ES2260186T3 - Dispositivo para medir opticamente las ruedas de vehiculos ferroviarios. - Google Patents
Dispositivo para medir opticamente las ruedas de vehiculos ferroviarios.Info
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Abstract
Un sistema óptico para inspección y control geométrico-dimensional automáticos de las ruedas de vehículos ferroviarios que comprende un par de raíles (9, 10) sobre los que marcha un vehículo ferroviario, incluyendo al menos un raíl (9) de dicho par de raíles (9, 10) un segmento especial (9'') de sección transversal reducida, comprendiendo además dicho sistema óptico al menos un montaje óptico que incluye un dispositivo óptico (7) para adquisición de imágenes bidimensionales y/o tridimensionales, una fuente de luz (8) que emite un haz de luz, un primer espejo (11) y un segundo espejo (12) que tienen ejes ópticos correspondientes, estando colocado dicho dispositivo óptico (7) dentro o fuera de dicho par de raíles (9, 10) a una primera distancia fija, estando colocada dicha fuente de luz dentro o fuera de dicho par de raíles (9, 10) a una segunda distancia fija, durante la operación de control que es efectuada sobre una rueda que marcha sobre dicho al menos un segmento especial (9''), transmitiendo dicho primer espejo (11) el haz de luz que viene de dicha fuente de luz (8) a lo largo de una dirección paralela al raíl correspondiente (9) y transmitiendo dicho segundo espejo (12) el haz de luz que viene del primer espejo (11) hacia dicho dispositivo óptico (7), estando provisto cada uno de dichos primer espejo (11) y segundo espejo (12) de un dispositivo de movimiento dispuesto para desplazarlo del recorrido de las ruedas (1) en sincronismo con el paso de una rueda (1) mientras la orientación del eje óptico correspondiente con respecto a la rueda (1), al dispositivo óptico (7) y a la fuente de luz (8) se mantiene constante.
Description
Dispositivo para medir ópticamente las ruedas de
vehículos ferroviarios.
Esta invención se refiere a un sistema óptico
para inspeccionar y controlar automáticamente la característica
geométrica y dimensional de ruedas de vehículos ferroviarios que
está basado en el empleo de dispositivos de visión artificial y
permite realizar un análisis de estado de las ruedas durante el
movimiento de los vehículos sobre los que están montadas, eliminando
así cualquier necesidad de desmontarlas así como cualquier necesidad
de separar el tren en vagones individuales y locomotora. El sistema
resultante, por lo tanto, resulta ser altamente fiable y eficiente y
permite que las operaciones de inspección y control se lleven a cabo
de manera más fácil y con duraciones sumamente más cortas con
respecto a técnicas convencionales y con costes consecuentemente
reducidos.
Se sabe, que, como las ruedas de los vehículos
ferroviarios y los raíles son cuerpos que tienen una alta rigidez,
el contacto entre los mismos conlleva altas cargas dinámicas y puede
causar daños graves a las superficies giratorias, particularmente
durante las fases de frenado, también debido a posible desalineación
de las ruedas.
En primer lugar, las ruedas pueden ser sometidas
a deformaciones geométricas que generan más sobrecargas que actúan
sobre las propias ruedas y sobre los raíles.
Sólo a modo de ilustración, algunas
deformaciones geométricas causadas habitualmente son las facetas
locales y la deformación poligonal del perfil circular (frontal) de
las ruedas.
Las facetas locales, que generan los
sobreesfuerzos dinámicos más relevantes, son causadas por bloqueo de
las ruedas al frenar, que a su vez causa eliminación de material de
las superficies de contacto entre las ruedas y el raíl.
Aunque tales deformaciones geométricas sean
compensadas posteriormente en el transcurso del tiempo por las
nuevas deformaciones generadas sobre las partes ya deformadas, su
extensión dimensional, que inicialmente está restringida a algunos
centímetros, tiende a extenderse hasta algunas decenas de
centímetros. Esto genera la llamada deformación poligonal que a
veces resulta ser más peligrosa que las propias facetas locales, ya
que causa variaciones de carga de duración más larga que sólo son
compensadas de manera insignificante por la inercia de las
ruedas.
