[实用新型]基于二维激光位置检测技术检测车轮外形尺寸的装置

说明书

基于二维激光位置检测技术检测车轮外形尺寸的装置，涉及车轮轮对几何尺寸的自动测量领域，包括：两个基础平台，分别设置在两条轨道的外侧；两个发射器，分别设置在两个基础平台上；2n且n≥4个接收器，设置在两条轨道之间，且沿着两条所述轨道的对称轴两侧各设置n个；每个所述发射器从两条轨道的外侧向两条轨道之间发射n条线激光，n个接收器分别对应接收n条线激光。本实用新型可以精准测量车轮在动态运行过程中车轮轮缘尺寸及踏面的磨损量，测量精度不会收到轨道的形变量的影响，且在长期使用的过程中，可自行跟随测量车轮轮缘尺寸及踏面的磨损量，做到动态修正，具有一定的自适应能力。

技术领域

本实用新型涉及车轮轮对几何尺寸的自动测量领域，更具体地，涉及基于二维激光位置检测技术检测车轮外形尺寸的装置。

背景技术

对于基于轨道运行的车轮来说，车轮的圆周面由轮缘与踏面两个曲面组成，踏面与轨道接触实现承载运行，轮缘位于轨道的内侧，通过轮缘与轨道内侧接触，与踏面共同实现导向功能。在车轮沿着轨道运行的过程中，车轮圆周面上与钢轨产生接触的表面部分会产生磨耗，即踏面会产生磨损或产生划痕，轮缘与轨道内侧接触的一侧产生磨损导致轮缘厚度变薄。一旦车轮踏面产生非正常磨耗，随着踏面的圆周磨耗，该轮的轮径变小，轮缘变薄，会产生如下诸多危害：①车轮一旦产生圆周磨耗，则会破坏标准踏面的作用。一般来说，当车轮踏面圆周磨耗到6.1mm时，则会呈圆柱形。由于经常处于滚动中的踏面圆周是靠近轮缘部分的，所以当磨到8mm以上时，往往会出现靠近轮缘处凹下的情况，失去标准外形踏面的作用。列车拐弯或通过曲线轨道时，两轮不能同时圆滑滚动通过，外轮会产生滑行，加剧了轮缘与钢轨的磨耗。②致使轮缘变薄、变高，加剧轮缘的垂直磨耗，轮缘根部易产生裂纹。同时，车轮非正常磨耗使得踏面凹入过深，致使列车在线路上行驶时容易切碰轨道的连接螺栓，引起脱轨，轮缘垂直磨耗加剧后，车轮在通过岔道时容易造成脱轨或轧伤尖轨事故。③由于非正常磨耗后，踏面形成槽状外形，其磨耗面易产生局部平面，使轮对不能圆滑滚动，增加了列车的冲击振动。④破坏了踏面的标准外形，使踏面与轨道部分的锥度变大，车轮蛇形运动的波长减小，频率增加，影响列车运行的平稳性。⑤车轮踏面磨耗后，特别是产生非正常磨耗后，其与钢轨的接触面增大，车轮踏面与钢轨的接触面积增大，踏面与钢轨接触各点与车轴中心距离的偏差增大，车辆运行阻力增加。因此，踏面与轮缘的磨耗会直接影响到车轮与轮轨的配合和列车的行车安全，甚至引起重大列车事故。

因此，需要对车轮的踏面磨损、轮缘的厚度进行测量，及时测量其磨损程度，尽早排查。在对车轮的多个尺寸的测量中，我们可以发现，车轮外形尺寸的多项参数是基于轮缘顶点的，即与轮缘的顶点圆半径有关系，且踏面所在的车轮轮径与顶点圆在同一轴线上，即顶点圆的圆心位置与车轮的圆心在同一直线上，因此，可以通过测量轮缘的顶点圆半径与圆心位置得到车轮踏面的磨损量。但是，由于车轮的轮缘为曲面，不存在刀口(即曲面尖点)，在动态非接触检测过程中，轮缘的顶点是难以精确定位的，从而会影响车轮尺寸检测的精度。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于二维激光位置检测技术检测车轮外形尺寸的装置，能精准测量车轮轮缘的顶点圆半径和圆心位置。

本实用新型采取的技术方案是，基于二维激光位置检测技术检测车轮外形尺寸的装置，适用于在两条轨道上运行的车轮，所述装置包括：

两个基础平台，分别设置在两条轨道的外侧；

两个发射器，分别设置在两个基础平台上；

2n且n≥4个接收器，设置在两条轨道之间，且沿着两条所述轨道的中线两侧各设置n个；每个所述发射器从两条轨道的外侧向两条轨道之间发射n条线激光，n个接收器分别对应接收n条线激光。