CN110849280A - 一种车轮测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车轮测量设备，包括：支架，横跨轨道两侧；高度测量头，用于在测量高度方向距离；纵向驱动机构，用于驱动所述高度测量头沿轨道延伸方向水平移动；纵向测距仪，用于测量所述高度测量头纵向移动距离。通过高度测量头、纵向驱动机构和纵向测距仪，能够测量轮面最高点即与另一个点之间的高度方向距离以及纵向方向间距，通过这两个距离，根据圆的特点，即可以知道圆的半径。上述测量过程操作简单方便，仅仅通过圆上部的两个点，即可以知道整个圆的半径，所以测量难度小。所以该车轮测量设备能够有效地解决轨道车轮测量难度大的问题。

Description

一种车轮测量设备

技术领域

本发明涉及设备检测技术领域，更具体地说，涉及一种车轮测量设备。

背景技术

轨道交通现已成为大众出行的重要交通工具之一，随着轨道车辆行驶的速度逐步加快，其对零部件的加工制造质量要求也逐渐变得越来越严格。车轮是承载载荷的主要部件，其尺寸精度直接决定了轨道车辆的安全性和使用寿命，车轮的精度不够会导致载荷分布不均匀，有可能导致交通事故。车轮滚动圆直径的精密测量技术尤为重要。

目前，生产制造单位现场大多采用人工检测，利用专用量具进行手工测量，测量效率低，误差比较大，参数覆盖性低，人员干扰因素比较多，因此，高精度、非接触式的转向架车轮直径检测方法的提出尤为重要。

综上所述，如何有效地解决轨道车轮测量难度大的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车轮测量设备，该车轮测量设备可以有效地解决轨道车轮测量难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车轮测量设备，包括：

支架，横跨轨道两侧；

高度测量头，用于在测量高度方向距离；

纵向驱动机构，用于驱动所述高度测量头沿轨道延伸方向水平移动；

纵向测距仪，用于测量所述高度测量头纵向移动距离。

在该车轮测量设备，通过支架，以使高度测量头能够悬置在车轮上侧，且通过高度测量头与纵向驱动机构配合作用，以能够找出车轮轮面最高点，然后通过高度测量头、纵向驱动机构和纵向测距仪，能够测量轮面最高点即与另一个点之间的高度方向距离以及纵向方向间距，通过这两个距离，根据圆的特点，即可以知道圆的半径。上述测量过程操作简单方便，仅仅通过圆上部的两个点，即可以知道整个圆的半径，所以测量难度小。综上所述，该车轮测量设备能够有效地解决轨道车轮测量难度大的问题。

优选地，还包括：横向驱动机构，用于驱动所述高度测量头沿垂直于轨道的方向水平移动；横向测距仪，用于测量所述高度测量头横向移动距离。

优选地，所述支架包括横跨所述轨道的支撑轨和两个分别设置在所述支撑轨两端的支撑腿，所述支撑轨上设置有沿轨道宽度方向与所述支撑轨滑动配合的第一滑块，所述第一滑块上设置有沿轨道延伸方向与所述第一滑块滑动配合的第二滑块，所述高度测量头安装在所述第二滑块上。

优选地，所述第一滑块设置在所述支撑轨下侧且之间通过倒梯形滑槽连接；所述第二滑块设置在所述第一滑块下侧且之间通过倒梯形滑槽连接；所述纵向驱动机构安装在所述第一滑块上且为电缸；所述横向驱动机构安装在所述支撑轨上且为电缸。

优选地，所述高度测量头为激光测距仪，所述纵向测距仪以及所述横向测距仪均为光栅尺。

优选地，所述支撑腿包括梯形外框和设置所述梯形外框内且两端分别与所述梯形外框腰边连接的中间横杆，所述梯形外框的顶边与所述支撑轨端部固定连接，底边两端具有凸出腰边设置的外延部。

优选地，包括两组分别测量两侧轮体半径的测量组件，所述测量组件包括所述第一滑块、所述横向驱动机构、所述第二滑块、所述纵向驱动机构、所述高度测量头、所述横向测距仪和所述纵向测距仪。

优选地，还包括与所述支架相对固定的支撑底板，所述支撑底板上设置有轨道。

优选地，所述轨道与所述支撑底板为以一体成型的钢体件。

优选地，还包括控制器，所述控制器能够按如下步骤操作：

控制所述纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头沿纵向方向移动中连续测量轮面高度，以获取最高点；

