CN110481592A - 车辆运行轮廓限界在线检测装置、其安装方法及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆运行轮廓限界在线检测装置、其安装方法及检测方法，所述装置包括：两个对称的传感器安装装置，该安装装置包括基座、安装于基座上的竖向传感器安装件以及一端安装于竖向传感器安装件上部的横向传感器安装件，竖向传感器安装件和横向传感器安装件上均安装有多个激光距离传感器；传感器标定装置，包括竖向传感器标定件和横向传感器标定件；两个对称并相互连接的距离标定装置，该距离标定装置包括主板、垂直安装于主板上的定位块以及安装于主板下部的卡板；定位块的前表面设有与其垂直的通孔，卡板上设有相互垂直的上表面和侧表面。本发明能够实现对轨道车辆运行轮廓限界的高精度在线快速检测，检测精度及检测效率高，人工成本低。

Description

车辆运行轮廓限界在线检测装置、其安装方法及检测方法

技术领域

本发明属于轨道车辆检测技术领域，涉及轨道车辆车体限界检测技术，具体地说，涉及一种车辆运行轮廓限界在线检测装置、其安装方法及检测方法。

背景技术

为保证轨道车辆的运行安全，对轨道车辆的车体两侧、顶部的限界有严格的要求，若在运行过程中，车体两侧、顶部的限界超过一定值时，会给轨道车辆的运行带来很大的安全隐患。因此，在新车出厂或者车辆运营一段时间以后，都需要对车辆的限界进行检测。

现有的车辆限界检测方法是在轨道两侧立柱上安装多块钢板或塑料板，钢板或塑料板的轮廓就是车辆限界所规定允许的极大值，当车辆限界超过规定允许的极大值时，车辆与立柱上的钢板或塑料板发生接触，以此判断车辆限界超标。

由于立柱一般是通过地脚螺栓安装于土建基础上，而土建基础建设精度较低，因此导致立柱安装精度低，继而导致立柱上安装的钢板或塑料板的轮廓模拟的车辆限界精度降低，由此可知，采用上述方式进行车辆限界检测的精度低。其次，采用上述方式检测车辆限界时，每检查一种车型就需要更换一批钢板或塑料板，导致检测检测效率低，还增加了人工成本，多种车型同时检测时，还会影响不同车型在轨道上的通过性。此外，采用上述方式检测车辆限界，所用的钢板或塑料板在与车体接触时可能会导致车体划损，且在与车体多次接触后可能导致钢板或塑料板变形，影响检测精度。

发明内容

本发明针对现有车辆限界检测存在的检测精度低等上述问题，提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测装置、其安装方法及检测方法，能够实现对轨道车辆运行轮廓限界的高精度在线快速检测，检测精度及检测效率高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测装置，包括：

两个对称的传感器安装装置，该传感器安装装置包括放置于土建基础上的基座、安装于所述基座上的竖向传感器安装件以及一端安装于所述竖向传感器安装件上部的横向传感器安装件，所述竖向传感器安装件的传感器安装面上沿竖直方向安装有n个激光距离传感器，所述横向传感器安装件的传感器安装面上按设定距离安装有m个激光距离传感器；

传感器标定装置，包括安装于所述竖向传感器安装件上的竖向传感器标定件和安装于所述横向传感器安装件上的横向传感器标定件；

两个对称并相互连接的距离标定装置，该距离标定装置包括主板、垂直安装于主板上的定位块以及安装于主板下部的卡板，所述定位块的前表面设有与该前表面垂直的通孔，所述卡板上设有相互垂直的上表面和侧表面。

进一步的，所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m；所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdan，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述横向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdbm。

进一步的，所述定位块上的通孔与所述卡板的上表面之间的距离为设定值L₁，所述定位块的前表面与所述卡板的侧表面之间的距离为设定值L₂。

优选的，所述竖向传感器标定件和所述横向传感器标定件均包括设有传感器标定面的传感器标定件本体以及安装法兰，所述传感器标定件本体的两端设有垂直于所述传感器标定件本体的侧臂，所述安装法兰与所述侧臂的端部连接；所述竖向传感器标定件通过所述安装法兰安装于所述竖向传感器安装面上，所述横向传感器标定件通过所述安装法兰安装于所述横向传感器安装面上。

