[發明專利]傳感器直線垂直安裝的有軌電車輪徑在線檢測方法

有效

• 申請號: 201710266736.7
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107117188B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 曹康;邢宗義
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12;G01B11/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種傳感器直線垂直安裝的有軌電車輪徑在線檢測裝置及方法。該裝置包括槽型鋼軌、處理中心和多個激光位移傳感器，其中激光位移傳感器與處理中心連接，槽型鋼軌為只保留凹槽部分的鋼軌，槽型鋼軌外側依次安放激光位移傳感器，感測頭均勻排列在同一水平線上，沿著槽型鋼軌向上測量，探測光束同時到達車輪且與車輪直徑所在的圓周共面。方法為：激光位移傳感器探測車輪得到測量點，進行數據融合，之后用最小二乘擬合法得到多組車輪的初始擬合圓的直徑與圓心，然后設計遺傳優化算法，將測量點到擬合圓的距離的和最小作為進化目標，進化得出最優擬合圓的直徑和圓心，最終得到優化后的車輪直徑。本發明速度快、精度高、測量直徑范圍大、抗干擾性強。

技術領域

本發明涉及有軌電車車輪檢測技術領域，特別是一種傳感器直線垂直安裝的有軌電車輪徑在線檢測裝置及方法。

背景技術

有軌電車車輪是保障車輛行進的重要的部件，承載著有軌電車的全部靜、動載荷。車輪在長期的運行中與軌道不斷摩擦，會產生不同程度的磨耗，進而改變車輪的直徑參數。當電車運行時，如果車輪的同軸徑差、同架徑差、同車徑差超過一定范圍，容易造成車輪擦傷、輪緣偏磨、車體振動異常等現象，甚至導致電車車軸斷裂、側翻、脫軌等事故。因此，及時有效檢測出車輪徑差異常情況，對保障有軌電車的安全運行具有重要意義。

首先，由于有軌電車車輪附近存在排障器、噴砂管磁軌制動器等遮擋物，其次有軌電車車輪在運行中輪緣幾乎100％接地并可以承重，使得通常的直徑測量方法無法完全適用于有軌電車。有軌電車車輪直徑檢測的方法主要可以分為靜態檢測和動態檢測。目前，有軌電車的車輪直徑測量基本采用的是靜態檢測方法，該方法具有精度高的優點。但需要投入大量的人力和使用專用的檢測設備，具有成本高、周轉時間長、勞動強度大的缺點。

常規的動態檢測主要采用圖像處理技術或激光傳感技術。專利1(在線有軌電車車輪直徑測量方法，申請號：201510657099.7，申請日：2015-10-13)公開了一種基于圖像處理技術的有軌電車車輪直徑檢測方法，該方法采用高速相機獲取圖像，通過設置成像模組，直接測量有軌電車車輪直徑，但該方法存在精度低、操作繁瑣等缺點。目前，國內尚未公開基于激光傳感技術有軌電車車輪直徑檢測裝置或方法的專利。專利2(傳感器直線垂直安裝的城軌車輛車輪直徑檢測裝置及方法，申請號：201310558085.0，申請日：2013-11-11)公開了一種將激光傳感器設置在鋼軌偏移所空出的區域與護軌之間，非接觸檢測地鐵車輪直徑的方法，但該方法由于設置護軌，若在穩定運營路線上使用該方法，需要重新設置軌道布局，幾乎很難實現，該方法不適用于有軌電車的車輪直徑測量。專利3(一種城軌列車輪對尺寸在線檢測方法及裝置，申請號：201410519742.5，申請日：2014-09-30)公開了一種基于二維激光位移傳感器技術的地鐵輪對參數檢測方法及裝置，該方法通過三點擬合輪緣頂點圓，再減去2倍輪緣高的方法，實現對地鐵輪直徑的檢測，但由于有軌電車輪緣幾乎100％接地并可以承重，無法提取出輪緣頂點這一特征點，該方法也無法適用于有軌電車。

發明內容

本發明的目的在于提供一種速度快、精度高、測量直徑范圍大的傳感器直線垂直安裝的有軌電車輪徑在線檢測裝置及方法，實現在線非接觸式測量且增強抗干擾能力。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種傳感器直線垂直安裝的有軌電車輪徑在線檢測裝置，包括槽型鋼軌、處理中心和多個激光位移傳感器，其中：激光位移傳感器與處理中心連接；槽型鋼軌為只保留凹槽部分的鋼軌；槽型鋼軌外側順次設置多個激光位移傳感器；各激光位移傳感器的感測頭沿槽型鋼軌方向均勻排列在同一水平線上，且均沿著槽型鋼軌向上測量，探測光束同時入射至車輪邊緣，且探測光束所形成的平面與車輪直徑所在的圓周共面。