一种多传感器轮径测量仪及测量方法技术

本发明专利技术公开的一种多传感器轮径测量仪及测量方法，属于轮径测量技术领域，包括尺架，尺架的两端分别设置测量块，两个测量块之间设置位移传感器，尺架上还设置拉绳传感器，位移传感器、拉绳传感器均与CPU模块连接；对待测轮进行轮径测量时，两个测量块、位移传感器的测量端和拉绳传感器的拉绳均与待测轮踏面接触；拉绳传感器，用于获取待测轮踏面的一段弧长；位移传感器，用于获取自身测量端的位移；CPU模块，用于根据待测轮踏面的一段弧长确定第一轮径，根据位移传感器获取的位移确定第二轮径；对第一轮径和第二轮径加权取平均值，获得最终的待测轮轮径。实现了对待测轮轮径的准确测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器轮径测量仪及测量方法


[0001]本专利技术涉及轮径测量
，尤其涉及一种多传感器轮径测量仪及测量方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]当列车车轮的直径小于安全值时，会造成轴承损伤、轴温升高、钢轨与轨道线路损坏，严重时会导致列车发生倾覆、脱轨等事故。
[0004]目前，主要是采用带机械式表头、电子式表头或者激光位移传感器等的轮径测量仪，由人工进行火车车轮的几何参数测量。其中最为公知的轮径测量仪采用专用千分表固定于尺架，其测量端连接专用测头，专用测头上端通过活动连接结构与专用千分表的测量端连接，下端用于与标准圆圆弧接触，专用千分表采用传动比为1:50，当表杆移动1mm时，显示值应变化50mm，分度值为0.05mm，量程为0
‑
1mm。但该轮径测量仪存在多点缺陷，第一方面是该装置采用机械式千分表，精度低、量程小，不能满足测量精度和量程的要求；第二方面是该轮径测量仪进行单点测量，没有用到车轮踏面的多点信息，结果存在偶然性。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种多传感器轮径测量仪及测量方法，实现了对待测轮轮径的自动准确测量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，提出了一种多传感器轮径测量仪，包括尺架，尺架的两端分别设置测量块，两个测量块之间设置位移传感器，尺架上还设置拉绳传感器，位移传感器、拉绳传感器均与CPU模块连接；对待测轮进行轮径测量时，两个测量块、位移传感器的测量端和拉绳传感器的拉绳均与待测轮踏面接触；拉绳传感器，用于获取待测轮踏面的一段弧长；位移传感器，用于获取自身测量端的位移；CPU模块，用于根据待测轮踏面的一段弧长确定第一轮径，根据位移传感器获取的位移确定第二轮径；对第一轮径和第二轮径加权取平均值，获得最终的待测轮轮径。
[0007]第二方面，提出了一种多传感器轮径测量仪的轮径测量方法，包括：将测量块、位移传感器的测量端和拉绳传感器的拉绳与待测轮踏面接触；通过拉绳传感器获取待测轮踏面的一段弧长；获取位移传感器测量端的位移；根据待测轮踏面的一段弧长确定第一轮径，根据位移传感器获取的位移确定第二轮径；对第一轮径和第二轮径加权取平均值，获得最终的待测轮轮径。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
1、本专利技术设置位移传感器和拉绳传感器对待测轮的轮径进行测量，采用两种传感器进行轮径测量，防止了采用一种传感器进行轮径测量时，因测量误差导致的轮径不准确的问题。
[0009]2、本专利技术设置了多个位移传感器对待测轮踏面不同位置进行测量，分别获得轮径，通过对获取的多个轮径加权取平均，获得了待测轮的准确轮径，进一步保证了待测轮轮径测量的准确性。
[0010]3、本专利技术采用电子传感器对待测轮轮径进行测量，并将测得的轮径在人工交互模块上进行显示，实现了对待测轮轮径的自动测量，并方便数值读取。
[0011]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0012]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0013]图1为实施例1公开测量仪的外部结构示意图；图2为实施例1公开测量仪的内部结构示意图；图3为实施例1公开测量仪的嵌入式系统结构框图；图4为实施例1公开的确定中间第二轮径计算模型的原理图；图5为实施例1公开的确定边侧第二轮径计算模型的原理图；图6为实施例1公开的确定第一轮径计算模型的原理图。
[0014]其中：1、测量块，2、拉绳传感器，3、操作按钮，4、人工交互模块，5、语音播放模块，6、位移传感器，7、尺架，8、固定架，9、标准圆，10、控制系统，11、电源模块，12、无线充电模块。
具体实施方式
