列车轮对尺寸动态检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种列车轮对尺寸动态检测系统，包括第一检测器和轨边设备，第一检测器包括：第一光源、第一图像采集设备，轨边设备包括图像分析模块、处理器，本案中，通过在列车行驶轨道的一侧设置线光源，并由该线光源发射出的光束在车轮上形成投影，并得到与车轮的踏面轮廓线相交的两条弦线段，通过数据分析和处理，可测算出车轮的直径，相比于现有技术的非接触测量，本案的系统检测精度更高，测量更加准确。

Dynamic measurement system of train wheelset size

The utility model discloses a dynamic measurement system of train wheel pair size, including the first detector and the rail side equipment. The first detector includes the first light source, the first image acquisition device, the rail side device including the image analysis module and the processor. In the case, the line light source is set on one side of the train running track, and the first detector is provided with the line light source on one side of the train running track. The beam emitted by the line light source is projected on the wheel, and two string segments intersecting the tread contour of the wheel are obtained. Through data analysis and processing, the diameter of the wheel can be calculated. Compared with the non-contact measurement of the existing technology, the system detection precision is higher and the measurement is more accurate.

【技术实现步骤摘要】
列车轮对尺寸动态检测系统
本技术涉及有轨车辆检测设备领域，特别涉及对有轨列车的车轮进行检测的系统及车轮轮径的测量方法。
技术介绍
现阶段对有轨列车的车轮轮径的测量通常为在线式非接触测量，相比于人工测量，非接触式测量有着测量速度快、测量精度高的优点。现有的非接触式测量通常采用激光位移传感器和电涡流传感器相配合的方式且电涡流传感器通常安装在有轨列车的轨道下方。如附图1所示，其中，B点为激光位移传感器安装的位置，C点为电涡流传感器安装的位置，车轮踏面的轮廓线的周长即为车轮的周长，AO为车轮的半径，AB为该激光位移传感器到车轮踏面之间的垂直距离，CD为该电涡流传感器到车轮踏面之间的垂直距离，BC为该激光位移传感器到该电涡流传感器之间的距离，∠OBC为该激光位移传感器的安装角度，当有轨列车高速通过该电涡流传感器的上方时，由激光位移传感器测量该激光位移传感器到车轮踏面之间的垂直距离AB，由电涡流传感器测量该电涡流传感器到车轮踏面之间的垂直距离CD，当激光位移传感器和电涡流传感器安装完以后，由于该激光位移传感器到该电涡流传感器之间的距离BC是固定且已知的，线段AB和线段CD的延长线相交于车轮的圆心O，激光位移传感器的安装角度∠OBC的大小是已知的，因此，车轮的半径可通过下列公式导出：由于车轮的踏面与轨道表面滚动摩擦接触，因此踏面容易发生磨损，踏面轮廓线上的各个点到车轮中心的距离不一，在实际测量时，通过电涡流传感器测得的数据只是踏面轮廓线上的某一个点到该电涡流传感器的距离，因此附图1所示的测量方法只能进行单点测量，所测得的数据并不准确，进而判断车轮的半径就会存在误差，从而导致测量不准；其次，由于位移传感器和电涡流传感器安装在轨边，车体震动易对测量结果产生干扰，导致测量精度差；最后，由于电涡流传感器利用电磁感应的原理测量其到踏面的距离，而由于电涡流传感器存在反应速度、误差等因素，因此，启动测量时，车轮的中心有可能落在检测线OC的前方或后方，从而导致测量不准。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种检测精度更高的有轨列车轮对尺寸检测系统。为了实现上述技术的目的，本技术采用如下技术方案：一种列车轮对尺寸动态检测系统，所述的系统包括设置在列车的行驶轨道一侧的第一检测器，所述的第一检测器包括：第一光源，用于向待测车轮发出两束相互平行的结构光，两条所述的结构光分别在所述的待测车轮上形成两条相互平行的投影线，两条所述的投影线分别与待测车轮的踏面的轮廓线相交得到长度为L1的第一弦和长度为L2的第二弦；第一图像采集设备，用于采集待测车轮的图像信息；所述的系统还包括：图像分析模块，与所述的第一图像采集设备信号连接，用于分析所述的待测车轮的图像信息，获得L1、L2以及第一弦第二弦长之间的距离D；处理器，与所述的图像分析模块信号连接，用于根据L1、L2和D的值计算待测车轮的半径R。上述技术方案中，优选的，所述的系统还包括与所述的第一检测器信号连接的轨边设备，所述的图像分析模块和处理器设置在所述的轨边设备中。上述技术方案中，优选的，所述的投影线平行于所述的行驶轨道的延伸方向。上述技术方案中，优选的，所述的第一光源包括一个线光源、分光镜头，所述的线光源发出的光线经过所述的分光镜头被分成两束相互平行的所述的结构光。上述技术方案中，优选的，两条所述的结构光在沿列车行驶轨）的延伸方向形成第一投影区域，所述的检测系统还包括与所述的第一检测器信号连接并用于触发所述的第一检测器的第一传感器，所述的第一传感器设置在所述的第一投影区域的上游。上述技术方案中，优选的，所述的检测系统还包括与所述的第一检测器信号连接并用于关闭所述的第一检测器的第二传感器，所述的第二传感器位于第一传感器的下游。上述技术方案中，优选的，所述的第一投影区域沿列车行驶轨道的延伸方向的长度大于所述的待测车轮的周长。上述技术方案中，优选的，所述的系统包括一对所述的第一检测器，一对所述的第一检测器相对设置，且分别位于列车行驶轨道的两侧。上述技术方案中，优选的，一对所述的第一检测器设置在列车行驶轨道的两侧的地面上。上述技术方案中，优选的所述的结构光平行于列车的行驶轨道，且垂直于待测车轮的外表面。本技术与现有技术相比获得如下有益效果：本案中，通过在列车行驶轨道的外侧设置线光源，并由该线光源发射出垂直于车轮表面的光束，在车轮上形成投影，并得到与车轮的踏面轮廓线相交的两条弦线段，通过数据分析和处理，可测算出车轮的直径，相比于现有技术的非接触测量，本案的检测系统采用抱轨方式安装，一方面不需要地坑基础施工，安装过程中也不影响列车运行，另一方面，第一检测器可随地面实时振动，从而抵消振动带来的动态误差，因此检测精度更高，测量更加准确。附图说明附图1为现有技术的非接触式测量的示意图；附图2为本技术的检测原理示意图；附图3为附图2的局部放大示意图A；附图4为附图2的纵向剖切示意图；附图5为本技术的待测车轮上的投影线示意图；其中：100、检测系统；11、激光位移传感器；12、电涡流传感器；2、第一检测器；21、第一光源；211、线光源；212、分光镜头；22、投影线；23、第一图像采集设备；3、行驶轨道；4、待测车轮；41、踏面；411、轮廓线；5、轨边设备；51、图像分析模块。具体实施方式为详细说明技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。其中，本实施例中所提到的“纵向”为附图2中所示的上下延伸的方向，“驶入端”为附图2中所示的行驶轨道的左端，“驶出端”为附图2中所示的行驶轨道的右端。列车轮对尺寸动态检测系统100，如附图2所示，它包括安装在列车行驶轨道3外侧的一对第一检测器2、轨边设备5、第一传感器、第二传感器，第一检测器2与轨边设备5通过信号连接，轨边设备5将采集到的数据和图像信息通过网络传输给调度中心，通过调度中心服务器和操作平台控制车辆。检测系统100包括一对分别设置在行驶轨道3左右两侧的第一检测器2，且一对第一检测器2相对设置，分别对列车两侧的车轮同时进行检测。具体来说，第一检测器2包括：第一光源21、第一图像采集设备23（图中未示出）。第一光源21用于向待测车轮4发出两束相互平行的结构光，这两束结构光沿着列车行驶轨道3的方向延伸并垂直于列车车轮的外表面，在沿列车行驶轨道3的延伸方向两束结构光形成第一投影区域S1。当待测车轮4进入该第一投影区域S1时，第一光源21发射出的两条结构光将会在待测车轮4的侧表面上形成两条直线投影线22，这两条投影线22相互平行且均与列车行驶轨道3的延伸方向平行。第一图像采集设备23能够连续多次采集待测车轮4的图像信息，该图像信息包括所述的两条投影线22的信息和待测车轮的踏面轮廓线信息。检测系统100还包括图像分析模块51、处理器、数据库，本实施例中图像分析模块51和处理器集成在轨边设备5内部，轨边设备5与调度中心服务器通讯连接。图像分析模块51与第一图像采集设备23信号连接，用于分析待测车轮4的图像信息，并且将分析处理后的图像信息的数据结果上传至调度中心的服务器（例如列车维护人员的计算机或者服务器等），处理器与图像分析模块51信号连接，并且根据图像分析模块51反馈的图像信息进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车轮对尺寸动态检测系统，其特征在于：所述的系统包括设置在列车的行驶轨道（3）一侧的第一检测器（2），所述的第一检测器（2）包括：第一光源（21），用于向待测车轮发出两束相互平行的结构光，两条所述的结构光分别在所述的待测车轮（4）上形成两条相互平行的投影线（22），两条所述的投影线（22）分别与待测车轮的踏面（41）的轮廓线（411）相交得到长度为L1的第一弦和长度为L2的第二弦；第一图像采集设备（23），用于采集待测车轮（4）的图像信息；所述的系统还包括：图像分析模块（51），与所述的第一图像采集设备（23）信号连接，用于分析所述的待测车轮（4）的图像信息，获得L1、L2以及第一弦与第二弦长之间的距离D；处理器，与所述的图像分析模块（51）信号连接，用于根据L1、L2和D的值计算待测车轮（4）的半径R。