优选的，所述竖向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离与所述横向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离相等。

优选的，每个距离标定装置的主板位于车辆运行导轨内侧的一端均设有拉紧法兰，所述拉紧法兰上设有螺栓孔，两个距离标定装置的拉紧法兰由紧定螺栓通过螺栓孔连接。

优选的，所述主板的上表面与所述卡板的上表面平行。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测装置的安装方法，包括以下步骤：

S1、安装距离标定装置

以车辆运行导轨的上表面和侧表面为距离标定装置的标定基准，将左右对称的距离标定装置的卡板的上表面和侧表面分别卡在左右两条导轨的上表面和外侧面上，并通过紧固螺栓将两个距离标定装置的拉紧法兰连接；在距离标定装置的主板上放置水平仪，调整紧固螺栓，使距离标定装置的主板上表面处于水平位置；

S2、安装传感器安装装置

将基座放置在土建基础上，调整竖向传感器安装件的角度，使竖向传感器安装件上的传感器安装面与距离标定装置的主板上表面垂直；

S3、安装激光距离传感器

将第一个激光距离传感器安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，并调整第一个激光距离传感器的安装角度及安装位置，然后调整距离标定装置的位置，使第一个激光距离传感器发出的激光束能够完整穿过距离标定装置定位块上的通孔，再通过激光水平仪在竖向传感器安装件的传感器安装面发射一条垂直的激光束，调整激光水平仪的位置，使激光水平仪发射的激光束与第一个激光距离传感器的激光发射点重合，将其余n-1个激光距离传感器沿竖直方向安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，同时调整这n-1个激光距离传感器，使这n-1个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束重合；

将m个激光距离传感器安装到横向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m，调整这m个激光距离传感器，使这m个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束重合；

S4、距离标定装置对竖直方向第一个激光距离传感器进行标定

用厚度为L₃的硬板紧贴在定位块前表面上，遮挡住定位块上的通孔，记录此时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值L₄，用竖向传感器标定件对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，用横向传感器标定件对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定。

优选的，步骤S2中，通过在基座与土建基础之间增减垫片的方式调整竖向传感器安装件的角度。

优选的，步骤S4中，对激光距离传感器进行标定的具体方法为：

通过安装法兰将竖向传感器标定件安装于竖向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与竖向传感器标定件的标定面之间的距离，设为L_bd，记录n个激光距离传感器测量值，依次设为L_bda1,L_bda2,...,L_bdan，以L_bd为基准值，对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测量值均与基准值L_bd相同；

通过安装法兰将横向传感器标定件安装于横向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与横向传感器标定件的标定面之间的距离，该距离与安装于竖向传感器安装件上的激光距离传感器和竖向标定件的标定面之间的距离相同，同样为L_bd，记录m个激光距离传感器测量值，依次设为L_bdb1,L_bdb2,...,L_bdbm，以L_bd为基准值，对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测量值均与基准值L_bd相同。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测方法，包括以下步骤：

竖向传感器安装件上从下至上依次安装有激光传感器a₁,a₂,...,a_n，横向传感器安装件上从竖向传感器安装件一端至另一端依次安装有激光传感器b₁,b₂,...,b_m，当车辆沿导轨通过时，各激光距离传感器检测到的数值依次为L_a1,L_a2,...,L_an及L_b1,L_b2,...,L_bm；

