KR20160028017A - 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치 - Google Patents

틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량의 주행중 제동력에 의해 발생된 차륜 답면부의 불균일한 찰상이나 박리 등의 손상을 자동으로 적출하여 철도차량의 이상 유무와 관련된 검수작업이 용이하고, 차륜접촉에 의한 틸팅각도를 감지측정하여 검출정확성을 높임은 물론 차륜 답면부의 이상 여부를 효율적으로 검출함을 제공하도록, 철도차량의 진입을 감지하면서 차량번호를 인식하는 차량감지부와; 철도차량의 진입방향으로 길게 연장형성되고 차륜의 답면부가 접하여 철도차량이 활주가능하게 구비되는 주행레일과; 상기 주행레일의 한쪽에 위치하고 차륜 중 플랜지부의 접촉에 따라 상하 수직방향으로 유동가능한 틸팅레일을 구비하는 틸팅유니트와, 상기 틸팅유니트의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅레일의 상하 유동각도를 감지하는 각도센서가 구성되는 찰상검출부와; 상기 틸팅유니트의 틸팅레일 상에 진입된 차량차륜의 답면부를 감지한 후 차륜의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 박리검출부와; 상기 찰상검출부의 각도센서에 의한 감지신호 및 상기 박리검출부의 영상신호를 각각 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 찰상치 및 박리 이상 여부를 출력제어하는 검출처리부;를 포함하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 제공한다.

Description

틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치 {Auto Inspection Device for a Wheel Abrasion Using Tilting Unit and Angle Sensor}
본 발명은 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 주행중 제동력에 의해 발생된 차륜 답면부의 불균일한 찰상이나 박리 등의 손상을 자동으로 적출하여 철도차량의 이상 유무와 관련된 검수작업이 용이하고, 차륜접촉에 의한 틸팅각도를 감지측정하여 검출정확성을 높임은 물론 차륜 답면부의 이상 여부를 효율적으로 검출하는 것이 가능한 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 기차나 지하철 등과 같이 레일을 따라 주행하며 많은 사람이나 물품을 운송하는 교통수단인 철도차량은 열차와 승객의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하고, 최근 고속열차의 개통과 기존선의 고속화 및 고밀화로 인하여 철도의 안전성은 더욱 중요시되고 있으므로 철도차량에 대한 다양한 안전설비의 개발이 이루어지고 있다.
여기서 철도차량의 주행시 불쾌한 소음과 진동이 주기적으로 발생하게 되는데, 이는 철도차량이 서로 단절된 활주 레일의 이음부를 지날 때나 차량차륜의 답면부에 불균일한 편중마모 또는 박리와 같은 상흔이 형성된 찰상 구간을 지날 때 발생된다. 그 중 차륜의 박리현상은 차량제동시 레일과 접하는 답면부와 레일 사이에 마찰이 발생됨에 따라 레일과 차량 답면 사이에 순간적인 열처리 현상이 발생되므로 상대적으로 연질인 차륜의 답면부가 급격하게 마모되면서 답면부의 일부가 떨어져 나가는 현상이고, 차륜 찰상현상은 차륜 답면부의 진원도가 깨져 타원형의 답면부를 갖는 불균일 마모가 발생하는 현상을 뜻한다.
이러한 차륜찰상과 관련된 연구도 철도의 안전성 향상에 대한 분야로써, 차륜과 레일의 마찰력 감소, 차륜과 레일의 재질분석 등과 같은 연구가 수행되고 있으나, 주로 차륜찰상의 빈도를 낮추기 위한 것에 초점이 맞춰져 있는 실정이다. 나아가 최근에는 철도차량의 주행 중 차륜찰상의 발생을 수시로 검지할 수 있는 차륜찰상 검출장치들이 지속적으로 개발되고 있는 실정이다.
