KR20180089005A - 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템 - Google Patents

철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템 Download PDF

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KR20180089005A KR1020170013510A KR20170013510A KR20180089005A KR 20180089005 A KR20180089005 A KR 20180089005A KR 1020170013510 A KR1020170013510 A KR 1020170013510A KR 20170013510 A KR20170013510 A KR 20170013510A KR 20180089005 A KR20180089005 A KR 20180089005A
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Abstract

본 발명은 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 운행 전 또는 운행 후 철도 차량의 차륜을 원격으로 검지 및 분석하여 철도 차량의 차륜의 결함의 탐지 또는 교체 시기의 결정이 가능하도록 하는 철도 차량의 차륜 검지 시스템에 관한 것이다. 철도 차량의 차륜 검지 시스템은 이동 장착 모듈(11); 이동 장착 모듈(11)에 결합되면서 적어도 하나의 탐지 유닛을 가진 탐지 모듈(12); 이동 장착 모듈(11)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향을 따라 속도 조절이 가능하도록 이동시키는 이동 조절 모듈(16); 탐지 모듈(12)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 이동시키는 탐지 위치 설정 모듈(15); 및 철도 레일(R1)에 설치되는 탐지 조건 설정 모듈(131, 132)을 포함한다.

Description

철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템{A System for Investing a Wheel and a Bearing of a Train}
본 발명은 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 운행 전 또는 운행 후 철도 차량의 차륜 및 베어링을 원격으로 검지 및 분석하여 철도 차량의 차륜의 결함의 탐지 또는 교체 시기의 결정이 가능하도록 하는 철도 차량 차륜 및 베어링의 차륜 검지 시스템에 관한 것이다.
레일을 따라 이동하는 철도 차량의 차륜 또는 차륜 축의 회전을 지지하는 베어링은 다양한 원인으로 인하여 마모가 되거나 손상이 될 수 있고, 이러한 마모 수준 또는 손상의 형태가 미리 탐지되어 적절한 조치가 취해질 필요가 있다. 그러나 차륜 또는 베어링의 손상이 외부적으로 관찰될 수 있는 형태로 나타날 수 있지만 내부적으로 발생될 수 있고, 이러한 내부적 손상은 탐지되기 어렵다. 또한 철도 차량의 수 또는 철도 차량의 수에 따른 차륜의 수량을 고려하면 각각의 차륜에 대한 관리가 자동으로 이루어질 필요가 있다.
특허등록번호 제10-1619790호는 열차의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 속도 센서부; 상기 열차의 주행에 따른 차축 가속도를 검출하는 가속도 센서부; 상기 열차의 각 차축별 차륜 직경을 데이터로 저장하고, 상기 차륜 직경과 찰상 발생 시 예상되는 차축 가속도 주파수 및 차량 속도 사이의 관계식을 저장하는 차축 차륜 정보 저장부; 및 상기 차량 속도와 상기 차륜 직경 데이터에 근거해 차륜 찰상 발생 싱 예상되는 차축 가속도 주파수를 산출하고, 상기 가속도 센서부를 통해 검출된 차축 가속도를 샘플링 및 분석을 통해 차축 가속도를 산출하며, 산출한 차축 가속도 주파수를 상기 찰상 발생 시 예상되는 차축 가속도 주파수와 비교하여 일정 범위 내로 위치하면 해당 차축의 차륜 찰상으로 검지하는 검지 제어부를 포함하는 열차 차륜 찰상 검지 시스템 및 방법에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2016-0028017호는 철도 차량의 진입을 감지하면서 차량 번호를 인식하는 차량 감지부와; 철도 차량의 진입 방향으로 길게 연장 형성되고 차륜의 단면부가 접하여 철도 차량이 활주 가능하게 구비되는 주행 레일과; 상기 주행 레일의 한쪽에 위치하고 차륜 중 플랜지부의 접촉에 따라 상하 수직 방향으로 유동 가능한 틸팅 레일을 구비하는 틸팅 유니트와, 상기 틸팅 유니트의 한쪽에 위치하여 상기 틸팅 레일의 상하 유동 각도를 감지하는 각도 센서가 구성되는 찰상 검출부와; 상기 틸팅 유니트의 틸팅 레일 상에 진입된 차량 차륜의 단면부를 감지한 후 차륜의 박리 발생 여부를 확인할 수 있도록 차륜의 영상을 촬영하는 박리 검출부와; 상기 찰상 검출부의 각도 센서에 의한 감지 신호 및 상기 박리 검출부의 영상 신호를 각각 디지털 신호로 변환하고 디지털 데이터를 통해 찰상 값 및 박리 이상 여부를 출력 제어하는 검출 처리부를 포함하는 틸팅 유니트 및 각도 센서를 이용한 차륜 찰상 자동 검사 장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술에서 개시된 차륜의 검지 방법은 차륜 내부에서 발생되는 손상이 검지되기 어렵고 주행 과정에서 나타나는 결함의 검지가 어렵다는 단점을 가진다. 