[發(fā)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

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• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113120031A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)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(nèi)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(fā)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(fā)裝置固定于基座（3）一側的中部。

2.根據(jù)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(fā)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(jù)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(fā)射平面與軌道（2）的水平面A的仰角為α，激光發(fā)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(jù)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(fā)射線方向與軌道（2）的水平面A的仰角為θ1，激光發(fā)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(fā)射線方向與軌道（2）的水平面A的仰角為θ2，激光發(fā)射線方向與軌道（2）中心線x垂直。

5.根據(jù)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(jīng)過車輪傳感器（8）時，車輪傳感器（8）發(fā)出觸發(fā)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(xù)采集并得到多組數(shù)據(jù)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(xù)采集并得到多組數(shù)據(jù)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(nèi)側面前端的距離數(shù)據(jù)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(nèi)側面前端的距離數(shù)據(jù)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(nèi)側面后端的距離數(shù)據(jù)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(nèi)側面后端的距離數(shù)據(jù)L4；上述采集所得L1、L2、L3、L4數(shù)據(jù)，均輸入測量計算機待后續(xù)處理；

第二步，將L1、L2、L3、L4結合已知的仰角數(shù)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(nèi)側距數(shù)值；

第三步，將L1、L2、L3、L4結合已知的仰角數(shù)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(shù)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(yōu)去劣并取平均處理，獲得、，再根據(jù)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(nèi)側距數(shù)值；

第五步，根據(jù)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(shù)C， 得到常數(shù)C后積分確定搖頭角Ψ與橫移量y的函數(shù)，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(fā)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(jīng)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(jīng)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(tǒng)計并形成表格以打印形式或數(shù)據(jù)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。