[實用新型]基于二維激光位置檢測技術檢測車輪外形尺寸的裝置

有效

• 申請號: 201822045510.7
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209166371U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 朱茂芝
• 申請（專利權）人: 廣州微予易數據技術有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林偉斌

基于二維激光位置檢測技術檢測車輪外形尺寸的裝置，涉及車輪輪對幾何尺寸的自動測量領域，包括：兩個基礎平臺，分別設置在兩條軌道的外側；兩個發射器，分別設置在兩個基礎平臺上；2n且n≥4個接收器，設置在兩條軌道之間，且沿著兩條所述軌道的對稱軸兩側各設置n個；每個所述發射器從兩條軌道的外側向兩條軌道之間發射n條線激光，n個接收器分別對應接收n條線激光。本實用新型可以精準測量車輪在動態運行過程中車輪輪緣尺寸及踏面的磨損量，測量精度不會收到軌道的形變量的影響，且在長期使用的過程中，可自行跟隨測量車輪輪緣尺寸及踏面的磨損量，做到動態修正，具有一定的自適應能力。

技術領域

本實用新型涉及車輪輪對幾何尺寸的自動測量領域，更具體地，涉及基于二維激光位置檢測技術檢測車輪外形尺寸的裝置。

背景技術

對于基于軌道運行的車輪來說，車輪的圓周面由輪緣與踏面兩個曲面組成，踏面與軌道接觸實現承載運行，輪緣位于軌道的內側，通過輪緣與軌道內側接觸，與踏面共同實現導向功能。在車輪沿著軌道運行的過程中，車輪圓周面上與鋼軌產生接觸的表面部分會產生磨耗，即踏面會產生磨損或產生劃痕，輪緣與軌道內側接觸的一側產生磨損導致輪緣厚度變薄。一旦車輪踏面產生非正常磨耗，隨著踏面的圓周磨耗，該輪的輪徑變小，輪緣變薄，會產生如下諸多危害：①車輪一旦產生圓周磨耗，則會破壞標準踏面的作用。一般來說，當車輪踏面圓周磨耗到6.1mm時，則會呈圓柱形。由于經常處于滾動中的踏面圓周是靠近輪緣部分的，所以當磨到8mm以上時，往往會出現靠近輪緣處凹下的情況，失去標準外形踏面的作用。列車拐彎或通過曲線軌道時，兩輪不能同時圓滑滾動通過，外輪會產生滑行，加劇了輪緣與鋼軌的磨耗。②致使輪緣變薄、變高，加劇輪緣的垂直磨耗，輪緣根部易產生裂紋。同時，車輪非正常磨耗使得踏面凹入過深，致使列車在線路上行駛時容易切碰軌道的連接螺栓，引起脫軌，輪緣垂直磨耗加劇后，車輪在通過岔道時容易造成脫軌或軋傷尖軌事故。③由于非正常磨耗后，踏面形成槽狀外形，其磨耗面易產生局部平面，使輪對不能圓滑滾動，增加了列車的沖擊振動。④破壞了踏面的標準外形，使踏面與軌道部分的錐度變大，車輪蛇形運動的波長減小，頻率增加，影響列車運行的平穩性。⑤車輪踏面磨耗后，特別是產生非正常磨耗后，其與鋼軌的接觸面增大，車輪踏面與鋼軌的接觸面積增大，踏面與鋼軌接觸各點與車軸中心距離的偏差增大，車輛運行阻力增加。因此，踏面與輪緣的磨耗會直接影響到車輪與輪軌的配合和列車的行車安全，甚至引起重大列車事故。

因此，需要對車輪的踏面磨損、輪緣的厚度進行測量，及時測量其磨損程度，盡早排查。在對車輪的多個尺寸的測量中，我們可以發現，車輪外形尺寸的多項參數是基于輪緣頂點的，即與輪緣的頂點圓半徑有關系，且踏面所在的車輪輪徑與頂點圓在同一軸線上，即頂點圓的圓心位置與車輪的圓心在同一直線上，因此，可以通過測量輪緣的頂點圓半徑與圓心位置得到車輪踏面的磨損量。但是，由于車輪的輪緣為曲面，不存在刀口(即曲面尖點)，在動態非接觸檢測過程中，輪緣的頂點是難以精確定位的，從而會影響車輪尺寸檢測的精度。

實用新型內容

本實用新型旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種基于二維激光位置檢測技術檢測車輪外形尺寸的裝置，能精準測量車輪輪緣的頂點圓半徑和圓心位置。

本實用新型采取的技術方案是，基于二維激光位置檢測技術檢測車輪外形尺寸的裝置，適用于在兩條軌道上運行的車輪，所述裝置包括：

兩個基礎平臺，分別設置在兩條軌道的外側；

兩個發射器，分別設置在兩個基礎平臺上；

2n且n≥4個接收器，設置在兩條軌道之間，且沿著兩條所述軌道的中線兩側各設置n個；每個所述發射器從兩條軌道的外側向兩條軌道之間發射n條線激光，n個接收器分別對應接收n條線激光。