CN112229736A - 一种轮轨力标定装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮轨试验技术领域，具体而言，涉及一种轮轨力标定装置、方法及系统。轮轨力标定装置包括底座、第一钢轨、第一千斤顶、第一压力传感器、第一测量点标记和高速相机。本发明通过采用微型超薄液压千斤顶与压力传感器结合的方式控制加载压力，实现低等级压力高精度加载，解决了传统的液压千斤顶采用液压油表读数加载方式的高等级低精度加载问题。压力加载方式高效实用，稳定性强。

Description

一种轮轨力标定装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及轮轨试验技术领域，具体而言，涉及一种轮轨力标定装置、方法及系统。

背景技术

在室内轮轨试验钢轨模型的轮轨力标定时，因需标定的钢轨模型尺寸根据钢轨原型按相似比缩小后的实际尺寸过小，规范所述的剪应力法难以在钢轨模型轨腰处布设应变片桥路，传统的液压加载装置加载等级高精度低，不适用钢轨模型等级小高精度加载的要求，此外，传统的轮轨力标定过程智能化程度低，导致规范所述标定方法不适用钢轨模型的轮轨力标定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮轨力标定装置、方法及系统，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种轮轨力标定装置，所述装置包括底座、第一钢轨、第一千斤顶、第一压力传感器、第一测量点标记和高速相机；所述第一钢轨固定设置在所述底座上；所述第一千斤顶设置在所述第一钢轨的上方；所述第一压力传感器设置在所述第一千斤顶与所述第一钢轨之间；所述第一测量点标记设置在所述第一钢轨腹板的侧壁上，所述第一测量点标记包括多个，多个所述第一测量点标记均设置在所述第一千斤顶的延长线上，且多个所述第一测量点标记等距离设置；所述第一测量点标记设置在所述高速相机的摄像头取景范围内。所述高速相机设置在支撑架上，所述支撑架设置在所述底座上。

可选地，所述第一钢轨上还设置有横梁，所述横梁设置在所述第一千斤顶的上方，所述第一千斤顶的一端与所述横梁的底部相连，另一端与所述第一压力传感器相连；所述横梁的两端各设置有将所述横梁固定在所述第一钢轨上方的固定机构。具体的，所述第一千斤顶的第一动力输出端与所述第一压力传感器的第一感应端相连。

可选地，所述固定机构包括第一挂钩和第二挂钩，所述第一挂钩和第二挂钩分别设置在所述横梁的两端；所述第一挂钩和所述第二挂钩均与所述第一钢轨卡合连接，所述第一挂钩通过第一拉杆与所述横梁可拆卸相连，所述第二挂钩通过第二拉杆与所述横梁可拆卸相连。

可选地，所述横梁的两侧分别设置有第三螺纹孔和第四螺纹孔，所述第一挂钩包括第一C型卡槽和第一连接块，所述第一C型卡槽的一端与所述第一钢轨的上翼缘卡合连接，另一端与第一连接块相连，所述第一连接块上设置有第一螺纹孔，所述第一拉杆的两端分别设置有第一外螺纹与第二外螺纹，所述第一外螺纹与所述第一螺纹孔相配合，所述第二外螺纹与所述第三螺纹孔相配合，所述第一拉杆的两端分别与所述第一螺纹孔和第三螺纹孔螺纹连接。所述第一螺纹孔与所述第三螺纹孔的螺纹方向相反。

可选地，所述第二挂钩包括第二C型卡槽和第二连接块，所述第二C型卡槽的一端与所述第一钢轨的上翼缘卡合连接，另一端与第二连接块相连，所述第二连接块上设置有第二螺纹孔，所述第二拉杆的两端分别设置有第三外螺纹与第四外螺纹，所述第三外螺纹与所述第二螺纹孔相配合，所述第四外螺纹与所述第四螺纹孔相配合，所述第二拉杆的两端分别与所述第二螺纹孔和第四螺纹孔螺纹连接。所述第二螺纹孔与所述第四螺纹孔的螺纹方向相反。

可选地，所述高速相机和第一压力传感器分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵的第三控制机构电连接，所述油泵通过第一油管与所述第一千斤顶的第一连接管相连。