차륜의 결함은 외부적으로 또는 내부적으로 발생될 수 있고, 또한 차륜의 마모 수준에 따른 교체 시기는 실제 운행 과정에서 나타나는 이상 현상으로부터 결정되는 것이 유리하다. 추가로 다수의 차량의 차륜 또는 베어링의 대한 검지는 연속성을 가질 필요가 있고, 이를 위하여 검지 과정, 분석 및 관리가 자동으로 이루어지는 것이 유리하다. 그러나 상기 선행기술은 이러한 차륜 또는 베어링의 이상 여부의 검지 및 검지 결과의 관리 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-1619790호(한국철도기술연구원, 2016년05월13일 공고) 열차 차륜 찰상 검지 시스템 및 방법 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2016-0028017호(주식회사 에코마이스터, 2016년03월11일 공개) 틸팅 유니트 및 각도 센서를 이용한 차륜 찰상 자동 검사 장치
본 발명의 목적은 철도 차량의 차륜의 외부 및 내부 결함의 검지가 가능하면서 이와 동시에 주행 과정에서 나타나는 차륜 상태의 검지 및 분석이 자동으로 이루어지도록 하는 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 철도 차량의 차륜 검지 시스템은 이동 장착 모듈; 이동 장착 모듈에 결합되면서 적어도 하나의 탐지 유닛을 가진 탐지 모듈; 이동 장착 모듈을 차륜의 이동 방향을 따라 속도 조절이 가능하도록 이동시키는 이동 조절 모듈; 탐지 모듈을 차륜의 이동 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 이동시키는 탐지 위치 설정 모듈; 및 철도 레일에 설치되는 탐지 조건 설정 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이동 조절 모듈은 차륜의 속도 정보에 기초하여 탐지 모듈의 이동 속도가 제어되도록 하는 이동 속도 조절 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 탐지 위치 설정 모듈은 차륜의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장되는 유도 가이드 및 유도 가이드에 대하여 수직으로 연장되는 위치 결정 유닛으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 탐지 모듈은 차륜의 외부 손상을 탐지하는 형상 탐지 유닛 및 구조적 결함을 탐지하는 작동 손상 탐지 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템은 차륜의 외부 및 내부 결함 또는 손상의 검지가 가능하면서 이와 동시에 주행 과정에서 나타나는 차륜의 이상 여부의 탐지가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템은 차륜 검지 과정이 자동으로 이루어지도록 하고, 다양한 조건에서 차륜 검사가 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템은 다양한 탐지 유닛에 의하여 검사가 진행되는 것에 의하여 차륜의 다양한 형태의 손상이 탐지될 수 있도록 하면서 동일 조건에서 서로 다른 차륜을 검지하는 것에 의하여 차륜의 이상 여부가 정확하게 탐지될 수 있도록 한다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 적용되는 다양한 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 의한 차륜 검지 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템은 이동 장착 모듈(11); 이동 장착 모듈(11)에 결합되면서 적어도 하나의 탐지 유닛을 가진 탐지 모듈(12); 이동 장착 모듈(11)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향을 따라 속도 조절이 가능하도록 이동시키는 이동 조절 모듈(16); 탐지 모듈(12)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 이동시키는 탐지 위치 설정 모듈(15); 및 철도 레일(R1)에 설치되는 탐지 조건 설정 모듈(131, 132)을 포함한다.
