1.本实用新型涉及
钢轨检测领域，尤其涉及一种钢轨检测设备。
背景技术：
2.在钢轨制造中，经过轧机的钢轨往往会存在一些缺陷，这些缺陷包括：(1)外观质量缺陷，例如钢轨表面裂痕、轧痕、划痕，以及钢轨的几何尺寸公差、平直度等等。(2)内在质量方面，例如存在夹杂、偏析等冶金缺陷等等。以上描述的这些缺陷会影响钢轨的出厂质量，也会成为钢轨在使用过程中的损坏诱因。
3.有鉴于此，特提出本技术。
技术实现要素：
4.本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的至少一种不足，而提供一种结构简单，且能够检测钢轨质量的检测设备。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种钢轨检测设备,包括：
6.机架，构造成环形结构，
所述环形结构围绕有钢轨运输通道；
7.成像模组，配置于所述机架上，其包括在所述环形结构上间隔布置的4个成像
组件，所述成像组件分别配置为获取所述钢轨在周向上一定区域的图像，所述4个成像组件获取的区域的图像构成为所述钢轨在周向上360
°
的图像。
8.较佳地，所述成像模组包括4个照明组件，沿周向，每个照明组件配置在两个成像组件之间。
9.较佳地，4个所述成像组件在周向上等间隔布置，4个所述照明组件等间隔布置。
10.较佳地，两个所述成像组件布置在水平线上，另两个所述成像组件布置在竖直方向上。
11.较佳地，所述成像组件包括图像传感器和激光发射器，所述激光发射器的发射中心的延长线与图像传感器的光轴的夹角为0
°
～45
°
。
12.较佳地，所述机架包括环形结构的第一支架，所述成像模组配置在所述第一支架上。
13.较佳地，钢轨检测设备还包括4个超声波传感组件，所述4个超声波传感组件配置在所述机架上，并配置为在周向上等间隔布置；
14.其中，两个所述超声波传感组件布置在水平线上，另两个所述超声波传感组件布置在竖直方向上。
15.较佳地，所述机架包括环形结构的第二支架，所述4个超声波传感组件配置在所述第二支架上，所述第一支架和所述第二支架在所述钢轨的输送方向上并置。
16.较佳地，钢轨检测设备还包括4个
涡流传感器，所述4个涡流传感器分别通过驱动模组支撑在所述机架上，所述驱动模组用于驱使所述涡流传感器相对所述机架活动；其中，所述4个涡流传感器在周向上等间隔布置；且两个所述涡流传感器布置在水平线上，另两个
所述涡流传感器布置在竖直方向上。
17.较佳地，所述机架包括环形结构的第三支架，所述4个涡流传感器配置在所述第三支架上，所述第一支架、所述第二支架第三支架在所述钢轨的输送方向上并置。
18.由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：本技术的钢轨检测设备使用了成像模组、超声波检测模块和涡流检测模块，可以实现对钢轨表面、内部瑕疵进行检测并定位，达到精确管控钢轨质量的目的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
20.图1和图2分别绘示了不同视角下一实施例的钢轨检测设备的示意图；
21.图3绘示了一实施例的涡流检测模块的示意图；
22.图4绘示了一实施例的超声波检测模块的示意图；
23.图5绘示了一实施例的成像模组的示意图。
24.附图标记：
25.钢轨s，机架11，输送轮12，第三支架13，第一支架14，第二支架15，支撑滑轨16，涡流检测探头21，第一单轴驱动器25，工业光源31，十字激光发射器35，工业摄像头39，高性能隔音泡棉51，第二单轴驱动器52，超声波探头56。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.结合图1至图5，在一实施例中，参考图1，本技术的钢轨检测设备包含机架11、输送轮12和滑轨16，机架11构成为环形结构，滑轨16将机架11支撑为沿钢轨s的长度方向滑动，输送轮12穿设在机架11环形结构的中间，用于输送钢轨s。在一种实施例中，机架11被配置为可滑动，用于相对钢轨s滑动过程中检测钢轨s。在另外的实施例中，机架11可以是固定，钢轨s可滑动，以在机架11内被检测。