可选地，所述底座上还设置有第二钢轨，所述第二钢轨固定设置在所述底座上，且所述第二钢轨与所述第一钢轨平行设置；所述第一钢轨与所述第二钢轨之间设置有撑杆，所述撑杆的一端通过第一卡块与所述第一钢轨的上翼缘侧壁接触，所述撑杆的另一端通过第二卡块与所述第二钢轨的上翼缘侧壁接触，所述第一卡块与所述第一钢轨之间设置有第二千斤顶和第二压力传感器；所述第一钢轨的侧壁上设置有第二测量点标记，所述第二测量点标记包括第二左测量点标记和第二右测量点标记，所述第二左测量点标记和所述第二右测量点标记分别设置在所述第二压力传感器的两侧；所述第二测量点标记设置在所述高速相机的摄像头取景范围内。

可选地，所述第二测量点标记设置在所述第一钢轨上翼缘的侧壁上，所述第二左测量点标记包括多个，多个所述第二左测量点标记沿直线设置，所述第二压力传感器设置在所述第二左测量点标记所在的直线上，多个所述第二左测量点标记等距离设置；所述第二右测量点标记与所述第二左测量点标记互为镜像。

可选地，所述第一卡块包括第一横向卡块和第一竖向卡块，所述第一横向卡块和所述第一竖向卡块互相垂直；所述第二卡块包括第二横向卡块和第二竖向卡块，所述第二横向卡块和所述第二竖向卡块互相垂直；所述第一横向卡块设置在所述第一钢轨的上翼缘上方，所述第一竖向卡块设置在所述第一钢轨的上翼缘内侧，所述第二千斤顶和所述第二压力传感器均设置在所述第一竖向卡块与所述第一钢轨上翼缘的侧壁之间。

可选地，所述第一竖向卡块上设置有第五螺纹孔，所述第二竖向卡块上设置有第六螺纹孔；所述撑杆的两端分别设置有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的端部设置有与所述第五螺纹孔相配合的第五外螺纹，所述第二连接杆的端部设置有与所述第六螺纹孔相配合的第六外螺纹。

可选地，所述高速相机和第二压力传感器分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵的第三控制机构电连接，所述油泵通过第二油管与所述第二千斤顶的第二连接管相连。

第二方面，本发明实施例还提供了一种轮轨力标定方法，所述方法包括：

获取高速相机发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括所述第一钢轨的初始状态的图像；获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制所述第一千斤顶输出的第一预设压力值；基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶输出压力的命令；获取高速相机发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨在所述第一千斤顶的压力下的图像；根据所述第一钢轨在所述第一千斤顶的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶压力下对应的位移；根据所述第一千斤顶的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

可选地，所述获取高速相机发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨在所述第一千斤顶的压力下的图像，包括：

获取第一压力信号，所述第一压力信号包括所述第一压力传感器采集的所述第一千斤顶施加给所述第一钢轨的纵向压力值；将所述第一压力信号与所述第一控制信息进行比对，当所述第一压力信号中的纵向压力值到达所述第一控制信息中的第一预设压力值时，给所述第一千斤顶的第一控制机构发送第三控制信息，所述第三控制信息包括让所述第一控制机构控制所述第一千斤顶输出的压力值保持不变的命令；获取高速相机发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨在当前的纵向压力下的图像；重复上述方法，获取在多个不同的纵向压力下，所述高速相机拍摄的所述第一钢轨的图像。

可选地，所述方法还包括：

获取第四控制信息，所述第四控制信息包括控制所述第二千斤顶输出的第二预设压力值；基于所述第四控制信息，给所述第二千斤顶的第二控制机构发送第五控制信息，所述第五控制信息包括所述第二控制机构控制所述第二千斤顶输出压力的命令；获取高速相机发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨在所述第二千斤顶的压力下的图像；根据所述第一钢轨在所述第二千斤顶的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第二千斤顶压力下对应的位移；根据所述第二千斤顶的压力及其对应的位移，绘制并输出第二垂向轨力压力位移标定曲线。

可选地，所述获取高速相机发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨在所述第二千斤顶的压力下的图像，包括：

获取第二压力信号，所述第二压力信号包括所述第二压力传感器采集的所述第二千斤顶施加给所述第一钢轨的横向压力值；将所述第二压力信号与所述第四控制信息进行比对，当所述第二压力信号中的横向压力值到达所述第四控制信息中的第二预设压力值时，给所述第二千斤顶的第二控制机构发送第六控制信息，所述第六控制信息包括让所述第二控制机构控制所述第二千斤顶输出的压力值保持不变的命令；获取高速相机发送的第四状态信号，所述第四状态信号包括所述第一钢轨在当前的横向压力下的图像；重复上述方法，获取在多个不同的横向压力下，所述高速相机拍摄的所述第一钢轨的图像。

