[发明专利]一种列车车轮几何参数在线动态测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种列车车轮几何参数在线动态测量装置及测量方法，属于列车车轮检测技术领域。本发明的一种列车车轮几何参数在线动态测量装置，包括沿列车行驶方向依次安装于轨道内侧的测速传感器、启动开关、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器和停止开关，第一激光位移传感器与第二激光位移传感器的探测光束所在平面平行，且均垂直于车轮内辋面和轨道顶面。采用第一激光位移传感器和第二激光位移传感器同时对列车车轮进行数据采集，对采集得到的数据进行处理即可以获得列车车轮的车轮踏面直径、车轮轮缘高、轮缘厚和轮缘综合值等几何参数，其测量精度较高，且装置结构简单、成本低，适于推广应用。

技术领域

本发明属于列车车轮检测技术领域，更具体地说，涉及一种列车车轮几何参数在线动态测量装置及测量方法。

背景技术

列车车轮是轨道交通车辆最重要的走行部件之一，它承载了列车所有的动、静载荷。但在列车运行过程中，由于车轮与轨道之间长期摩擦，会对车轮造成不同程度的磨损，如直径磨耗、轮缘偏磨等。直径磨耗会导致同车或同架或同对轮径差超限，以及轮缘高增大，轮缘偏磨会导致轮缘厚度减小和轮缘综合值减小，这些情况的发生都会对行车安全造成很大的威胁。因此，及时、快速、准确地测量列车车轮的直径(D_T)、轮缘高(Sh)、轮缘厚(Sd)、轮缘综合值(Qr)等几何参数，对于保障列车行车安全具有重大的意义。

现有车轮几何参数的检测手段主要包括人工测量和静态测量。人工测量主要是利用第四种检测器和轮径尺对车轮几何参数进行粗略测量，测量优点是设备投入低，其缺点是精度低、人力投入大、测量周期长。静态测量是采用镟床等专用设备进行车轮几何参数测量的一种手段，测量优点是精度高，其缺点是设备投入大、成本高，需要耗费大量的人力和物力，而且测量周期长，影响列车正常使用。

由于人工测量和静态测量存在上述种种局限性，在线动态测量方法已成为测量车轮几何参数的必然发展方向。如，申请号200610155282.8公开了一种车辆轮对直径在线检测方法及装置，该方法利用结构光光源在轮对踏面上的投影信息和位移传感器检测到的基点位置的信息来检测车轮平均直径参数和左右车轮轮径差参数，但该方法存在受外界光影响大、响应速度慢、测量精度低等缺点。申请号201410519742.5公开了一种城轨列车轮对尺寸在线检测方法及装置，该方法基于二维激光位移传感器技术测得不同时刻踏面轮廓线的轮缘最低点坐标，在速度已知的情况下，将不同时刻的点还原到同一时刻下的坐标值，利用三点成圆的原理拟合出车轮轮缘顶点所在的圆，再用轮缘顶点圆直径减去两倍的轮缘高得到车轮直径。该方法由于把速度当作已知，在将不同时刻轮缘最低点的值还原到同一时刻下的坐标值的过程中，由于速度的偏差，造成还原后的坐标值失真，最终导致拟合后的轮缘顶点圆直径有较大的偏差。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明目的在于克服现有列车车轮几何参数在线测量存在的不足，提供了一种列车车轮几何参数在线动态测量装置及测量方法。采用本发明的技术方案对列车车轮的几何参数进行在线动态测量时，可以有效提高测量结果的准确性，且测量速度快，测量范围大。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种列车车轮几何参数在线动态测量装置，包括沿列车行驶方向依次安装于轨道内侧的测速传感器、启动开关、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器和停止开关，第一激光位移传感器与第二激光位移传感器的探测光束所在平面平行，且均垂直于车轮内辋面和轨道顶面。

更进一步的，所述的第一激光位移传感器与第二激光位移传感器均采用二维激光位移传感器。

更进一步的，所述第一激光位移传感器与第二激光位移传感器安装于同一位移传感器支架上；所述的测速传感器、启动开关、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器及停止开关均与控制系统相连，且第一激光位移传感器及第二激光位移传感器均与数据处理分析系统相连。