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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119125306B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411268424.6，技术领域涉及：G01N29/04；该发明授权一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法是由李雄兵;侯泓阳;李大宇;陈慧清;诸葛佳仪;赵勇豪;王建达设计研发完成，并于2024-09-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法，涉及焊缝检测领域，包括：S1、探伤车钢轨路线上行进，激光扫描仪同步扫描钢轨，当采集到钢轨焊缝余高时探伤车停止；S2、上位机通过自动引导定位算法对预设扫描路径点集进行修正得到新扫描路径点集生成检修路径；S3、上位机驱动机械臂夹持超声相控阵探头沿着检修路径进行扫描；S4、超声相控阵根据扫描采集到的信号数据显示实时的全聚焦成像图并可记录检测到的缺陷。本发明实现了对钢轨焊缝缺陷的全断面位置的自动化扫查，并运用自动引导定位技术修正机械臂查扫路径，解决了自动化应用中机械臂查扫程序的定位误差影响。

本发明授权一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法在权利要求书中公布了：1.一种无缝钢轨焊缝缺陷的超声相控阵全聚焦机械臂扫描法，其特征在于，包括以下步骤： S1、探伤车在钢轨路线上行进，激光扫描仪同步扫描钢轨，当激光扫描仪采集到钢轨焊缝余高信息时探伤车停止；所述探伤车上装载有激光扫描仪与机械臂； S2、上位机通过自动引导定位算法根据激光扫描仪采集的钢轨焊缝侧面三维坐标数据计算出目前焊缝相对于理想焊缝位置的偏转与偏移量，对预设扫描路径点集进行修正得到新扫描路径点集生成检修路径； 所述自动引导定位算法具体为：通过点云体素网格化算法对激光扫描仪采集到的钢轨焊缝三维坐标数据进行滤波去噪，然后再根据去噪后的原始点云通过点云匹配算法求得相对偏转的偏转矩阵和相对偏移的偏移矩阵，将预设扫描路径点集中每个点的坐标根据上述矩阵进行坐标变换得到修正后的新扫描路径点集； 所述预设扫描路径包括：第一路径用于对焊缝附近轨头、轨腰及轨底中心区域进行扫描；第二路径用于对焊缝附近轨腰区域进行扫描；第三路径用于对焊缝旁轨腰与轨底过渡区域进行扫描；第四路径用于对焊缝余高侧底面区域进行扫描； 所述检修路径还包括第二路径、第三路径与第四路对称复制到除却本身象限的其他三个象限并进行连接生成的路径；所述象限的划分具体为：根据钢轨侧面“工”字型结构可沿轴线按钢轨宽度方向将钢轨分为两侧，然后根据焊缝焊接所连接两端钢轨沿钢轨延伸方向分为两端，将整体待检测区域分为四个象限；所述第四路径为在钢轨轨底表面，初始点与检测方向为焊缝余高边缘中心所在缺陷的检测位置与探头朝向，终止点为可见焊缝余高边缘结构波的检测位置与探头朝向的直线，探头朝向在移动过程中均匀改变； S3、上位机驱动机械臂夹持超声相控阵探头沿着检修路径进行扫描； S4、超声相控阵根据扫描采集到的信号数据显示实时的全聚焦成像图并可记录检测到的缺陷。

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