第三方面，本发明实施例中还提供了一种轮轨力标定系统，所述系统包括第一获取模块、第二获取模块、第一控制模块、第三获取模块、第一计算模块和第二计算模块。

第一获取模块，用于获取高速相机发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括所述第一钢轨的初始状态的图像；

第二获取模块，用于获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制所述第一千斤顶输出的第一预设压力值；

第一控制模块，用于基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶输出压力的命令；

第三获取模块，用于获取高速相机发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨在所述第一千斤顶的压力下的图像；

第一计算模块，用于根据所述第一钢轨在所述第一千斤顶的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶压力下对应的位移；

第二计算模块，用于根据所述第一千斤顶的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

可选地，所述第三获取模块包括第一获取单元、第一控制单元和第二获取单元。

第一获取单元，用于获取第一压力信号，所述第一压力信号包括所述第一压力传感器采集的所述第一千斤顶施加给所述第一钢轨的纵向压力值；

第一控制单元，用于将所述第一压力信号与所述第一控制信息进行比对，当所述第一压力信号中的纵向压力值到达所述第一控制信息中的第一预设压力值时，给所述第一千斤顶的第一控制机构发送第三控制信息，所述第三控制信息包括让所述第一控制机构控制所述第一千斤顶输出的压力值保持不变的命令；

第二获取单元，用于获取高速相机发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨在当前的纵向压力下的图像。

可选地，所述轮轨力标定系统还包括第四获取模块、第二控制模块、第五获取模块、第三计算模块和第四计算模块。

第四获取模块，用于获取第四控制信息，所述第四控制信息包括控制所述第二千斤顶输出的第二预设压力值；

第二控制模块，用于基于所述第四控制信息，给所述第二千斤顶的第二控制机构发送第五控制信息，所述第五控制信息包括所述第二控制机构控制所述第二千斤顶输出压力的命令；

第五获取模块，用于获取高速相机发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨在所述第二千斤顶的压力下的图像；

第三计算模块，用于根据所述第一钢轨在所述第二千斤顶的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第二千斤顶压力下对应的位移；

第四计算模块，用于根据所述第二千斤顶的压力及其对应的位移，绘制并输出第二垂向轨力压力位移标定曲线。

可选地，所述第五获取模块，包括第三获取单元、第二控制单元和第四获取单元。

第三获取单元，用于获取第二压力信号，所述第二压力信号包括所述第二压力传感器采集的所述第二千斤顶施加给所述第一钢轨的横向压力值；

第二控制单元，用于将所述第二压力信号与所述第四控制信息进行比对，当所述第二压力信号中的横向压力值到达所述第四控制信息中的第二预设压力值时，给所述第二千斤顶的第二控制机构发送第六控制信息，所述第六控制信息包括让所述第二控制机构控制所述第二千斤顶输出的压力值保持不变的命令；

第四获取单元，用于获取高速相机发送的第四状态信号，所述第四状态信号包括所述第一钢轨在当前的横向压力下的图像。

本发明的有益效果为：

本发明通过采用微型超薄液压千斤顶与压力传感器结合的方式控制加载压力，实现低等级压力高精度加载，解决了传统的液压千斤顶采用液压油表读数加载方式的高等级低精度加载问题。压力加载方式高效实用，稳定性强。

本发明采用PIV图像识别技术处理模型加载前后的变形，得到对应的位移场。该方法测量精度高，且整个测量过程与加载装置无接触，不受加载过程的干扰。可有效的解决传统应变片法难以在钢轨模型轨腰上粘贴应变片的问题，应变桥路测量精度低，受干扰程度大的问题。

本发明可实现自动绘制输出压力位移标定曲线，整个标定过程只需人为安装标定装置及输入各级加载压力即可得到准确的轮轨力标定曲线，极大地实现了标定过程的智能化。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例中所述的一种轮轨力标定装置结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图；

