本发明专利技术公开了一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置，包括安装于轨道内侧的第一2D激光位移传感器、安装于轨道外侧的包括第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器的一组2D激光位移传感器和安装于轨道外侧的包括第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置的一组测速装置；第一2D激光位移传感器、第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器和所述第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置均通过信号线连接轮饼测量系统，经过位置布置，结合算法，能够快速、精确测量轨道车辆轮饼参数；较之传统测量方法，具有结构简单、成本低廉、快速精确等特点。确等特点。确等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及轨道车辆轮饼参数在线测量
，特别涉及一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法。
技术介绍
[0002]轮对作为车辆走行部中极为重要的部件，不仅承受着车体的全部重量，而且负责传递轮对与钢轨间的作用力。轮对对于列车安全运行具有很大的重要性，准确测量车轮的轮缘厚度、轮缘高度、垂直磨耗、踏面磨耗、车轮直径等参数，确保列车车轮踏面形态参数及同轴左右轮径差符合相关的规程和标准，对于保障列车安全运行、顺利完成运输计划是非常重要的。
[0003]但是现有的轮对的检测装置主要是第四种检查器及轮对尺，此检测工具需要人工读数，容易出错，影响了检测的可靠性；另外，现有技术手段测量列车行驶速度，其精度很难满足测量要求，从而带来测量结果的较大误差。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，基于现有技术CN109443264B,如何提高对车轮的测量精度，以及车轮不圆度的精度。
[0005]因此，专利技术一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
[0006]为解决现有技术中的这个技术缺陷，本专利技术提供的一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置，包括安装于轨道内侧的第一2D激光位移传感器、安装于轨道外侧的包括第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器的一组2D激光位移传感器和安装于轨道外侧的包括第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置的一组测速装置；
[0007]进一步的，所述第一2D激光位移传感器用于测量轮缘顶点、轮背位置；
[0008]进一步的，所述第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器用于测量采集轮饼踏面曲线数据；
[0009]进一步的，所述第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置用于测量车速及加速度；
[0010]进一步的，所述第一2D激光位移传感器、第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器和所述第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置均通过信号线连接轮饼测量系统；
[0011]进一步的，所述第一2D激光位移传感器的激光发射平面在垂直于轨向的垂直面内，其激光发射中心线与轮饼内端面形成夹角a1，所述第一2D激光位移传感器、第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器固定设置于同一支架上，相对空间位置固定。
[0012]进一步的，所述第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移
传感器的激光发射平面A与垂直于轨向的垂直平面B的夹角为a，所述第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器的激光中心线与平行于轨道的垂直平面C的夹角为β。
[0013]一种轨道车辆轮饼参数在线测量方法，具体测量方法如下：
[0014]步骤一：在线测量装置的安装
[0015]通过支架将第一2D激光位移传感器安装于轨道内侧，将第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器安装于轨道外侧，将第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置安装于轨道外侧；
[0016]步骤二：速度及加速度的获取
[0017]通过轮饼滚过第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置的时间及第一测速装置、第二测速装置和第三测试装置之间的距离，计算得到速度及加速度，并可据此得到测量过程中任意时刻的速度值；
[0018]步骤三：轮饼踏面曲线的获取
[0019]a)、当轮饼滚动经过第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器时，测量得到三组不同时刻的多条轮饼踏面数据；
[0020]b)、将步骤a)获得的数据，经过坐标转换和曲线拟合，得到不同时刻的多条轮饼踏面曲线；
[0021]步骤四：轮饼踏面曲线特征值的获取
[0022]将得到的轮饼踏面曲线按铁道行业标准，计算得到轮缘高度、轮缘厚度、Qr值、轮辋宽度数据；
[0023]步骤五：轮饼滚动圆直径的获取
[0024]a)、当轮饼滚动经过第一2D激光位移传感器时，测量得到不同时刻多条曲线，对每条曲线进行坐标变换及数学拟合，结合各时刻速度参数，找到轮缘顶点P0、P1、........P
