可想而知，在铁路工程中，检测可不是件容易的事情……除非你正在使用RoboDK！

你是否观察过两节车厢之间的连接装置？

你应该能够想起两列车厢中间有个耦合保持装置。这个耦合装置并不是简单的机械设备，整个装置里面布满了必要的电气线，这些电线里都承载着车厢的不同信号。当两个装置耦合时，这些电气点必须保证良好的导电性，让其安全地连接，否则，列车的安全会因此受到影响。

保证一个安全的电气连接装置并不容易。我们可能都有过这样的经历：就是当我们把插头接入插座的时候（比如手机的充电器），发现竟然没充上电。我们就试着拔掉又重新插上…接着突然不知道怎么的，又能充上电了。很明显，我们绝对不期望这种情况发生在铁路上。耦合装置要非常敏捷，在它需要发挥作用的时候。所以为了达到这种高要求，就需要检查人员不断检查了。

英国Glasgow Caledonian大学的团队

下面这个案例来自英国格拉斯哥卡里多尼亚大学的一个团队。

某铁路公司联系了该小组，他们想要自动化检查列车的联轴器（“列车联轴器”是专业术语，应用范围包含于铁路车辆，比如车厢，货车，长途汽车等等）。

这个小组汇集了工程与建筑环境学院的资深研究员，都是自动化铁路、制造和机械系统方面的专家。

该研究结果于 2019年10月发表在ScienceDirect的《机器人与计算机集成制造》期刊上。

任务：电动耦合检查

铁路公司需要完成的任务是找到一种方法来自动检测联轴器的电头。这个任务目前都是由检验技术人员手动执行的。

手动任务包括：

• 联轴器的深度清洁
• 联轴器的肉眼检查
• 使用电压表和电阻测试仪进行电气连续性测试

技术员大概需要30分钟才能手动完成以上任务。

如果你了解一个铁路公司拥有数量众多的车厢，就能想象出技术人员要做多少手动检查的工作了。 例如，英国国家铁路公司计划在 2021年运营一共 7,000节车厢，每个车厢有两个联轴器，这相当于 875 天（8 小时/天）的工作，做的事情只是检查联轴器。

而自动检测这项工作非常适合交给机器人来做，正如我们之前介绍过的案例一样。

挑战：昂贵，安全系数低，工程质量不稳定

对铁路公司而言，这种预防性的维护检测非常必要，但是代价也很高。

机器人自动化是这项任务的最佳选择，有三个原因：

• 成本——手动完成任务的时间成本很高。从长远来看，自动化更经济。
• 安全——检查任务要求技术人员站在服务区的高架平台上，靠近高压电缆和架空电线。这让检查人员处于一个较危险的环境，但机器人不存在这个问题。
• 质量稳定——任务的单调使得人力技术员很难在检查中保持一致的高水平。机器人则能保证稳定地完成任务。

解决方案：工业机器人配合RoboDK与MATLAB

研究人员选择使用RoboDK和MATLAB给工业机器人编程来解决这个问题。

一项有挑战的任务

研究人员说，“对于熟练的操作员来说，整个过程可能看起来很简单，但对于 [自动机器人系统] 来说，这是个有趣的挑战。”

那么对机器人应用来说，挑战有哪些？

• 未校准的环境——耦合器在3D空间中的确切位置和方向是未知的，因为机器人是被安装在了可移动的火车车厢上。机器人系统需要检测联轴器的位置，并实时调整它的检测程序。
• 目标小——电触点是非常小的引脚，用机器人视觉传感器检测存在困难。
• 灰尘和其他杂乱的环境——铁路现场环境非常混乱，图像也容易模糊，这会使检测耦合和引脚特别困难。

硬件设置

研究人员配置了以下硬件:

• Fanuc LR Mate 200iD 6 轴工业机器人。
• 用于计算机视觉的RGB摄像头。
• TOF传感器，与相机图像结合可生成3D图像。
• 定制的机器人末端执行器，用于检测

该项目的主要研究成果之一是验证了视觉伺服，该团队结合3D相机软件，通过视觉伺服检测了耦合位置。

软件设置

软件主要基于MATLAB，MATLAB可以帮助研究人员将3D视觉体系与机器人技术结合起来。可以这么说，RoboDK是机器人仿真的最佳选择，因为我们可以通过RoboDK的API轻松连接到MATLAB。

（如视频不能正确加载请点击链接至优酷观看）

软件配置包括：

• 基于先前对机器人路径规划的研究，使用MATLAB和Simulink进行计算机视觉编程。
• RoboDK可以用来模拟机器人系统。这对于研究人员来说很有帮助，因为当无法对机器人进行在线测试时，可以通过RoboDK实现很多离线测试。

自动化铁路检测的未来？

通过这个项目，研究人员证明了使用机器人对铁路联轴器的自动检测。他们也验证了系统的各个组成部分，特别是检测联轴器的视觉伺服。

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