그런데 기존의 차륜답면의 찰상을 자동으로 검출하는 장치의 경우 레일에 장착한 진동가속계에서 진동파형을 실시간 해석하여 차륜단위로 찰상개소를 적출하는 것으로서, 주행속도가 70~80㎞/h에서 측정하여야 하기 때문에 차량기지 설치가 부적당하고 본선에 설치해야만 하는 등의 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본원 출원인에 의해 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제294725호(2001.04.19.)에는 차륜의 답면부와 접촉하는 활주 레일, 상기 활주 레일의 내측에 배치되며 상하로 승강 가능하게 가동되는 가동 레일, 상기 가동 레일을 승강 가능하게 힌지 고정하는 고정대, 상기 가동 레일의 하부에 설치되어 가동 레일의 변위를 감지하는 센서, 상기 센서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기, 상기 A/D 변환기의 변환 신호를 입력받아 저장하여 차륜의 찰상치를 출력하는 제어장치로 구성됨에 따라 전차량의 운행 중 발생한 찰상을 전량 적출가능하며 차륜을 검사인력을 감축함과 아울러 신속성과 편의성을 동시에 만족할 수 있는 철도차량 차륜의 자동적출 장치가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래 적출장치에서는 레일 상에 접하는 차륜 중 찰상부위가 접함에 따른 진동을 이용하여 레일의 변위를 감지 측정하기 때문에 설치위치나 환경, 찰상 정도에 따라 검출 오류가 빈번히 발생하게 되고, 레일 상에 차륜이 접촉할 때 발생하는 진동으로부터 진동자체적인 변위가 감지되므로 적출 오차가 발생하게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차륜이 접촉함에 따른 레일의 상하 유동각도를 감지하도록 구성하므로 차륜의 찰상 여부에 대한 검수작업이 용이함은 물론 적출정확성을 높이고 차륜의 찰상치에 대한 명확한 측정데이터를 확보할 수 있는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 차륜의 주행가능한 레일과 함께 레일의 상하 틸팅각도를 감지할 수 있는 센서로부터 찰상적출을 자동화하므로 차량의 기지소 내에 설비가 가능하고 저속도의 차량에 대한 차륜의 찰상을 자동적출할 수 있는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치는 철도차량의 진입을 감지하면서 차량번호를 인식하는 차량감지부와; 철도차량의 진입방향으로 길게 연장형성되고 차륜의 답면부가 접하여 철도차량이 활주가능하게 구비되는 주행레일과; 상기 주행레일의 한쪽에 위치하고 차륜 중 플랜지부의 접촉에 따라 상하 수직방향으로 유동가능한 틸팅레일을 구비하는 틸팅유니트와, 상기 틸팅유니트의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅레일의 상하 유동각도를 감지하는 각도센서가 구성되는 찰상검출부와; 상기 틸팅유니트의 틸팅레일 상에 진입된 차량차륜의 답면부를 감지한 후 차륜의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 박리검출부와; 상기 찰상검출부의 각도센서에 의한 감지신호 및 상기 박리검출부의 영상신호를 각각 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 찰상치 및 박리 이상 여부를 출력제어하는 검출처리부;를 포함하여 이루어진다.
상기 찰상검출부는 상기 틸팅레일에 대한 길이가 차륜 플랜지부의 원주보다 길게 하되 상기 찰상검출부가 복수 개로 분할된 구조를 이루고 상기 주행레일의 길이방향으로 연속배치됨에 따라 구간별로 측정가능하게 구성한다.
상기 틸팅유니트는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 고정 설치되고 일측에 틸팅유격공간을 구비하는 틸팅몸체와, 상기 틸팅몸체의 틸팅유격공간에 회전 유동가능하게 설치되고 한쪽 상단에 상기 틸팅레일을 구비토록 지지하는 틸팅부재와, 상기 틸팅부재 및 상기 틸팅몸체 상에 상호 연결토록 설치되고 상기 틸팅부재에 가해지는 비틀림하중을 지지복원하는 복원스프링으로 이루어진다.
상기 박리검출부는 진입차량의 차륜 답면부를 감지하는 감지센서와, 상기 감지센서로부터 감지된 차륜을 조명하는 LED조명수단과, 상기 LED조명수단으로부터 조명된 차륜의 답면부를 촬영하는 카메라유니트를 구비한다.
상기 검출처리부는 개개의 상기 틸팅레일에 대한 유동각도를 상기 각도센서로부터 감지하되 상기 각도센서의 감지신호가 설정된 기준각도보다 크면 이상데이터를 표시하여 찰상된 차륜의 위치 및 깊이를 검출한다.
상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 각각 감지된 차륜의 이상 유무를 치수데이터출력 및 색상변화출력으로 표시하여 검출한다.