图3为图1中B处放大示意图；

图4为图1中C处放大示意图；

图5为图1中D处放大示意图；

图6为本发明实施例中所述的第一挂钩结构放大示意图；

图7为本发明实施例中所述的第一拉杆结构放大示意图；

图8为本发明实施例中所述的横梁结构放大示意图；

图9为本发明实施例中所述的第一千斤顶结构放大示意图；

图10为本发明实施例中所述的第一压力传感器结构放大示意图；

图11为本发明实施例中所述的第一卡块结构放大示意图；

图12为本发明实施例中所述的撑杆结构放大示意图；

图13为本发明实施例中所述的高速相机和支撑架结构放大示意图；

图14为本发明实施例中所述的一种轮轨力标定方法流程示意图；

图15为本发明实施例中所述的一种轮轨力标定系统结构示意图。

图中标记：1、底座；2、第一钢轨；3、第二钢轨；4、第一挂钩；41、第一C型卡槽；42、第一连接块；43、第一螺纹孔；5、第二挂钩；6、第一拉杆；7、第二拉杆；8、横梁；81、第三螺纹孔；82、第四螺纹孔；9、撑杆；10、第一千斤顶；101、第一动力输出端；102、第一连接管；11、第二千斤顶；12、油泵；13、第一压力传感器；131、第一感应端；132、第一信号输出端；14、第二压力传感器；15、第一油管；16、第二油管；17、第一测量点标记；18、第二测量点标记；19、第一卡块；191、第一横向卡块；192、第一竖向卡块；193、第五螺纹孔；20、第二卡块；21、第一连接杆；22、第二连接杆；23、高速相机；24、支撑架；701、第一获取模块；702、第二获取模块；703、第一控制模块；704、第三获取模块；7041、第一获取单元；7042、第一控制单元；7043、第二获取单元；705、第一计算模块；706、第二计算模块；707、第四获取模块；708、第二控制模块；709、第五获取模块；7091、第三获取单元；7092、第二控制单元；7093、第四获取单元；710、第三计算模块；711、第四计算模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1至图13所示，本实施例提供了一种轮轨力标定装置，所述装置包括底座1、第一钢轨2、第一千斤顶10、第一压力传感器13、第一测量点标记17和高速相机23；所述第一钢轨2固定设置在所述底座1上；所述第一千斤顶10设置在所述第一钢轨2的上方；所述第一压力传感器13设置在所述第一千斤顶10与所述第一钢轨2之间；所述第一测量点标记17设置在所述第一钢轨2腹板的侧壁上，所述第一测量点标记17包括多个，多个所述第一测量点标记17均设置在所述第一千斤顶10的延长线上，且多个所述第一测量点标记17等距离设置；所述第一测量点标记17设置在所述高速相机23的摄像头取景范围内。所述第一测量点标记17可以是5个，5个测量点标记分别编号为C1-C5。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一钢轨2上还设置有横梁8，所述横梁8设置在所述第一千斤顶10的上方，所述第一千斤顶10的一端与所述横梁8的底部相连，另一端与所述第一压力传感器13相连；所述横梁8的两端各设置有将所述横梁8固定在所述第一钢轨2上方的固定机构。具体的，所述第一千斤顶10的第一动力输出端101与所述第一压力传感器13的第一感应端131相连。

在本公开的一种具体实施方式中，所述固定机构包括第一挂钩4和第二挂钩5，所述第一挂钩4和第二挂钩5分别设置在所述横梁8的两端；所述第一挂钩4和所述第二挂钩5均与所述第一钢轨2卡合连接，所述第一挂钩4通过第一拉杆6与所述横梁8可拆卸相连，所述第二挂钩5通过第二拉杆7与所述横梁8可拆卸相连。

在本公开的一种具体实施方式中，所述横梁8的两侧分别设置有第三螺纹孔81和第四螺纹孔82，所述第一挂钩4包括第一C型卡槽41和第一连接块42，所述第一C型卡槽41的一端与所述第一钢轨2的上翼缘卡合连接，另一端与第一连接块42相连，所述第一连接块42上设置有第一螺纹孔43，所述第一拉杆6的两端分别设置有第一外螺纹与第二外螺纹，所述第一外螺纹与所述第一螺纹孔43相配合，所述第二外螺纹与所述第三螺纹孔81相配合，所述第一拉杆6的两端分别与所述第一螺纹孔43和第三螺纹孔81螺纹连接。所述第一螺纹孔43与所述第三螺纹孔81的螺纹方向相反。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第二挂钩5包括第二C型卡槽和第二连接块，所述第二C型卡槽的一端与所述第一钢轨2的上翼缘卡合连接，另一端与第二连接块相连，所述第二连接块上设置有第二螺纹孔，所述第二拉杆7的两端分别设置有第三外螺纹与第四外螺纹，所述第三外螺纹与所述第二螺纹孔相配合，所述第四外螺纹与所述第四螺纹孔82相配合，所述第二拉杆7的两端分别与所述第二螺纹孔和第四螺纹孔82螺纹连接。所述第二螺纹孔与所述第四螺纹孔82的螺纹方向相反。