i
；
[0025]b)、对轮缘顶点P0、P1、........P
i
数据进行圆拟合，得到轮缘顶点所在圆的直径为D1；
[0026]c)、设滚动圆直径为D，轮缘高度为SH，则：D＝D1
‑
2*SH
[0027]步骤六：轮饼不圆度的获取
[0028]第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器安装于不同位置，因此可得到轮饼圆周上三个不同区域的直径值，计算得出轮饼的不圆度；
[0029]步骤七：内侧距及等效锥度的获取
[0030]经过对两侧轨道内的第一2D激光位移传感器(1)之间距离的标定，可得到轮对内侧距，再按铁道行业标准计算得到等效锥度；
[0031]步骤八：完善数据管理应用功能
[0032]功能1、结合车号识别装置，记录车辆日期、车号、轴位、轮号；
[0033]功能2、可计算同轴直径差、同转向架直径差、同车直径差，通过输入阈值，实现超差报警；
[0034]功能3、通过输入轮缘高度、轮缘厚度、Qr值、滚动圆直径、不圆度、内侧距、等效锥度等的阈值，实现超差报警；
[0035]功能4、通过一定时间的测量，可计算磨损速度及趋势，预测磨损超差时间，指导轮
饼维修工作；
[0036]功能5、可与车辆段管理系统接驳，实现数据共享，将轮饼测量系统纳入车辆段管理系统；
[0037]功能6、打印输出。
[0038]进一步的，在轨道外侧布置多组2D激光位移传感器，以获得轮饼圆周上更多区域的直径值，使不圆度计算更精确。
[0039]进一步的，在轨道外侧布置方向与第二2D激光位移传感器、第三2D激光位移传感器、第四2D激光位移传感器相反的2D激光位移传感器，以适应安装有撒砂管的车辆。
[0040]进一步的，在轨道外侧布置多组测速装置，以适应更复杂的车速变化。
[0041]综上所述，本专利技术的有益效果包括:
[0042]1、本专利技术利用四个2D激光位移传感器，经过位置布置，结合算法，能够快速、精确测量轨道车辆轮饼参数，测量精度高，通过建立坐标系、轮饼踏面曲线的获取、轮饼踏面曲线特征值的获取、轮饼滚动圆直径的获取、内侧距及等效锥度的获取以及完善数据管理应用功能，能够精准快速的计算出轨道车辆轮饼的磨损等情况，数据可直接打印观看，直接明了，使用方便；传感器越少，误差源越少，测量精度越高；本专利技术用最少的传感器数量，完全实现了测量功能；本专利技术无需测量列车行驶速度，即可实现高精度直径测量功能；
[0043]2、本专利技术轮饼测量系统结合车号识别装置，记录本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置，其特征在于：包括安装于轨道内侧的第一2D激光位移传感器(1)、安装于轨道外侧的包括第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)的一组2D激光位移传感器和安装于轨道外侧的包括第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)的一组测速装置；所述第一2D激光位移传感器(1)用于测量轮缘顶点、轮背位置；所述第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)用于测量采集轮饼踏面曲线数据；所述第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)用于测量车速及加速度；所述第一2D激光位移传感器(1)、第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)和所述第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)均通过信号线连接轮饼测量系统。2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置，其特征在于：所述第一2D激光位移传感器(1)的激光发射平面在垂直于轨向的垂直面内，其激光发射中心线与轮饼内端面形成夹角a1，所述第一2D激光位移传感器(1)、第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)固定设置于同一支架上，相对空间位置固定。3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置，其特征在于：所述第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)的激光发射平面A与垂直于轨向的垂直平面B的夹角为a，所述第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)的激光中心线与平行于轨道的垂直平面C的夹角为β。4.一种轨道车辆轮饼参数在线测量方法，其特征在于：权利要求3所述的一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置具体测量方法如下：步骤一：在线测量装置的安装通过支架将第一2D激光位移传感器(1)安装于轨道内侧，将第二2D激光位移传感器(2)、第三2D激光位移传感器(3)、第四2D激光位移传感器(4)安装于轨道外侧，将第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)安装于轨道外侧；步骤二：速度及加速度的获取通过轮饼滚过第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)的时间及第一测速装置(5)、第二测速装置(6)和第三测试装置(7)之间的距离，计算得到速度及加速度，并可据此得到测量过程中任意时刻的速度值；步骤三：轮饼踏面曲线的获取a)、当轮饼滚动经过第二2D激光位移传感器(2)、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵若群，
申请(专利权)人：北京镭格之光测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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