根据车辆理论最大限界曲线设立虚拟坐标系，其中，虚拟坐标系的横坐标为导轨顶面，即距离标定装置中卡板上表面所在平面，虚拟坐标系的纵坐标为导轨侧面，即距离标定装置中卡板侧表面所在平面，虚拟坐标系中分布的一系列点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'分别与实际激光距离传感器a₁,a₂,...,a_n以及b₁,b₂,...,b_m相对应，即在虚拟坐标系X'O'Y'中，a_n'点的横坐标为-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1)，a_n'点的纵坐标为L₁+L_ai，b_m'点的横坐标为L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj或-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj)，b_m'点的纵坐标为L₁+L_zbj；其中，L₁为定位块上的通孔与卡板的上表面之间的距离，L₂为定位块的前表面与卡板的侧表面之间的距离，L₃为紧贴在定位块前表面上的硬板的厚度，L₄为遮挡住定位块上的通孔时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值，L_bd为安装于竖向/横向传感器安装件的激光距离传感器与竖向/横向传感器标定件的标定面之间的距离，L_bda1为竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器a₁的测量值一致，L_hbj,j＝1,2,3,...,m为设定值，表示横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离，L_zbj,j＝1,2,3,…,m为设定值，表示横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的纵向距离；

在理论坐标系中，点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'到车辆理论最大限界曲线的距离为L_a1',L_a2',...,L_an'及L_b1',L_b2',...,L_bm'，通过以下公式分别计算M_n和N_m：

若M_n和N_m的值均大于0，则认为该车辆轮廓限界合格，否则为不合格。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

(1)本发明以车辆运行导轨的轨顶面及轨侧面为基准，通过距离标定装置及传感器标定装置对传感器安装装置及激光距离传感器进行标定，通过实际检测到的数值与理论数据进行比较实现对车辆轮廓限界的检测，检测精度大大提高。

(2)本发明可通过提前录入不同车辆轮廓的理论最大限界的方式，增加检测的车型种类，在多种车型同时检测时能够大大提高检测效率，降低人工成本。且本发明在检测限界时，检测装置与车辆车体之间为非接触式检测，不会对车体造成损伤。

附图说明

图1为本发明实施例传感器安装装置结构示意图；

图2为本发明实施例竖向传感器标定件的结构示意图；

图3为本发明实施例横向传感器标定件的结构示意图；

图4为本发明实施例距离标定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例距离标定装置的安装示意图；

图6为本发明实施例传感器安装装置的安装示意图；

图7为本发明实施例激光距离传感器安装示意图；

图8为本发明实施例传感器标定示意图；

图9为本发明实施例实际测量示意图；

图10为本发明实施例理论限界值获取示意图。

图中，11、基座，12、竖向传感器安装件，121、传感器安装面，13、横向传感器安装件，131、传感器安装面，2、激光距离传感器，31、竖向传感器标定件，311、传感器标定件本体，312、传感器标定面，313、安装法兰，314、侧臂，32、横向传感器标定件，321、传感器标定件本体，322、传感器标定面，323、安装法兰，324、侧臂，41、主板，411、主板的上表面，42、定位块，421、定位块的前表面，422、通孔，43、卡板，431、卡板的上表面，432、卡板的侧表面，44、拉紧法兰，5、车辆运行导轨，6、紧定螺栓，7、水平仪，8、土建基础，9、激光束，10、车辆实际轮廓，11、车辆轮廓的最大理论限界。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明一实施例提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测装置，包括：

两个对称的传感器安装装置，分别为第一传感器安装装置和第二传感器安装装置，参见图1，所述第一传感器安装装置和第二传感器安装装置均包括基座11、安装于所述基座11上的竖向传感器安装件12以及一端安装于所述竖向传感器安装件12上部的横向传感器安装件13；参加图7，所述竖向传感器安装件12的传感器安装面121上沿竖直方向安装有n个激光距离传感器2，所述横向传感器安装件13的传感器安装面131上按设定距离安装有m个激光距离传感器2；