철도 차량은 정지 중인 차량이 될 수 있지만 바람직하게 운행 과정에 있는 차량이 될 수 있고, 가장 바람직하게 운행을 마치고 정비 위치로 이동되는 차량 또는 정비가 끝나고 운행을 위하여 출발하는 차량이 될 수 있다. 철도 차량은 또한 승객 운송을 위한 차량이 되거나 화물의 운송을 위한 차량이 될 수 있다. 다양한 종류의 다양한 상태의 철도 차량에 대하여 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템이 적용될 수 있다.
차륜 및 베어링 검지 시스템은 레일(R1, R2)에 인접한 위치에 설치될 수 있지만 이에 제한되지 않고 탐지 모듈(12)이 레일(R1, R2)을 따라 일정 거리만큼 이동될 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 위치에 설치된 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템은 이동되는 철도 차량을 따라 이동되면서 차륜의 상태를 검지하는 구조로 만들어질 수 있다.
이동 장착 모듈(11)은 탐지 모듈(12)이 결합되는 이동 프레임 유닛(111); 및 이동 프레임 유닛(111)의 아래쪽에 배치되는 결합 브래킷(112)으로 이루어질 수 있다. 이동 프레임 유닛(111)은 사각 판형 구조로 만들어질 수 있고, 결합 브래킷(112)은 선형 가이드를 따라 이동 가능한 구조 또는 정해진 위치에 고정되는 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 이동 프레임 유닛(111)의 위쪽에 다양한 탐지 유닛을 가진 탐지 모듈(12)이 배치될 수 있다. 이동 프레임 유닛(111)은 이동 조절 모듈(16)에 의하여 이동될 수 있고, 이동 조절 모듈(16)은 이동 프레임 유닛(111)을 이동시키는 선형 이동 유닛(161)을 포함할 수 있다. 결합 브래킷(112)은 선형 이동 유닛(161)에 의하여 이동 가능한 구조 또는 고정된 구조로 만들어질 수 있다. 선형 이동 유닛(161)은 예를 들어 모터와 같은 구동 유닛에 의하여 작동하는 컨베이어 유닛이 될 수 있다. 대안으로 선형 이동 유닛(161)은 선형 가이드 형상의 선형 구조로 만들어지고, 결합 브래킷(112)이 선형 이동 유닛(161)을 따라 구동 유닛에 의하여 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 선형 이동 유닛(161)은 이동 프레임 유닛(111)의 이동을 위한 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 이동 프레임 유닛(111)은 선형 이동 유닛(161)을 따라 X축 방향에 해당하는 1 방향으로 이동 가능하고 또한 반대 방향으로 이동 가능한 구조가 될 수 있다. 구체적으로 이동 프레임 유닛(111)은 차륜(W1, W2)을 따라 차륜(W1, W2)의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 이동 프레임 유닛(111)은 일정 거리만큼 이동된 이후 차륜(W1, W2)의 이동 방향과 반대 방향으로 이동되어 다시 원래의 위치로 이동되어 검지 대기 상태로 될 수 있다. 이동 프레임 유닛(111)의 이동 속도는 차륜(W1, W2)의 이동 속도와 동일하거나 유사할 수 있다. 구체적으로 이동 프레임 유닛(111)의 이동 속도는 차륜(W1, W2)의 이동 속도와 동기화가 될 수 있다. 이를 위하여 이동 조절 모듈(16)에 이동 속도 조절 유닛(162)이 배치될 수 있다. 이동 속도 조절 유닛(162)은 예를 들어 초음파 탐지 유닛, 레이저 탐지 유닛 또는 마이크로웨이브 탐지 유닛과 같은 속도 탐지 유닛을 포함할 수 있다. 이동 속도 조절 유닛(162)에 의하여 탐지된 차륜(W1, W2)의 속도에 따라 제어 유닛은 선형 이동 유닛(161)의 이동 속도 또는 결합 브래킷(112)의 이동 속도를 조절할 수 있다.
