CN102889861A - 一种列车轮对几何参数动态测量装置 - Google Patents

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张广军
孙军华
刘震
陈勖
宫政
魏振忠
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Abstract

本发明公开了一种列车轮对几何参数动态测量装置，该装置包括两个基座、至少一根连接于两个基座之间的横梁以及设置于横梁上的至少一个用于测量列车的轮对几何参数的结构光视觉传感器；所述两个基座分别设置在用于列车行驶的轨道两侧。应用本发明的列车轮对几何参数动态测量装置时，由于列车通过时测量装置未受钢轨和枕木振动的影响，因此通过的列车的速度和重量不受限制，能够有效提高测量精度。并且，无需搭建遮光防雨大棚也无需浇筑整体道床。

Description

一种列车轮对几何参数动态测量装置
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种列车轮对几何参数动态测量装置。
背景技术
目前所应用的列车轮对检测装置大体有两种，其中一种检测装置需要在铁路线上搭建大棚，为检测装置遮挡杂光干扰和防雨水，这种方式存在安全隐患并且增加了测量装置的成本；并且，要求列车只能以0-30km/h的低速通过，这种速度不能满足正线铁路运营状况下的测量需要；另外，还需要在轨道上浇筑整体道床，施工难度大，成本高。
另外一种检测装置无需搭建大棚及浇筑整体道床，但需抽掉一定数量的枕木，且需加轨排，使得通过的列车重量受到限制(通常为35吨以下)，且行驶速度不高(只能以5km/h-50km/h的速度通过)。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种列车轮对几何参数动态测量装置，不限制列车重量以及行驶通过的速度，提高测量精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种列车轮对几何参数动态测量装置，该装置包括两个基座、至少一根连接于两个基座之间的横梁以及设置于横梁上的至少一个用于测量列车的轮对几何参数的结构光视觉传感器；
所述两个基座分别设置在用于列车行驶的轨道两侧。
所述横梁为三根，每根横梁上设置有至少两个所述结构光视觉传感器。
所述横梁在所述轨道的钢轨下经由枕木之间的空间横穿所述轨道，所述横梁的两端分别固定在所述两个基座上。
所述结构光视觉传感器包括相机和结构光投射器；所述结构光投射器采用包括激光光源在内的高亮度光源，投射模式为线投射方式。
所述相机和结构光投射器上设置有具有防水功能的保护外壳。
所述结构光视觉传感器的底部设置有底板，四周设置有侧板，上面设置有上盖。
所述上盖上设置有用于打开或关闭上盖的开关门装置。
所述相机和结构光投射器通过用于调节相机和结构光投射器的姿态的调节机构安装在所述底板上。
所述侧板下部靠近所述底板的部位开有用于排水的小孔。
所述基座、横梁、结构光视觉传感器之间采用刚性连接，两个基座之间的距离大于3m。
应用本发明的列车轮对几何参数动态测量装置时，由于列车通过时测量装置未受钢轨和枕木振动的影响，因此通过的列车的速度和重量不受限制，能够有效提高测量精度。并且，无需搭建遮光防雨大棚也无需浇筑整体道床。
附图说明
图1为本发明实施例的列车轮对几何参数动态测量装置示意图；
附图标记说明：
1、基座；2、横梁；3、枕木；4、钢轨；5、结构光视觉传感器；6、上盖；7、结构光投射器；8、相机；9、固定板；10、预埋件。
具体实施方式
在实际应用中，可以将本发明的列车轮对几何参数动态测量装置安装在铁路线(如正线铁路线)上、利用结构光视觉传感器测量行驶通过的列车轮对几何参数。本发明的列车轮对几何参数动态测量装置包括两个基座(如混凝土基座)、至少一根(如两根至三根或更多)连接于两个基座之间的横梁以及设置于横梁上的至少一个(如两个或更多)结构光视觉传感器。所述两个基座分别设置在用于列车行驶的轨道两侧。所述几何参数可以包括：轮缘高度、轮缘厚度、轮缘磨耗、踏面圆周磨耗、轮辋厚度、内侧距及轮径等。
具体而言，本发明的列车轮对几何参数动态测量装置可以如图1所示。图1中，三根横梁2在钢轨4下经由枕木3之间的空间横穿用于列车行驶的轨道，横梁2的两端分别固定在两个基座1上。在三根横梁2上固定有用于测量的结构光视觉传感器5。基座1、横梁2、结构光视觉传感器5之间采用刚性连接，而与枕木3、钢轨4之间无刚性连接。
