CN106289059B - 转向架检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向架检测装置。转向架检测装置包括：支撑架；测量臂，设置在支撑架的顶部，待检测的转向架设置在支撑架的底部，测量臂相对于支撑架可移动地设置；激光器，设置在测量臂上，激光器用于将光源投射在转向架上；传感器组，设置在测量臂上以测量转向架的尺寸；控制系统，与传感器组连接以根据传感器组检测到的信号值进行计算并反馈。本发明的技术方案可以解决现有技术中的手动测量转向架尺寸，劳动强度大且测量精度低的问题。

Description

转向架检测装置

技术领域

本发明涉及检测装置领域，具体而言，涉及一种转向架检测装置。

背景技术

现有技术中，动车组转向架的构架与车轮之间的间隙、对角线等主要尺寸是通过专用测量尺和划线工装进行手工测量并记录数据。进行手工测量时，转向架的测量位置需要通过目视和划线确定，导致测量精度会出现偏差，而且作业过程中需要进行反复测量和调整，作业劳动强度较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转向架检测装置，以解决现有技术中的手动测量转向架尺寸，劳动强度大且测量精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种转向架检测装置，转向架检测装置包括：支撑架；测量臂，设置在支撑架的顶部，待检测的转向架设置在支撑架的底部，测量臂相对于支撑架可移动地设置；激光器，设置在测量臂上，激光器用于将光源投射在转向架上；传感器组，设置在测量臂上以测量转向架的尺寸；控制系统，与传感器组连接以根据传感器组检测到的信号值进行计算并反馈。

进一步地，转向架检测装置包括多组传感器组，多组传感器组间隔设置在测量臂上。

进一步地，以测量臂的长度方向为x轴，以测量臂相对于支撑架移动的方向为y轴，以垂直于第一平面的方向为z轴建立坐标系，第一平面为x轴与y轴形成的平面，转向架包括间隔设置的两组轮对和连接两组轮对的构架，传感器组包括：第一传感器，用于测量轮对的车轮朝向构架的表面在x轴上的投影坐标值A1；第二传感器，用于测量构架朝向轮对的表面在x轴上的投影坐标值A2；第三传感器，用于测量轮对的车轮的外周面的坐标值A3(x1，y1，z1)。

进一步地，构架与轮对的车轮之间的间隙值为∣A2-A1∣，判断间隙值是否位于第一预设范围内。

进一步地，转向架检测装置还包括位于支撑架下方的转向架支撑装置，转向架支撑装置用于支撑转向架。

进一步地，转向架支撑装置包括：支撑平台；多个支撑柱，支撑柱相对于支撑平台可滑动地设置。

进一步地，支撑平台上设有与支撑柱配合的滑轨。

进一步地，支撑平台包括间隔设置的两根支撑梁，每根支撑梁上均设置有间隔设置的多个支撑柱。

进一步地，支撑架包括两根间隔设置的横梁，每根横梁下方均设置有立柱组件。

进一步地，支撑架上设有导轨，测量臂上设有与导轨配合的滑槽。

应用本发明的技术方案，转向架检测装置包括支撑架，可移动地设置在支撑架顶部的测量臂，设置在测量臂上的激光器和传感器组，以及控制系统；激光器用于将光源投射在转向架上，传感器组用于测量转向架的尺寸，控制系统与传感器组连接以根据传感器组检测到的信号值进行计算并反馈，从而可以实现转向架的自动检测；进一步地，可以提高转向架的测量精度并且降低操作人员的劳动强度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的转向架检测装置的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的测量臂与传感器组连接的位置关系示意图；以及

图3示出了根据本发明的转向架检测装置的待测量的转向架的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、支撑架；11、横梁；12、立柱组件；20、测量臂；30、传感器组；31、第一传感器；32、第二传感器；33、第三传感器；40、转向架支撑装置；41、支撑平台；42、支撑柱；411、支撑梁；43、滑轨；50、转向架；51、车轮；52、车轮轴；53、构架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了解决现有技术中的手动测量转向架尺寸，劳动强度大且测量精度低的问题，本发明提供了一种转向架检测装置。

在本发明及本发明的实施例中，转向架检测装置采用线结构光实时检测技术检测动车组的转向架。

本发明的实施例中，轴距是指转向架50的两根车轮轴52之间的距离，轮对是指通过车轮轴连接的两个车轮51。

如图1至图3所示，本发明的实施例中，转向架检测装置包括支撑架10、测量臂20、激光器、传感器组30和控制系统。其中，测量臂20设置在支撑架10的顶部，待检测的转向架50设置在支撑架10的底部，测量臂20相对于支撑架10可移动地设置。激光器设置在测量臂20上，激光器用于将光源投射在转向架50上；传感器组30设置在测量臂20上以测量转向架50的尺寸；控制系统与传感器组30连接以根据传感器组30检测到的信号值进行计算并反馈。

