[发明专利]一种不落轮式轮对多阶不圆度测量系统

说明书

本发明公开了一种不落轮式轮对多阶不圆度测量系统，包括用于采集车轮踏面轮廓曲线的图像采集装置、用于举升车轮并驱动车轮旋转的顶转轮机构以及用于承载并转移图像采集装置和顶转轮机构的移动平台；所述图像采集装置包括相机以及线光源；所述顶转轮机构包括用于顶升车轮的摆臂以及用于驱使车轮转动的转轮；所述移动平台包括车体，所述车体下方设置有行走轮，车体内部含有控制器；还包括用于对图像采集装置采集到的图像进行分析并输出不圆度计算结果的处理计算机。在线式测量轮对不圆度，避免拆卸轮对的繁重工作；小型化设计，可自由出入检修地沟。移动式测量机构，一套系统可覆盖停车场所有轮对。

技术领域

本发明涉及一种测量火车轮对不圆度的系统，尤其是一种不落轮式测量火车轮对不圆度的系统。

背景技术

火车行驶一段时间后，车轮踏面会产生不均匀的磨损，当磨损达到一定值时，车轮不圆度将会使车辆产生附加振动、冲击、噪声，影响车辆的平稳性，对火车车行驶安全造成威胁。因此对车轮不圆度要进行定期的检测。

火车车轮不圆度的检测方法主要分为静态检测和动态检测。按检测原理，目前主要的动态检测方法可分为：“振动加速度监测法”，“接触测量法”，“位移测量法”和“图像检测法”。

图像检测法基于结构光原理，通过线光源照射列车车轮踏面，利用相机采集光截线图片，对采集的图片进行处理而获得列车车轮外形。并根据不同位置处光截线的物理信息，进而可以计算出踏面不圆度的参数。

然而现有的基于图像检测法的不圆度检测系统一般都是固定安装在铁轨下方，无法实现对不圆度的量化测量。只能定性的判断是否存在车轮不圆现象。这种在线式测量方法受火车通过时姿态的影响，很难做到高精度测量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种不落轮式轮对多阶不圆度测量系统，采用基于图像检测的方法，能够实现火车轮对不落轮情况下的不圆度测量。整套设备可移动，对静置的火车轮对进行全面、高精度、定量的检测。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种不落轮式轮对多阶不圆度测量系统，包括用于采集车轮踏面轮廓曲线的图像采集装置、用于举升车轮并驱动车轮旋转的顶转轮机构以及用于承载并转移图像采集装置和顶转轮机构；

所述图像采集装置包括相机以及线光源；

所述顶转轮机构包括用于顶升车轮的摆臂以及用于驱使车轮转动的转轮；

所述移动平台包括用于承载图像采集装置和顶转轮机构的车体，所述车体下方设置有行走轮；

还包括，用于对图像采集装置采集到的图像进行分析并输出不圆度计算结果的处理计算机；设置在移动平台和顶转轮机构之间的升降装置设置在升降装置上用于驱动图像采集装置位移的机械臂；。

本发明的原理在于利用移动平台承载和转移系统，利用系统中的顶转轮机构将车轮顶起并加以旋转，从而使得图像采集装置能够完整的采集整个车轮踏面的图像。再通过处理计算机对图像进行分析计算出该车轮的不圆度。另外，机械臂可以方便的调节图像采集装置的位置，精确采集车轮踏面图像轮廓曲线。

作为一种改进，所述升降装置包括竖直设置的丝杠，丝杠上设置有与丝杠螺纹配合的滑块；还包括竖直的导向柱，所述滑块穿于导向柱上；所述顶转轮机构固定在导向柱上。通过升降装置改变顶转轮机构竖直方向上的位置，用于适应不同地沟的深度。

作为一种改进，所述顶转轮机构包括底座，所述底座上设置有左右两组顶转装置；每组顶转装置包括前后设置的两根水平的转轴；还包括前后两根摆臂，所述前后两根摆臂分别套于前后两根转轴上并可绕转轴旋转；所述摆臂上端设置有转轮；还包括驱动摆臂旋转的驱动装置。驱动装置驱动两个摆臂相对旋转一定角度后会使得转轮的位置升高从而将车轮顶起，另外转轮通过电机驱动转动，利用其与车轮之间的摩擦力带动车轮转动，从而完成车轮整个踏面轮廓曲线的图像采集。左右两组顶转装置对应轮对上的两个车轮，同时将两个车轮顶离轨道并驱使旋转。