Cuando se aumenta la velocidad de movimiento del
vehículo ferroviario y consecuentemente la velocidad de rotación de
las ruedas, la inercia de las ruedas tiende a causar una separación
de las ruedas del raíl en las facetas locales así como en las partes
planas de las deformaciones poligonales, causando así esfuerzos
incluso más altos sobre las ruedas y sobre los raíles, de cantidades
crecientes con dimensiones crecientes de las facetas y de las partes
planas así como con la carga axial creciente.
Tales esfuerzos también se propagan a las
traviesas y al balasto y promueven un rápido desgaste de las ruedas,
de los miembros de transmisión y de los raíles, que conlleva una
degradación de sus características y requiere frecuentes
intervenciones de mantenimiento sobre los vehículos y sobre las
líneas férreas además de causar una gran contaminación acústica
debido al ruido de pulsaciones generado por los contactos de choque
entre las ruedas y los raíles.
Puede evitarse una rotura por fatiga de las
ruedas, miembros de transmisión y raíles y puede obtenerse una
reducción de la contaminación acústica sólo llevando a cabo
periódicamente una comprobación
geométrica-dimensional sobre las ruedas para
detectar cualquier condición de desgaste anómalo de las mismas en
comparación con límites de desgaste específicos establecidos de tal
manera que aseguren la eficiencia y la seguridad tanto de los
vehículos como de las líneas férreas.
Todos los procedimientos de control y
comprobación convencionales están basados en desmontar las ruedas de
los vehículos ferroviarios en talleres de mantenimiento
especializados e inspeccionarlas mediante operaciones de medición
realizadas por operarios especializados usando instrumentos
convencionales.
Todos estos procedimientos tienen algunos
inconvenientes graves, relacionados principalmente con la
complejidad de las operaciones y de los aparatos de montaje y
desmontaje de ruedas, con el notable número de operaciones
especializadas implicadas en los mismos, con la prolongada duración
de las operaciones y con los altos costes consiguientes en los que
se incurre.
Recientemente se han desarrollado algunas
propuestas dirigidas a realizar el control
geométrico-dimensional de las ruedas sin incurrir en
la necesidad de desmontarlas de manera preliminar del vehículo
ferroviario involucrado.
En particular, la patente italiana Nº 1.264.762
desvela un procedimiento y un aparato para medir automáticamente las
ruedas de vehículos ferroviarios incluso mientras los vehículos
involucrados están en marcha, eliminando así también la necesidad de
separar el tren en vagones y locomotoras individuales. Tal
procedimiento utiliza un aparato que detecta el perfil de la banda
de rodadura de la rueda en contacto con el raíl e incluye
dispositivos ópticos para el mismo colocados a un lado del raíl y
que comprenden dispositivos ópticos de detección y medición, un
sistema de iluminación, un dispositivo de enfoque de imagen y un
dispositivo de centrado de seguimiento, por medio de los cuales se
adquieren a la vez las imágenes de un par de ruedas en marcha.
De todos modos, esta propuesta también tiene
varios inconvenientes graves que inhiben su aplicabilidad.
En primer lugar, como los dispositivos ópticos
necesarios están colocados a un lado del raíl, la imagen adquirida
de la rueda como se genera resulta ser apenas utilizable debido a
efectos de perspectiva. Esto se ilustra claramente en las Figuras
1a, 1b y 1c, en las que la Figura 1a es una vista en perspectiva de
una rueda 1 tal como aparece desde un punto de observación lateral
en el lado interior del raíl 2, la Figura 1b muestra la imagen 3
(gráficamente dividida en una parte 3' que corresponde a la rueda 1
y una parte 3'' que corresponde al raíl 2), tal como se desprende de
la Figura 1a, adquirida por un sensor óptico de medición y detección
colocado en el punto de observación, y la Figura 1c muestra la
imagen adquirida 4 del perfil de la banda de rodadura 6 de la rueda
1 en contacto con el raíl 2, visualizada en una pantalla 5. Resulta
evidente a partir de la Figura 1c que los efectos de perspectiva
hacen a la imagen adquirida 4 sustancialmente inútil para cualquier
control geométrico-dimensional deseado.
Además, los dispositivos ópticos de adquisición
de imagen pueden cambiar su orientación durante la operación,
variando así la inclinación de los ejes ópticos por medio de dicho
sistema de centrado de seguimiento, cuyos miembros de transmisión
deben estar sincronizados con exactitud sumamente alta con el
movimiento de la rueda en marcha. Esto degrada la fiabilidad de las
mediciones y conlleva un aumento de la frecuencia de las operaciones
de calibración de instrumentos, haciendo así particularmente
complicado el procedimiento de control
geométrico-dimensional.
