利用RoboDK和Matlab进行铁路耦合检测

检查是一项单调又吃力不讨好的工作——是机器人的完美选择!在铁路上就不那么容易了，除非你用RoboDK。

你看过两节火车车厢之间的连接吗?

如果你看过，你会注意到有一个联轴器把两节车厢连在一起。这种耦合不仅仅是机械的，它还包含重要的电气电缆，在火车的不同部分之间传递信号。当车厢耦合在一起时，这些电气点必须以良好的导电性牢固连接，否则，可能会损害列车的安全性。

建立一个安全的电气连接并不总是那么容易。我们都有过这样的经历:当我们插上一根电子线缆(比如手机的充电器)，却发现它不工作了。我们拔了又插，最后，连接正常了。显然，这种情况在铁路上是不可接受的。耦合需要在每次插入时都能正常工作。要做到这一点，需要定期检查。

这是格拉斯哥喀里多尼亚队

这个案例研究来自于一个团队的研究格拉斯哥喀里多尼亚大学在英国(UK)。

一家列车营运公司与该小组取得联系，该公司希望对其车辆联轴器进行自动化检查(“车辆”是指铁路车辆，如车厢、货车、车厢等的术语。

该团队由来自该大学工程与建筑环境学院的高级研究人员组成，他们是铁路、制造业和机械系统自动化方面的专家。

该研究结果于2019年10月发表发表在《机器人与计算机集成制造》杂志上。

任务:电联轴器检查

铁路公司的任务是找到一种自动检查联轴器电气头的方法。

这是一项目前由检验技术人员手动执行的任务。

手动任务包括:

• 对联轴器进行详细清洗。
• 目视检查联轴器。
• 使用电压表和电阻测试仪对连接进行电气连续性测试。

技术人员手动操作需要30分钟。

考虑到铁路运营商使用的车厢数量，这个时间很快就会增加。例如，英国国家铁路公司也有计划到2021年，共有7000节车厢投入运营。如果每辆车有2个联轴器，那么检查一次联轴器就需要875天(全职8小时轮班)。

对机器人来说，检查是一项伟大的任务，正如我们之前讨论过的关于生产检验．

问题:昂贵、不安全、不一致

铁路公司面临的问题是，这种预防性维护至关重要，但成本高昂。

机器人自动化是这项任务的好选择，至少有3个原因:

• 成本-手动完成任务所需的工时成本很高。从长远来看，自动化可能更便宜。
• 安全-检查任务要求技术人员站在服务舱内的高架平台上，靠近高压电缆和架空电线。这对人类来说是一个危险的环境，但对机器人来说不是。
• 一致性-任务的单调性使得人类技术人员很难在检查中保持高度的一致性。机器人将以一致的质量水平完成任务。

解决方案:工业机器人与Rob世界杯2022美洲预选赛直播oDK和Matlab

研究人员选择用RoboDK和Matlab编程的工业机器人来解决这个问题。世界杯2022美洲预选赛直播

具有挑战性的任务

研究人员解释道“对于熟练的操作员来说，整个过程似乎微不足道，但对于(自主机器人系统)来说，这是一个有趣的挑战。”

从机器人的角度来看，挑战包括:

• 未校准的环境-耦合器在3D空间中的确切位置和方向未知，因为它安装在可移动的火车车厢上。机器人系统需要实时检测联轴器的位置，并相应地调整其检测程序。
• 小目标-电触点是微小的引脚，很难用机器人视觉传感器检测到。
• 污垢和其他视觉铁路是肮脏的环境。联轴器上的污垢会使检测联轴器和引脚变得特别困难，因为图像从不一致。

硬件设置

研究人员为他们的系统选择了以下硬件设置:

• 发那科LR Mate 200iD 6轴工业机器人。世界杯2022美洲预选赛直播
• RGB相机用于计算机视觉。
• 飞行时间传感器，当与相机图像结合时产生3D图像。
• 定制末端执行器，用于测试联轴器的电气点。

该项目的主要研究成果之一是证明视觉伺服该团队利用该概念与组合的3D相机软件检测耦合的位置。

软件设置

软件设置基于Matlab，这使研究人员能够将3D视觉系统与机器人技术结合起来。这使得RoboDK成为他们机器人仿真的完美选择，因为Matlab可以轻松地通过RoboDK API．

软件组件包括:

• 在前人利用Matlab进行机器人路径规划研究的基础上，利用Matlab和Simulink对计算机视觉进行编程。
• RoboDK用于模拟机器人系统。这对团队来说特别有用，因为它允许他们在物理机器人无法进行测试时继续进行研究。

铁路自动化检测的未来?

通过这个项目，研究人员能够证明机器人检查铁路联轴器是可能的。他们能够实现概念验证，并表明系统的各个组件工作，特别是耦合的视觉伺服检测。

如下面的视频所示，研究人员创建的系统能够自主检测耦合并使用他们定制的末端执行器测试电点。

你能把哪些检查任务交给机器人?请在下面的评论中告诉我们，或者加入我们的讨论LinkedIn，推特，Facebook,Instagram或在RoboDK论坛．