在本公开的一种具体实施方式中，所述高速相机23和第一压力传感器13分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵12的第三控制机构电连接，所述油泵12通过第一油管15与所述第一千斤顶10的第一连接管102相连。所述第一压力传感器13通过第一信号输出端132与所述处理终端电连接。

在本公开的一种具体实施方式中，所述底座1上还设置有第二钢轨3，所述第二钢轨3固定设置在所述底座1上，且所述第二钢轨3与所述第一钢轨2平行设置；所述第一钢轨2与所述第二钢轨3之间设置有撑杆9，所述撑杆9的一端通过第一卡块19与所述第一钢轨2的上翼缘侧壁接触，所述撑杆9的另一端通过第二卡块20与所述第二钢轨3的上翼缘侧壁接触，所述第一卡块19与所述第一钢轨2之间设置有第二千斤顶11和第二压力传感器14；所述第一钢轨2的侧壁上设置有第二测量点标记18，所述第二测量点标记18包括第二左测量点标记和第二右测量点标记，所述第二左测量点标记和所述第二右测量点标记分别设置在所述第二压力传感器14的两侧；所述第二测量点标记18设置在所述高速相机23的摄像头取景范围内。第二测量点标记18可以是10个，第二压力传感器14的两侧分别是5个，将第二压力传感器14左边的5个可以编号为HZ1-HZ5，右边的5个可以编号为HY1-HY5。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第二测量点标记18设置在所述第一钢轨2上翼缘的侧壁上，所述第二左测量点标记包括多个，多个所述第二左测量点标记沿直线设置，所述第二压力传感器14设置在所述第二左测量点标记所在的直线上，多个所述第二左测量点标记等距离设置；所述第二右测量点标记与所述第二左测量点标记互为镜像。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一卡块19包括第一横向卡块191和第一竖向卡块192，所述第一横向卡块191和所述第一竖向卡块192互相垂直；所述第二卡块20包括第二横向卡块和第二竖向卡块，所述第二横向卡块和所述第二竖向卡块互相垂直；所述第一横向卡块191设置在所述第一钢轨2的上翼缘上方，所述第一竖向卡块192设置在所述第一钢轨2的上翼缘内侧，所述第二千斤顶11和所述第二压力传感器14均设置在所述第一竖向卡块192与所述第一钢轨2上翼缘的侧壁之间。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一竖向卡块192上设置有第五螺纹孔193，所述第二竖向卡块上设置有第六螺纹孔；所述撑杆9的两端分别设置有第一连接杆21和第二连接杆22，所述第一连接杆21的端部设置有与所述第五螺纹孔193相配合的第五外螺纹，所述第二连接杆22的端部设置有与所述第六螺纹孔相配合的第六外螺纹。所述第五螺纹孔193和所述第六螺纹孔的螺纹方向相反，当需要对撑杆9与第一钢轨2和第二钢轨3的松紧度时，通过旋转撑杆9即可实现。

在本公开的一种具体实施方式中，所述高速相机23和第二压力传感器14分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵12的第三控制机构电连接，所述油泵12通过第二油管16与所述第二千斤顶11的第二连接管相连。所述第二压力传感器通过第二信号输出端与所述处理终端电连接。所述第一千斤顶10和第二千斤顶11可以是RSM-50超薄型千斤顶，第一压力传感器13和第二压力传感器14可以是F5Y圆板型压力传感器，高速相机23可以是CMOS高速工业相机，处理终端可以是台式电脑、平板电脑、手机或者任意可编程智能设备。

实施例2

如图14所示，本实施例中提供了一种轮轨力标定方法，所述方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400、步骤S500和步骤S600。