Por último, el procedimiento y el aparato como
se desvelan en la patente italiana anteriormente mencionada no
consideran el problema de la variación dimensional de la imagen
adquirida causada cuando se varía la distancia relativa entre las
ruedas y el sensor de detección y medición.
Del documento EP0751371 se conoce otro sistema
óptico para la inspección geométrica de ruedas de un vehículo
ferroviario móvil.
La propuesta sugerida según esta invención debe
considerarse dirigida a permitir que se resuelvan todos los
problemas discutidos anteriormente.
Un objeto de esta invención es, por lo tanto,
realizar de manera fiable, eficiente, simple y económica el control
geométrico-dimensional de ruedas de vehículos
ferroviarios incluso mientras los vehículos interesados sobre los
que están montadas están en marcha, sin incurrir en la necesidad de
desmontarlas de manera preliminar del vehículo ferroviario o de
separar el tren en coches y locomotoras individuales.
El objeto específico de esta invención es un
sistema óptico para inspección y control
geométrico-dimensional automáticos de las ruedas de
vehículos ferroviarios que comprende un par de raíles sobre los que
marcha un vehículo ferroviario, incluyendo al menos un raíl de dicho
par de raíles al menos un segmento especial con sección transversal
reducida, comprendiendo además dicho sistema óptico al menos un
montaje óptico que incluye un dispositivo óptico para adquisición de
imágenes bidimensionales y/o tridimensionales, una fuente de luz que
emite un haz de luz, un primer espejo y un segundo espejo que tienen
ejes ópticos correspondientes, estando colocado dicho dispositivo
óptico dentro o fuera de dicho par de raíles a una primera distancia
fija, estando colocada dicha fuente de luz dentro o fuera de dicho
par de raíles a una segunda distancia fija, durante la operación de
control que se efectúa sobre una rueda que marcha sobre dicho al
menos un segmento especial, transmitiendo dicho primer espejo el haz
de luz que viene de dicha fuente de luz a lo largo de una dirección
paralela al raíl correspondiente y transmitiendo dicho segundo
espejo el haz de luz que viene del primer espejo hacia dicho
dispositivo óptico, estando provistos cada uno de dichos primer
espejo y segundo espejo de un dispositivo de movimiento dispuesto
para desplazarlo del recorrido de las ruedas en sincronismo con el
paso de una rueda mientras la orientación del eje óptico
correspondiente con respecto a la rueda, al dispositivo óptico y a
la fuente de luz se mantiene constante.
Preferentemente según esta invención, dicho
dispositivo óptico para adquisición de imágenes bidimensionales y/o
tridimensionales es una cámara de TV matricial y aún más
preferentemente una cámara de TV matricial implementada en
tecnología de transferencia de carga o tecnología de dispositivo
acoplado por carga (CCD).
También según esta invención, dicha fuente de
luz puede ser un iluminador plano de luz, preferentemente un
iluminador con luz paralela.
Además, según esta invención, al menos un
segmento especial del raíl correspondiente puede tener una sección
transversal reducida para exponer la parte interior y/o la parte
exterior de la rueda en contacto con la misma.
Además, según esta invención, dicho dispositivo
de movimiento es activado por medio de un control mecánico y/o un
control electrónico accionado por dicha rueda.
También según esta invención, dicho control
mecánico puede ser una palanca mecánica y/o una leva.
Adicionalmente según esta invención, dicho
control electrónico puede comprender un sensor de proximidad y/o una
célula fotoeléctrica que mueve un accionador eléctrico o hidráulico
o neumático.
Preferentemente según esta invención, el sistema
electrónico también comprende al menos una unidad electrónica de
procesamiento de datos que maneja las imágenes adquiridas por dicho
dispositivo óptico y/o maneja el sistema óptico.
Además, según esta invención, dicha al menos una
unidad electrónica de procesamiento de datos puede recibir la
información de posición acerca de la posición de la rueda procedente
de sensores adecuados, preferentemente sensores de proximidad y/o
células fotoeléctricas, y puede corregir las dimensiones de las
imágenes adquiridas por dicho dispositivo óptico como una función de
la posición de dicha rueda.
También según esta invención, dicha al menos una
unidad electrónica de procesamiento de datos recibe información
acerca de la velocidad de movimiento de dicha rueda procedente de
dispositivos de detección de velocidad.
