钢轨廓形对齐方法及装置、钢轨磨耗计算方法及装置.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CN108896000A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810712084.X(22)申请日2018.07.03(71)申请人中国铁道科学研究院集团有限公司地址100081北京市海淀区大柳树路2号申请人中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司(72)发明人杨飞尤明熙张驰陶凯张煜赵文博靳海涛曲建军(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人王天尧许曼(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称钢轨廓形对齐方法及装置、钢轨磨耗计算方法及装置(57)摘要本发明提供了一种钢轨廓形对齐方法及装置、钢轨磨耗计算方法及装置，其中，钢轨廓形对齐方法包括：根据目标廓形确定对齐基准点cp及旋转参考斜率kr；根据测量廓形数据确定测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点以及第二直线段的斜率km；计算测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点与对齐基准点cp之间的对齐平移量；根据对齐平移量平移测量廓形数据，根据对齐基准点cp、旋转参考斜率kr以及测量廓形中第二直线段的斜率km旋转平移后的钢轨廓形数据，完成测量廓形的对齐。本发明能够快速地、准确地的对齐测量廓形，提高测量廓形的准确度，进一步的，能够快速地、准确地确定钢轨磨耗，为钢轨评估和日常钢轨的养护维修提供指导作用。CN108896000ACN108896000A权利要求书1/2页1.一种钢轨廓形对齐方法，其特征在于，钢轨廓形包括目标廓形和测量廓形，钢轨廓形的非接触侧包括依次连接的第一直线段、第一圆弧段以及第二直线段，所述方法包括：将目标廓形中第二直线段与目标廓形中第一圆弧段的交点作为对齐基准点cp，将目标廓形中第二直线段的斜率作为旋转参考斜率kr；根据测量廓形数据确定测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点以及第二直线段的斜率km；计算所述测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点与所述对齐基准点cp之间的对齐平移量；以及根据所述对齐平移量平移所述测量廓形数据，根据所述对齐基准点cp、所述旋转参考斜率kr以及所述测量廓形中第二直线段的斜率km旋转平移后的钢轨廓形数据，完成测量廓形的对齐。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据测量廓形的数据确定测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点以及第二直线段的斜率km的过程包括：筛选所述测量廓形数据，以确定测量廓形中第二直线段的数据集合；线性拟合所述测量廓形中第二直线段的数据集合，以确定测量廓形中第二直线段的斜率km；将测量廓形中第二直线段的数据集合的起点作为测量廓形中第二直线段连接第一圆弧段的点。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，筛选测量廓形数据，以确定测量廓形中第二直线段的数据集合的过程包括：计算测量廓形数据中每相邻两点的斜率；将第一组两点斜率大于第一预定阈值的点作为测量廓形第二直线段数据集合的起点，将第一组两点斜率大于第二预定阈值的点作为测量廓形第二直线段数据集合的终点。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：清洗所述测量廓形中第二直线段的数据集合。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述对齐基准点cp、所述旋转参考斜率kr以及所述测量廓形中第二直线段的斜率km旋转平移后的钢轨廓形数据的过程包括：以所述对齐基准点cp为中心，旋转arctan(kr-km)角度，完成测量廓形的对齐。6.一种基于钢轨廓形对齐的钢轨磨耗计算方法，其特征在于，包括：采用权利要求1至5任一项所述的方法将测量廓形以目标廓形为基准对齐；根据目标廓形及对齐后的测量廓形计算垂直磨耗W1、侧面磨耗W2以及倾角磨耗W3。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据目标廓形及对齐后的测量廓形计算垂直磨耗W1的过程包括：确定目标廓形顶部的中点P1；确定中点P1所在垂线与对齐后的测量廓形的交点P2；计算中点P1与交点P2纵坐标的差值，得到垂直磨耗W1。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据目标廓形及对齐后的测量廓形计算侧面磨耗W2的过程包括：计算交点P2纵坐标与侧向磨耗深度L的差值y0，得到侧面磨耗W2所在直线Y＝y0；2CN108896000A权利要求书2/2页确定侧面磨耗W2所在直线Y＝y0与目标廓形的交点P3；确定侧面磨耗W2所在直线Y＝y0与测量廓形的交点P4；计算交点P3与交点P4横坐标的差值，得到测量廓形在侧向磨耗深度L处的侧向磨耗W2。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据目标廓形及对齐后的测量廓形计算倾角磨耗W3的过程包括：确定目标廓形接触侧圆弧C的圆心坐标及切角A；根据圆心坐标和斜率(π/2-A)建立直线L的方程；计算直线L与目标廓形的交点P5；计算