CN109000943B - 一种列车转向架车轮直径动态快速复检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车转向架车轮直径动态快速复检方法，其特征在于：检测支座安装在地面之上，线激光传感器固定支架安装于检测支座上，线激光传感器a1安装在线激光传感器固定支架上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，线激光传感器支撑装置安装于地基之上，线激光传感器b1安装于线激光传感器支撑装置上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，点激光位移传感器支座安装于地基之上，点激光位移传感器c1安装于点激光位移传感器支座上，作为测量直径的基准点。通过多传感器融合技术，测量出列车转向架车轮的直径。

Description

一种列车转向架车轮直径动态快速复检方法

技术领域

本发明涉及一种列车转向架车轮直径快速动态复检方法，是一种在线检测系统，属于机器视觉领域。

背景技术

列车转向架是列车关键部件之一，一般列车转向架由前后2个轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、基础制动装置、支撑车体装置5部分组成。其中轮对的车轮与轨道接触运行，车轮直径尺寸不仅对列车运行安全性、稳定性和乘坐的舒适性有重要的影响，同时也影响着转向架轮对的磨损程度和使用寿命。

目前，现有的列车转向架的轮对直径是在装配转向架前完成人工手动测量，装配后的转向架因轮对只有部分露在外部，故轮对直径不能再进行手动测量。不再检测直径的转向架直至列车整机测试的时候才能确定是否装配正确，不正确的话需要将车厢、转向架的各组成装置全部拆卸，再进行适合尺寸的轮对重新装配、性能测试等。这样造成大量人力、物力和财力的浪费。

发明内容

根据上述问题，本发明的目的在于提供一种列车转向架车轮直径快速动态复检方法，是对装配后列车转向架车轮直径动态进行快速复检，列车转向架种类繁多，测量轮对直径的位置要求为距离车轮内侧面70mm或73.5mm的截面；其采用点激光位移传感器测量车轮内侧面，作为测量直径的基准点；车轮上方线激光传感器a1、线激光传感器a2及车轮下方线激光传感器的b1、线激光传感器b2分别采取距离内侧面Δ1（Δ1表明测量不同转向架直径的测量位置，如70.00mm/73.5mm）处，作为测量列车转向架中车轮直径测量点。通过多传感器融合技术，测量出列车转向架车轮的直径。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现，一种列车转向架车轮直径动态快速复检方法，由检测装置A及检测装置B组成；其中检测装置A及检测装置B结构相同，对称安装在待检客车转向架检测工位两侧；其特征在于：检测装置A由检测支座、线激光传感器a1、线激光传感器固定支架、线激光传感器b1、线激光传感器支撑装置、点激光位移传感器c1、点激光位移传感器支座组成，其中检测支座安装在地面之上，负责为检测支座提供支撑；线激光传感器固定支架安装于检测支座上，负责限制线激光传感器a1检测位置；线激光传感器a1安装在线激光传感器固定支架上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，负责车轮上方踏面扫描；线激光传感器支撑装置安装于地基之上，负责为线激光传感器支撑装置进行位置限定；线激光传感器b1安装于线激光传感器支撑装置上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，负责车轮下方踏面扫描。点激光位移传感器支座安装于地基之上，负责限制点激光位移传感器c1检测位置；点激光位移传感器c1安装于点激光位移传感器支座上，负责测量车轮内侧面，作为测量直径的基准点。

所述的检测装置B与检测装置A为对称结构，检测装置A和检测装置B安装在待检客车转向架检测工位两侧。

所述的线激光传感器支撑装置由左支撑板、右支撑板及支撑底座组成；地基上方安装支撑底座负责提供支撑，支撑底座上方安装左支撑板及右支撑板，负责为左支撑板及右支撑板提供支撑；左支撑板及右支撑板对称安装于铁轨两侧，负责完成对线激光传感器支撑装置上方限位。

所述的4只线激光传感器及2只点激光位移传感器通过采集测量数据后反馈至主机系统，经过运算，从而得出复检的列车转向架车轮直径，其中检测装置A负责列车转向架左前及左后车轮的测量，检测装置B负责列车转向架右前及右后车轮的测量；具体检测过程如下：

