一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统及方法

1.一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统，包括轨道板运输车（10）、轨道板翻板机（20）、摄影测量系统（30），其特征在于：所述的轨道板运输车（10）包括运板小车（101）和轨道（102），运板小车上还设有与待检CRTSⅢ型轨道板（40）构成支撑配合的千斤顶（103）；所述的轨道板翻板机（20）包括翻板机架（201）、锁紧装置（202）、旋转轴（203）、轴承支座（204）、安全销（205）、固定卡（206）和翻板机控制柜（207）；翻板机架（201）通过固定在轨道（102）两侧的轴承支座（204）架设于轨道（102）上方，锁紧装置（202）用于固定轨道板（40）而设置于翻板机架（201）上，旋转轴（203）用于轨道板翻板机（20）翻转而设置于轴承支座（204）中部，用于固定卡（206）限位的安全销（205）设置于轴承支座（204）下部，翻板机控制柜（207）的信号输出端与翻板机架（201）的信号输入端相连；所述的摄影测量系统（30）包括机械测量臂（301）、机械臂行动台架（302）、轨道板存放平台（303）、扫描系统定标台（304）、光栅扫描仪（305）、CCD双摄像头跟踪器（306）、跟踪器行动轨道（307）和PC控制柜台（308）；机械测量臂（301）与机械臂行动台架（302）活动连接，光栅扫描仪（305）与机械测量臂（301）固定连接，轨道板存放平台（303）设置于轨道（102）的上方，扫描系统定标台（304）设置于轨道板存放平台（303）的一侧，CCD双摄像头跟踪器（306）通过跟踪器行动轨道（307）设置于轨道板存放平台（303）的一侧实现与机械测量臂（301）的同步运动，PC控制柜台（308）的信号输出端分别与机械测量臂（301）、光栅扫描仪（305）、CCD双摄像头跟踪器（306）的信号输入端相连，PC控制柜台（308）的信号输入端分别与机械测量臂（301）、扫描系统定标台（304）、光栅扫描仪（305）、CCD双摄像头跟踪器（306）的信号输出端相连。 2.根据权利要求1所述的一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统，其特征在于：所述锁紧装置（202）包括前部锁紧装置（2021）、上部锁紧装置（2022）、后部锁紧装置（2023）中的至少一种；前部锁紧装置（2021）设置于翻板机架（201）的前部且与固定卡（209）活动连接，上部锁紧装置（2022）设置在翻板机架（201）上部，后部锁紧装置（2023）设置于靠近摄影测量系统（30）的翻板机架（201）后部；所述旋转轴（203）的端部还设有旋转轴接头（2031）。 3.根据权利要求2所述的一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统，其特征在于：所述锁紧装置（202）上还设有橡胶垫；所述上部锁紧装置（2022）由一个圆柱形液压主杆（2022-1）及两个圆柱形液压副杆（2022-2）组成。 4.根据权利要求1所述的一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统，其特征在于：所述机械测量臂（301）是由机械臂第一关节（301-1）、机械臂第二关节（301-2）、机械臂第三关节（301-3）、机械臂第四关节（301-4）、机械臂足部（301-5）、机械臂运动装置（301-6）组成；机械臂运动装置（301-6）与机械臂行动台架（302）的上部活动连接，机械臂足部（301-5）与机械臂行动台架（302）的下部活动连接，机械臂足部（301-5）、机械臂第一关节（301-1）、机械臂第二关节（301-2）、机械臂第三关节（301-3）、机械臂第四关节（301-4）依次活动连接，光栅扫描仪（305）与机械臂第四关节（301-4）固定连接。 5.根据权利要求1所述的一种CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测系统，其特征在于：所述机械臂行动台架（302）由主结构钢架（302-1）和加强门型钢架（302-2）组成，加强门型钢架（302-2）用于稳定主结构钢架（302-1）而与主结构钢架（302-1）固定连接，主结构钢架（302-1）上部设置牛腿（302-3），牛腿（302-3）上部与机械臂行走槽道（302-4）焊接；所述轨道板存放平台（303）由多个矩形钢柱（303-1）构成，分布在运板小车轨道（102）两旁；所述扫描系统定标台（304）由一个矩形钢柱（304-1）及焊接在钢柱顶部的校准板（304-2）组成。 