상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 검출된 차륜에 대한 개개의 데이터를 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 중 선택된 하나의 기준으로 나열하여 출력가능하게 이루어진다.
본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치에 의하면 차륜의 찰상 부위가 틸팅레일과 접촉함에 따른 틸팅각도를 검출하여 차륜의 찰상 발생 여부를 검출하므로, 차륜의 삭정을 요하는 차륜의 적출 정확도를 대폭 향상시키면서 찰상 수치 및 위치와 관련된 명확한 데이터를 수시로 확인가능하고, 나아가 차륜의 적절한 삭정시기를 도출하여 주행안전에 의한 안전사고를 효과적으로 방지함은 물론 차륜의 유지관리가 용이하게 이뤄진다는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치는 주행 중의 차량에 대해 자동으로 찰상 여부를 검출하도록 센서화하므로, 찰상 검사가 간편하면서도 신속하고 검사인력을 줄여 인건비를 최소화하는 동시에 각종 검사데이터를 효과적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치는 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 별로 선택하여 검사데이터를 나열가능하므로, 삭정 우선순위 판정이 용이하고 상황에 맞게 나열된 검사데이터를 확인 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 틸팅유니트를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시에의 사용상태를 나타내는 예시도.
본 발명은 철도차량의 진입을 감지하면서 차량번호를 인식하는 차량감지부와; 철도차량의 진입방향으로 길게 연장형성되고 차륜의 답면부가 접하여 철도차량이 활주가능하게 구비되는 주행레일과; 상기 주행레일의 한쪽에 위치하고 차륜 중 플랜지부의 접촉에 따라 상하 수직방향으로 유동가능한 틸팅레일을 구비하는 틸팅유니트와, 상기 틸팅유니트의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅레일의 상하 유동각도를 감지하는 각도센서가 구성되는 찰상검출부와; 상기 틸팅유니트의 틸팅레일 상에 진입된 차량차륜의 답면부를 감지한 후 차륜의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 박리검출부와; 상기 찰상검출부의 각도센서에 의한 감지신호 및 상기 박리검출부의 영상신호를 각각 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 찰상치 및 박리 이상 여부를 출력제어하는 검출처리부;를 포함하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 찰상검출부는 상기 틸팅레일에 대한 길이가 차륜 플랜지부의 원주보다 길게 하되 상기 찰상검출부가 복수 개로 분할된 구조를 이루고 상기 주행레일의 길이방향으로 연속배치됨에 따라 구간별로 측정가능하게 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 틸팅유니트는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 고정 설치되고 일측에 틸팅유격공간을 구비하는 틸팅몸체와, 상기 틸팅몸체의 틸팅유격공간에 회전 유동가능하게 설치되고 한쪽 상단에 상기 틸팅레일을 구비토록 지지하는 틸팅부재와, 상기 틸팅부재 및 상기 틸팅몸체 상에 상호 연결토록 설치되고 상기 틸팅부재에 가해지는 비틀림하중을 지지복원하는 복원스프링을 포함하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 박리검출부는 진입차량의 차륜 답면부를 감지하는 감지센서와, 상기 감지센서로부터 감지된 차륜을 조명하는 LED조명수단과, 상기 LED조명수단으로부터 조명된 차륜의 답면부를 촬영하는 카메라유니트를 포함하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 검출처리부는 개개의 상기 틸팅레일에 대한 유동각도를 상기 각도센서로부터 감지하되 상기 각도센서의 감지신호가 설정된 기준각도보다 크면 이상데이터를 표시하여 찰상된 차륜의 위치 및 깊이를 검출하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 각각 감지된 차륜의 이상 유무를 치수데이터출력 및 색상변화출력으로 표시하여 검출하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 검출된 차륜에 대한 개개의 데이터를 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 중 선택된 하나의 기준으로 나열하여 출력가능하게 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량감지부(10)와, 주행레일(20)과, 찰상검출부(30) 및 박리검출부(40)와, 검출처리부(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 차량감지부(10)는 본 발명에서 작동을 요하는 모든 구성(찰상검출부(30), 박리검출부(40), 검출처리부(50) 등)이 활성화하도록 신호를 감지하는 기능을 수행한다. 즉 상기 차량감지부(10)는 철도차량의 진입을 감지하여 상기 찰상검출부(30) 및 박리검출부(40)를 비롯한 상기 검출처리부(50)에 활성화신호를 알리는 감지신호를 전달하도록 구성한다.