（1）待检测列车转向架输送至检测工位；

（2）列车转向架向前方运动，通过对称安装在检测工位两侧的列车转向架车轮直径快速复检在线检测系统；

（3）线激光传感器a1、线激光传感器a2、线激光传感器b1、线激光传感器b2在系统开启后，持续获取车轮踏面数据；

（4）在（3）过程中，返回距离线传感器最近值，即为测量所需踏面数据值；

（5）在（3）过程中，点激光位移传感器持续获取测量车轮内侧面返回数据；

（6）当（4）过程获取所需踏面时，取对应（5）返回数据值；

（7）通过（6）过程所获取的数据值，与（4）过程所获取的车轮踏面数据值，进行运算，从而输出Δ1位置，即直径的测量位置的数值；

（8）通过标定，对（7）所获取的值进行运算，得出车轮直径值；

（9）列车转向架采用（3）（4）（5）（6）（7）（8）的过程，对列车转向架车轮直径进行数据计算，即通过（7）获取的直径的测量位置的数值，与标定数据进行相对测量运算，得出实测车轮直径；

（10）列车转向架通过检测工位时，完成对列车转向架车轮直径快速复检。

本发明的积极效果是：不需要对被测量的列车转向架做定位装置，只需转向架通过本发明设计的装置，即可完成对转向架前后2条轮对直径的测量，达到复检直径的目的；其采用线激光传感器及点激光位移传感器进行多传感器的融合检测，从而达到针对列车转向架可视范围有限的尺寸测量；测量系统中采用4只线激光传感器，即线激光传感器a1、线激光传感器a2、线激光传感器b1、线激光传感器b2及2只点激光位移传感器，即点激光位移传感器c1，点激光位移传感器c2，通过数据计算，从而快速复检列车转向架车轮直径，满足企业对组装后的转向架直径复检的目的。

附图说明

图1为本发明的某一待测列车转向架示意图。

图2为本发明的传感器布置示意图。

图3为本发明的列车转向架车轮检测位置示意图。

图4为本发明的列车转向架车轮直径检测设备等轴测a图。

图5为本发明的列车转向架车轮直径检测设备等轴测b图。

图6为本发明的检测装置A等轴测图。

图7为本发明的检测装置B等轴测图。

图8为本发明的线激光传感器支撑装置等轴测图。

具体实施方式

下面结合图1-8,对本发明做进一步的详细描述：一种列车转向架车轮直径快速复检方法，采用点激光位移传感器测量车轮内侧面，作为测量直径的基准点；车轮上方线激光传感器a1、线激光传感器a2及车轮下方线激光传感器的b1、线激光传感器b2采取距离内侧面Δ1，Δ1表明测量不同转向架直径的测量位置，如70.00mm/73.5mm处，作为测量列车转向架的车轮直径测量点。通过多传感器融合技术，复检列车转向架车轮的直径。

如图4、5所示的一种列车转向架车轮直径检测设备，由检测装置A及检测装置B组成，检测装置A及检测装置B采用相同结构，对称安装在待检客车转向架检测工位两侧。

如图6所示的检测装置A由Ⅰ-检测支座、Ⅱ-线激光传感器a1、Ⅲ-线激光传感器固定支架、Ⅳ-线激光传感器b1、Ⅴ-线激光传感器支撑装置、Ⅵ-点激光位移传感器c1、Ⅶ-点激光位移传感器支座7部分组成；其中Ⅰ-检测支座Ⅰ安装在地面之上，负责为Ⅰ-检测支座提供支撑；Ⅲ-线激光传感器固定支架安装于Ⅰ-检测支座上，负责限制Ⅱ-线激光传感器a1检测位置；Ⅱ-线激光传感器a1安装在Ⅲ-线激光传感器固定支架上，负责车轮上方踏面扫描。Ⅴ-线激光传感器支撑装置安装于地基之上，负责为Ⅴ-线激光传感器支撑装置进行位置限定；Ⅳ-线激光传感器b1安装与Ⅴ-线激光传感器支撑装置上，负责车轮下方踏面扫描。Ⅶ-点激光位移传感器支座安装于地基之上，负责限制Ⅵ-点激光位移传感器c1检测位置；Ⅵ-点激光位移传感器c1安装于Ⅵ-点激光位移传感器支座上，负责测量转向架的车轮内侧面测量点。

如图7所示的检测装置B与检测装置A为对称结构，检测装置A和检测装置B安装在待检客车转向架检测工位两侧。

如图8所示的Ⅴ-线激光传感器支撑装置由左支撑板1、右支撑板2及支撑底座3组成。地基上方安装支撑底座3，负责提供支撑。支撑底座3上方安装左支撑板1及右支撑板2，负责为左支撑板1及右支撑板2提供支撑。左支撑板1及右支撑板2对称安装于铁轨两侧，负责完成对Ⅴ-线激光传感器支撑装置上方限位。