传感器标定装置，参见图8，该传感器标定装置包括安装于所述竖向传感器安装件12上的竖向传感器标定件31和安装于所述横向传感器安装件13上的横向传感器标定件32；

两个对称并相互连接的距离标定装置，分别为第一距离标定装置和第二距离标定装置，参见图4，所述第一距离标定装置和第二距离标定装置均包括主板41、垂直安装于主板41上的定位块42以及安装于主板41下部的卡板43；所述定位块42的前表面421设有与该前表面421垂直的通孔422，所述卡板43上设有相互垂直的上表面431和侧表面432，所述主板41的上表面411与所述卡板43的上表面431平行。

上述在线检测装置中，所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m。

上述在线检测装置中，所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdan，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述横向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdbm。

上述在线检测装置中，所述定位块上的通孔与所述卡板的上表面之间的距离为设定值L₁，所述定位块的前表面与所述卡板的侧表面之间的距离为设定值L₂。

具体地，为了实现对竖向传感器的标定，参见图2，所述竖向传感器标定件31包括设有传感器标定面312的传感器标定件本体311以及安装法兰313，所述传感器标定件本体的两端设有垂直于所述传感器标定件本体311的侧臂314，所述安装法兰313与所述侧臂314的端部连接；所述竖向传感器标定件31通过所述安装法兰313安装于所述竖向传感器安装件12的传感器安装面121上。

具体地，为了实现对横向传感器的标定，参见图3，所述横向传感器标定件32包括设有传感器标定面322的传感器标定件本体321以及安装法兰323，所述传感器标定件本体321的两端设有垂直于所述传感器标定件本体321的侧臂324，所述安装法兰323与所述侧臂324的端部连接，所述横向传感器标定件21通过所述安装法兰323安装于所述横向传感器安装件13的传感器安装面131上。

更具体地，所述竖向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离与所述横向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离相等。通过标定后，所有激光距离传感器的测量值保持相同。

具体地，为了实现两个距离标定装置的连接，继续参见图4，每个距离标定装置的主板41位于车辆运行导轨5内侧的一端均设有拉紧法兰44，所述拉紧法兰44上设有螺栓孔，两个距离标定装置的拉紧法兰44由紧定螺栓6通过螺栓孔连接。

上述在线检测装置进行检测前，先对其进行安装，具体的，参见图5、图6，安装时，以车辆运行导轨5的上表面和侧表面为距离标定装置的标定基准，将卡板43的上表面与车辆运行导轨5的上表面连接，卡板的侧表面与车辆运行导轨的外侧面连接，并在主板上表面放置水平仪7，调整紧定螺栓6，使距离标定装置的主板上表面水平。然后将基座11放置在土建基础8上，调整竖向传感器安装件12的角度，使竖向传感器安装件12上的传感器安装面121与距离标定装置的主板41上表面垂直。然后对激光距离传感器进行标定，使所有激光距离传感器的测量值保持相同。标定完成后即可通过在线检测装置对车辆运行轮廓限界进行在线检测。

本实施例上述在线检测装置，以车辆运行导轨的轨顶面及轨侧面为基准，通过距离标定装置及传感器标定装置对传感器安装装置及激光距离传感器进行标定，大大提高了检测精度；还可以实现对不同车型种类轮廓限界进行在线检测，在多种车型同时检测时能够大大提高检测效率，降低人工成本。且检测时，检测装置与车体为非接触检测，不会对车体造成损伤。

参见图5至图8，本发明另一实施例还提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测装置的安装方法，用于安装上述实施例所述车辆运行轮廓限界在线检测装置，包括以下步骤：

S1、安装距离标定装置

以车辆运行导轨的上表面和侧表面为距离标定装置的标定基准，将左右对称的距离标定装置的卡板的上表面和侧表面分别卡在左右两条导轨的上表面和外侧面上，并通过紧固螺栓将两个距离标定装置的拉紧法兰连接；在距离标定装置的主板上放置水平仪，调整紧固螺栓，使距离标定装置的主板上表面处于水平位置。

