[发明专利]一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置及测量方法，属于轨道交通技术领域。本发明的一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置，包括安装于轨道外侧的外侧激光位移传感器和安装于轨道内侧的内侧激光位移传感器，其中外侧激光位移传感器的感测头高出轨道顶面的高度为Hsubgt;1/subgt;，距离轨顶中心的水平距离为Lsubgt;1/subgt;，其探测光束与垂直于轨道方向的夹角为Asubgt;1/subgt;，与平行于轨道方向的夹角为Asubgt;2/subgt;；所述内侧激光位移传感器的感测头低于轨道顶面的高度为Hsubgt;2/subgt;，距离轨顶中心的水平距离为Lsubgt;2/subgt;，与垂直于轨道方向的夹角为Bsubgt;1/subgt;。采用本发明的技术方案可以有效提高车轮轮缘参数的检测精度，且其检测效率较高。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，更具体地说，涉及一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置及测量方法。

背景技术

随着我国轨道交通的快速发展，列车在线运行的安全问题也日益显著。轮对是列车与钢轨相接触的部分。轮对保证了机车在钢轨上的运行和转向，承受来自列车的全部静、动载荷，并把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给列车车辆各零部件。此外，列车车辆的驱动和制动也是通过轮对起作用的。因此，轮对的状况直接关系到列车的运行质量和安全，对其尺寸参数的实时监测是保障列车安全行驶的重要措施。

传统技术中通常是采用人工测量和静态测量方法对车轮轮缘参数进行测量，检测精度较差，且检测效率低，从而促进了在线动态检测技术的研究与发展。对于轮对尺寸的在线检测技术，早期的方法是采用基于CCD图像测量技术进行测量，但该方法的系统结构布置较为复杂，且受振动、环境影响大。随着传感器技术的发展，激光测距得到了越来越广泛的应用，很多研究者开始将激光位移传感器应用于车轮轮缘参数的在线动态检测。

如，申请号为201610365458.6的申请案公开了一种列车轮对尺寸在线检测方法及其系统，该方法通过激光对射光电开关得到轮缘顶点圆直径和车速，通过涡流传感器定位轮缘最低点及到地面的高度，根据内外侧1D激光位移传感器探测到的车轮上面的点，得到该车轮踏面轮廓线，从而得到轮缘高、轮缘厚和轮径，但该申请案的检测精度有待进一步提高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服采用现有方法对车轮轮缘参数进行测量存在的不足，提供了一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置及测量方法。采用本发明的技术方案可以有效提高车轮轮缘参数的检测精度，且其检测效率较高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种轨道交通车轮轮缘参数在线动态测量装置，包括安装于轨道外侧的外侧激光位移传感器和安装于轨道内侧的内侧激光位移传感器，其中外侧激光位移传感器用于采集车轮轮缘顶点至车轮名义滚动圆处的轮廓线，其感测头高出轨道顶面的高度为H₁，距离轨顶中心的水平距离为L₁，其探测光束与垂直于轨道方向的夹角为A₁，与平行于轨道方向的夹角为A₂；所述内侧激光位移传感器用于采集车轮内辋面至轮缘外侧的轮廓线，其感测头低于轨道顶面的高度为H₂，距离轨顶中心的水平距离为L₂，与垂直于轨道方向的夹角为B₁。

更进一步的，所述外侧激光位移传感器与内侧激光位移传感器均为二维激光位移传感器，其感测头之间沿平行于轨道方向的距离为L₃；两条轨道均对称安装有所述的外侧激光位移传感器与内侧激光位移传感器。

更进一步的，两个激光位移传感器的安装位置满足下式：

tanA₂＝(R-H₁)/L₃