이동 프레임 유닛(111)의 위쪽에 배치되어 차륜(W1, W2)의 상태를 탐지하는 탐지 모듈(12)은 차륜 또는 차량의 식별을 위한 바코드 판독기와 같은 차륜 식별 유닛, 카메라 모듈 또는 적외선 조명 모듈과 같은 손상 탐지 유닛, 베어링 또는 차축의 상태를 탐지하는 진동 탐지 유닛, 차륜(W1, W2) 또는 레일(R1, R2)의 온도를 탐지하는 온도 탐지 유닛 또는 탐지 모듈(12)의 2 방향 또는 Y축 방향의 이동을 제한하는 충돌 방지 유닛과 같은 것을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
탐지 모듈(12)에 의하여 차륜(W1, W2)의 상태가 탐지될 수 있고, 탐지 모듈(12)과 차륜(W1, W2)의 상대적인 거리는 탐지의 정밀성에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 탐지 모듈(12)과 차륜(W1, W2) 사이의 거리 또는 탐지 모듈(12)과 레일(R1, R2) 사이의 거리가 일정하게 또는 적절하게 설정될 필요가 있다. 이와 같은 탐지 모듈(12)의 위치를 조절하기 위하여 탐지 위치 설정 모듈(15)이 이동 장착 모듈(11)에 결합될 수 있다. 탐지 위치 설정 모듈(15)은 1 방향 또는 X축 방향으로 연장되는 유도 가이드(153); 유도 가이드(153)를 따라 이동 가능하도록 결합되는 유도 브래킷(152); 및 유도 브래킷(152)에 한쪽 끝이 결합되는 위치 결정 유닛(151)으로 이루어질 수 있다. 위치 결정 유닛(151)은 탐지 모듈(12)에 배치되면서 선형 이동 유닛(161)에 대하여 이동 가능하도록 배치되는 탐지 유닛 베이스(121)에 결합될 수 있다. 위치 결정 유닛(151)은 1 방향과 수직이 되는 2 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 위치 결정 유닛(151)의 이동에 의하여 차륜(W1, W2)에 대한 탐지 모듈(12)의 탐지 거리가 결정될 수 있다. 필요에 따라 탐지 모듈(12) 또는 위치 결정 유닛(151)의 앞쪽에 초음파 유닛과 같은 거리 탐지 유닛 또는 충돌 방지 유닛이 배치될 수 있다. 이와 같이 선형 이동 유닛(161)에 의하여 탐지 모듈(12)의 X축 방향의 위치가 결정될 수 있고, 위치 결정 유닛(151)에 의하여 탐지 모듈(12)의 Y축 방향의 위치가 결정될 수 있다. 선형 이동 유닛(161) 또는 위치 결정 유닛(151)은 탐지 모듈(12)을 정해진 방향으로 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 설명된 것처럼, 본 발명에 따른 검지 시스템은 차륜(W1, W2)의 이동과 함께 탐지 모듈(12)이 이동되면서 차륜(W1, W2)의 상태를 탐지하는 구조를 가진다. 그러므로 초기 조건의 설정을 위하여 철도 차량 또는 차륜(W1, W2)의 속도가 미리 탐지될 필요가 있고, 탐지가 개시되는 시각이 결정될 필요가 있다. 이러한 초기 조건의 설정을 위한 탐지 조건 설정 모듈(131, 132)은 다양한 위치에 배치될 수 있고, 속력 측정 유닛(131)과 개시 신호 발생 유닛(132)을 포함할 수 있다. 속력 측정 유닛(131)과 개시 신호 발생 유닛(132)은 일체로 만들어지거나 독립된 구조로 만들어질 수 있고, 차륜(W1, W2)의 이동 경로가 되는 레일(R1, R2)에 설치될 수 있다. 다만 탐지 조건 설정 모듈(131, 132)은 다양한 위치에 배치될 수 있고, 다양한 탐지 유닛을 포함할 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