S2、安装传感器安装装置

将基座放置在土建基础上，通过在基座与土建基础之间增减垫片的方式调整竖向传感器安装件的角度，使竖向传感器安装件上的传感器安装面与距离标定装置的主板上表面垂直。

S3、安装激光距离传感器

将第一个激光距离传感器安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，并调整第一个激光距离传感器的安装角度及安装位置，然后调整距离标定装置的位置，使第一个激光距离传感器发出的激光束能够完整穿过距离标定装置定位块上的通孔，再通过激光水平仪在竖向传感器安装件的传感器安装面发射一条垂直的激光束，调整激光水平仪的位置，使激光水平仪发射的激光束与第一个激光距离传感器的激光发射点重合，将其余n-1个激光距离传感器沿竖直方向安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，同时调整这n-1个激光距离传感器，使这n-1个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束9重合；

将m个激光距离传感器安装到横向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m，调整这m个激光距离传感器，使这m个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束9重合。

S4、距离标定装置对竖直方向第一个激光距离传感器进行标定

用厚度为L₃的硬板紧贴在定位块前表面上，遮挡住定位块上的通孔，记录此时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值L₄，用竖向传感器标定件对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，用横向传感器标定件对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定。

步骤S4中，对激光距离传感器进行标定的具体方法为：

通过安装法兰将竖向传感器标定件安装于竖向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与竖向传感器标定件的标定面之间的距离，设为L_bd，记录n个激光距离传感器测量值，依次设为L_bda1,L_bda2,...,L_bdan，以L_bd为基准值，对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测量值均与基准值L_bd相同；

通过安装法兰将横向传感器标定件安装于横向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与横向传感器标定件的标定面之间的距离，该距离与安装于竖向传感器安装件上的激光距离传感器和竖向标定件的标定面之间的距离相同，同样为L_bd，记录m个激光距离传感器测量值，依次设为L_bdb1,L_bdb2,...,L_bdbm，以L_bd为基准值，对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测试值均与基准值L_bd相同。

通过本发明上述安装方法将车辆运行轮廓限界在线检测装置安装好后，即可进行车辆运行轮廓限界的检测。

参见图9、图10，本发明又一实施例，提供了一种车辆运行轮廓限界在线检测方法，包括以下步骤：

S1、竖向传感器安装件上从下至上依次安装有激光传感器a₁,a₂,...,a_n，横向传感器安装件上从竖向传感器安装件一端至另一端依次安装有激光传感器b₁,b₂,...,b_m，当车辆沿导轨通过时，各激光距离传感器检测到的数值依次为L_a1,L_a2,...,L_an及L_b1,L_b2,...,L_bm。

S2、根据车辆理论最大限界曲线设立虚拟坐标系，其中，虚拟坐标系的横坐标为导轨顶面，即距离标定装置中卡板上表面所在平面，虚拟坐标系的纵坐标为导轨侧面，即距离标定装置中卡板侧表面所在平面，虚拟坐标系中分布的一系列点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'分别与实际激光距离传感器a₁,a₂,...,a_n以及b₁,b₂,...,b_m相对应，即在虚拟坐标系X'O'Y'中，a_n'点的横坐标为-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1)，a_n'点的纵坐标为L₁+L_ai，b_m'点的横坐标为L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj或-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj)，b_m'点的纵坐标为L₁+L_zbj；其中，L₁为定位块上的通孔与卡板的上表面之间的距离，L₂为定位块的前表面与卡板的侧表面之间的距离，L₃为紧贴在定位块前表面上的硬板的厚度，L₄为遮挡住定位块上的通孔时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值，L_bd为安装于竖向/横向传感器安装件的激光距离传感器与竖向/横向传感器标定件的标定面之间的距离，L_bda1为竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器a₁的测量值一致，L_hbj,j＝1,2,3,...,m为设定值，表示横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离，L_zbj,j＝1,2,3,...,m为设定值，表示横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的纵向距离。

S3、在理论坐标系中，点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'到车辆理论最大限界曲线的距离为L_a1',L_a2',...,L_an'及L_b1',L_b2',...,L_bm'，通过以下公式分别计算M_n和N_m：

