铁路货车轮对运用状态综合检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统，包括车轮传感器(7)、高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)、Web客户端(3)、信息柜(2)。其特征是高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)与轨道(1)绝缘连接；车轮传感器(7)中的进线传感器和离线传感器分别布置在距高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)较远处(＞50m)的前端和后端，通过信息柜(2)精准控制系统的运行和数据采集。

【技术实现步骤摘要】
铁路货车轮对运用状态综合检测系统
本专利技术涉及铁路货车轮对运用故障检测领域，具体是一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统。
技术介绍
车轮是货车走行部的重要部件，在运行的机车车辆中，轮对直接受轨道的冲击作用，是工作条件最恶劣的部件，也是货车走行部最容易出故障的部件，且持续增加的运输流量和运行速度，使车轮在长期的运行过程中会产生外形尺寸的超差和踏面缺损情况。轮对尺寸超限和踏面缺损等轮对故障不但是运输中的安全隐患，而且对铁路的固定设施及车辆结构本身也会造成极大损害，严重的还将会导致车辆颠覆、脱轨等现象，给铁路运输带来巨大的损失，给人们的财产和人身安全造成巨大的威胁。目前，随着货车的重载和提速，车轮磨耗日趋严重，根据生产厂家对敞车、棚车、罐车等车型的跟踪调查，如在对C80型敞车的跟踪调查中，发现车轮圆周磨耗速度就较快，C80型敞车在投入运用不足3年时间内,已有超过30％的轮对圆周磨耗达3mm以上，约5.8％的轮对圆周磨耗超过运用限度。超限轮对使得车辆运行品质下降,影响行车安全。为此，铁路安全工作中投入了大量的人力，对车辆轮对尺寸超限和踏面缺损等轮对故障进行检测，但目前缺乏车辆高速正线运行状态下检测的有效手段。因而，发展铁路货车轮对运用状态综合检测系统具有非常大的意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于：提供一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统，以填补高速状态下轮对运用状态综合检测设备的空白。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统，包括车轮传感器7、高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4、Web客户端3、信息柜2。所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4与轨道1绝缘连接；所述列车轮传感器7中的进线传感器和离线传感器分别布置在距所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4较远处的前端和后端，通过信息柜2精准控制系统的运行和数据采集。所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4、Web客户端3、信息柜2需满足无人值守工况下全天候运行不间断。上述的铁路货车轮对运用状态综合检测系统中所有的电气设备必需具有极短的响应时间。所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4需提前2秒接收到列车进线信号。与现有技术比较，其优点：本专利技术的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，实现了电气设备通过特殊枕木与轨道的直接连接，解决了电缆过轨必须土建施工的难题，且现场施工和安装所需时间也极大地降到了最少。本专利技术的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，实现了有效数据检测区间的精准控制，且提高了有效数据的检测频率。该装置稳定性好、可靠性好，使用寿命延长，可适用于维修率要求极低的铁路正线。Web客户端的作用主要体现在数据可以实时远程查看、分析和处理，便于实现铁路正线设备的远程监控与控制，为列车轮对外形尺寸超限和车轮踏面故障监测提供了及时性、有效性的参考数据。附图说明图1为本专利技术铁路货车轮对运用状态综合检测系统主体架构的布局图。图中，1为轨道，2为信息柜，3为Web客户端，4为车号自动识别单元，5为高速非接触式踏面图像检测单元，6为高速车轮外形尺寸和直径测量单元，7为车轮传感器。图2为本专利技术铁路货车轮对运用状态综合检测系统-高速车轮外形尺寸和直径测量单元6中的特殊枕木部件，其序号604、605、606、607零件材料为绝缘减震材料，序号603零件内部可供过轨电缆通过。图3为本专利技术铁路货车轮对运用状态综合检测系统-高速非接触式踏面图像检测单元5中的特殊枕木部件，其序号504、505、506、507零件材料为绝缘减震材料，序号501零件内部可供过轨电缆通过。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，为本实施例的铁路货车轮对运用状态综合检测系统主体架构的布局图。本实施例的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，包括车轮传感器7、高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4、Web客户端3、信息柜2。所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4与轨道1绝缘连接；所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5与轨道1绝缘连接；所述列车轮传感器7中的进线传感器和离线传感器分别布置在距所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4较远处的前端和后端，通过信息柜2精准控制系统的运行和数据采集。