[实用新型]轨道交通基础构件尺寸快速智能检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速铁路无砟轨道板检测领域，特别是涉及一种轨道交通基础构件尺寸快速智能检测系统及检测方法。

背景技术

高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板已在高速铁路建设中全面推广，该轨道板采用工厂化预制、一次成型生产。作为承载轨道的基础，CRTSⅢ型无砟轨道板直接影响到轨道的平顺性，所以对轨道板的制作精度要求非常高。根据铁总科技[2013]125号(后张法)和[2013]162号(先张法)文件要求，每一块板都必须经过全方位检测，并生成检测数据报告，检测工作量非常巨大。

目前的CRTSⅢ型无砟轨道板检测技术是对CRTSII型板检测技术进行的改进，主要采用钢尺、游标卡尺、万能尺、全站仪及配套工装来完成。这套系统完成一块板检测的时间约为 50分钟，每个无砟轨道板厂平均每天生产无砟轨道板的数量约为100块，当前的检测效率远远不能满足轨道板生产的实际需求。现有的采用全站仪配合工装的测量系统实际测量精度约为0.3mm，轨道板允许的加工误差为0.5mm，当前的检测系统在精度上不能完全满足尺寸检测误差的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轨道交通基础构件尺寸快速智能检测系统。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种轨道交通基础构件尺寸快速智能检测系统，包括激光测距仪、基础构件类型识别装置、激光点云采集系统、模型重建系统和偏差检测系统，所述激光测距仪实时跟踪测量基础构件的距离信息，并判断基础构件是否在检测区域内；所述基础构件类型识别装置用于读取检测区域内基础构件的预埋电子芯片信息或基础构件侧面喷涂的流水号，与数据库中的基础构件参数进行匹配，进而获得基础构件的设计参数信息；所述激光点云采集系统包括工业机器人、激光扫描仪和光学跟踪仪，所述工业机器人驱动激光扫描仪动态获取所述基础构件表面的激光点云数据，所述光学跟踪仪跟踪所述激光扫描仪，并为激光扫描仪提供实时的空间位置和姿态信息；所述模型重建系统对轨道交通基础构件激光点云快速智能采集系统采集的激光点云数据进行处理，重建基础构件各部件的三维几何模型；所述偏差检测系统利用重建的基础构件各部件的三维几何模型，通过空间几何计算得到基础构件各部件的几何尺寸，再与设计尺寸进行比较，进而得到基础构件外形尺寸的加工偏差并形成检测报告。

上述激光测距仪设置在距离轨道板短边0.5米处的地面上，基础构件类型识别装置设置在距离轨道板长边0.5米处的支架上。

所述基础构件类型识别装置为识别技术读取轨道板预埋电子芯片信息的射频识别系统或通过文字识别技术读取轨道板侧面喷涂的流水号的工业相机。

所述工业机器人包括一机械臂及其控制器，所述激光扫描仪安装在所述机械臂的下端，机械臂的上端设置在一精密滑轨上并能沿该精密滑轨移动；所述光学跟踪仪通过一万向云台和一支撑架安装在一直线滑台上并能沿该直线滑台移动。

在本实用新型的一个实施例中，在所述直线滑台上安装有传送带，所述光学跟踪仪安装在所述传送带上，所述传送带在一步进电机的控制下进行移动。

所述光学跟踪仪通过动态获取标靶的空间三维坐标实现自定位，所述标靶设置有多个，每个标靶分别安装在一个标靶安装工件上，标靶安装工件安装在工件安装支架的横梁上。

在本实用新型的一个实施例中，所述工件安装支架在所述检测区域内基础构件的两侧各设置有一个，其中一个工件安装支架上设置有2根横梁，所述2根横梁与所述基础构件的水平距离和垂直距离均不相同，在2根横梁分别均面多个所述标靶安装工件。

一种利用上述系统检测CRTSⅢ型无砟轨道板尺寸的方法，包括以下步骤：

S1.轨道板表面激光点云数据自动采集：

1)将轨道板运输至检测区域，通过预先设置的激光测距仪实时跟踪测量轨道板的距离信息，判断轨道板是否在检测区域内；

2)当判断轨道板已进入检测区域内后，启动基础构件类型识别装置，获得该轨道板的设计参数信息；

3)启动激光点云采集系统，同步控制机械臂、激光扫描仪及光学跟踪仪，实时动态获取轨道板表面的激光点云；

S2.轨道板三维模型重建：利用激光点云采集系统对CRTSⅢ型无砟轨道板的承轨台、预埋套管及底板的模型进行重建，提取模型参数；

S3.轨道板各部件偏差检测：利用偏差检测系统，根据S2中提取的模型参数计算轨道板相应部件的尺寸值，再与设计值进行比较，得到轨道板各部件的加工尺寸偏差值。