两个基座1之间的距离不小于4m(如大于3m)。基座1上有预埋件10。三根横梁2的两端分别固定在基座1的预埋件10上。每根横梁2上均有用于安装结构光视觉传感器5的固定板9。结构光视觉传感器5与固定板9通过螺丝固定。
每根横梁2上装有至少2个结构光视觉传感器5，每个结构光视觉传感器5的核心部件包括至少一个相机8(如工业相机)以及至少一个结构光投射器7。相机8和结构光投射器7上设置有具有防水功能的保护外壳。结构光视觉传感器5的底部设置有底板，四周设置有侧板，上面设置有上盖6。侧板下部靠近底板的部位开有用于排水的小孔。上盖6上设置有用于打开或关闭上盖6的开关门装置。上盖6打开和关闭时，其顶面不超过钢轨4顶面以上30mm。底板可以通过螺丝固定在横梁2上。没有列车通过时，上盖6处于关闭状态，以保护相机8和结构光投射器7。当列车通过时，上盖6打开，以便结构光投射器7投射的光能到达轮对，同时相机8能拍摄到光条图像。相机8和结构光投射器7可以通过调节机构安装在底板上，通过调节机构可调节相机8和结构光投射器7的姿态。
结构光投射器7可采用激光光源或其它亮度较高的光源，较佳的投射模式为线投射方式。当列车通过时，结构光投射器7向列车的轮对投射一光条。相机8在触发脉冲作用下拍摄结构光投射器7向列车投射的光条被轮对所反射的光条图像，并将拍摄的光条图像发送给相连的后台计算机(图中未示出)，由后台计算机对收到光条图像进行图像处理以提取光条中心数据，再根据结构光视觉模型计算出光条所在轮对断面轮廓数据。最后，根据由结构光视觉传感器5获得的断面轮廓数据，计算需要的列车轮对几何参数。在应用多个结构光视觉传感器5时，可获得数量更多、精度更高的列车轮对几何参数。
应用上述的列车轮对几何参数动态测量装置时，由于列车通过时测量装置未受钢轨4和枕木3振动的影响，因此通过的列车的速度和重量不受限制，能够有效提高测量精度。并且，无需搭建遮光防雨大棚也无需浇筑整体道床。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种列车轮对几何参数动态测量装置，其特征在于，该装置包括两个基座、至少一根连接于两个基座之间的横梁以及设置于横梁上的至少一个用于测量列车的轮对几何参数的结构光视觉传感器；
所述两个基座分别设置在用于列车行驶的轨道两侧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述横梁为三根，每根横梁上设置有至少两个所述结构光视觉传感器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述横梁在所述轨道的钢轨下经由枕木之间的空间横穿所述轨道，所述横梁的两端分别固定在所述两个基座上。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述结构光视觉传感器包括相机和结构光投射器；所述结构光投射器采用包括激光光源在内的高亮度光源，投射模式为线投射方式。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述相机和结构光投射器上设置有具有防水功能的保护外壳。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述结构光视觉传感器的底部设置有底板，四周设置有侧板，上面设置有上盖。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述上盖上设置有用于打开或关闭上盖的开关门装置。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述相机和结构光投射器通过用于调节相机和结构光投射器的姿态的调节机构安装在所述底板上。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述侧板下部靠近所述底板的部位开有用于排水的小孔。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述基座、横梁、结构光视觉传感器之间采用刚性连接，两个基座之间的距离大于3m。
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