步骤S100.获取高速相机23发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括所述第一钢轨2的初始状态的图像；

步骤S200.获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制所述第一千斤顶10输出的第一预设压力值；

步骤S300.基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶10的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶10输出压力的命令；

步骤S400.获取高速相机23发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨2在所述第一千斤顶10的压力下的图像；

步骤S500.根据所述第一钢轨2在所述第一千斤顶10的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶10压力下对应的位移；

步骤S600.根据所述第一千斤顶10的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S400还可以包括步骤S401、步骤S402、步骤S403和步骤S404。

步骤S401.获取第一压力信号，所述第一压力信号包括所述第一压力传感器13采集的所述第一千斤顶10施加给所述第一钢轨2的纵向压力值；

步骤S402.将所述第一压力信号与所述第一控制信息进行比对，当所述第一压力信号中的纵向压力值到达所述第一控制信息中的第一预设压力值时，给所述第一千斤顶10的第一控制机构发送第三控制信息，所述第三控制信息包括让所述第一控制机构控制所述第一千斤顶10输出的压力值保持不变的命令；

步骤S403.获取高速相机23发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨2在当前的纵向压力下的图像；

步骤S404.重复步骤S401至步骤S403，获取在多个不同的纵向压力下，所述高速相机23拍摄的所述第一钢轨2的图像。

在本公开的一种具体实施方式中，所述方法还可以包括步骤S700、步骤S800、步骤S900、步骤S1000和步骤S1100。

步骤S700.获取第四控制信息，所述第四控制信息包括控制所述第二千斤顶11输出的第二预设压力值；

步骤S800.基于所述第四控制信息，给所述第二千斤顶11的第二控制机构发送第五控制信息，所述第五控制信息包括所述第二控制机构控制所述第二千斤顶11输出压力的命令；

步骤S900.获取高速相机23发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨2在所述第二千斤顶11的压力下的图像；

步骤S1000.根据所述第一钢轨2在所述第二千斤顶11的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第二千斤顶11压力下对应的位移；

步骤S1100.根据所述第二千斤顶11的压力及其对应的位移，绘制并输出第二垂向轨力压力位移标定曲线。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S900，还可以包括步骤S901、步骤S902、步骤S903和步骤S904。

步骤S901.获取第二压力信号，所述第二压力信号包括所述第二压力传感器14采集的所述第二千斤顶11施加给所述第一钢轨2的横向压力值；

步骤S902.将所述第二压力信号与所述第四控制信息进行比对，当所述第二压力信号中的横向压力值到达所述第四控制信息中的第二预设压力值时，给所述第二千斤顶11的第二控制机构发送第六控制信息，所述第六控制信息包括让所述第二控制机构控制所述第二千斤顶11输出的压力值保持不变的命令；

步骤S903.获取高速相机23发送的第四状态信号，所述第四状态信号包括所述第一钢轨2在当前的横向压力下的图像；

步骤S904.重复步骤S901至步骤S903，获取在多个不同的横向压力下，所述高速相机23拍摄的所述第一钢轨2的图像。

需要说明的是，关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

本实施例提供了一种轮轨力标定系统，所述系统包括第一获取模块701、第二获取模块702、第一控制模块703、第三获取模块704、第一计算模块705和第二计算模块706。

第一获取模块701，用于获取高速相机23发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括所述第一钢轨2的初始状态的图像；

第二获取模块702，用于获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制所述第一千斤顶10输出的第一预设压力值；

第一控制模块703，用于基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶10的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶10输出压力的命令；

第三获取模块704，用于获取高速相机23发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨2在所述第一千斤顶10的压力下的图像；

第一计算模块705，用于根据所述第一钢轨2在所述第一千斤顶10的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶10压力下对应的位移；

第二计算模块706，用于根据所述第一千斤顶10的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第三获取模块704包括第一获取单元7041、第一控制单元7042和第二获取单元7043。

第一获取单元7041，用于获取第一压力信号，所述第一压力信号包括所述第一压力传感器13采集的所述第一千斤顶10施加给所述第一钢轨2的纵向压力值；

第一控制单元7042，用于将所述第一压力信号与所述第一控制信息进行比对，当所述第一压力信号中的纵向压力值到达所述第一控制信息中的第一预设压力值时，给所述第一千斤顶10的第一控制机构发送第三控制信息，所述第三控制信息包括让所述第一控制机构控制所述第一千斤顶10输出的压力值保持不变的命令；