상기 차량감지부(10)는 진입된 철도차량의 차량번호를 인식가능하게 구성한다. 예를 들면 기지소를 향해 진입된 철도차량에 대해 차량이 진입하였음을 감지하되 철도차량 고유의 차량번호를 인식하여 상기 검출처리부(50)에 해당 차량번호가 등록될 수 있게 구성한다.
상기 차량감지부(10)에서는 차량번호와 함께 차량의 다양한 부가정보(예를 들면, 차량진입시간, 차륜의 위치 등)가 상기 검출처리부(50) 상에 동시입력될 수 있게 구비한다.
상기에서 차량감지부(10)는 차량의 차륜이 접촉함에 따라 감지하는 접촉센서로 구성하는 것도 가능하고, 광원 등을 사용하여 차량의 진입을 감지하는 비접촉센서로 구성하는 것도 가능하다.
상기 주행레일(20)은 철도차량의 활주할 수 있는 철로를 이루는 것으로, 철도차량의 진입방향으로 길게 연장형성된다. 즉 상기 주행레일(20)은 일반적인 철로의 연장선상을 이루도록 매설되는 것으로서, 철도차량의 차륜(H) 중 답면부가 접하여 철도차량이 활주가능하도록 구비된다.
상기 찰상검출부(30)는 철도차량의 주행 중 차륜(H)의 접촉에 따라 차륜(H) 상의 찰상 여부를 검출하는 기능을 수행한다.
상기 찰상검출부(30)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 차륜(H)이 접하되 상하 승강가능한 구조를 이루는 틸팅유니트(30a)와, 상기 틸팅유니트(30a)의 유동각도를 감지하는 각도센서(30b)로 구성한다.
상기 틸팅유니트(30a)에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 주행레일(20)의 한쪽에 평행을 이루도록 배치되는 틸팅레일(31)을 구비한다. 즉 상기 틸팅레일(31)은 차륜(H) 중 답면부가 접한 주행레일(20)의 한쪽에서 차륜(H)의 플랜지부가 접촉가능하게 구성한다.
상기 찰상검출부(30)는 상기 틸팅레일(31)에 대한 길이가 차륜(H) 플랜지부의 원주보다 길게 형성하되 상기 찰상검출부(30)를 비롯한 상기 틸팅레일(31)이 복수 개(도 2에서는 4개)로 분할된 구조를 이루도록 구성한다.
상기에서 틸팅레일(31)은 상기 주행레일(20)의 길이방향으로 연속배치됨에 따라 구간별로 찰상 여부를 측정가능하게 이루어진다.
예를 들면 도 2에서처럼 상기 찰상검출부(30)의 틸팅레일(31)이 4개의 구간으로 분할된 구조를 이루므로 차륜(H)의 답면부를 4부분으로 분할하여 측정결과를 얻도록 구성한다.
상기에서 틸팅레일(31)의 분할된 개수를 보다 늘릴 경우에는 보다 정밀한 검출작업을 도모할 수 있은 당연하다. 즉 상기 틸팅레일(31)의 분할 개수에 비례하여 검출작업의 정밀도가 향상된다.
상기 틸팅유니트(30a)는 상기 틸팅레일(31) 상에 차륜(H)의 플랜지부가 접촉함에 따라 상기 틸팅레일(31)이 상하 수직방향으로 유동가능하도록 지지하는 역할을 수행한다.
상기 틸팅유니트(30a)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 베이스프레임(33) 및 틸팅몸체(34)와, 틸팅부재(37) 및 복원스프링(39a)으로 구성된다.
상기 틸팅몸체(34)는 상기 베이스프레임(33) 상에 고정 설치되고, 일측에 틸팅유격공간(35)을 구비한다.
