轮对尺寸在线监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103322936A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103322936103322936A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310256167.X(22)申请日2013.06.24(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)发明人邢宗义俞秀莲季海燕陈皓朱跃李建伟陈岳剑(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱显国(51)Int.Cl.G01B11/16(2006.01)B61K9/02(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书11页说明书11页附图1页附图1页(54)发明名称轮对尺寸在线监测方法(57)摘要本发明公开了一种轮对尺寸在线检测方法，包括布设传感器、踏面数据分段、数据预处理、坐标变换、数据融合、确定关键踏面数据段、计算轮对尺寸以及判断轮对尺寸是否异常等步骤；本发明设计简单、结构布设方便、计算量小、测量精度高，且实时性强。CN103322936ACN103296ACN103322936A权利要求书1/2页1.一种轮对尺寸在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：布设传感器，沿一侧轨道外侧并排安装四个光栅传感器，第一个光栅传感器距离第二个光栅传感器5～20m，第二个光栅传感器和第三个光栅传感器相距0.1～1.0m，第三个光栅传感器距离第四个光栅传感器5～20m，车号识别天线位于第一个光栅传感器和第二个光栅传感器之间，设置在两轨道之间，距离第一个光栅传感器3～10m；八个2D激光传感器位于第三个光栅传感器和第四个光栅传感器光栅之间，距离第三个光栅传感器3～15m；2D激光传感器对称安装于两个轨道旁侧，就单根轨道而言，三个2D激光传感器安装于两条轨道的内侧，一个2D激光传感器安装于两条轨道外侧，靠近第四个光栅传感器的两个2D激光传感器对称布置；每个2D激光传感器与轨道的相对距离为100mm～450mm，内侧中间的两个2D激光传感器与垂线的夹角为0°～15°、与纵向水平线的夹角为15°～65°，其他2D激光传感器与垂线的夹角为25°～65°、与纵向水平线的夹角为15°～65°；步骤二：踏面数据分段，单个车轮所对应的数据为传感器开始连续输出数据的临界点至连续不输出数据的临界点之间的数据；步骤三：数据预处理，将每个轮子所对应的数据根据以下原则处理：一方面，舍去每个轮子对应数据的前两组以及最后两组；另一方面，当单组数据的数据点小于传感器单次最大采样点数的1/2时，将该组数据舍去；步骤四：坐标变换，对每个2D激光传感器的预处理后的每组数据根据以下原则进行坐标变换：对轨道外侧2D激光传感器测得的二维数据根据以下公式进行变换：对轨道内侧2D激光传感器测得的二维数据根据以下公式进行变换：其中，（xn，yn）为原始坐标系内一点的坐标值，n为该点的编号，θ为该点与纵坐标的夹角，β为该2D激光传感器与纵向水平线的夹角，（un，vn）为该点在转换后坐标系内的坐标值；步骤五：数据融合，将坐标变换后的每组数据融合，根据以下公式：(1)(1)(2)(2)其中，（un,vn）和（um,vm）分别为靠近第四个光栅传感器的两个激光传感器转换后坐标系内的坐标值，a和b为外侧激光传感器的原始坐标原点在融合坐标系下的横纵坐(0)(0)标，c和d为内侧激光传感器的原始坐标原点在融合坐标系下的横纵坐标。（un,vn）和(0)(0)（um,vm）分别为这两点在融合坐标系中的坐标值；步骤六：确定关键踏面数据段，求取上述融合后的每组踏面数据y坐标的最大值和最小值的差值，差值最大的那组数据即为关键踏面数据；2CN103322936A权利要求书2/2页步骤七：计算轮对尺寸，将处理得到踏面数据根据几何关系求取轮缘高、轮缘厚、车轮直径、轮对内侧距等轮对尺寸数据；步骤八：判断轮对尺寸是否异常，得到各个轮对尺寸后，将测量尺寸与规定尺寸上下限对比，当轮缘高度大于规定尺寸的上限，轮缘厚度小于规定尺寸的下限，轮径大于规定尺寸的上限或小于规定尺寸的下限，则可得出轮对尺寸异常的结论，否则轮对尺寸正常。2.根据权利要求1所述的一种轮对尺寸在线监测方法，其特征在于：步骤一中所述的沿一侧轨道外侧并排安装的四个光栅传感器末端采用接插式出线，每个光栅传感器由发射装置和接收装置组成，安装于轨道外侧，距离轨道100mm～400mm。3.根据权利要求1所述的一种轮对尺寸在线监测方法，其特征在于：步骤一中所述的车号识别天线由天线安装架安装在轨道中间位置，天线安装架固定于地面；车号识别天线距离轨道车辆底部的距离为100mm～500mm。4.根据权利要求1所述的一种轮对尺寸在线监测方法，其特征在于：步骤一中所述的2D激光传感器均安装在安装支架上，支架的长为1