具体检测过程如下：

（1）标定过程：

由于本设计列车转向架车轮直径的测试实际上是一种快速复检的过程，故标定值已经提前进入系统中，参与运算。

（2）在系统开启后，列车转向架向前方运动，通过对称安装在检测工位两侧的列车转向架车轮直径快速复检在线检测系统。点激光位移传感器测量车轮内侧面，作为测量直径的基准点，通过点激光位移传感器返回的测量值，确定线激光传感器对列车转向架直径测量位置Δ1，左上方线激光传感器a1、右上方线激光传感器a2、左下方线激光传感器b1、右下方线激光传感器b2扫描待检测列车转向架踏面Δ1处；通过与标定数据进行相对测量运算快速复检车轮直径值。

（3）测量原理及公式：

按图2所示的方式进行传感器布置，按图3所示的方式采集车轮的直径数据，并将测量数据与校准数据进行差值来计算轴的直径，以下计算原理及直径测量公式说明均以左车轮测量为例。

①测量位置计算原理：

由于列车转向架的型号不同，即车轮直径测量位置不同。根据被检列车转向架可知车轮直径测量位置，本发明采用点激光位移传感器实现对测量直径位置Δ1进行定位。

②直径测量公式如下：

式中：：被测车轮直径，D₁：校准车轮直径，：图所示位置线激光传感器a1及激光传感器b1测量校准车轮获取值，：图所示位置线激光传感器a1及激光传感器b1复检列车转向架车轮的测量数据。

上述一种列车转向架车轮直径快速复检方法，采用实际测量数据阐述测量直径的方法。

。

Claims (4)

1.一种列车转向架车轮直径动态快速复检装置，由检测装置A及检测装置B组成；其中检测装置A及检测装置B结构相同，对称安装在待检客车转向架检测工位两侧；其特征在于：检测装置A由检测支座、线激光传感器a1、线激光传感器固定支架、线激光传感器b1、线激光传感器支撑装置、点激光位移传感器c1、点激光位移传感器支座组成，其中检测支座安装在地面之上；线激光传感器固定支架安装于检测支座上，所述检测支座负责限制线激光传感器a1检测位置；线激光传感器a1安装在线激光传感器固定支架上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，负责车轮上方踏面扫描；线激光传感器支撑装置安装于地基之上；线激光传感器b1安装于线激光传感器支撑装置上，其所发出的激光线与轮对轴线处于同一平面且垂直于地面，负责车轮下方踏面扫描；点激光位移传感器支座安装于地基之上，负责限制点激光位移传感器c1检测位置；点激光位移传感器c1安装于点激光位移传感器支座上，负责测量车轮内侧面，作为测量直径的基准点。

2.根据权利要求1中所述的一种列车转向架车轮直径动态快速复检装置，其特征在于，所述的检测装置B与检测装置A为对称结构，检测装置A和检测装置B安装在待检客车转向架检测工位两侧。

3.根据权利要求1中所述的一种列车转向架车轮直径动态快速复检装置，其特征在于，所述的线激光传感器支撑装置由左支撑板、右支撑板及支撑底座组成；地基上方安装支撑底座负责提供支撑，支撑底座上方安装左支撑板及右支撑板；左支撑板及右支撑板对称安装于铁轨两侧，负责完成对线激光传感器支撑装置上方限位。

4.一种列车转向架车轮直径动态快速复检方法，其特征在于，使用如权利要求1-3任一项所述的列车转向架车轮直径动态快速复检装置，所述的4只线激光传感器及2只点激光位移传感器通过采集测量数据后反馈至主机系统，经过运算，从而得出复检的列车转向架车轮直径，其中检测装置A负责列车转向架左前及左后车轮的测量，检测装置B负责列车转向架右前及右后车轮的测量；具体检测过程如下：

(1)待检测列车转向架输送至检测工位；

(2)列车转向架向前方运动，通过对称安装在检测工位两侧的列车转向架车轮直径快速复检在线检测系统；

(3)线激光传感器a1、线激光传感器a2、线激光传感器b1、线激光传感器b2在系统开启后，持续获取车轮踏面数据；

(4)在(3)过程中，返回距离线传感器最近值，即为测量所需踏面数据值；

(5)在(3)过程中，点激光位移传感器持续获取测量车轮内侧面返回数据；

(6)当(4)过程获取所需踏面时，取对应(5)返回数据值；

(7)通过(6)过程所获取的数据值，与(4)过程所获取的车轮踏面数据值，进行运算，从而输出Δ1位置，即直径的测量位置的数值；

(8)通过标定，对(7)所获取的值进行运算，得出车轮直径值；

(9)列车转向架采用(3)(4)(5)(6)(7)(8)的过程，对列车转向架车轮直径进行数据计算，即通过(7)获取的直径的测量位置的数值，与标定数据进行相对测量运算，得出实测车轮直径；

(10)列车转向架通过检测工位时，完成对列车转向架车轮直径快速复检。