[实用新型]一种轮对踏面多边形检测系统

说明书

本实用新型提供了一种轮对踏面多边形检测系统，包括：激光位移传感器单元，用于采集列车轮对的踏面多边形数据；数据处理单元，构建轮对踏面多边形数据与轮对踏面点云数据的映射关系，进而通过轮对踏面三维点云图和轮对踏面多边形数据的差异判别，实现轮对尺寸的准确提取和缺陷区域精准计算；所述激光位移传感器单元，激光位移传感器、编码器、单片机、第二蓝牙都固定在永磁靠件上，永磁靠件吸附在钢轨上，采集时编码器紧贴在轮对踏面上，轮对转动时编码器随着规律转动，激光位移传感器与编码器连接并接收编码器传输的脉冲信号，对应一个脉冲信号一个数据值进行采集，激光位移传感器和单片机连接，采集的数据传输到单片机中，单片机连接第二蓝牙，进而通过第二蓝牙与上位机通信。

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆检测技术领域，尤其涉及一种轮对踏面多边形检测方法及系统。

背景技术

车轮是关系到列车运行安全的关键部分，它把车辆的载荷传给钢轨，并在钢轨上转动来完成列车的运行，是列车运行的最终受力部件。铁路车辆在长时间的运行过程中，车轮踏面会产生不均匀磨耗造成车轮不圆，车轮不圆将会使得车辆前后轮易发生高频轮轨冲击振动，引发轴箱等连接部位振动加剧以及踏面出现磨耗超限、擦伤、剥离、磕伤等表面缺陷质量问题，这些问题可能会直接导致脱轨事故的发生，影响列车运行安全。因此，需要对车轮踏面进行日常动态检测，保障列车运行安全。

国内外在车轮多边形测量的原理及方法上开展了一系列的研究，例如利用激光非接触测量方式进行轮对自动测量的装置应用十分广泛，但此类型的装置仅适用于轮对分解后，在专用检测设备上完成。目前，轮对运用检修作业时，是通过人工使用检器、内距尺、轮径尺、踏面检查仪等量具完成。由于检测方法和精度限制，这些量具难以辨别细微的车轮多边形变化，无法完全消除安全隐患。

综上所述，现有的轮对踏面多边形检测方法存在不便于检测，检测结果可靠性低的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种轮对踏面多边形检测方法及系统，解决了现有轮对踏面多边形检测方法存在不便于检测，检测结果可靠性低的问题，可达到方便准确检测轮对踏面多边形的效果。

为达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是，一种轮对踏面多边形检测方法，包括以下步骤：步骤Sl：采集列车轮对的踏面径向跳动数据；S2：提取所述轮对踏面多边形数据对应的轮对表面点云数据；S3：直角坐标系下，提取X方向距车轮内侧端面70mm处的圆截面的Z数据，为轮对踏面名义滚动圆；S4：提取出轮对踏面图像；S5：基于所述轮对踏面图像和轮对踏面名义滚动圆，生成轮对踏面三维点云图、轮对踏面圆周坐标图和轮对踏面极坐标图；S6：基于所述轮对踏面圆周坐标图和轮对踏面极坐标图，展平轮对踏面三维点云图，生成轮对缺陷区域。

可选地，所述S1包括：激光位移传感器、编码器、单片机、第二蓝牙，对转动中轮对踏面实时扫描采集径向跳动数据。

可选地，所述S2包括：获取转动的轮对踏面径向跳动数据，为激光位移传感器到轮对踏面的距离差值，构建所述轮对踏面多边形数据与轮对表面点云数据的映射关系。

可选地，所述S5包括：轮对踏面三维点云图，其X轴为踏面横向坐标，Y轴为轮对周长方向，即编码器采样间隔，Z轴方向为踏面轮廓到激光位移传感器的距离。

可选地，生成轮对尺寸包括：生成所述轮对踏面三维点云图后，基于轮对轮径方向，提取多条轮对踏面外形轮廓曲线并计算出所述轮对踏面尺寸。

可选地，生成缺陷区域包括：生成所述轮对踏面三维点云图后，展平三维点云图，进行所述轮对踏面三维点云图和所述轮对踏面多边形数据差异判别，通过差异检测生成轮对缺陷区域。

可选地，所述差异检测是基于图像边缘点聚类分块算法，对聚集在一起的数据点连通编号，得到轮对踏面的伤损缺陷，计算其深度、面积以及位置。