第二获取单元7043，用于获取高速相机23发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨2在当前的纵向压力下的图像。

在本公开的一种具体实施方式中，所述轮轨力标定系统还包括第四获取模块707、第二控制模块708、第五获取模块709、第三计算模块710和第四计算模块711。

第四获取模块707，用于获取第四控制信息，所述第四控制信息包括控制所述第二千斤顶11输出的第二预设压力值；

第二控制模块708，用于基于所述第四控制信息，给所述第二千斤顶11的第二控制机构发送第五控制信息，所述第五控制信息包括所述第二控制机构控制所述第二千斤顶11输出压力的命令；

第五获取模块709，用于获取高速相机23发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨2在所述第二千斤顶11的压力下的图像；

第三计算模块710，用于根据所述第一钢轨2在所述第二千斤顶11的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第二千斤顶11压力下对应的位移；

第四计算模块711，用于根据所述第二千斤顶11的压力及其对应的位移，绘制并输出第二垂向轨力压力位移标定曲线。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第五获取模块709，包括第三获取单元7091、第二控制单元7092和第四获取单元7093。

第三获取单元7091，用于获取第二压力信号，所述第二压力信号包括所述第二压力传感器14采集的所述第二千斤顶11施加给所述第一钢轨2的横向压力值；

第二控制单元7092，用于将所述第二压力信号与所述第四控制信息进行比对，当所述第二压力信号中的横向压力值到达所述第四控制信息中的第二预设压力值时，给所述第二千斤顶11的第二控制机构发送第六控制信息，所述第六控制信息包括让所述第二控制机构控制所述第二千斤顶11输出的压力值保持不变的命令；

第四获取单元7093，用于获取高速相机23发送的第四状态信号，所述第四状态信号包括所述第一钢轨2在当前的横向压力下的图像。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块或单元执行操作的具体方式已经在有关该方法和装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

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。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轮轨力标定装置，其特征在于，包括：

底座（1）；

第一钢轨（2），所述第一钢轨（2）固定设置在所述底座（1）上；

第一千斤顶（10），所述第一千斤顶（10）设置在所述第一钢轨（2）的上方；

第一压力传感器（13），所述第一压力传感器（13）设置在所述第一千斤顶（10）与所述第一钢轨（2）之间；

第一测量点标记（17），所述第一测量点标记（17）设置在所述第一钢轨（2）腹板的侧壁上，所述第一测量点标记（17）包括多个，多个所述第一测量点标记（17）均设置在所述第一千斤顶（10）的延长线上，且多个所述第一测量点标记（17）等距离设置；以及高速相机（23），所述第一测量点标记（17）设置在所述高速相机（23）的摄像头取景范围内；所述高速相机（23）设置在支撑架（24）上，所述支撑架（24）设置在所述底座（1）上。

2.根据权利要求1所述的轮轨力标定装置，其特征在于：所述第一钢轨（2）上还设置有横梁（8），所述横梁（8）设置在所述第一千斤顶（10）的上方，所述第一千斤顶（10）的一端与所述横梁（8）的底部相连，另一端与所述第一压力传感器（13）相连；所述横梁（8）的两端各设置有将所述横梁（8）固定在所述第一钢轨（2）上方的固定机构。

3.根据权利要求1所述的轮轨力标定装置，其特征在于：所述高速相机（23）和第一压力传感器（13）分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵（12）的第三控制机构电连接，所述油泵（12）通过第一油管（15）与所述第一千斤顶（10）的第一连接管（102）相连。

4.根据权利要求1所述的轮轨力标定装置，其特征在于：所述底座（1）上还设置有第二钢轨（3），所述第二钢轨（3）固定设置在所述底座（1）上，且所述第二钢轨（3）与所述第一钢轨（2）平行设置；所述第一钢轨（2）与所述第二钢轨（3）之间设置有撑杆（9），所述撑杆（9）的一端通过第一卡块（19）与所述第一钢轨（2）的上翼缘侧壁接触，所述撑杆（9）的另一端通过第二卡块（20）与所述第二钢轨（3）的上翼缘侧壁接触，所述第一卡块（19）与所述第一钢轨（2）之间设置有第二千斤顶（11）和第二压力传感器（14）；所述第一钢轨（2）的侧壁上设置有第二测量点标记（18），所述第二测量点标记（18）包括第二左测量点标记和第二右测量点标记，所述第二左测量点标记和所述第二右测量点标记分别设置在所述第二压力传感器（14）的两侧；所述第二测量点标记（18）设置在所述高速相机（23）的摄像头取景范围内。

