[实用新型]一种测量机车车辆车轮直径的激光检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机车车辆车轮的检测装置，尤其涉及一种测量机车车辆车轮直径的激光检测装置。

背景技术

车轮是机车行走系统的关键部件，车轮是机车车辆上与钢轨相接触的部件，车轮的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，车轮外形关键尺寸直接关系到行车安全。铁路提速的大发展以及机车车辆的高密度运行，加快了车轮的磨损速度。因此为避免出现外形尺寸超限的车轮还在继续投入使用的情况，确保列车行驶的安全，需要对车轮外形尺寸进行动态检测。

目前激光图像测量技术已经广泛应用于精密测量，激光测量是一种非接触式测量，不影响被测物体的运动，精度高、测量范围大、检测时间短，具有很高的空间分辨率，大量的检测设备应运而生，例如基于点激光的测距仪，基于线激光的光截法测量设备等。

利用测量装置中的摄像机拍摄行进中车轮的外形图像，从图像上直接获取反映车辆车轮外形的轮廓曲线和进行有关车轮外形尺寸参数和外形曲线的测量。目前对车轮直径的测量方法采用的是三点直径测量法：其中第一、第二点采用激光器发射的激光和车轮踏面的交点，第三点采用车轮踏面与钢轨的交点，而在实际中，当列车从现有的测量装置经过时，钢轨要发生形变并且车轮会发生左右摆动，该第三点很难精确的定位出，因此，基于三点测量方式得到的车轮直径的精度及准确度无法得到保证，数据的真实有效性较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种测量机车车辆车轮直径的激光检测装置，解决目前技术中在列车行进时，钢轨会发生形变并且车轮会左右摆动，车轮踏面与钢轨的交点很难精确定位，从而导致车轮直径的测量精度和准确度较差的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种测量机车车辆车轮直径的激光检测装置，包括激光发射器、CCD摄像机、激光测距传感器和中央处理控制系统，其特征在于，在机车行驶通过的主轨上切割出检测窗口，激光发射器和CCD摄像机装置在主轨的检测窗口下方，激光测距传感器装置在主轨内侧正对车轮轮缘处，在车辆的车轮通过检测窗口时，激光发射器发出沿车轮径向的宽度很窄的光带照射在车轮踏面上形成代表外形尺寸的光截外形曲线，由CCD摄像机获取光截外形曲线并且将图像数据传输给中央处理控制系统，激光测距传感器测得到车轮轮缘的距离将数据传送给中央处理控制系统，由中央处理控制系统计算得出车轮直径。激光发射器发出的光带照射在列车动态通过时的车轮上，利用光截法获得车轮踏面的圆弧曲线，再由CCD摄像机获得圆弧曲线的图像信息，相比于原有技术中采用三点测量法来测量车轮直径，本实用新型所采用的方法获得的车轮踏面圆弧曲线上有N个与直径相关的点，大大提高了车轮直径测量的精准度，并且圆弧曲线有一定的长度，可以更清晰直观的测量出车轮的整体状况，了解车轮是否有局部凹陷凸起等状况。并且在测量时还通过激光测距传感器获得列车动态通过时车轮轮缘内侧距离传感器的距离信息S1，由于实际测量时要求所测的滚动圆所在的圆弧线距离车轮轮缘内侧的距离为70mm，则S1+70mm即为混动圆所在圆弧线距离激光测距传感器的距离。并且车轮的轮缘始终处在悬空的状态，不会受到磨损，因此其尺寸可以保证长期稳定，进而判断出车轮的磨损是否超限，避免出现外形尺寸超限的车轮还在继续投入使用的情况，确保列车行驶的安全性。

进一步的，所述的激光发射器由两个激光头垂直于主轨的轴向并排组成。两个激光头在车轮的踏面上形成两条圆弧曲线，提高测量的精度，同时车轮的踏面本身呈一定斜度，利用两条圆弧曲线可更清楚的掌握车轮的磨损程度。

进一步的，所述的主轨旁还装置有限制车轮大幅左右摆动的护轨，护轨保证车轮按照很小的左右偏移量来行驶，保证车轮不会脱轨，提高测量的精度。

进一步的，所述的激光发射器、CCD摄像机和激光测距传感器装置有平行的两套，同时测量两个车轮，提高测量效率。