상기에서 틸팅유격공간(35)은 상기 틸팅부재(37)가 회동가능한 유동공간을 이루되 상기 틸팅부재(37)의 과도한 회전을 방지토록 하측에 경사지지면(38)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 틸팅부재(37)는 상기 틸팅몸체(34)의 틸팅유격공간(35)에 회전 유동가능하게 설치된다. 즉 상기 틸팅부재(37)는 상기 틸팅몸체(34)의 틸팅유격공간(35)에 구비된 회전축 상에 고정 설치되되 상기 틸팅레일(31)에 대응한 길이방향으로 상기 회전축이 연장 형성되고, 상기 회전축 상에 일정한 간격을 두고 상기 틸팅부재(37)가 장착된 구조를 이룬다.
상기 틸팅부재(37)의 한쪽 상단에는 상기 틸팅레일(31)이 연결 결합되고 상기 틸팅레일(31)을 지지하되 상기 틸팅레일(31)의 상하 유동을 지지하도록 구성한다.
상기 복원스프링(39a)은 상기 틸팅부재(37) 및 상기 틸팅몸체(34) 상에 상호 연결토록 설치된다. 즉 상기 복원스프링(39a)은 상기 회전축 상에 구비하되 상기 복원스프링(39a)의 일단은 상기 틸팅몸체(34) 상에 고정 설치되고 상기 복원스프링(39a)의 반대편 끝단은 상기 틸팅부재(37) 상에 고정설치되어 상기 틸팅부재(37) 및 상기 틸팅몸체(34)를 상호 연결한다.
상기 복원스프링(39a)은 상기 틸팅부재(37)에 가해지는 비틀림하중을 지지복원한다. 즉 상기 복원스프링(39a)은 차륜(H)의 플랜지부가 상기 틸팅레일(31) 상에 접촉함에 따라 하강하는 상기 틸팅부재(37)를 지탱하여 차륜(H)이 해당 상기 틸팅레일(31)을 지나친 후 원위치로 복원될 수 있도록 구성한다.
상기에서 복원스프링(39a)은 일반적인 토션스프링을 적용하여 구성한다.
상기 틸팅유니트(30a)에는 상기 복원스프링(39a)과 더불어 상기 틸팅부재(37)에 복원력을 더해주는 코일스프링(39b)을 구성하는 것도 가능하다.
상기 코일스프링(39b)은 상기 틸팅부재(37)에 일단이 연결설치되고, 반대편 끝단은 상기 베이스프레임(33) 상에 연결 고정된 구조를 이루도록 장착한다.
상기 각도센서(30b)는 상기 틸팅유니트(30a)의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅레일(31)의 상하유동각도를 감지하는 기능을 수행한다.
상기 각도센서(30b)는 상기 틸팅레일(31)을 지지하는 상기 틸팅부재(37)의 하부를 기준으로 감지하되 차륜의 플랜지가 상기 틸팅레일(31) 상에 접하지 않은 상태를 기준으로 상기 틸팅부재(37)가 하강한 각도를 감지하여 상기 검출처리부(50)에 신호하도록 구성한다.
상기 각도센서(30b)는 일반적인 각도센서 등을 이용하여 구성하며, 상기 검출처리부(50)로 측정신호를 효과적으로 전달할 수 있게 디지털 각도센서를 이용하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 박리검출부(40)는 상기 틸팅유니트(30a)의 틸팅레일(31) 상에 진입된 차량차륜(H)의 답면부를 감지한 후 차륜(H)의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 기능을 수행한다.
상기 박리검출부(40)는 진입차량의 차륜(H) 답면부를 감지하는 감지센서(41)와, 상기 감지센서(41)로부터 감지된 차륜을 조명하는 LED조명수단(43)과, 상기 LED조명수단(43)으로부터 조명된 차륜(H)의 답면부를 촬영하는 카메라유니트(45)로 이루어진다.
상기 카메라유니트(45)는 일반적인 CCD카메라를 이용하여 구성하고, 촬영 영상을 확대 및 축소 설정할 수 있는 줌렌즈를 부착하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 검출처리부(50)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 찰상검출부(30)와 상기 박리검출부(40)로부터 입력되는 신호에 따라 찰상치 및 박리 이상 여부를 출력제어하도록 구성한다.
상기 검출처리부(50)는 제어처리기능과 입출력기능을 갖는 일반적인 제어용 컴퓨터 내에 설치된다.
상기 검출처리부(50)는 상기 찰상검출부(30) 중 상기 각도센서(30b)에 의한 감지신호를 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 찰상치를 출력한다.
