[實用新型]機車輪對踏面檢測儀

有效

• 申請號: 201320492317.2
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN203443553U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 余先濤;陳謙益;詹煜
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型涉及機車輪對踏面檢測領域，具體涉及一種機車輪對踏面檢測儀。

背景技術

機車車輪踏面是指車輪與鋼軌的接觸部分，簡稱踏面。常見的踏面呈近似圓錐形，在滾動圓附近錐度1:10。有很多的原因會造成車輪踏面的磨損。例如，輪軌接觸磨損和制動閘瓦與踏面的滑動磨損等等。例如，由于剎車、輪對與鋼軌間隙的沖撞以及輪對與鋼軌面在轉彎時的相對滑動等因素造成的踏面擦傷或剝離，就會給車輛運行帶來額外的沖擊振動，嚴重影響列車與軌道設施的安全和使用壽命。正是由于踏面外形對機車的運行性能有很大的影響，必須及時、準確地對踏面的外貌加以檢測，以預防機車行車事故的發生。我國的鐵路系統十分龐大，機車的車輪磨損極大地關系到車輛運行的安全性和經濟性，機車輪對踏面的磨損在線檢測一直以來是鐵道系統極力解決的難題之一。

對機車輪對踏面的外形檢測主要解決輪對踏面存在的一些問題。例如，當踏面擦傷深度及剝離長度超過限定值時必須作為輪對故障而報警，并指出其數量和準確位置。但輪對與輪軌經過一段時間磨損后，每個輪對踏面特征形狀均會發生變化，尤其是踏面剝離形狀、大小及擦傷深度都有很大差別，難以找到其規律；并且當前國內對輪對踏面的測量主要還是由常規檢測儀表完成，檢測精度低，不能實現數據記錄和分析。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述不足，提供一種激光測距傳感器測量機車輪對踏面的外形參數，通過這些測量數據和標準數據的對比，判斷輪對踏面是否在安全行車要求以內，并將測量數據保存于USB存儲器中的機車輪對踏面檢測儀。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

機車輪對踏面檢測儀，由電源模塊、單片機控制系統、步進電機、激光位移傳感器、信號調理模塊、控制按鈕、LCD顯示屏、數據存儲器組成，所述電源模塊與單片機控制系統連接；所述單片機控制系統通過電機驅動器連接至步進電機，所述步進電機與激光位移傳感器相連，所述激光位移傳感器通過信號調理模塊連接至單片機控制系統；所述控制按鈕通過接口與單片機控制系統相接，單片機控制系統還通過接口分別連接至LCD顯示屏及數據存儲器。

按上述方案，所述單片機控制系統為AVR微處理器。

按上述方案，所述步進電機為直線步進電機。

按上述方案，所述數據存儲器為USB儲存器。

該檢測儀為手持式，長×寬×高為20cm×11cm×4cm，LCD顯示屏、控制按鈕和電源指示燈設于檢測儀的操作面板上，控制按鈕包括開始按鈕、暫停按鈕、復位按鈕、步進電機正轉按鈕、步進電機反轉按鈕、數據存儲按鈕、數據讀取按鈕；電源指示燈與電源模塊相連，各控制按鈕用于控制激光位移傳感器的前進后退，測量數據實時顯示在LCD顯示屏上。

本實用新型的工作原理：?

1）所述單片機控制系統接收來自激光位移傳感器的信號以及控制按鈕發出的各按鈕指令信號，將各信號進行數據處理并綜合分析后，一方面發出控制信號驅動步進電機帶動激光位移傳感器沿著輪踏面軸線做直線運動，另一方面由激光位移傳感器測量輪踏面的外形變化，傳回單片機控制系統進行分析后將檢測信息顯示在LCD顯示屏上，通過LCD顯示屏了解輪踏面的磨損情況，并將測量數據通過USB儲存器進行實時保存，以備后期在PC機上進行相關數據分析；

2）所述步進電機牽引激光位移傳感器以一定速度勻速運動，步進電機的運動方向即激光位移傳感器的前進、后退由相應的控制按鈕（步進電機正轉、步進電機反轉按鈕）控制，單片機控制系統接收控制按鈕的前進、后退指令信號后執行相應程序控制激光位移傳感器的前進、后退。步進電機的運動速度也由單片機控制系統來控制，單片機控制系統的輸出端輸出定時方波脈沖信號作為步進電機的控制信號。由于本檢測儀目的是要測量踏面的二維形貌，因此步進電機只需采用直線步進電機進行直線行進就可以滿足要求了；

3）所述激光位移傳感器通過激光測距測量輪對踏面距離激光傳感器運行直線的距離，將所測得數據在以激光位移傳感器運動直線為基準的坐標系中描繪出來，然后通過信號調理模塊將坐標系的所有測得數據采用數學擬合的方法得到輪對踏面曲線，再將該曲線和標準零件曲線對比測得輪對踏面相對標準踏面的磨損情況。

本實用新型與現有技術相比具有的有益效果：