受外部其他因素的干扰，具有良好的平稳性，轨道上的（2）滑块放置数量能够人为控制，支持单向和双向扫描等多种扫描模式，控制端能够控制扫描速度。7.根据权利要求1所述的钢轨道岔廓形检测方法，其具体检测特征为：激光扫描仪对铁路轨道沿线道岔在进行环形扫描的同时，能够在单向、双向及环形扫描之间控制切换，在道岔扫描盲区及扫描死角位置，能够检测扫描道岔形状缺失，自动调整（3）可调角度机构的偏转扫描角度，克服扫描盲区及死角。8.根据权利要求1和权利要求7所述的钢轨道岔廓形检测方法，其具体检测数据传输特征为：（5）激光扫描仪在不同倾斜角度对待测（4）钢轨道岔段进行检测扫描时，能够实时在控制端反映扫描廓形，并且能够自动检查道岔扫描缺失，控制角度调整，将缺失扫描数据实时发送回控制端，控制端对所有数据形状进行滤波、拟合、优化后，最终呈现最佳道岔廓形至显示器上，生成图形报告。

技术总结
本发明提供了一种用于钢轨道岔廓形扫描方法，通过钢轨道岔廓形检测小车搭载的激光扫描仪对铁路轨道沿线，尤其是车辆道岔路段进行钢轨廓形扫描检测，测试人员可以在地面上通过控制检测小车上机构作环形运动，改变搭载的激光扫描仪机构偏转角度进行廓形扫描及输出扫描廓形数据点，接收端进行滤波平滑处理处理，将所测数据点连接成道岔廓形曲线，并将最终输出结果与标准道岔廓形进行分析比较，形成报告文件，本发明方法简单准确，检测效率高，精准扫描待检测道岔钢轨死角。描待检测道岔钢轨死角。描待检测道岔钢轨死角。


技术研发人员：林凤涛 贾喆 庞华飞 吴涛 邹亮 方琴
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2020.10.10
技术公布日：2022/4/12