검지 시스템의 작동을 제어하면서 탐지 모듈(12)에서 탐지된 탐지 정보의 처리를 위한 제어 모듈(14)이 적절한 위치에 배치될 수 있고, 바람직하게 이동 장착 모듈(11) 또는 다른 모듈과 함께 하나의 프레임을 형성하도록 배치될 수 있다. 제어 모듈(14)은 중앙 처리 유닛, 정보의 분리 및 분석을 위한 프로세서 또는 통신 제어를 위한 신호 제어 유닛을 포함할 수 있다. 필요에 따라 제어 모듈(14)은 예를 들어 차량 관리 서버와 같은 서버에 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 속력 측정 유닛(131)에 의하여 탐지된 철도 차량의 속력에 기초하여 개시 신호 발생 유닛(132)에 의하여 개시 신호가 발생되어 검지 설정 유닛(23)으로 전송될 수 있다. 검지 설정 유닛(23)은 전송된 정보에 기초하여 탐지 모듈의 작동 시간, 초기 위치, 이동 속도와 같은 초기 조건을 설정할 수 있다. 검지 설정 유닛(23)은 차륜과 탐지 모듈 사이의 측정 거리를 결정하는 위치 결정 유닛(221) 및 검지 대상이 되는 차륜을 결정하는 차륜 결정 유닛(222)으로부터 각각 탐지 모듈의 측정 거리 및 검지 대상 차륜에 대한 정보를 수신하여 검지 설정을 위한 초기 조건으로 설정하여 제어 유닛(21)으로 전송할 수 있다.
제어 유닛(21)은 검지 설정 유닛(23)에서 전송된 정보에 기초하여 구동 설정 유닛(242)의 작동 시간, 작동 위치 및 작동 방법을 결정할 수 있고, 구동 설정 유닛(242)에 의하여 설정된 조건에 따라 탐지 모듈의 X축 방향 이동 또는 Y축 이동 거리가 조절될 수 있다. 제어 유닛(21)은 또한 추적 유닛(241)의 작동 조건 및 탐지 대상을 결정할 수 있다. 추적 유닛(241)은 검지 대상이 되는 차륜 및 베어링의 이동을 추적하면서 이에 대한 정보를 제어 유닛(21)으로 전송할 수 있고, 제어 유닛(21)은 추적 유닛(241)에서 전송된 정보에 기초하여 구동 설정 유닛(242)의 작동 조건을 유지하거나 변경할 수 있다.
탐지 모듈에 의하여 탐지된 정보는 전송 유닛(28)을 통하여 검지 분류 유닛(25)으로 전송될 수 있다. 전송 유닛(28)은 유선 또는 무선 통신 수단을 통하여 탐지된 정보를 검지 분류 유닛(25)으로 전송할 수 있고, 전송 유닛(28)은 탐지 모듈로부터 전송된 탐지 정보를 변환하거나 전송 시각을 결정하거나 전송 순서를 결정하는 기능을 가질 수 있다. 그리고 검지 분류 유닛(25)은 탐지 모듈에 배치된 서로 다른 탐지 정보를 분류하면서 노이즈를 제거하는 기능을 가질 수 있다. 검지 분류 유닛(25)에 의하여 분류된 정보는 분석 유닛(27)에 의하여 분석될 수 있고, 차륜 또는 베어링의 현재 상태가 분석될 수 있다. 이와 동시에 분석 유닛(27)에 의하여 차륜 또는 베어링의 이상 여부 또는 오작동 가능성이 탐지될 수 있다. 분석 유닛(27)에 의하여 분석된 정보는 차륜/베어링 데이터베이스(29)에 검지 이력 데이터로 저장될 수 있다. 차륜/베어링 데이터베이스(29)에 저장된 분석 정보는 차후 차륜 또는 베어링의 이상 여부를 판단하는 비교 자료로 사용될 수 있고, 차륜 또는 베어링에 발생할 수 있는 다양한 이상 현상의 진행 상황을 판단하는 자료로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 검지 시스템은 다양한 작동 구조를 가질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 에에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 적용되는 다양한 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 탐지 모듈(12)은 차륜(W1, W2) 또는 베어링의 외부 손상을 탐지하는 형상 탐지 유닛 및 구조적 결함을 탐지하는 작동 손상 탐지 유닛을 포함할 수 있다. 차륜(W1, W2) 또는 베어링의 손상은 외부 손상과 내부 손상으로 나누어질 수 있고, 예를 들어 외부에 발생된 파손 또는 균열은 외부 손상이 될 수 있다. 그리고 내부의 균열 또는 무게 중심의 이동과 같은 것은 내부 손상이 될 수 있다. 외부 손상과 내부 손상은 함께 작용하여 철도 차량의 운행 오류를 발생시킬 수 있다. 외부 손상은 내부 손상에 비하여 쉽게 발견될 수 있지만 내부 손상은 쉽게 발견되지 않는다.