Además, según esta invención, dicha al menos una
unidad electrónica de procesamiento de datos está adaptada para
realizar procedimientos de interpolación de datos para establecer la
posición de la rueda basada en la información acerca de la velocidad
de movimiento de dicha rueda.
Preferentemente según esta invención, dicho
sistema óptico incluye un único montaje óptico.
Además, según esta invención, al menos un
montaje óptico es trasladado a lo largo de una dirección paralela a
dicho par de raíles.
Ahora se describirá esta invención a modo de
ilustración y no a modo de limitación según sus realizaciones
preferidas, haciendo referencia particularmente a las Figuras de los
dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1a es una vista en perspectiva de una
rueda de un vehículo ferroviario tal como aparece desde un punto de
observación lateral sobre el lado interior del raíl según la técnica
anterior;
la Figura 1b muestra la imagen proveniente de
la Figura 1a tal como es adquirida por un sensor óptico;
la Figura 1c muestra la parte de la imagen de
la Figura 1b que corresponde al perfil de la banda de rodadura de la
rueda en contacto con el raíl, visualizada en una pantalla;
la Figura 2 muestra la realización preferida
de un sistema óptico para control
geométrico-dimensional según esta invención durante
el funcionamiento del mismo;
la Figura 3a muestra una vista alineada
axialmente con la dirección de movimiento de una rueda de un
vehículo ferroviario insertada en el sistema ilustrado en la Figura
2;
la Figura 3b muestra la imagen procedente de la
Figura 3a tal como es adquirida por el sistema de la Figura 2;
la Figura 3c muestra la parte de la imagen de
la Figura 3b que corresponde al perfil de la banda de rodadura de la
rueda en contacto con el raíl, visualizada en una pantalla;
La Figura 4a muestra el sistema de la Figura 2
durante una operación de inspección realizada sobre una rueda
colocada en una primera posición;
la Figura 4b muestra la parte de la imagen tal
como es adquirida por el sistema de la Figura 4a que corresponde al
perfil de la banda de rodadura de la rueda en contacto con el raíl,
visualizada en una pantalla;
La Figura 5a muestra el sistema de la Figura 2
durante una operación de inspección realizada sobre una rueda
colocada en una segunda posición;
La Figura 5b muestra la parte de la imagen tal
como es adquirida por el sistema de la Figura 5a que corresponde al
perfil de la banda de rodadura de la rueda en contacto con el raíl,
visualizada en una pantalla;
la Figura 6a muestra el sistema de la Figura 2
durante una operación de inspección realizada sobre una rueda
colocada en una tercera posición;
la Figura 6b muestra la parte de la imagen tal
como es adquirida por el sistema de la Figura 6a que corresponde al
perfil de la banda de rodadura de la rueda en contacto con el raíl,
visualizada en una pantalla.
La Figura 2 muestra la realización preferida de
un sistema óptico para control
geométrico-dimensional automático según esta
invención durante la adquisición de la imagen de la rueda 1 que ha
de ser monitorizada.
El sistema comprende una cámara de TV matricial
7, implementada preferentemente en una tecnología de transferencia
de carga o CCD (dispositivo acoplado por carga) y un iluminador
plano de luz 8, preferentemente con la cámara de TV de luz paralela
7 y el iluminador 8 colocados entre los dos raíles 9 y 10. Un primer
espejo 11 transmite el haz de luz que viene del iluminador 8 a lo
largo del recorrido de la rueda 1, concretamente en una dirección
paralela al raíl 9 sobre el que marcha dicha rueda 1. Un segundo
espejo 12 transmite el haz de luz que viene del primer espejo 11
hacia la cámara de TV 7 que consecuentemente se permite que adquiera
por contraste la imagen de la rueda 1 que ha de ser
monitorizada.
En otras palabras, el montaje de iluminador 8,
primer espejo 11, segundo espejo 12 y cámara de TV 7 forma un
recorrido óptico en el que la imagen del perfil de dicha rueda 1,
tal como es adquirida por dicha cámara de TV 7, está siempre
alineada con la dirección de movimiento de la propia rueda.
El raíl 9 sobre el que marcha la rueda 1 que ha
de ser controlada comprende, entre el primer espejo 11 y el segundo
espejo 12, un segmento especial 9' que tiene una sección restringida
para dejar que la parte interior 13 del perfil de la banda de
rodadura de la rueda 1 contacte con el segmento especial 9' de dicho
raíl 9 en condición expuesta.
