[发明专利]一种列车车轮直径与圆度磨耗高精度在线检测方法及其检测装置

权利要求书

1.一种列车车轮直径与圆度磨耗高精度在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将列车车轮直径与圆度磨耗高精度在线检测装置安装于检测路段，所述列车车轮直径与圆度磨耗高精度在线检测装置，其特征在于：包括系统控制器、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器、第一车轮传感器、第二车轮传感器，所述第二车轮传感器、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第一车轮传感器及第三激光位移传感器沿列车前进方向依次并排设置，第一激光位移传感器与第二激光位移传感器的间距为L9，第一激光位移传感器与第二激光位移传感器的中心点为K点，K点与第三激光位移传感器的出光孔的水平距离为L6，第三激光位移传感器与轨道平面的夹角为θ，所述第一、第二激光位移传感器获取车轮底部轮廓，所述第三激光位移传感器以斜角θ获取车轮轮廓；所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器、第一车轮传感器、第二车轮传感器均连接于系统控制器上；车轮从第一车轮传感器的检测区域离开并进入第二车轮传感器的检测区域时，第二车轮传感器检测到车轮后，系统控制器控制第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器停止数据采集；

步骤二：用一个标准轮对标定初始参数R₀、D₀；

步骤三：列车车轮直径与磨耗检测；

(1)、获取被测列车车轮轮廓信息，列车经过时，第一车轮传感器检测到车轮后，第一激光位移传感器、第二激光位移传感器共同扫描车轮底部两段对应且部分重叠轮廓，第三激光位移传感器扫描车轮侧边轮廓；

(2)、被测车轮直径计算，第一激光位移传感器、第二激光位移传感器所扫描到轮廓的交叉点A点，为列车运行到K点的时刻，提取该时刻第三激光传感器对应轮廓的点B点，计算车轮的圆周半径R，得出直径值；计算时：

1)、第三激光位移传感器对应的读数为L3，L3为第三激光位移传感器与车轮轮廓之间的间距；

2)、L3*sinθ-L8＝L7，L7为L3读数点的弦高；L8为第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器与钢轨平面在竖直方向上的间距；

3)、L4＝L6-L3*cosθ；

4)、可以得到方程：R²-L4²＝(R-L7)²，解方程可得到R的值；

5)、将4)中R值与标定值R₀进行比较，得出差值；

所述θ的取值为30°≤θ＜90°，L9的取值为50mm≤L9≤400mm，L6的取值为200mm≤L6≤770mm；

(3)、被测车轮磨耗计算，对第一或第二激光位移传感器扫描到被测车轮轮廓进行拟合，寻找到拟合圆的最低点D点，D点与磨耗参考点D₀点在垂直方向的高度差为被测车轮圆度磨耗；

步骤四：实时判断报警。

2.如权利要求1所述的一种列车车轮直径与圆度磨耗高精度在线检测方法，其特征在于，在步骤四中，根据直径差值、圆度磨耗的大小判断是否需要报警提示，当所有的参数均没有超出设定值时，则认定为安全；当其中的一个或一个以上的参数超出设定值时，系统认定存在隐患进行报警。