탐지 모듈(12)은 바코드 판독기와 같은 차량, 차륜 또는 베어링의 식별을 위한 식별 유닛(31); 차륜 또는 베어링 외부의 손상을 탐지하기 위한 카메라와 같은 영상 획득 유닛(32); 탐지 모듈(12)의 X축 또는 Y축 방향의 이동을 제한하여 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 유닛(33a, 33b); 차륜, 베어링 또는 레일의 진동을 탐지하기 위한 진동 탐지 유닛(34); 및 차륜, 베어링 또는 레일의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐지 유닛(35)을 포함할 수 있다. 추가로 탐지 모듈(12)은 차륜, 베어링 또는 레일로부터 발생되는 소음을 탐지하는 소음 탐지 유닛 또는 차륜의 기울어짐을 탐지하는 광학 유닛을 포함할 수 있다.
영상 획득 유닛(32)은 외부 손상을 탐지하는 형상 탐지 유닛이 될 수 있고, 진동 탐지 유닛, 온도 탐지 유닛 또는 광학 유닛은 내부 손상을 탐지하기 위한 작동 손상 탐지 유닛이 될 수 있다. 영상 획득 유닛(32)은 적외선 영상 획득 유닛 또는 열화상 탐지 유닛과 같은 것이 될 수 있다.
탐지 모듈(12)은 차륜의 이상을 탐지하기 위한 다양한 탐지 유닛을 포함할 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템에 의한 차륜 검지 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템에 의한 차륜 또는 베어링 검지 방법은 철도 차량 속도를 탐지하는 단계(P41); 속도가 탐지된 철도 차량에서 검지 대상이 되는 차륜 또는 베어링에 대한 검지 개시 위치 또는 시각이 설정되는 단계(P42); 검지 대상이 되는 차륜 또는 베어링의 검지를 위한 조건이 설정되고, 설정된 조건에 따라 탐지 모듈의 작동 조건이 결정되는 단계(P43); 차륜 또는 베어링의 검지 개시 위치에 탐지 모듈에 의하여 차륜이 검지되면서 탐지 모듈이 차륜과 함께 이동되는 단계(P44); 차륜 또는 차량과 탐지 모듈의 이동 동기화가 확인되는 단계(P45); 확인 결과에 따라 탐지 모듈의 속도가 조절되는 단계(P46); 탐지 모듈로부터 탐지 정보가 전송되어 분류되는 단계(P47); 및 분류된 데이터가 분석되어 차륜 또는 베어링의 현재 상태가 분석되는 단계(P48)를 포함한다.