El sistema óptico según esta invención comprende
además, para cada uno de dichos dos espejos 11 y 12, un dispositivo
de movimiento, no mostrado, que desplaza automática y rápidamente el
espejo correspondiente en sincronismo con el paso de la rueda 1. En
particular, dicho dispositivo de movimiento desplaza el espejo
correspondiente en el plano del propio espejo, sin variar la
orientación del eje óptico con respecto a la rueda 1, al iluminador
8 y a la cámara de TV 7, ni aun en presencia de vibraciones en el
plano de movimiento. Preferentemente, el dispositivo de movimiento
puede ser activado por medio de un control mecánico, como una
palanca mecánica y/o una leva accionada por la rueda 1, y/o un
control electrónico, como un sensor de proximidad y/o una célula
fotoeléctrica que detecta el paso de la rueda 1 y mueve un
accionador eléctrico, neumático o hidráulico. De estar presentes a
la vez un control electrónico y un control mecánico, el segundo hace
de control de seguridad para remediar el posible fallo del
primero.
El sistema óptico según esta invención también
comprende una unidad electrónica de procesamiento de datos, no
mostrada, adaptada para interpretar las imágenes adquiridas por
dicha cámara de TV 7 y para manejar todos los componentes del
sistema entero.
Para entender mejor el tipo de imagen adquirida
por dicha cámara de TV, puede hacerse referencia a las Figuras 3a,
3b y 3c.
La Figura 3a muestra una vista alineada
axialmente con la dirección de movimiento de la rueda 1 que marcha
sobre dicho segmento especial 9' del raíl 9. La Figura 3b muestra la
imagen 14 que puede adquirirse mediante un dispositivo sensor
óptico, como la cámara de TV 7; en particular, la imagen 14 está
dividida gráficamente en una parte 14' que corresponde a la rueda 1
y una parte 14'' que corresponde a dicho segmento especial 9' del
raíl 9. La Figura 3c muestra la imagen 15 adquirida por la cámara de
TV 7, tal como se visualiza en una pantalla 5, que corresponde al
perfil de la banda de rodadura 6 de la rueda 1 que contacta con el
segmento especial 9' de dicho raíl 9.
La Figura 3c evidencia claramente que la parte
interior 13 del perfil de la banda de rodadura de la rueda 1 es
completamente visible y explotable para control
geométrico-dimensional de la rueda 1.
Haciendo referencia a las Figuras 4a, 4b, 5a,
5b, 6a y 6b, puede observarse que, a medida que se reduce la
distancia entre la rueda 1 y el segundo espejo 12, la longitud del
recorrido óptico que separa la rueda 1 de la cámara de TV 7 también
se reduce y las dimensiones de la imagen 15', 15'' y 15''' adquirida
por la cámara de TV 7 se incrementan en proporción.
La unidad electrónica de procesamiento de datos
del sistema óptico según esta invención está adaptada para corregir
tal variación de dimensión de las imágenes adquiridas teniendo en
cuenta los coeficientes de escala variable entre las diversas
imágenes, sobre la base de las posiciones correspondientes de la
rueda 1. En particular, la información respecto a la posición de la
rueda 1 en el segmento especial 9' del raíl 9 puede ser facilitada a
la unidad electrónica de procesamiento de datos por sensores
adecuados, no mostrados, con los que está provisto el sistema óptico
según esta invención. Preferentemente, tales sensores de posición
son células fotoeléctricas y/o sensores de proximidad
convencionales. La unidad electrónica de procesamiento de datos
también podría recibir información respecto a la velocidad de avance
de la rueda 1 y realizar procedimientos de interpolación de datos
para determinar la posición de la rueda 1 en algunas partes del
segmento especial 9' del
raíl 9.
raíl 9.
En otras palabras, la unidad electrónica de
procesamiento de datos está adaptada para calcular los coeficientes
de escala como una función de la posición de la rueda 1, para
permitir corregir las dimensiones de las imágenes adquiridas por la
cámara de TV 7 y obtener las dimensiones reales del perfil de la
banda de rodadura 6 de la rueda 1 en contacto con el segmento
especial 9' del raíl 9.