通过上述设置，支撑架10可以对设置在其上的测量臂20形成良好的支撑，并使测量臂20可移动地设置在支撑架10上，同时可以使待检测的转向架50设置在支撑架10的底部。通过将激光器和传感器组30设置在测量臂20上，使激光器和传感器组30可以相对于待检测的转向架50移动，从而可以沿测量臂20的移动方向逐个截面地测量转向架50外表面的几何参数。通过激光器对待检测的转向架50表面投射光源，用传感器组30采集从转向架50表面反射的激光信号，测量转向架50的尺寸数据，并将传感器组30测量的数据传送给控制系统，通过运算函数对测量数据进行实时处理、计算和反馈，从而实现转向架50的自动检测；进一步地，可以提高转向架50的测量精度并且降低操作人员的劳动强度。

具体地，如图1至图3所示，本发明的实施例中，支撑架10固定在地面上，测量臂20可移动地设置在支撑架10的顶部，待检测的转向架50设置在支撑架10的底部，即转向架50位于测量臂20的下方。待检测的转向架50的车轮轴52的轴线与测量臂20的长度方向平行，转向架50的构架53的长度方向与测量臂20的长度方向垂直。激光器设置在测量臂20上，向下投射激光至待检测的转向架50表面。传感器组30设置在测量臂20的下方，用于采集从转向架50表面反射的激光信号，传感器组30检测到的信号可以转换为待检测的转向架50表面的空间坐标点。通过控制系统内置的运算函数对传感器组30传送的空间坐标点进行实时处理和计算，得出所需要的测量数据，并实时反馈。由于测量臂20可移动地设置在支撑架10上，测量臂20沿支撑架10移动过程中，传感器组30可以沿测量臂20的移动方向逐个截面地采集待检测的转向架50表面的空间坐标点。

优选地，如图1和图2所示，本发明的实施例中，为了便于安装传感器组30，测量臂20的下方设有传感器罩，传感器组30设置在传感器罩内。

优选地，为确保测量精度，在待检测的转向架50的车轮51和构架53的待测量的位置上设置有定位基准块，传感器组30通过采集设置在车轮51和构架53上的定位基准块的空间坐标点来测量转向架50待测量位置的几何参数，从而便于采集到待测量的转向架50的主要参数，提高测量精度和检测效率。

优选地，本发明的实施例中，转向架检测装置还包括与控制系统连接的可视化系统。通过可视化系统可以实时显示控制系统的计算结果和反馈信息，便于操作人员按照可视化系统的显示结果实时调整转向架50的尺寸。

如图1所示，本发明的实施例中，转向架检测装置还包括位于支撑架10下方的转向架支撑装置40，转向架支撑装置40用于支撑转向架50。

通过设置转向架支撑装置40，可以将待检测的转向架50设置在与测量臂20相对固定的位置上，从而提高转向架检测装置的检测精度。

如图1所示，本发明的实施例中，转向架支撑装置40包括支撑平台41和多个支撑柱42。支撑柱42相对于支撑平台41可滑动地设置。

由于转向架支撑装置40包括支撑平台41，便于将支撑柱42可滑动地设置在支撑平台41上。通过在支撑平台41上设置多个可滑动的支撑柱42，使支撑柱42之间的间距可以调整，因此可以适应不同型号的转向架50。

具体地，如图1所示，本发明的实施例中，为了对转向架50形成更稳定的支撑，支撑平台41包括间隔设置的两根支撑梁411，每根支撑梁411上均设置有间隔设置的两个支撑柱42。

优选地，如图1所示，每根支撑梁411上还设有与两个支撑柱42对应设置的滑轨43，支撑柱42可以在滑轨43上沿平行于测量臂20移动的方向滑动。这样，两根支撑梁411上对应位置的支撑柱42之间的距离可以调节，因此，转向架检测装置可以适应具有不同轴距的转向架50的检测。

如图1所示，本发明的实施例中，支撑架10包括两根间隔设置的横梁11，每根横梁11下方均设置有立柱组件12。

通过上述设置，立柱组件12可以支撑横梁11，测量臂20的两端分别设置在两根横梁11上，这样，可以方便地形成放置待检测的转向架50的空间，支撑架10结构简单，易于实现。

