[發明專利]一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202110520908.5
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113120031A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 朱德生;周海泉;彭友樂;吳方博
• 申請（專利權）人: 江西奈爾斯西蒙斯赫根賽特中機有限公司
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12;G01M17/10;G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，其特征在于：包括位于軌道（2）內側面的H字狀基座（3）、壓塊（4）、位于軌道（2）外側面的連桿（401），連接軸（5）、左側激光輪廓傳感器（6）、右側激光輪廓傳感器（7）、觸發裝置，分別固定在基座（3）兩側的左前側激光位移傳感器（9）、右前側激光位移傳感器（10）、左后側激光位移傳感器（11）、右后側激光位移傳感器（12）；基座（3）通過壓塊（4）的下壓力與軌道（2）相對固定，分別通過連接軸（5）軸對稱固定連接在連桿（401）兩側的左側激光輪廓傳感器（6）和右側激光輪廓傳感器（7），觸發裝置固定于基座（3）一側的中部。

2.根據權利要求1所述的一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，其特征在于：所述觸發裝置為車輪傳感器（8），檢測到車輪時，打開測量裝置，列車離開時，關閉測量裝置。

3.根據權利要求1所述的一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，其特征在于：左側激光輪廓傳感器（6）、右側激光輪廓傳感器（7）的激光發射平面與軌道（2）的水平面A的仰角為α，激光發射平面均偏向軌道（2）的中心線為x，左側激光輪廓傳感器（6）的偏轉角度為β1、右側激光輪廓傳感器（7）的偏轉角度為β2。

4.根據權利要求1所述的一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，其特征在于：左前側激光位移傳感器（9）、左后側激光位移傳感器（11）的激光發射線方向與軌道（2）的水平面A的仰角為θ1，激光發射線方向與軌道（2）中心線x垂直；右前側激光位移傳感器（10）、右后側激光位移傳感器（12）的激光發射線方向與軌道（2）的水平面A的仰角為θ2，激光發射線方向與軌道（2）中心線x垂直。

5.根據權利要求2所述的一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，其特征在于：車輪傳感器（8）沿軌道（2）的中心線x上與左前側激光位移傳感器（9）、左后側激光位移傳感器（11）距離相等。

6.一種高精度在線式輪對等效錐度測量方法，使用權利要求2所述的一種高精度輪對等效錐度在線測量裝置，包括如下步驟：

第一步，待測列車沿著軌道（2）行駛，當待測列車輪對（1）經過車輪傳感器（8）時，車輪傳感器（8）發出觸發信號激活整套測量裝置，左側激光輪廓傳感器（6）對待測列車輪對（1）的左輪踏面外形輪廓進行高速連續采集并得到多組數據A1、右側激光輪廓傳感器（7）對右輪踏面外形輪廓進行高速連續采集并得到多組數據A2；左前側激光位移傳感器（9）測量出左前側激光位移傳感器（9）自身與待測列車輪對（1）的左輪內側面前端的距離數據L1，右前側激光位移傳感器（10）測量出右前側激光位移傳感器（10）本身與待測列車輪對（1）的右輪內側面前端的距離數據L2，左后側激光位移傳感器（11）測量出左后側激光位移傳感器（11）本身與待測列車輪對（1）的左輪內側面后端的距離數據L3，右后側激光位移傳感器（12）測量出右后側激光位移傳感器（12）本身與待測列車輪對（1）的右輪內側面后端的距離數據L4；上述采集所得L1、L2、L3、L4數據，均輸入測量計算機待后續處理；

第二步，將L1、L2、L3、L4結合已知的仰角數值θ1與θ2進行坐標修正并取平均處理，可得出待測列車輪對（1）兩輪之間的內側距數值；

第三步，將L1、L2、L3、L4結合已知的仰角數值θ1與θ2進行坐標修正處理，還得出此時待測列車輪對（1）前側相對軌道（2）中心線x的偏移量及待測列車輪對（1）后側相對軌道（2）中心線x的偏移量，將兩組偏移量數值進行比對即可算得此時待測列車輪對（1）相對軌道（2）中心線x的水平偏轉角度φ；

第四步，將A1、A2進行取優去劣并取平均處理，獲得、，再根據水平偏轉角度φ對處理后的、進行修正處理，可得出高精度的待測列車輪對（1）的左輪踏面外形輪廓和右輪踏面外形輪廓，再結合待測列車輪對（1）兩輪之間的內側距數值；

第五步，根據輪對滾動圓半徑差積分確定輪對橫移幅值和橫移量的對應關系，再由邊界條件：即橫移幅值對應的最大橫移量和最小橫移量對應的搖頭角Ψ均為0，計算求解搖頭角Ψ時的常數C， 得到常數C后積分確定搖頭角Ψ與橫移量y的函數，之后再進行積分，確定出輪對橫移幅值對應的輪對運動波長λ，最后由公式得到輪軌等效錐度Tanγ；

第六步，當待測列車輪對（1）離開車輪傳感器（8）后，車輪傳感器（8）觸發信號消失，各傳感器暫停測量工作，當列車的下一條列車輪對（1）經過車輪傳感器（8）時，測量裝置重新激活并重復上述測量過程，直至列車的所有待測列車輪對（1）均經過車輪傳感器（8）后測量結束，測量計算機將緩存中儲存的各組輪對的等效錐度結果進行統計并形成表格以打印形式或數據上傳形式輸出，至此即完成所有待測列車輪對（1）的等效錐度的在線測量。