若M_n和N_m的值均大于0，则认为该车辆轮廓限界合格，否则为不合格。

本发明上述检测方法通过将实时监测到的数值与理论数值进行比较实现对车辆运行轮廓限界的在线检测，检测精度高。该检测方法可通过提前录入不同车辆轮廓的理论最大限界，增加检测的车型种类，在多种车型同时检测时能够大大提高检测效率，且该方法为非接触检测，不会对车体造成损伤。

上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，包括：

两个对称的传感器安装装置，该传感器安装装置包括基座、安装于所述基座上的竖向传感器安装件以及一端安装于所述竖向传感器安装件上部的横向传感器安装件，所述竖向传感器安装件的传感器安装面上沿竖直方向安装有n个激光距离传感器，所述横向传感器安装件的传感器安装面上按设定距离安装有m个激光距离传感器；

传感器标定装置，包括安装于所述竖向传感器安装件上的竖向传感器标定件和安装于所述横向传感器安装件上的横向传感器标定件；

两个对称并相互连接的距离标定装置，该距离标定装置包括主板、垂直安装于主板上的定位块以及安装于主板下部的卡板，所述定位块的前表面设有与该前表面垂直的通孔，所述卡板上设有相互垂直的上表面和侧表面。

2.如权利要求1所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m；所述竖向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述竖向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdan，所述横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与所述横向传感器标定件上的标定面之间的距离为设定值L_bdbm。

3.如权利要求2所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，所述定位块上的通孔与所述卡板的上表面之间的距离为设定值L₁，所述定位块的前表面与所述卡板的侧表面之间的距离为设定值L₂。

4.如权利要求1所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，所述竖向传感器标定件和所述横向传感器标定件均包括设有传感器标定面的传感器标定件本体以及安装法兰，所述传感器标定件本体的两端设有垂直于所述传感器标定件本体的侧臂，所述安装法兰与所述侧臂的端部连接；所述竖向传感器标定件通过所述安装法兰安装于所述竖向传感器安装面上，所述横向传感器标定件通过所述安装法兰安装于所述横向传感器安装面上。

5.如权利要求4所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，所述竖向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离与所述横向传感器标定件的传感器标定面与安装法兰之间的距离相等。

6.如权利要求1至5任意一项所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，每个距离标定装置的主板位于车辆运行导轨内侧的一端均设有拉紧法兰，所述拉紧法兰上设有螺栓孔，两个距离标定装置的拉紧法兰由紧定螺栓通过螺栓孔连接。

7.如权利要求7所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置，其特征在于，所述主板的上表面与所述卡板的上表面平行。

8.一种车辆运行轮廓限界在线检测装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、安装距离标定装置

以车辆运行导轨的上表面和侧面为距离标定装置的标定基准，将左右对称的距离标定装置的卡板的上表面和侧表面分别卡在左右两条导轨的上表面和外侧面上，并通过紧固螺栓将两个距离标定装置的拉紧法兰连接；在距离标定装置的主板上放置水平仪，调整紧固螺栓，使距离标定装置的主板上表面处于水平位置；

S2、安装传感器安装装置

将基座放置在土建基础上，调整竖向传感器安装件的角度，使竖向传感器安装件上的传感器安装面与距离标定装置的主板上表面垂直；

S3、安装激光距离传感器

将第一个激光距离传感器安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，并调整第一个激光距离传感器的安装角度及安装位置，然后调整距离标定装置的位置，使第一个激光距离传感器发出的激光束能够完整穿过距离标定装置定位块上的通孔，再通过激光水平仪在竖向传感器安装件的传感器安装面发射一条垂直的激光束，调整激光水平仪的位置，使激光水平仪发射的激光束与第一个激光距离传感器的激光发射点重合，将其余n-1个激光距离传感器沿竖直方向安装到竖向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的距离为设定值L_ai,i＝2,3,…,n，同时调整这n-1个激光距离传感器，使这n-1个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束重合；