6.一种权利要求1~5任一项所述的CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、轨道板运输：运板小车（101）上的千斤顶（103）将轨道板（40）顶起高度H在轨道（102）上前进，运板小车（101）驶过轨道板翻板机（20）时千斤顶（103）降下，使轨道板（40）落入轨道板翻板机（20），之后运板小车（101）在等待区进行等待；S2、轨道板翻转：待运板小车（101）驶到等待区后，锁紧装置（202）使轨道板（40）锁紧在翻板机架（201）上，整个轨道板翻板机（20）形成闭合结构，打开固定卡（206）上的限位安全销（205），旋转轴（203）同步沿顺时针方向转动90°，此时轨道板（40）为竖直状态，待平稳后，旋转轴（203）再次同步沿顺时针方向转动90°，此时轨道板承轨台部位朝上，即完成翻板工作；打开锁紧装置（202），运板小车（101）驶回轨道板翻板机（20）下部，千斤顶（103）升起将轨道板托起后运送至轨道板检测区的轨道板存放平台（303）上；运板小车（101）返回，旋转轴（203）沿顺时针转动180°，回到初始状态；S3、系统调试：将扫描设备连接，光栅扫描仪（305）通过扫描系统定标台（304）定标，再将机械测量臂（301）与CCD双摄像头跟踪器（306）协同测试；S4、轨道板摄影成像：分别定义机械臂第一关节（301-1）、机械臂第二关节（301-2）、机械臂第三关节（301-3）、机械臂第四关节（301-4）、机械臂足部（301-5）的坐标，机械臂第四关节（301-4）持有光栅扫描仪（305）的机械测量臂（301）沿预先设定的路径分别对轨道板（40）的侧面和承轨台表面进行扫描，同时CCD双摄像头跟踪器（306）实时捕捉机械臂第四关节（301-4），二者的扫描结果均传入PC控制柜台（308），借助于特定软件成像，根据获得的成像检测轨道板（40）是否具有缺陷。 7.根据权利要求6所述的CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测方法，其特征在于，步骤S3所述的光栅扫描仪（305）定标，具体操作是：首先进入PC控制台（308）中的软件扫描校准系统，移动机械测量臂（301）至扫描系统定标台（304）顶部5~15cm处，对扫描系统定标台（304）顶部的校准板（304-2）上的42个白色区域进行扫描，直到实际影像和软件扫描校准系统中的理论影像重合，然后单击“优化”按钮，光栅扫描仪定标即完成。 8.根据权利要求6所述的CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测方法，其特征在于，步骤S3所述的机械测量臂（301）与CCD双摄像头跟踪器（306）协同测试，具体操作是：机械测量臂（301）通过机械臂足部（301-5）和机械臂运动装置（301-6）与机械臂行动台架（302）活动连接，PC控制台（308）实时更新机械测量臂（301）的行动姿态，并将信号反馈给CCD双摄像头跟踪器（306），使CCD双摄像头跟踪器（306）与机械测量臂（301）协同运动，步调一致。 9.根据权利要求6所述的CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测方法，其特征在于，步骤S4所述预先设定的路径包括：S41、分别沿路径BA、AC、CD、DB所在的平面进行轨道板侧面扫描；S42、分别沿路径Pj→Pr、Pi→Pa在轨道板（40）承轨台部位进行光栅扫描。 10.根据权利要求6所述的CRTSⅢ型板式无砟轨道板检测方法，其特征在于，步骤S4所述机械臂坐标的定义包括：在机械测量臂（301）移动至足部建立世界坐标World x =0、World y =0、World z =0，在机械臂第一关节（301-1）建立相对坐标X 1 =0、Y 1 、Z 1 ；在机械臂第二关节（301-2）建立相对坐标X 2 、Y 2 、Z 2 ；在机械臂第三关节（301-3）建立X 3 、Y 3 、Z 3 =0；在机械臂第四关节（301-4）建立X 4 、Y 4 =0、Z 4 =0。