28.机架11包括有第一支架14、第二支架15和第三支架13。在本实施例中，第一支架14、第二支架15和第三支架13分别为八角型外壳构件。在其它实施例中，第一支架14、第二支架15和第三支架13还分别可为圆空心构件，或者六角型空心构件，正方型空心构件。
29.第一支架14上配置有成像模组，成像模组包括在所述环形结构上间隔布置的4个成像组件，所述成像组件分别配置为获取所述钢轨在周向上一定区域的图像，所述4个成像组件获取的区域的图像构成为所述钢轨在周向上360
°
的图像。具体地，成像组件包括4个照明组件和4个成像组件，成像组件包括有工业摄像头39和十字激光发射器35。工业摄像头39沿周向等间隔布置，两个所述工业摄像头39布置在水平线上，另两个所述工业摄像头39布置在竖直方向上，即，工业摄像头39在0
°
、90
°
、180
°
、270
°
四个位置上布置，十字激光发射器
35对应于工业摄像头39设置，十字激光发射器35与工业摄像头39之间的夹角在0
°
～45
°
之间。照明组件为工业光源31配置在两个成像组件之间。即，工业光源31安装在45
°
、135
°
、225
°
、315
°
这几个方位，光源的安装于该位置能够避开阴影区，使工业摄像头39的成像质量得到提高。
30.第二支架15上配置有4个超声波传感组件，所述4个超声波传感组件配置在所述机架上，并配置为在周向上等间隔布置。其中，两个所述超声波传感组件布置在水平线上，另两个所述超声波传感组件布置在竖直方向上。具体地，超声波传感组件为超声波探头56，超声波探头56在0
°
、90
°
、180
°
、270
°
四个位置上布置。第二支架15上配置有高性能隔音泡棉51。超声波探头56通过第二单轴驱动器52支撑在第二支架15上，第二单轴驱动器52包括电机和滚珠丝杠传动，用于驱动超声波探头56靠近或远离钢轨s。
31.第三支架13上配置有4个涡流传感器，所述4个涡流传感器分别通过驱动模组支撑在所述机架上，所述驱动模组用于驱使所述涡流传感器相对所述机架活动。其中，所述4个涡流传感器在周向上等间隔布置；且两个所述涡流传感器布置在水平线上，另两个所述涡流传感器布置在竖直方向上。具体地，涡流传感器为涡流检测探头21，涡流检测探头21通过第一单轴驱动器25支撑在第三支架13上，涡流检测探头21在0
°
、90
°
、180
°
、270
°
四个位置上布置。
32.其中，分别将4个涡流传感器、4个超声波传感组件和成像模组分置于不同的支架上，让三个检测模组成模块方式设置，使得钢轨检测设备成模块化安装，简化安装结构，且三个检测模块沿钢轨s的输送方向可调换顺序装配。
33.钢轨检测设备的工作过程如下：
34.经过轧制的钢轨s进入机架11由输送轮12带动进入检测区域ⅰ，检测区域ⅰ是涡流检测模块，第一单轴驱动器25带动涡流检测探头21逼近钢轨s，检测涡流的变化从而获得钢轨s近表面的检测信息。随后到达检测区域ⅱ，检测区域ⅱ是视觉-结构光检测区域，四组工业光源31负责照亮待检测的钢轨s，四个十字激光35分别投射在钢轨s的侧面，四个工业摄像头39对准钢轨的四个面，对钢轨s的外观质量进行检测。钢轨s继续前进进入第ⅲ部分，第三部分是超声波检测区，针对不同规格的钢轨s，可通过调节第二单轴驱动器52来调节超声相控阵探头56的位置，以此来检测钢轨s内部质量。将此检测装置安设在产线末端，如此能够保证钢轨能迅速得到综合的质量检测。
35.钢轨经过涡流检测-视觉检测-超声波探伤，形成了：浅表质量检测、外观尺寸质量检测、钢轨内部质量检测的综合钢轨质量检测体系，这个流程会形成综合性的钢轨质量数据。四个涡流检测探头21能对钢轨s的浅表损伤进行检测，四组工业摄像头-激光所组合成的结构光检测系统能够对钢轨s进行三维重建和外观缺陷检测(包括尺寸检测和平直度检测等)，其中，以钢轨s质心为笛卡尔坐标的中心，以垂直于地面方向为y轴，以水平面为x轴，图像传感器和激光发射器安装在在0
°
、90
°
、180
°
、270
°
这几个方位，光源安装在45
°
、135
°
、225
°
、315
°
