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(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CN107685748A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201710719728.3(22)申请日2017.08.21(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人朱慕涵张健雨李婷陈壮吴波张永邢宗义(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)G01B11/14(2006.01)G01B11/06(2006.01)G01B11/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法。方法为:在列车前进方向的轨道内侧依次安装第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2,在与第二激光位移传感器L2对称的轨道外侧安装第三激光位移传感器L3;首先将第一、第二、第三个激光位移传感器同时探测车轮得到的数据进行坐标变换;然后提取第一、第二、第三激光位移传感器的车轮端面及关键点,最后通过车轮端面及拟合曲线计算车轮轮缘参数,获取第一、第二激光位移传感器L1、L2到车轮轮缘最低点的距离,进而计算车轮的直径。本发明结构布设方便、系统稳定、测量原理简单,能够进行高精度的在线检测。CN107685748ACN107685748A权利要求书1/2页1.一种基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,布置激光位移传感器:在列车前进方向的轨道内侧依次安装第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2,在与第二激光位移传感器L2对称的轨道外侧安装第三激光位移传感器L3;步骤2,坐标变换:第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3同步采集车轮踏面轮廓数据,将采集得到的数据所在的坐标系xoy进行坐标变换,转换到与轨道内端面平行的uov坐标系中;步骤3,端面及关键点提取:根据步骤2坐标变换后的数据,提取第一激光位移传感器L1和第二激光位移传感器L2的右端面、第三激光位传感器L3的左端面;根据第一激光位移传感器L1的采集数据拟合曲线,提取车轮轮缘顶点,计算第一激光位移传感器L1到轮缘顶点距离最小值d1,并计算此时第二激光位移传感器L2到轮缘的距离d2;步骤4,轮缘参数计算:根据步骤3端面提取,以及对第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3数据曲线拟合的结果,计算车轮轮缘高参数及轮缘厚参数;步骤5,计算车轮直径:根据步骤3提取的第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2到踏面的距离d1、d2,计算车轮的轮缘顶点圆直径,根据步骤4求取的轮缘高计算车轮直径。2.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法,其特征在于,步骤1所述的第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3与轨道之间的垂直安装距离l1、l2、l3均相等,取值范围为300mm~400mm;第一激光位移传感器L1与第二激光位移传感器L2之间的安装距离lw范围为100mm~200mm,第三激光位移传感器L3与第二激光位移传感器L2沿轨道对称安装;第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3与铅垂线的夹角β1、β2、β3均相等,取值范围为40~55°;第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3与轨道水平方向上的夹角α1、α2、α3均相等,取值范围为40~50°。3.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法,其特征在于,步骤2所述坐标变换,具体如下:(1)第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3同时探测车轮,得到探测点的坐标,该探测点的坐标以激光位移传感器激光发射方向的中心线为y轴,垂直于y轴的方向为x轴,激光位移传感器的激光源为坐标原点;(2)将第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2测得的坐标根据公式(1)进行坐标变换,变换后的坐标系以激光位移传感器的激光源为原点,垂直于轨道方向的直线为u轴,与车轮端面平行的方向为v轴,在旋转过后的坐标系中的表示为其中,上标i=1,2表示第一激光位移传感器L1,第二激光位移传感器L2的坐标;2CN107685748A权利要求书2/2页将第三激光位移传感器L3测得的坐标根据公式(2)坐标变换为变换后的坐标系以激光位移传感器的激光源为原点,垂直于轨道方向的直线为u轴,与车轮端面平行的方向为v轴:4.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法,其特征在于,步骤3所述端面及关键