一种城轨列车轮缘顶点圆直径在线检测方法及系统.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CN106043356A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610364712.0(22)申请日2016.05.27(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号申请人南京睿速轨道交通科技有限公司(72)发明人黄瑛陈双王露邢宗义(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人唐代盛(51)Int.Cl.B61K9/12(2006.01)G01B11/10(2006.01)权利要求书3页说明书4页附图3页(54)发明名称一种城轨列车轮缘顶点圆直径在线检测方法及系统(57)摘要本发明公开了一种城轨列车轮缘顶点圆直径在线检测方法及系统，包括两个车轮传感器和两对激光发射接收装置，两个车轮传感器平行于轨向间隔安装，用于启动关闭激光发射装置以及车速测量；两对激光发射接收装置分别垂直于轨向以倾斜角进行布设，且安装高度不同，车轮传感器与两个激光发射装置用电信号连接，当车轮传感器一检测到列车到达时，发送信号触发激光发射装置工作，激光发射装置发出的激光线从轨道底部斜向上投射到列车车轮并划出两条平行的弦，结合激光线遮挡时间以及获得的车速，可得列车轮缘顶点圆直径，当车轮传感器二检测到列车所有轮对经过后，发送信号停止激光发射装置工作。本发明具有设计简单、计算速度快、测量精度高、在线实时测量等优点。CN106043356ACN106043356A权利要求书1/3页1.一种城轨列车轮缘顶点圆直径在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，布设传感器：在轨旁设置两对激光发射、接收装置以及两个车轮传感器，其中两个车轮传感器沿轨道方向间隔安装于轨道内侧，紧贴轨道布置，两个车轮传感器的中轴线的安装距离为L1，按列车前进方向分别记两个车轮传感器为车轮传感器一和车轮传感器二；激光发射装置沿轨向平行安装于轨道内侧，激光接收装置安装于轨道外侧，由激光发射装置发出的激光线从轨道底部斜向上投射能够被对应的单个激光接收装置接收，且激光线在水平面上的投影与轨道相垂直，按列车前进方向依次记激光发射装置为HS、LS，对应激光接收装置为HR、LR，激光发射装置HS的激光源距地面的安装高度为h1，与水平面的夹角为α；激光发射装置LS的激光源距地面的安装高度为h2，h2<h1，与水平面的夹角为α’，α’＝α；步骤2，传感器数据获取：车轮传感器一与车轮传感器二安装位置之间的区域即为检测区域，当车轮传感器一检测到有列车轮对到达检测区域时，发送信号触发激光发射装置HS、LS工作，两个激光发射装置HS、LS发出的激光线从轨道底部斜向上投射到列车车轮并划出两条平行的弦，激光接收装置HR、LR会经历“导通——截止——导通”的状态并分别记录各状态转换时间点及车轮遮挡时间；同时，当车轮中心经过车轮传感器一和车轮传感器二时，车轮传感器均会产生脉冲信号并记录脉冲产生时间，每个车轮经过检测区域后得到两个脉冲产生时间，当车轮传感器二检测到列车所有轮对经过检测区域后，发送信号停止激光发射装置HS、LS工作；步骤3，车辆速度的获取：车轮传感器一和车轮传感器二安装间距L1确定，通过两个车轮传感器产生脉冲信号的时间差即可得到列车通过设备的瞬时车速；步骤4，轮缘顶点圆直径获取：激光线被车轮遮挡的同时会在车轮上划出两条不同高度的弦，通过步骤2得到的车轮遮挡时间以及步骤3获取的车辆速度，求得两组弦长，从而获取车轮轮缘顶点圆直径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2中，两个激光发射装置沿轨向平行安装于轨道内侧且安装高度不同，在无遮挡时由激光发射装置发出的两束激光线从轨道底部以相同角度斜向上投射能够被对应激光接收装置接收，当车轮经过时，激光接收装置会经历“导通——截止——导通”的状态并自动记录各状态转换时间点及遮挡时间，记激光发射装置HS由导通转换为截止的时间点为t1，由截止转换为导通的时间点为t3,激光发射装置LS由导通转换为截止的时间点为t2，由截止转换为导通的时间点为t4，激光发射装置HS被车轮遮挡时间为THS，LS被车轮遮挡时间为TLS，其中：THS＝t3-t1TLS＝t4-t2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤3中，在检测区域的轨道一侧间隔布置两个车轮传感器，当车轮驶过时传感器会产生一个脉冲信号，记车轮通过车轮传感器一的时间点为t5，通过车轮传感器二的时间点为t6，由于两个车轮传感器安装间距L1确定，通过两个车轮传感器产生脉冲信号的时间差即可得到车辆速度v：v＝L1/(t6-t5)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4中所述的轮缘顶点圆直径获取方法由以下步骤而得：第1步，根据激光发射装置HS被车轮遮挡时间THS及LS被车轮遮挡时间TLS、车辆速度v，求2CN106