【技术特征摘要】
1.一种列车轮对尺寸动态检测系统，其特征在于：所述的系统包括设置在列车的行驶轨道（3）一侧的第一检测器（2），所述的第一检测器（2）包括：第一光源（21），用于向待测车轮发出两束相互平行的结构光，两条所述的结构光分别在所述的待测车轮（4）上形成两条相互平行的投影线（22），两条所述的投影线（22）分别与待测车轮的踏面（41）的轮廓线（411）相交得到长度为L1的第一弦和长度为L2的第二弦；第一图像采集设备（23），用于采集待测车轮（4）的图像信息；所述的系统还包括：图像分析模块（51），与所述的第一图像采集设备（23）信号连接，用于分析所述的待测车轮（4）的图像信息，获得L1、L2以及第一弦与第二弦长之间的距离D；处理器，与所述的图像分析模块（51）信号连接，用于根据L1、L2和D的值计算待测车轮（4）的半径R。2.根据权利要求1所述的列车轮对尺寸动态检测系统，其特征在于：所述的系统还包括与所述的第一检测器（2）信号连接的轨边设备（5），所述的图像分析模块（51）和处理器设置在所述的轨边设备（5）中。3.根据权利要求1所述的列车轮对尺寸动态检测系统，其特征在于：所述的投影线（22）平行于所述的行驶轨道（3）的延伸方向。4.根据权利要求3所述的列车轮对尺寸动态检测系统，其特征在于：所述的第一光源（21）包括一个线光源（211）、分光镜头（212），...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏，郑煜，李云锦，
申请(专利权)人：苏州华兴致远电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32