这几个方位，光源能够避开了阴影区，成像质量得到提高。四组可调节位置的超声相控阵探头可以对钢轨内部缺陷进行全方位探测。采用记录瑕疵位置归并到“视觉-激光检测模块”生成的三维模型中的融合方式。ⅰ：涡流检测部分检测到浅表瑕疵(可能看得见可能看不见)，此时会记录下瑕疵数据出现在钢轨上的位置，ⅱ：视觉-激光检测部分会生成一个具有钢轨s轮廓、尺寸、平直度、表面瑕疵的三维模型。ⅲ：超声波探伤检测将会记录钢轨
内部的缺陷。最后，针对每一个模块记录的瑕疵的位置，在数据融合时将会把涡流检测出的浅表瑕疵和超声波检测出的内部瑕疵出现的位置加入三维模型中，当一根钢轨s完全通过检测装置，将会生成一个完整的单根钢轨的数据体。
36.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种钢轨检测设备,其特征在于，包括：机架，构造成环形结构，所述环形结构围绕有钢轨运输通道；成像模组，配置于所述机架上，其包括在所述环形结构上间隔布置的4个成像组件，所述成像组件分别配置为获取所述钢轨在周向上一定区域的图像，所述4个成像组件获取的区域的图像构成为所述钢轨在周向上360
°
的图像；超声波检测模块，包括4个超声波传感组件，所述4个超声波传感组件配置在所述机架上，并配置为在周向间隔布置；涡流检测模块，包括4个涡流传感器，所述4个涡流传感器配置在所述机架上，并配置为在周向间隔布置。2.根据权利要求1所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述成像模组包括4个照明组件，沿周向，每个照明组件配置在两个成像组件之间。3.根据权利要求2所述的钢轨检测设备,其特征在于，4个所述成像组件在周向上等间隔布置，4个所述照明组件等间隔布置。4.根据权利要求3所述的钢轨检测设备,其特征在于，两个所述成像组件布置在水平线上，另两个所述成像组件布置在竖直方向上。5.根据权利要求1所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述成像组件包括图像传感器和激光发射器，所述激光发射器的发射中心的延长线与图像传感器的光轴的夹角为0
°
～45
°
。6.根据权利要求1-5任一项所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述机架包括环形结构的第一支架，所述成像模组配置在所述第一支架上。7.根据权利要求6所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述4个超声波传感组件配置为在周向上等间隔布置；其中，两个所述超声波传感组件布置在水平线上，另两个所述超声波传感组件布置在竖直方向上。8.根据权利要求7所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述机架包括环形结构的第二支架，所述4个超声波传感组件配置在所述第二支架上，所述第一支架和所述第二支架在所述钢轨的输送方向上并置。9.根据权利要求8所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述4个涡流传感器分别通过驱动模组支撑在所述机架上，所述驱动模组用于驱使所述涡流传感器相对所述机架活动；其中，所述4个涡流传感器在周向上等间隔布置；且两个所述涡流传感器布置在水平线上，另两个所述涡流传感器布置在竖直方向上。10.根据权利要求9所述的钢轨检测设备,其特征在于，所述机架包括环形结构的第三支架，所述4个涡流传感器配置在所述第三支架上，所述第一支架、所述第二支架第三支架在所述钢轨的输送方向上并置。
技术总结
本实用新型提供一种钢轨检测设备,其包括：机架，构造成环形结构，环形结构围绕有钢轨运输通道；成像模组，配置于机架上，其包括在环形结构上间隔布置的4个成像组件，成像组件分别配置为获取钢轨在周向上一定区域的图像，4个成像组件获取的区域的图像构成为钢轨在周向上360
技术研发人员：
陈韬阳 方遒
受保护的技术使用者：
厦门理工学院
技术研发日：
2022.07.18
技术公布日：
2022/11/28
