一种有轨电车轮对尺寸在线监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109353372A(43)申请公布日2019.02.19(21)申请号201811009880.3(22)申请日2018.08.31(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人李柄奎邢宗义(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人薛云燕(51)Int.Cl.B61K9/12(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图4页(54)发明名称一种有轨电车轮对尺寸在线监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种有轨电车轮对尺寸在线监测系统及方法。该系统包括沿两轨道中心线位置对称布置的第一～第七激光位移传感器R1～R7和第八～第十四激光位移传感器L1～L7。方法为：首先采集车轮踏面数据，并进行车轮数据分段；以第一～第五激光位移传感器R1～R5入射光线交点为原点，建立直角坐标系xoy，且x轴平行于轨道方向，y轴垂直于轨道方向，拟合圆并确定圆心和车轮直径D，计算车辆运行速度ν，确定三组最佳踏面；最后计算轮缘参数，实现有轨电车车轮直径、轮缘宽度、轮缘厚度和轮缘高度的监测。本发明有轨电车轮对尺寸在线监测系统及方法，具有检测精度高、快速简便的优点。CN109353372ACN109353372A权利要求书1/3页1.一种有轨电车轮对尺寸在线监测系统，其特征在于，包括沿两轨道中心线位置对称布置的第一～第七激光位移传感器(R1～R7)和第八～第十四激光位移传感器(L1～L7)；所述的第一～第五激光位移传感器(R1～R5)沿轨道方向依次均匀排列在电车行进方向轨道右侧的圆弧表面，且各激光位移传感器入射光线沿圆弧法线方向排列，各激光位移传感器所在圆弧表面与车轮圆周表面共面；第一激光位移传感器(R1)和第五激光位移传感器(R5)关于第三激光位移传感器(R3)对称安装，第二激光位移传感器(R2)和第四激光位移传感器(R4)关于第三激光位移传感器(R3)对称安装；第一激光位移传感器(R1)和第二激光位移传感器(R2)的水平距离为d1，第二激光位移传感器(R2)和第三激光位移传感器(R3)的水平距离为d2，第三激光位移传感器(R3)和第四激光位移传感器(R4)水平距离为d3，第四激光位移传感器(R4)和第五激光位移传感器(R5)水平距离为d4，第一～第五激光位移传感器(R1～R5)的激光投射角与水平面的夹角分别为α1、α2、α3、α4和α5，第一～第五激光位移传感器(R1～R5)距离轨道的高度分别为h1、h2、h3、h4、h5；第一～第五激光位移传感器(R1～R5)与轨道的垂直距离分别为d5、d6、d7、d8、d9，且d5＝d6＝d7＝d8＝d9；所述的第六激光位移传感器(R6)和第七激光位移传感器(R7)对称分布在右侧轨道两侧，距离轨道的垂直距离分别为d10和d11，且d10＝d11；第六激光位移传感器(R6)和第七激光位移传感器(R7)的偏转角β6和β7分别为第六激光位移传感器(R6)和第七激光位移传感器(R7)的三角有效探测区域中心线与铅垂线的夹角，且β6＝β7；所述第八～第十四激光位移传感器(L1～L7)分别设置在与第一～第七激光位移传感器(R1～R7)关于轨道中心线对称的左侧。2.根据权利要求1所述的有轨电车轮对尺寸在线监测系统，其特征在于，所述的第一～第五激光位移传感器(R1～R5)、第八～第十二激光位移传感器(L1～L5)为一维激光位移传感器，第六激光位移传感器(R6)、第七激光位移传感器(R7)、第十三激光位移传感器(L6)和第十四激光位移传感器(L7)为二维激光位移传感器。3.一种有轨电车轮对尺寸在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集车轮踏面数据，并进行车轮数据分段；步骤2，以第一～第五激光位移传感器(R1～R5)入射光线交点为原点，建立直角坐标系xoy，且x轴平行于轨道方向，y轴垂直于轨道方向，拟合圆并确定圆心和车轮直径D；步骤3，计算车辆运行速度ν；步骤4，确定三组最佳踏面；步骤5，计算轮缘参数，实现有轨电车车轮直径、轮缘宽度、轮缘厚度和轮缘高度的监测。4.根据权利要求3所述的有轨电车轮对尺寸在线监测方法，其特征在于，步骤1所述的采集车轮踏面数据，并进行车轮数据分段，具体如下：当列车经过系统检测区域时，第一～第五激光位移传感器(R1～R5)采集车轮踏面数据，当五个激光位移传感器均能有效采集车轮踏面数据时，则判定该组数据有效；当有至少一个激光位移传感器无法采集车轮踏面数据时，则判定该组数据无效。5.根据权利要求3所述的有轨电车轮对尺寸在线监测方法，其特征在于，步骤2中所述的车轮直径D，通过以下公式确定：车轮直径D为：2CN109353372A权利要求书2/3页其中，(x1,y1)、(x2,y2)、(