[0015]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0016]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0017]实施例1在该实施例中，公开了一种多传感器轮径测量仪，如图1
‑
图3所示，包括尺架7，尺架7的两端分别设置测量块1，两个测量块1之间设置位移传感器6，尺架上还设置拉绳传感器2，位移传感器6、拉绳传感器2均与CPU模块连接；对待测轮进行轮径测量时，两个测量块1、位移传感器6的测量端和拉绳传感器2的拉绳均与待测轮踏面接触；拉绳传感器2，用于获取待测轮踏面的一段弧长；位移传感器6，用于获取自身测量端的位移；CPU模块，用于根据待测轮踏面的一段弧长确定第一轮径，根据位移传感器获取的位移确定第二轮径；对第一轮径和第二轮径加权取平均值，获得最终的待测轮轮径；还包括标准圆9，用于对拉绳传感器和位移传感器进行校准。
[0018]在具体实施时，拉绳传感器2的拉绳端和固定端分别位于两个测量块的外侧，且拉绳位于两个测量块1的下部，当对待测轮进行轮径测量时，拉绳与待测轮踏面的一段踏面贴合，获取待测轮该段踏面的弧长。
[0019]测量块1与尺架7通过转轴连接，能够相对于尺架7发生转动，且测量块1与待测轮为点接触，方便本实施例公开的测量仪相对于待测轮进行移动。
[0020]为了防止选取单一测点进行轮径测量时，获取轮径不准确的问题，本实施例设置了多个位移传感器6，初始状态时，所有位移传感器6的测量端位于同一平面上，拉绳传感器2的拉绳处于拉直状态。
[0021]多个位移传感器6均设置于两个测量块之间，且其中一个位移传感器6位于两个测量块的中间位置，称为中间位移传感器，除中间位移传感器外的其余位移传感器称为边侧位移传感器，所有位移传感器6均布设置，即相邻位移传感器之间的距离相同。
[0022]初始状态时，多个位移传感器6的测量端位于同一平面上，当对待测轮进行测量或是用标准圆进行校正时，位移传感器6的测量端均抵触在待测轮踏面，或标准圆的外圆上，当对待测轮进行测量时，通过读取每个位移传感器的位移读数，进而对位移进行分析，获得待测轮的第二轮径。
[0023]本实施例公开测量仪的控制系统10包括CPU模块，与CPU模块连接的语音播放模块5、人工交互模块4、存储器和操作按钮3，CPU模块还与电源模块11连接，通过电源模块11提供所需电源。
[0024]优选的，电源模块采用锂电池，且将电源模块11与无线充电模块12连接，通过无线充电模块12为电源模块11供电。
[0025]保证高续航的同时又兼顾了充电的方便快捷，将测量仪放置在无线充电桩的一定范围内，即可实现对测量仪的充电，同时系统对电池电量和健康状况进行实时监测，当电量过低或者电池处于不健康状态时，会通过语音播放模块和人工交互模块进行语音和可视化提示。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多传感器轮径测量仪，其特征在于，包括尺架，尺架的两端分别设置测量块，两个测量块之间设置位移传感器，尺架上还设置拉绳传感器；对待测轮进行轮径测量时，测量块、位移传感器的测量端和拉绳传感器的拉绳均与待测轮踏面接触；拉绳传感器，用于获取待测轮踏面的一段弧长；位移传感器，用于获取自身测量端的位移；CPU模块，用于根据待测轮踏面的一段弧长确定第一轮径，根据位移传感器获取的位移确定第二轮径；对第一轮径和第二轮径加权取平均值，获得最终的待测轮轮径。2.如权利要求1所述的一种多传感器轮径测量仪，其特征在于，两个测量块之间设置多个位移传感器，其中一个位移传感器位于两个测量块的中间，为中间位移传感器，其余位移传感器为边侧位移传感器。3.如权利要求2所述的一种多传感器轮径测量仪，其特征在于，初始状态时，所有位移传感器的测量端位于同一平面上，拉绳传感器的拉绳处于拉直状态。4.如权利要求2所述的一种多传感器轮径测量仪，其特征在于，CPU模块通过中间位移传感器测得的位移和中间第二轮径计算模型，获得中间的第二轮径；中间第二轮径计算模型为：中间第二轮径计算模型为：其中，
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为中间位移传感器获取的位移，d为标准圆直径，为中间的第二轮径，为V型块的顶角半角。5.如权利要求2所述的一种多传感器轮径测量仪，其特征在于，CPU模块通过边侧位移传感器测得位移和边侧第二轮径计算模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋维业，杨孔征，万熠，吴付旺，梁西昌，周波，侯嘉瑞，李亚男，王继来，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：