如图1和图2所示，本发明的实施例中，支撑架10上设有导轨，测量臂20上设有与导轨配合的滑槽。

通过支撑架10上的导轨和测量臂20上的滑槽配合，可以形成测量臂20与支撑架10的滑动配合。上述配合方式结构简单，方便操作。

如图1和图2所示，本发明的实施例中，转向架检测装置包括多组传感器组30，多组传感器组30间隔设置在测量臂20上。

通过上述设置，多组传感器组30可以同时测量转向架50多个位置的几何参数，提高检测效率。

具体地，如图1和图2所示，本发明的实施例中，转向架检测装置包括两组传感器组30，两组传感器组30分别设置在测量臂20的两端，即两组传感器组30分别与设置在支撑架10底部的待测量的转向架50的两侧车轮51和构架53相对应地设置。这样，转向架检测装置可以同时测量转向架50的两侧车轮51和构架53的几何参数，提高检测效率。

如图1和图3所示，本发明的实施例中，以测量臂20的长度方向为x轴，以测量臂20相对于支撑架10移动的方向为y轴，由x轴与y轴形成的平面为第一平面，以垂直于第一平面的方向为z轴建立坐标系。转向架50包括间隔设置的两组轮对和连接两组轮对的构架53，传感器组30包括第一传感器31、第二传感器32和第三传感器33。第一传感器31用于测量轮对的车轮51朝向构架53的表面在x轴上的投影坐标值A1；第二传感器32用于测量构架53朝向轮对的表面在x轴上的投影坐标值A2；第三传感器33用于测量轮对的车轮51的外周面的坐标值A3。

通过上述设置，一方面，可以同时测量车轮51朝向构架53的表面在x轴上的投影坐标值A1和构架53朝向车轮51的表面在x轴上的投影坐标值A2，从而通过控制系统内部的运算函数计算车轮51朝向构架53的表面与构架53朝向该车轮51的表面之间的间隙值；另一方面，可以通过测量获得的车轮51外周面的坐标值A3，计算转向架50的对角线的几何参数。

具体地，如图3所示，待测量的转向架50放置在支撑柱42上时，车轮轴52的轴线与x轴平行，构架53的长度方向与y轴平行。如图1和图2所示，转向架检测装置包括两组传感器组30，第一组传感器组30设置在与转向架50的左侧车轮51和左侧构架53相对应的测量臂20的左端，第二组传感器组30设置在与转向架50的右侧车轮51和右侧构架53相对应的测量臂20的右端。第一组传感器组30包括由内向外依次设置的第一传感器31、第二传感器32和第三传感器33；第二组传感器组30也包括由内向外依次设置的第一传感器31、第二传感器32和第三传感器33。这样，第一组传感器组30的第一传感器31、第二传感器32和第三传感器33可以同时测量转向架的左侧车轮51朝向左侧构架53的表面在x轴上的投影坐标值A1和左侧构架53朝向左侧车轮51的表面在x轴上的投影坐标值A2，以及左侧车轮51外圆周面最高点的坐标值(x3，y3，z3)。同样地，第二组传感器组30的第一传感器31、第二传感器32和第三传感器33可以同时测量转向架的右侧车轮51朝向右侧构架53的表面在x轴上的投影坐标值A1和右侧构架53朝向右侧车轮51的表面在x轴上的投影坐标值A2，以及右侧车轮51外圆周面最高点的坐标值。

上述转向架检测装置进行转向架50的测量时，测量臂20自动沿y轴移动，当测量臂移动到第一组轮对所在位置时，两组传感器组30同时测量第一组轮对两侧的车轮51与构架53的上述待测量参数。完成第一组轮对的测量后，测量臂20可以自动沿y轴移动到第二组轮对所在的位置，对第二组轮对进行测量，测量方法与第一组轮对的测量方法相同。这样，转向架检测装置可以自动测量转向架50的两组轮对和构架53的几何参数，显著提高检测效率。

本发明的实施例中，待测量的转向架50的构架53与车轮51之间的间隙为∣A2-A1∣，即A2-A1的绝对值。传感器组30将测量获得的投影坐标值A1和A2，以及坐标值A3上传至控制系统。控制系统通过内部运算函数对∣A2-A1∣的值进行计算，并与预先设定的参数，即车轮51与构架53间隙要求尺寸进行比较，判断转向架尺寸是否合格。

具体地，控制系统的运行过程如下：

当测量臂20移动到第一组轮对(指的是图3中位于左上方的两个车轮)所在位置时，通过两组传感器组30同时测量第一组轮对的投影坐标值A2和A1，以及坐标值A3。第一组轮对的左侧构架53与车轮51的间隙尺寸为∣A2-A1∣，将∣A2-A1∣的值与控制系统内预先设定的数值范围进行比较，若∣A2-A1∣的值在预先设定的数值范围内，判断左侧构架53与车轮51的间隙尺寸合格。第一组轮对的右侧构架53与车轮51的间隙尺寸为∣A2-A1∣，将∣A2-A1∣的值与控制系统内预先设定的数值范围进行比较，若∣A2-A1∣的值在预先设定的数值范围内，判断右侧构架53与车轮51的间隙尺寸合格。