상기 검출처리부(50)에서는 차륜(H)이 부분적으로 접함에 따른 개개의 상기 틸팅레일(31)에 대한 유동각도를 상기 찰상검출부(30)의 각도센서(30b)로부터 감지하되 상기 각도센서(30b)의 감지신호가 설정된 기준각도보다 크면 이상데이터를 표시하여 찰상된 차륜(H)의 위치 및 깊이를 검출한다.
예를 들면 상기 검출처리부(50)는 찰상 이상데이터에 대해 찰상깊이가 반경 0.5㎜미만까지를 찰상치의 틸팅 기준각도로 설정한 경우 차륜의 찰상깊이가 반경 0.5㎜를 초과한 틸팅각도로 감지되면 상기 검출처리부(50)에서 해당 차륜(H)의 찰상 위치 및 깊이를 디지털 데이터로 검출하여 출력한다.
상기 검출처리부(50)는 상기 박리검출부(40)의 카메라유니트(45)로부터 입력된 영상신호를 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 박리 이상 여부(박리가 발생했는 지의 여부)를 출력한다.
상기 검출처리부(50)에는 차륜(H) 답면부에 대한 기준이미지를 저장설정하고, 상기 박리검출부(40)의 카메라유니트(45)로부터 촬영된 원시이미지를 출력하며, 상기 검출처리부(50)에서 측정된 데이터를 출력한다.
상기 검출처리부(50)에서는 상기 찰상검출부(30) 및 상기 박리검출부(40)로부터 검출된 내용을 실시간으로 출력하되 출력된 검출내용을 저장가능하게 구성한다.
상기에서 검출처리부(50)는 상기 찰상검출부(30) 및 상기 박리검출부(40)로부터 검출된 내용을 자동저장토록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 검출처리부(50)는 상기 찰상검출부(30)로부터 감지된 차륜의 찰상 이상 유무를 치수데이터출력으로 화면상에 표시되도록 검출한다.
상기 검출처리부(50)는 상기 박리검출부(40)로부터 감지된 차륜의 박리 이상 유무를 촬영이미지상에 색상변화출력으로 표시하여 검출한다.
상기 검출처리부(50)에서는 찰상 및 박리와 관련된 검출내용 즉 개개의 데이터를 계열별로 우선순위를 정한 후 나열하여 출력가능하게 구성한다. 즉 상기 검출처리부(50)는 상기 찰상검출부(30) 및 상기 박리검출부(40)로부터 검출된 차륜(H)에 대한 개개의 데이터를 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 중 선택된 하나의 기준으로 우선순위를 정한 후 나열하여 출력가능하게 이루어진다.
상기와 같이 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 별로 선택하여 검사데이터를 나열가능하게 검출처리부(50)를 구성하면, 삭정 우선순위 판정이 용이하고 상황에 맞게 나열된 검사데이터를 확인 및 관리하는 것이 가능하다.
상기 검출처리부(50)는 기저장하여 입력된 기준설정치에 근거하여 차륜(H) 중 삭정을 요하는 삭정요구차륜을 지정한 후 표시출력가능하게 구성하는 것도 가능하다.