图2为本实施例的铁路货车轮对运用状态综合检测系统-高速车轮外形尺寸和直径测量单元6中的特殊枕木部件，其包括轨道扣件601、轨道垫板602、特殊枕木横梁603、绝缘垫板604和605、绝缘垫片606、绝缘套筒607、六角螺栓608和609、螺母610、平垫圈611、弹垫612，其中轨道垫板602、特殊枕木横梁603、绝缘垫板604、绝缘垫片606、绝缘套筒607通过紧固装置，所述紧固装置包括六角螺栓608、螺母610、平垫圈611、弹垫612，紧固装置按图2所示顺序连接为一个整体，这个整体穿入铁路线路轨道下，绝缘垫板605置于轨道和轨道垫板602之间，通过轨道扣件601、六角螺栓609、平垫圈611、弹垫612将如上所述整体与轨道紧固连接。所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元6检测的轮对外形尺寸技术参数精度分别为车轮直径±0.5mm，轮缘宽度和轮缘厚度±0.2mm，轮缘斜度±0.3mm、内侧距和轮辋宽度±0.4mm，轮辋厚度和空心踏面±0.25mm。图3为本实施例的铁路货车轮对运用状态综合检测系统-高速非接触式踏面图像检测单元5中的特殊枕木部件，其包括横梁501、轨道垫板502、轨道扣件503和508、尼龙垫板504和505、绝缘套筒506、绝缘垫片507、紧固装置，所述紧固装置包括六角螺栓509和510和514、螺母511、弹垫512和515、平垫圈513和516，其中横梁501、轨道垫板502、尼龙垫板504、绝缘套筒506、绝缘垫片507通过六角螺栓509、螺母511、弹垫512、平垫圈513按图3所示顺序连接为一个整体，这个整体穿入铁路线路轨道下，尼龙垫板505置于轨道和轨道垫板502之间，通过轨道扣件503和508、六角螺栓510和514、弹垫512和515、平垫圈513和516将如上所述整体与轨道紧固连接。所述高速非接触式踏面图像检测单元5检测的踏面图像分辨率为0.6mm。本专利技术的工作原理和过程为：当列车经过检测线路时，列车轮对首先触发车轮传感器7中前端的进线传感器，信息柜2接收到列车进线信号后给予高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、高速非接触式踏面图像检测单元5、车号自动识别单元4发送准备采集信号使其做好数据采集的准备；其次列车轮对依次经过高速车轮外形尺寸和直径测量单元6、车号自动识别单元4、高速非接触式踏面图像检测单元5且触发相应检测区域内车轮传感器7，相应采集单元采集到轮对或列车的相关参数信息；然后各单元将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统，实现铁路货车轮对在高速运行状态下综合在线轮对故障自动检测及报警，其特征在于：它包括车轮传感器(7)、高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)、Web客户端(3)、信息柜(2)，所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)与轨道(1)绝缘连接；所述车轮传感器(7)中的进线传感器和离线传感器分别布置在距所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)较远处的前端和后端，通过信息柜(2)精准控制系统的运行和数据采集。

【技术特征摘要】
1.一种铁路货车轮对运用状态综合检测系统，实现铁路货车轮对在高速运行状态下综合在线轮对故障自动检测及报警，其特征在于：它包括车轮传感器(7)、高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)、Web客户端(3)、信息柜(2)，所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)与轨道(1)绝缘连接；所述车轮传感器(7)中的进线传感器和离线传感器分别布置在距所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)、车号自动识别单元(4)较远处的前端和后端，通过信息柜(2)精准控制系统的运行和数据采集。2.根据权利要求1所述的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，其特征在于：所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)、高速非接触式踏面图像检测单元(5)与轨道(1)采用绝缘连接使检测设备电气信号与线路轨道信号隔离开来。3.根据权利要求1所述的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，其特征在于：所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)采用激光三角测量技术实现对轮对外形尺寸参数的采集并给出尺寸参数超限报警。4.根据权利要求3所述的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，其特征在于：所述高速车轮外形尺寸和直径测量单元(6)检测的轮对外形尺寸技术参数包括车轮直径、轮缘宽度、轮缘厚度、轮缘斜度、内侧距、轮辋厚度、轮辋宽度、空心踏面。5.根据权利要求1所述的铁路货车轮对运用状态综合检测系统，其特征在于：所述高速非接触式踏面图像检测单元(5)采用图像视觉及拼接裁剪算法实现对车轮踏面全圆周的采集并识别踏面表面缺陷。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石峥映，王辉平，孙志林，田林林，董智源，夏诗明，刘景刚，沈煜，胡培培，
申请(专利权)人：南京拓控信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32