一种非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法.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CN107607063A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710720286.4(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)发明人张健雨朱慕涵杨志陈壮从光涛张永邢宗义(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.G01B11/275(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法(57)摘要本发明公开了一种非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法。该方法为：沿列车前进方向轨道内侧依次安装第一、第二激光位移传感器，轨道外侧依次安装第四、第三激光位移传感器，且第一、第四激光位移传感器关于轨道对称设置，第二、第三激光位移传感器关于轨道对称设置；首先将激光位移传感器采集的二维数据点经过坐标旋转、端面及特征点提取，获取车轮圆心分别位于第一、第二激光位移传感器中心线和第三、第四激光位移传感器中心线时激光位移传感器到车轮踏面的距离；然后根据几何关系求出两组直径，得到车轮直径均值；最后通过数据融合获取两组车轮踏面轮廓线，得到车轮轮缘参数均值。本发明具有结构简单、精度高、稳定性高的优点。CN107607063ACN107607063A权利要求书1/3页1.一种非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，传感器布设：沿列车前进方向轨道内侧顺次设置第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2，在第一激光位移传感器L1关于同侧轨道对称的轨道外侧设置第四激光位移传感器L4，在第二激光位移传感器L2关于同侧轨道对称的轨道外侧设置第三激光位移传感器L3；步骤2，坐标变换：把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和第四激光位移传感器L4同步采集的数据所在的坐标系xoy进行坐标旋转，变换到与轨道内端面平行的坐标系uov中；步骤3，端面及关键特征点提取：根据步骤2坐标旋转后的数据，提取第一激光位移传感器L1左端面、第三激光位移传感器L3左端面和第二激光位移传感器L2右端面、第四激光位移传感器L4右端面；对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、第四激光位移传感器L4采集的数据进行分段拟合，并根据第一激光位移传感器L1左端面、第二激光位移传感器L2右端面、第三激光位移传感器L3左端面、第四激光位移传感器L4右端面提取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、第四激光位移传感器L4到车轮踏面距离d1、d2、d3、d4；步骤4，车轮直径计算：根据步骤3获得的第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2到车轮踏面距离d1、d2，选择车轮圆心位于第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2中心线时刻的数据，计算得到车轮直径D1；根据步骤3获得的第三激光位移传感器L3、第四激光位移传感器L4到车轮踏面距离d3、d4，选择车轮圆心位于第三激光位移传感器L3、第四激光位移传感器L4中心线时刻的数据，计算得到车轮直径D2，把车轮直径D1、D2取平均获取车轮直径D；步骤5，车轮轮缘参数计算：根据数据融合获取第一激光位移传感器L1、第四激光位移传感器L4和第二激光位移传感器L2、第三激光位移传感器L3两组踏面轮廓线，求取轮缘厚度h1，h2轮缘高度g1、g2，然后将两组数据取平均得到轮缘厚度h'、轮缘高度g'。2.根据权利要求1所述的非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法，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、第四激光位移传感器L4离轨道垂直安装距离l1、l2、l3、l4均相等，取值范围为300～400mm；第一激光位移传感器L1、第二激光位移传感器L2水平安装距离l5和第三激光位移传感器L3、第四激光位移传感器L4水平安装距离l6相等，取值范围为800～1000mm；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、第四激光位移传感器L4四个传感器共面且低于轨道上表面，两个平面垂直距离为c，取值范围为100～200mm；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、第四激光位移传感器L4与铅垂线夹角β1、β2、β3、β4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、第四激光位移传感器L4与沿轨道方向水平夹角α1、α2、α3、α4均相等，取值范围为40～55°。3.根据权利要求1所述的非接触式城轨车辆轮对尺寸在线检测方法，其特点在于，步骤2所述