当测量臂移动到第二组轮对所在位置时，通过两组传感器组30同时测量第二组轮对的投影坐标值A2和A1，以及坐标值A3。对第二组轮对间隙尺寸的判断与第一组轮对相同。

当完成两组轮对的测量后，通过两组轮对的四个车轮51的外圆周面最高点的坐标值，控制系统可以分别计算转向架50的两个对角线长度。

在检测过程中，上述测量和计算结果通过可视化系统实时显示，如果某一车轮51与构架53的间隙不在预设的参数范围内，操作人员可以根据可视化系统的实时提示对构架53与车轮51的间隙进行调整。最后，控制系统会记录并储存最终的测量数据。

综上所述，本发明的转向架检测装置具有下述优点：通过在测量臂上设置激光器和传感器组，在待测量的转向架的轮对和构架上设置定位快，采用线结构光实时检测技术，可以精确测量转向架的主要尺寸，转向架检测装置精度可达到±0.05mm。通过控制系统可以完成整个测量过程和最后的数据分析并生成报告等工作，提高了测量精度降低了操作者劳动作业强度，提高了生产效率。操作人员可以根据可视化系统的显示结果对转向架轮对进行实时调整，避免重复作业，提高生产效率。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过在支撑架上设置可移动的测量臂，在测量臂上设置激光器和两组传感器组，可以沿测量臂的移动方向逐个截面地测量待测量的转向架外表面的几何参数，利用激光器将光源投射在位于支撑架底部的待测量的转向架上，可以利用与待测量的转向架的两侧车轮和构架相对应地设置的两组传感器组同时测量转向架两侧车轮与构架的坐标值，并通过控制系统对传感器组测量的数据进行实时处理、计算和反馈，从而实现转向架的自动检测；进一步地，可以提高转向架的测量精度并且降低操作人员的劳动强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种转向架检测装置，其特征在于，所述转向架检测装置包括：

支撑架(10)；

测量臂(20)，设置在所述支撑架(10)的顶部，待检测的转向架(50)设置在所述支撑架(10)的底部，所述测量臂(20)相对于所述支撑架(10)可移动地设置；

激光器，设置在所述测量臂(20)上，所述激光器用于将光源投射在所述转向架(50)上；

传感器组(30)，设置在所述测量臂(20)上以测量所述转向架(50)的尺寸；

控制系统，与所述传感器组(30)连接以根据所述传感器组(30)检测到的信号值进行计算并反馈；

以所述测量臂(20)的长度方向为x轴，以所述测量臂(20)相对于所述支撑架(10)移动的方向为y轴，以垂直于第一平面的方向为z轴建立坐标系，所述第一平面为所述x轴与所述y轴形成的平面，所述转向架(50)包括间隔设置的两组轮对和连接所述两组轮对的构架(53)，所述传感器组(30)包括：

第一传感器(31)，用于测量所述轮对的车轮(51)朝向所述构架(53)的表面在所述x轴上的投影坐标值A1；

第二传感器(32)，用于测量所述构架(53)朝向所述轮对的表面在所述x轴上的投影坐标值A2；

第三传感器(33)，用于测量所述轮对的车轮(51)的外周面的坐标值A3(x1，y1，z1)。

2.根据权利要求1所述的转向架检测装置，其特征在于，所述转向架检测装置包括多组传感器组(30)，所述多组传感器组(30)间隔设置在所述测量臂(20)上。

3.根据权利要求1所述的转向架检测装置，其特征在于，所述构架(53)与所述轮对的车轮(51)之间的间隙值为∣A2-A1∣，判断所述间隙值是否位于第一预设范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向架检测装置，其特征在于，所述转向架检测装置还包括位于所述支撑架(10)下方的转向架支撑装置(40)，所述转向架支撑装置(40)用于支撑所述转向架。

5.根据权利要求4所述的转向架检测装置，其特征在于，所述转向架支撑装置(40)包括：

支撑平台(41)；

多个支撑柱(42)，所述支撑柱(42)相对于所述支撑平台(41)可滑动地设置。

6.根据权利要求5所述的转向架检测装置，其特征在于，所述支撑平台(41)上设有与所述支撑柱(42)配合的滑轨(43)。

7.根据权利要求5所述的转向架检测装置，其特征在于，所述支撑平台(41)包括间隔设置的两根支撑梁(411)，每根所述支撑梁(411)上均设置有间隔设置的多个支撑柱(42)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的转向架检测装置，其特征在于，所述支撑架(10)包括两根间隔设置的横梁(11)，每根所述横梁(11)下方均设置有立柱组件(12)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的转向架检测装置，其特征在于，所述支撑架(10)上设有导轨，所述测量臂(20)上设有与所述导轨配合的滑槽。