En otras realizaciones de esta invención, la
cámara de TV matricial 7 puede ser sustituida por un dispositivo
óptico diferente adaptado para adquirir imágenes bidimensionales y/o
tridimensionales.
Además, en otras realizaciones del sistema
óptico según esta invención, la cámara de TV 7 y el iluminador 8
también pueden estar colocados fuera del par de raíles 9 y 10 o
estar colocados en lados diferentes del raíl 9.
Más realizaciones del sistema óptico según esta
invención, pueden estar provistas de un segundo montaje de
componentes ópticos que comprende una segunda cámara de TV, un
segundo iluminador y un segundo par de espejos, adaptados para
realizar funciones similares de inspección y control
geométrico-dimensional sobre las ruedas que marchan
sobre el otro raíl 10. Por supuesto, pueden hacerse provisiones para
más de un montaje óptico que funcionan sobre el mismo raíl 9 ó 10,
particularmente en aquellos casos en que la distancia entre ejes
entre dos ruedas consecutivas es menor que la circunferencia de las
ruedas, inhibiendo así la posibilidad de realizar la función de
inspección y control sobre la circunferencia entera con un único
montaje óptico.
Más realizaciones del sistema según esta
invención prevén que la cámara de TV 7 adquiera la imagen de la
rueda 1 entera y no sólo de la parte en contacto con el segmento
especial 9' del raíl 9.
Más realizaciones del sistema según esta
invención pueden prever más de un segmento especial de sección
transversal reducida 9' para el raíl 9. Sólo a modo de ejemplo y no
a modo de limitación, el raíl 9 podría estar provisto de dos
segmentos especiales de sección transversal reducida para exponer la
parte interior y la parte exterior, respectivamente, del perfil de
la banda de rodadura de dicha rueda 1.
Aún más realizaciones del sistema óptico según
esta invención pueden prever que la cámara de TV 7, el iluminador 8
y los dos espejos 11 y 12 se trasladen integralmente a lo largo de
la dirección de movimiento de la rueda 1, particularmente en
aquellos casos en que la distancia entre ejes entre dos ruedas
consecutivas es menor que la circunferencia de las ruedas.
El sistema óptico para inspección y control
geométrico-dimensional automáticos según esta
invención puede disponerse sobre una línea férrea convencional y,
por lo tanto, la función de control puede ser explotada de manera
fiable, simple, rápida y económica, a una frecuencia mucho más alta
que la frecuencia mínima establecida por los programas de
mantenimiento adoptados actualmente.
Una ventaja que puede obtenerse explotando el
sistema óptico según esta invención está relacionada con la
eliminación sustancial de los incómodos efectos de perspectiva que
se producen en la adquisición de imágenes siempre en alineación con
la dirección de movimiento de la rueda que ha de ser controlada.
Otra ventaja ofrecida por el sistema óptico
según esta invención con respecto a los aparatos convencionales se
ha de observar en que los dispositivos de adquisición de imágenes,
particularmente el iluminador 8 y la cámara de TV 7, están siempre
en posición fija y estable, aumentando así la fiabilidad de
adquisición y reduciendo notablemente la frecuencia de operaciones
de calibración de instrumentos, lo que significa una necesidad de
calibración notablemente reducida.
Una ventaja más ofrecida por el sistema óptico
según esta invención con respecto a los aparatos convencionales se
ha de observar en que los dos espejos 11 y 12 se mueven a lo largo
del recorrido óptico durante el paso de la rueda en el plano de los
propios espejos, con la orientación de los ejes ópticos
permaneciendo constante incluso en presencia de vibraciones en el
plano de movimiento, mientras que dichos espejos permanecen
sustancialmente fijos y estables durante la adquisición de las
imágenes, eliminando así la necesidad de una operación de alineación
continua.
Finalmente, el sistema óptico según esta
invención realiza la corrección de las dimensiones de la imagen
adquirida mientras varía la posición de la rueda, proporcionando así
una medida correcta de las dimensiones reales de la rueda.