控制所述纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头从所述最高点处移动预定距离A，并根据所述高度测量头测量该处轮面与所述最高点的轮面之间高度差B；

根据公式R²＝A²+(R-B)²计算R值，其中R值为轮面半径。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车轮测量设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的高度测量头的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的半径计算示意图。

附图中标记如下：

支撑轨1、支撑腿2、第一滑块3、第二滑块4、高度测量头5、倒梯形滑槽6、支撑底板7、轨道8、最高点9、中间测量点10。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种车轮测量设备，以有效地解决轨道车轮测量难度大的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的车轮测量设备的结构示意图；图2为本发明实施例提供的高度测量头的结构示意图；图3为本发明实施例提供的半径计算示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种车轮测量设备，具体的该车轮测量设备主要用于测量轨道车的车轮半径或者直径，所以可以具体为一种轨道车车轮测量设备。具体的，该车轮测量设备包括支架、高度测量头5、纵向驱动机构和纵向测量仪。其中支架横跨在轨道8两侧，以更好的支撑各个部件。

其中高度测量头5，用于测量高度方向的距离，将高度测量头5置于轮面上方，即可以测量轮面与支架的高度关系，在高度测量头5沿轨道8延伸方向移动时，即可以测量位于轨道8长度方向不同部位的轮面高度。其中高度测量头5，在测量的过程中，为了保证精度，需要保证测量方向竖直向下，若发生偏差，则测量结果也会发生偏差，因此该高度测量头5原则只需要选择能够测量长度方向距离即可，但在实际使用中，应当确保测量方向。具体的，高度测量头5可以是直尺，但直尺测量时需要移动，导致容易存在误差，且测量不方便，基于此，此处优选其中高度测量头5为激光测距仪。

其中纵向驱动机构，用于驱动高度测量头5沿轨道8延伸方向水平移动；而其中的纵向测距仪用于测量高度测量头5纵向移动距离。其中纵向驱动机构，具体结构以能够直线驱动为准，如伸缩缸、电缸等，其中电缸指的是电机和丝杠螺母的组合驱动机构。需要说明的是，在实际使用中，为了保证测量精度，在纵向驱动机构驱动下，高度测量头5应当水平移动，水平方向移动的偏差越大，则后期测量结果影响越大。其中纵向测距仪则是用于测量高度测量头5纵向水平移动距离，具体的，也可以是采用激光测距仪，为了测量方便，此处优选为光栅尺。

在应用上述车轮测量设备时，首先使车轮测量设备安装在轨道8附近，以使轨道8延伸方向与纵向驱动机构的驱动方向保持一致，然后将待测量的轨道车辆，沿着既定的轨道8向前行驶，直到待测量的车轮位于高度测量头5的正下方，然后纵向驱动机构启动，以驱动高度测量头5沿纵向方向移动中连续测量轮面高度，以获取轮面最高点9；然后再次使纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头5从最高点9处移动预定距离A，并根据高度测量头5测量该处轮面与最高点9的轮面之间高度差B；然后根据公式R2＝A2+(R-B)²计算R值，其中R值为轮面半径。

在该车轮测量设备，通过支架，以使高度测量头5能够悬置在车轮上侧，且通过高度测量头5与纵向驱动机构配合作用，以能够找出车轮轮面最高点9，然后通过高度测量头5、纵向驱动机构和纵向测距仪，能够测量轮面最高点9即与另一个点之间的高度方向距离以及纵向方向间距，通过这两个距离，根据圆的特点，即可以知道圆的半径。上述测量过程操作简单方便，仅仅通过圆上部的两个点，即可以知道整个圆的半径，所以测量难度小。综上所述该车轮测量设备能够有效地解决轨道车轮测量难度大的问题。

进一步的，考虑到，对于轨道车辆来说，需要测量的半径主要是指滚动圆的半径，目前轨道车辆的滚动圆，一般是以车轮内侧圆为基准设置的，一般间距为50毫米或70毫米。基于此，为了方便使用人员寻找滚动圆，此处优选还包括横向驱动机构和横向测距仪，其中横向驱动机构用于驱动高度测量头5沿垂直于轨道8的方向水平移动；横向测距仪，用于测量高度测量头5横向移动距离。其中横向驱动机构的驱动原理可以与纵向驱动机构的驱动原理相同，如可以均采用伸缩缸或电缸，但需要说明的是，其中在横向驱动机构的驱动下，其中高度测量头5的横向移动优选为水平移动，且水平度偏差越大，则容易造成最终的测量结果偏差越大。其中横向测距仪则是用于测量高度测量头5横向水平移动距离，具体的，也可以是采用激光测距仪，为了测量方便，此处优选为光栅尺。