차륜의 속도가 탐지되고, 개시 신호가 전송되면 제어 유닛에 의하여 탐지 모듈의 작동 조건이 설정될 수 있다(P43). 검지 대상이 되는 차륜의 이동 속도와 탐지 모듈의 이동 속도는 동기화가 될 수 있고, 만약 속도 차이가 미리 결정된 범위를 벗어나거나 또는 편차에 따라 위치 편차가 커지면(NO), 탐지 모듈의 속도가 조절될 수 있다(P46). 이동 동기화의 확인은 주기적으로 이루어질 수 있고, 이동의 차이가 미리 설정된 범위에 있다면(YES), 미리 설정된 조건에 따라 탐지 모듈이 작동될 수 있다.
탐지 모듈은 차륜의 내부 및 외부 손상의 탐지를 위한 다양한 탐지 유닛을 포함할 수 있고, 다양한 방법으로 분석될 수 있다. 예를 들어 진동 탐지 유닛에 의하여 전송된 진동 주파수는 주파수 대역별로 분류될 수 있고, 주파수 대역에 따라 내부 손상에 따른 것인지, 외부 손상에 따른 것인지 또는 환경 조건에 따른 것인지 여부가 분석될 수 있다(P48).
본 발명에 따른 검지 시스템은 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 차륜 및 베어링의 검지 시스템은 차륜의 외부 및 내부 결함 또는 손상의 검지가 가능하면서 이와 동시에 주행 과정에서 나타나는 차륜의 이상 여부의 탐지가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템은 차륜 검지 과정이 자동으로 이루어지도록 하고, 다양한 조건에서 차륜 검사가 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 차륜 검지 시스템은 다양한 탐지 유닛에 의하여 검사가 진행되는 것에 의하여 차륜의 다양한 형태의 손상이 탐지될 수 있도록 하면서 동일 조건에서 서로 다른 차륜을 검지하는 것에 의하여 차륜의 이상 여부가 정확하게 탐지될 수 있도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 이동 장착 모듈 12: 탐지 모듈
14: 제어 모듈 15: 탐지 위치 설정 모듈
16: 이동 조절 모듈 21: 제어 유닛
23: 검지 설정 유닛 25: 검지 분류 유닛
27: 분석 유닛 28: 전송 유닛
29: 차륜 데이터베이스 31: 식별 유닛
32: 영상 획득 유닛 33a, 33b: 충돌 방지 유닛
34: 진동 탐지 유닛 35: 온도 탐지 유닛
111: 이동 프레임 유닛 112: 결합 브래킷
121: 탐지 유닛 베이스 131, 132: 탐지 조건 설정 모듈
131: 속력 측정 유닛 132: 개시 신호 발생 유닛
151: 위치 결정 유닛 152: 유도 브래킷
153: 유도 가이드 161: 선형 이동 유닛
162: 이동 속도 조절 유닛 221: 위치 결정 유닛
222: 차륜 결정 유닛 241: 추적 유닛
242: 구동 설정 유닛 R1, R2: 철도 레일
W1, W2: 차륜

Claims (4)

  1. 이동 장착 모듈(11);
    이동 장착 모듈(11)에 결합되면서 적어도 하나의 탐지 유닛을 가진 탐지 모듈(12);
    이동 장착 모듈(11)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향을 따라 속도 조절이 가능하도록 이동시키는 이동 조절 모듈(16);
    탐지 모듈(12)을 차륜(W1, W2)의 이동 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 이동시키는 탐지 위치 설정 모듈(15); 및
    철도 레일(R1)에 설치되는 탐지 조건 설정 모듈(131, 132)을 포함하는 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 이동 조절 모듈(16)은 차륜(W1, W2)의 속도 정보에 기초하여 탐지 모듈(12)의 이동 속도가 제어되도록 하는 이동 속도 조절 유닛(162)을 포함하는 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 탐지 위치 설정 모듈(15)은 차륜(W1, W2)의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장되는 유도 가이드(153) 및 유도 가이드(153)에 대하여 수직으로 연장되는 위치 결정 유닛(151)으로 이루어지는 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 탐지 모듈(12)은 차륜(W1, W2)의 외부 손상을 탐지하는 형상 탐지 유닛 및 구조적 결함을 탐지하는 작동 손상 탐지 유닛을 포함하는 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템.
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