5.根据权利要求4所述的轮轨力标定装置，其特征在于：所述第二测量点标记（18）设置在所述第一钢轨（2）上翼缘的侧壁上，所述第二左测量点标记包括多个，多个所述第二左测量点标记沿直线设置，所述第二压力传感器（14）设置在所述第二左测量点标记所在的直线上，多个所述第二左测量点标记等距离设置；所述第二右测量点标记与所述第二左测量点标记互为镜像。

6.根据权利要求4所述的轮轨力标定装置，其特征在于：所述高速相机（23）和第二压力传感器（14）分别与安装有PIV图像处理软件的处理终端电连接；所述处理终端与油泵（12）的第三控制机构电连接，所述油泵（12）通过第二油管（16）与所述第二千斤顶（11）的第二连接管相连。

7.一种轮轨力标定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取高速相机（23）发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括第一钢轨（2）的初始状态的图像；

获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制第一千斤顶（10）输出的第一预设压力值；

基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶（10）的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶（10）输出压力的命令；

获取高速相机（23）发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨（2）在所述第一千斤顶（10）的压力下的图像；

根据所述第一钢轨（2）在所述第一千斤顶（10）的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶（10）压力下对应的位移；

根据所述第一千斤顶（10）的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

8.根据权利要求7所述的轮轨力标定方法，其特征在于，所述获取高速相机（23）发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨（2）在所述第一千斤顶（10）的压力下的图像，包括：

获取第一压力信号，所述第一压力信号包括第一压力传感器（13）采集的所述第一千斤顶（10）施加给所述第一钢轨（2）的纵向压力值；

将所述第一压力信号与所述第一控制信息进行比对，当所述第一压力信号中的纵向压力值到达所述第一控制信息中的第一预设压力值时，给所述第一千斤顶（10）的第一控制机构发送第三控制信息，所述第三控制信息包括让所述第一控制机构控制所述第一千斤顶（10）输出的压力值保持不变的命令；

获取高速相机（23）发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨（2）在当前的纵向压力下的图像；

重复上述方法，获取在多个不同的纵向压力下，所述高速相机（23）拍摄的所述第一钢轨（2）的图像。

9.根据权利要求7所述的轮轨力标定方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第四控制信息，所述第四控制信息包括控制第二千斤顶（11）输出的第二预设压力值；

基于所述第四控制信息，给所述第二千斤顶（11）的第二控制机构发送第五控制信息，所述第五控制信息包括所述第二控制机构控制所述第二千斤顶（11）输出压力的命令；

获取高速相机（23）发送的第三状态信号，所述第三状态信号包括所述第一钢轨（2）在所述第二千斤顶（11）的压力下的图像；

根据所述第一钢轨（2）在所述第二千斤顶（11）的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第二千斤顶（11）压力下对应的位移；

根据所述第二千斤顶（11）的压力及其对应的位移，绘制并输出第二垂向轨力压力位移标定曲线。

10.一种轮轨力标定系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取高速相机（23）发送的第一状态信号，所述第一状态信号包括第一钢轨（2）的初始状态的图像；

第二获取模块，用于获取第一控制信息，所述第一控制信息包括控制第一千斤顶（10）输出的第一预设压力值；

第一控制模块，用于基于所述第一控制信息，给所述第一千斤顶（10）的第一控制机构发送第二控制信息，所述第二控制信息包括所述第一控制机构控制所述第一千斤顶（10）输出压力的命令；

第三获取模块，用于获取高速相机（23）发送的第二状态信号，所述第二状态信号包括所述第一钢轨（2）在所述第一千斤顶（10）的压力下的图像；

第一计算模块，用于根据所述第一钢轨（2）在所述第一千斤顶（10）的压力下的图像，通过PIV图像处理软件计算在所述第一千斤顶（10）压力下对应的位移；

第二计算模块，用于根据所述第一千斤顶（10）的压力及其对应的位移，绘制并输出第一垂向轨力压力位移标定曲线。

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