具体的，应用时，根据轨道车辆设置参数，预先获知滚动圆与车轮内侧圆之间的间隔距离，然后通过横向驱动机构驱动高度测量头5横向移动，以通过高度测量头5测量轮面在宽度方向上的高度，因为车轮内侧，会形成轮面高度骤降，所以能够寻找到车轮内侧，然后横向驱动机构驱动高度测量头5横向向外移动上述获知的间隔距离，即可以确定滚动圆。

如上所述，高度测量头5在横向和纵向移动过程中，移动的水平度，对于测量结果的影响非常大，为了保证测量精度满足要求，此处优选支架包括横跨轨道8的支撑轨1和两个分别设置在支撑轨1两端的支撑腿2，以通过两个支撑腿2从支撑轨1两端支撑，保证支撑轨1的位置稳定。其中支撑轨1上设置有沿轨道8宽度方向与支撑轨1滑动配合的第一滑块3，第一滑块3上只有沿轨道8延伸方向与所述第一滑块3滑动配合的第二滑块4，高度测量头5在安装在第二滑块4上。通过第一滑块3和第二滑块4，以有效的限定高度测量头5沿横向和纵向精准移动，以确保测量精度。

为了方便连接，此处优选其中第一滑块3设置在支撑轨1下侧且之间通过倒梯形滑槽6连接；同样的第二滑块4设置在第一滑块3下侧且之间通过倒梯形滑槽6连接。具体的，可以在支撑轨1的下侧开设有横截面呈倒梯形的第一滑槽，并在第一滑块3上侧设置有与上述第一滑槽滑动配合的第一倒梯形凸起；可以在第一滑块3下侧设置有呈倒梯形的第二滑槽，且第二滑块4的上侧设置有与第二滑槽滑动配合的第二倒梯形凸起。

其中纵向驱动机构用于驱动第二滑块4相对第一滑块3滑动，进而带动高度测量头5沿轨道8延伸方向移动，具体的，可以使纵向驱动机构安装在第一滑块3上。其中横向驱动机构用于驱动第一滑块3相对支撑轨1滑动，进而带动高度测量头5沿轨道8横向方向移动，具体的，可以使横向驱动机构安装在支撑轨1上。

需要说明的是，一般进行测量时，左右两侧的车轮均需要测量，为了测量方便，此处优选支撑轨1上滑动连接有两组测量组件，以分别测量左右两侧的车轮。具体的，每组测量组件均应当包括第一滑块3、横向驱动机构、第二滑块4、纵向驱动机构、高度测量头5、横向测距仪和纵向测距仪。

如上所述的，其中支撑轨1支撑的稳定性将会极大的影响测量精度，为了更好的支撑，此处优选其中支撑腿2包括梯形外框和设置梯形外框内且两端分别与梯形外框腰边连接的中间横杆，其中梯形外框的顶边与支撑轨1端部固定连接，梯形外框的底边且支撑边，为了保证支撑强度，且优选两端具有凸出腰边设置的外延部，即外延部顺着底边的延伸方向延伸。

进一步的，考虑到轨道8的走向以及水平度，均会影响到测量结果，基于此，此处优选还包括与支架相对固定的支撑底板7，支撑底板7上设置有轨道8，以通过支撑底板7的轨道8对轨道车辆进行导向，以使上述各个结构与轨道8之间具有稳定的位置关系。为了保证整体结构稳定性更好，此处优选轨道8与支撑底板7为以一体成型的钢体件。

进一步的，为了更为自动化的测量，此处优选设置有控制器，控制器能够按如下步骤控制各个部件启动，以获取最终待测量轮体的半径。具体的步骤如下：

步骤100：控制纵向驱动机构启动，以驱动高度测量头5沿纵向方向移动中连续测量轮面高度，以获取最高点9。

具体的，可以设定沿轨道8纵向方向测量有限个点，并通过纵向测距仪记忆各个点之间的距离，根据测量的各个点选择高度最高的两点，以该两个点之间随机确定一个点或按这两个点的高度差作为比例确定一个点，并将该点作为最高点9，当然还可以采用其它方式确定一个点作为最高点9。