将m个激光距离传感器安装到横向传感器安装件的传感器安装面上，每一个激光距离传感器与所述竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离为设定值L_hbj,j＝1,2,3,…,m、纵向距离为设定值L_zbj,j＝1,2,3,…,m，调整这m个激光距离传感器，使这m个激光距离传感器的激光发射点与激光水平仪发射的激光束重合；

S4、距离标定装置对竖直方向第一个激光距离传感器进行标定用厚度为L₃的硬板紧贴在定位块前表面上，遮挡住定位块上的通孔，记录此时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值L₄，用竖向传感器标定件对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，用横向传感器标定件对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定。

9.如权利要求8所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置的安装方法，其特征在于，步骤S2中，通过在基座与土建基础之间增减垫片的方式调整竖向传感器安装件的角度。

10.如权利要求8或9所述的车辆运行轮廓限界在线检测装置的安装方法，其特征在于，步骤S4中，对激光距离传感器进行标定的具体方法为：

通过安装法兰将竖向传感器标定件安装于竖向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与竖向传感器标定件的标定面之间的距离，设为L_bd，记录n个激光距离传感器测量值，依次设为L_bda1,L_bda2,...,L_bdan，以L_bd为基准值，对竖向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测量值均与基准值L_bd相同；

通过安装法兰将横向传感器标定件安装于横向传感器安装件的传感器安装面上，测量激光距离传感器与横向传感器标定件的标定面之间的距离，该距离与安装于竖向传感器安装件上的激光距离传感器和竖向标定件的标定面之间的距离相同，同样为L_bd，记录m个激光距离传感器测量值，依次设为L_bdb1,L_bdb2,...,L_bdbm，以L_bd为基准值，对横向传感器安装件上的激光距离传感器进行标定，使每个激光距离传感器的测量值均与基准值L_bd一致。

11.一种车辆运行轮廓限界在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

竖向传感器安装件上从下至上依次安装有激光传感器a₁,a₂,...,a_n，横向传感器安装件上从竖向传感器安装件一端至另一端依次安装有激光传感器b₁,b₂,...,b_m，当车辆沿导轨通过时，各激光距离传感器检测到的数值依次为L_a1,L_a2,...,L_an及L_b1,L_b2,...,L_bm；

根据车辆理论最大限界曲线设立虚拟坐标系，其中，虚拟坐标系的横坐标为导轨顶面，即距离标定装置中卡板上表面所在平面，虚拟坐标系的纵坐标为导轨侧面，即距离标定装置中卡板侧表面所在平面，虚拟坐标系中分布的一系列点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'分别与实际激光距离传感器a₁,a₂,...,a_n以及b₁,b₂,...,b_m相对应，即在虚拟坐标系X'O'Y'中，a_n'点的横坐标为-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1)，a_n'点的纵坐标为L₁+L_ai，b_m'点的横坐标为L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj或-(L₂+L₃+L₄+L_bd-L_bda1-L_hbj)，b_m'点的纵坐标为L₁+L_zbj；其中，L₁为定位块上的通孔与卡板的上表面之间的距离，L₂为定位块的前表面与卡板的侧表面之间的距离，L₃为紧贴在定位块前表面上的硬板的厚度，L₄为遮挡住定位块上的通孔时竖向传感器安装件上第一个激光距离传感器的测量值，L_bd为安装于竖向/横向传感器安装件的激光距离传感器与竖向/横向传感器标定件的标定面之间的距离，L_bda1为竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器a₁的测量值，L_hbj,j＝1,2,3,…,m为横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的横向距离，L_zbj,j＝1,2,3,…,m为横向传感器安装件上的每一个激光距离传感器与竖向传感器安装件上的第一个激光距离传感器之间的纵向距离；

在理论坐标系中，点a₁',a₂',...,a_n'和b₁',b₂',...,b_m'到车辆理论最大限界曲线的距离为L_a1',L_a2',...,L_an'及L_b1',L_b2',...,L_bm'，通过以下公式分别计算M_n和N_m：

若M_n和N_m的值均大于0，则认为该车辆轮廓限界合格，否则为不合格。