Anteriormente en este documento se han descrito
las realizaciones preferidas de esta invención y se han sugerido
varias variaciones, pero debe entenderse expresamente que los
expertos en la materia pueden realizar otras variaciones y cambios,
sin apartarse del ámbito de la misma, tal como se define por las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
1. Un sistema óptico para inspección y control
geométrico-dimensional automáticos de las ruedas de
vehículos ferroviarios que comprende un par de raíles (9, 10) sobre
los que marcha un vehículo ferroviario, incluyendo al menos un raíl
(9) de dicho par de raíles (9, 10) un segmento especial (9') de
sección transversal reducida, comprendiendo además dicho sistema
óptico al menos un montaje óptico que incluye un dispositivo óptico
(7) para adquisición de imágenes bidimensionales y/o
tridimensionales, una fuente de luz (8) que emite un haz de luz, un
primer espejo (11) y un segundo espejo (12) que tienen ejes ópticos
correspondientes, estando colocado dicho dispositivo óptico (7)
dentro o fuera de dicho par de raíles (9, 10) a una primera
distancia fija, estando colocada dicha fuente de luz dentro o fuera
de dicho par de raíles (9, 10) a una segunda distancia fija, durante
la operación de control que es efectuada sobre una rueda que marcha
sobre dicho al menos un segmento especial (9'), transmitiendo dicho
primer espejo (11) el haz de luz que viene de dicha fuente de luz
(8) a lo largo de una dirección paralela al raíl correspondiente (9)
y transmitiendo dicho segundo espejo (12) el haz de luz que viene
del primer espejo (11) hacia dicho dispositivo óptico (7), estando
provisto cada uno de dichos primer espejo (11) y segundo espejo (12)
de un dispositivo de movimiento dispuesto para desplazarlo del
recorrido de las ruedas (1) en sincronismo con el paso de una rueda
(1) mientras la orientación del eje óptico correspondiente con
respecto a la rueda (1), al dispositivo óptico (7) y a la fuente de
luz (8) se mantiene constante.
2. Un sistema óptico según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo óptico para
adquisición de imágenes bidimensionales y/o tridimensionales es una
cámara de TV matricial (7).
3. Un sistema óptico según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha cámara de TV matricial (7) es una
cámara de TV matricial dotado de tecnología de transferencia de
carga o tecnología de dispositivo acoplado por carga (CCD).
4. Un sistema óptico según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha
fuente de luz es un iluminador plano de luz (8).
5. Un sistema óptico según la reivindicación 4,
caracterizado porque dicho iluminador (8) es un iluminador
con luz paralela.
6. Un sistema óptico según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos
un segmento especial (9') del raíl correspondiente (9) tiene una
sección transversal reducida para exponer la parte interior (13) y/o
la parte exterior de la rueda (1) en contacto con la misma.
7. Un sistema óptico según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho
dispositivo de movimiento es activado por medio de un control
mecánico y/o un control electrónico accionado por dicha rueda
(1).
8. Un sistema óptico según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho control mecánico es una palanca
mecánica y/o una leva.
9. Un sistema óptico según la reivindicación 7 u
8, caracterizado porque dicho control electrónico comprende
un sensor de proximidad y/o una célula fotoeléctrica que mueve un
accionador eléctrico o hidráulico o neumático.
10. Un sistema óptico según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además
comprende al menos una unidad electrónica de procesamiento de datos
que maneja las imágenes adquiridas por dicho dispositivo óptico (7)
y/o maneja el sistema óptico.
11. Un sistema óptico según la reivindicación
10, caracterizado porque dicha al menos una unidad
electrónica de procesamiento de datos recibe la información de
posición acerca de la posición de la rueda (1) procedente de
sensores adecuados y corrige las dimensiones de las imágenes
adquiridas por dicho dispositivo óptico (7) como una función de la
posición de dicha rueda (1).
12. Un sistema óptico según la reivindicación
11, caracterizado porque dichos sensores de posición que
detectan la posición de la rueda (1) son sensores de proximidad y/o
células fotoeléctricas.
13. Un sistema óptico según la reivindicación 10
u 11, caracterizado porque dicha al menos una unidad
electrónica de procesamiento de datos recibe información acerca de
la velocidad de movimiento de dicha rueda (1) procedente de
dispositivos de detección de velocidad.
14. Un sistema óptico según la reivindicación
13, caracterizado porque dicha al menos una unidad
electrónica de procesamiento de datos realiza procedimientos de
interpolación de datos para establecer la posición de la rueda
basada en la información acerca de la velocidad de movimiento de
dicha rueda (1).
15. Un sistema óptico según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
incluye un único montaje óptico.
16. Un sistema óptico según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al
menos un montaje óptico es trasladado a lo largo de una dirección
paralela a dicho par de raíles (9, 10).
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