상기와 같은 본 발명에서 찰상검출부(30)의 작동관계를 도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 주행레일(20)을 따라 진입하는 철도차량을 차량감지부(10)에서 감지하여 찰상검출부(30)를 비롯한 박리검출부(40) 및 검출처리부(50)를 모두 구동시키고, 철도차량의 차륜(H)이 상기 틸팅유니트(30a)의 틸팅레일(31) 상에 진입하여 상기 틸팅레일(31)에 차륜(H)의 플랜지부가 접촉하는데 차륜(H)의 분할된 구간별로 개개의 틸팅레일(31)을 이동하는 과정에서 차륜(H)의 답면부가 찰상된 지점의 경우 차륜(H)의 플랜지부가 해당 틸팅레일(31)을 누르면서 상기 틸팅유니트(30a)의 틸팅부재(37)가 하측으로 틸팅시키며, 이때 각도센서(30b)가 상기 틸팅부재(37)의 유동각도를 감지하여 상기 검출처리부(50)에 신호를 전달하므로 차륜(H)의 찰상 검출내용을 확인한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치에 의하면, 차륜의 찰상 부위가 틸팅레일과 접촉함에 따른 틸팅각도를 검출하여 차륜의 찰상 발생 여부를 검출하므로, 차륜의 삭정을 요하는 차륜의 적출 정확도를 대폭 향상시키면서 찰상 수치 및 위치와 관련된 명확한 데이터를 수시로 확인가능하고, 나아가 차륜의 적절한 삭정시기를 도출하여 주행안전에 의한 안전사고를 효과적으로 방지함은 물론 차륜의 유지관리가 용이하게 이뤄지는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 주행 중의 차량에 대해 자동으로 찰상 여부를 검출하도록 센서화하므로, 찰상 검사가 간편하면서도 신속하고 검사인력을 줄여 인건비를 최소화하는 동시에 각종 검사데이터를 효과적으로 관리하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 차량감지부 20 : 주행레일
30 : 찰상검출부 30a : 틸팅유니트 30b : 각도센서
31 : 틸팅레일 33 : 베이스프레임 34 : 틸팅몸체
35 : 틸팅유격공간 37 : 틸팅부재 38 : 경사지지면
39a : 복원스프링 39b : 코일스프링 40 : 박리검출부
41 : 감지센서 43 : LED조명수단 45 : 카메라유니트
50 : 검출처리부 H : 차륜

Claims (7)

  1. 철도차량의 진입을 감지하면서 차량번호를 인식하는 차량감지부와;
    철도차량의 진입방향으로 길게 연장형성되고 차륜의 답면부가 접하여 철도차량이 활주가능하게 구비되는 주행레일과;
    상기 주행레일의 한쪽에 위치하고 차륜 중 플랜지부의 접촉에 따라 상하 수직방향으로 유동가능한 틸팅레일을 구비하는 틸팅유니트와, 상기 틸팅유니트의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅레일의 상하 유동각도를 감지하는 각도센서가 구성되는 찰상검출부와;
    상기 틸팅유니트의 틸팅레일 상에 진입된 차량차륜의 답면부를 감지한 후 차륜의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 박리검출부와;
    상기 찰상검출부의 각도센서에 의한 감지신호 및 상기 박리검출부의 영상신호를 각각 디지털신호로 변환하고 디지털데이터를 통해 찰상치 및 박리 이상 여부를 출력제어하는 검출처리부;를 포함하여 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 찰상검출부는 상기 틸팅레일에 대한 길이가 차륜 플랜지부의 원주보다 길게 하되 상기 찰상검출부가 복수 개로 분할된 구조를 이루고 상기 주행레일의 길이방향으로 연속배치됨에 따라 구간별로 측정가능하게 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 틸팅유니트는, 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 고정 설치되고 일측에 틸팅유격공간을 구비하는 틸팅몸체와, 상기 틸팅몸체의 틸팅유격공간에 회전 유동가능하게 설치되고 한쪽 상단에 상기 틸팅레일을 구비토록 지지하는 틸팅부재와, 상기 틸팅부재 및 상기 틸팅몸체 상에 상호 연결토록 설치되고 상기 틸팅부재에 가해지는 비틀림하중을 지지복원하는 복원스프링을 포함하여 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 박리검출부는, 진입차량의 차륜 답면부를 감지하는 감지센서와, 상기 감지센서로부터 감지된 차륜을 조명하는 LED조명수단과, 상기 LED조명수단으로부터 조명된 차륜의 답면부를 촬영하는 카메라유니트를 포함하여 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출처리부는 개개의 상기 틸팅레일에 대한 유동각도를 상기 각도센서로부터 감지하되 상기 각도센서의 감지신호가 설정된 기준각도보다 크면 이상데이터를 표시하여 찰상된 차륜의 위치 및 깊이를 검출하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 각각 감지된 차륜의 이상 유무를 치수데이터출력 및 색상변화출력으로 표시하여 검출하는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출처리부는 상기 찰상검출부 및 상기 박리검출부로부터 검출된 차륜에 대한 개개의 데이터를 차량의 편성번호, 차량번호, 통과시간 중 선택된 하나의 기준으로 나열하여 출력가능하게 이루어지는 틸팅유니트 및 각도센서를 이용한 차륜 찰상 자동검사장치.
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