步骤200：控制纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头5从所述最高点9处移动预定距离A，并根据所述高度测量头5测量该处轮面与所述最高点9的轮面之间高度差B。

需要说明的是，在启动步骤200之前，根据步骤100的连续测量，即可以判断高度测量头5是否位于选定的最高点9位置，若不是在最高点9位置，应当根据纵向测距仪所得知的当前位置与最高点9位置之间的间距，然后再由纵向驱动机构按得到的间距，驱动高度测量头5移动，以移动至最高点9位置。然后按步骤200执行控制。即通过启动纵向驱动机构，以驱动高度测量头5从最高点9沿纵向移动预定距离A，此时到达中间测量点10，该预定距离A值不宜过小，可以根据车轮半径的大致范围选择，一般使用人员选择。在实际应用中，固定好该值即可，如大致在半径的一半左右。然后在高度测量头5移动到该点后，通过高度测量头5测量竖直方向高度，以得到中间测量点10轮面与最高点9轮面之间的高度差B。

步骤300：根据公式R²＝A²+(R-B)²计算R值，其中R值为轮面半径。

根据上述选定的点、圆心，以及选定点所在的纵向水平线与最高点9半径之间的交点，构成一个直角三角形，其中两个直角边的长度分别为A、R-B，其中腰边的长度为R，通过上述列等式，即可以知道R的数值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车轮测量设备，其特征在于，包括：

支架，横跨轨道两侧；

高度测量头，用于在测量高度方向距离；

纵向驱动机构，用于驱动所述高度测量头沿轨道延伸方向水平移动；

纵向测距仪，用于测量所述高度测量头纵向移动距离。

2.根据权利要求1所述的车轮测量设备，其特征在于，还包括：横向驱动机构，用于驱动所述高度测量头沿垂直于轨道的方向水平移动；横向测距仪，用于测量所述高度测量头横向移动距离。

3.根据权利要求2所述的车轮测量设备，其特征在于，所述支架包括横跨所述轨道的支撑轨和两个分别设置在所述支撑轨两端的支撑腿，所述支撑轨上设置有沿轨道宽度方向与所述支撑轨滑动配合的第一滑块，所述第一滑块上设置有沿轨道延伸方向与所述第一滑块滑动配合的第二滑块，所述高度测量头安装在所述第二滑块上。

4.根据权利要求3所述的车轮测量设备，其特征在于，所述第一滑块设置在所述支撑轨下侧且之间通过倒梯形滑槽连接；所述第二滑块设置在所述第一滑块下侧且之间通过倒梯形滑槽连接；所述纵向驱动机构安装在所述第一滑块上且为电缸；所述横向驱动机构安装在所述支撑轨上且为电缸。

5.根据权利要求4所述的车轮测量设备，其特征在于，所述高度测量头为激光测距仪，所述纵向测距仪以及所述横向测距仪均为光栅尺。

6.根据权利要求5所述的车轮测量设备，其特征在于，所述支撑腿包括梯形外框和设置所述梯形外框内且两端分别与所述梯形外框腰边连接的中间横杆，所述梯形外框的顶边与所述支撑轨端部固定连接，底边两端具有凸出腰边设置的外延部。

7.根据权利要求6所述的车轮测量设备，其特征在于，包括两组分别测量两侧轮体半径的测量组件，所述测量组件包括所述第一滑块、所述横向驱动机构、所述第二滑块、所述纵向驱动机构、所述高度测量头、所述横向测距仪和所述纵向测距仪。

8.根据权利要求1-7任一项所述的车轮测量设备，其特征在于，还包括与所述支架相对固定的支撑底板，所述支撑底板上设置有轨道。

9.根据权利要求8所述的车轮测量设备，其特征在于，所述轨道与所述支撑底板为以一体成型的钢体件。

10.根据权利要求1-7任一项所述的车轮测量设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器能够按如下步骤操作：

控制所述纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头沿纵向方向移动中连续测量轮面高度，以获取最高点；

控制所述纵向驱动机构启动，以驱动所述高度测量头从所述最高点处移动预定距离A，并根据所述高度测量头测量该处轮面与所述最高点的轮面之间高度差B；

根据公式R²＝A²+(R-B)²计算R值，其中R值为轮面半径。

Images