一种列车车轮径向跳动检测装置的制作方法

    专利2025-03-22  26


    本发明涉及列车检测领域,具体涉及一种列车车轮径向跳动检测装置。


    背景技术:

    1、高速列车在运营一定里程后,车轮圆周踏面产生不规则磨损,导致车轮半径产生径向跳动而使车轮呈现多边形。车轮多边形会加剧轮轨动态作用,产生高频轮轨冲击振动,对轨道和车辆部件产生破坏,并恶化乘车舒适性,影响乘客乘车体验。因此,需要定期对车轮多边形情况进行检测及镟修。而按照目前的镟修标准,车轮径向跳动量的检测要达到微米级别才能判断是否需要镟修。

    2、目前常用的检测车轮径向跳动的方法,首先将车辆停止,然后利用千斤顶支起单个轮对,再将微动探针传感器固定在铁轨上,最后手工转动车轮采集车轮踏面径向跳动量并计算车轮多边形数值。这种方法虽然具有较高的准确度,但是操作繁琐,费时费力,检测效率较低。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种列车车轮径向跳动检测装置,该装置可在列车行进过程中动态地测量车轮径向跳动,操作简单,检测效率较高。

    2、为了实现上述目的,本发明采取如下技术方案:

    3、一种列车车轮径向跳动检测装置,包括:

    4、第一移动装置,所述第一移动装置可伴随检测区的列车移动;

    5、所述第一移动装置上设置有伸缩装置,所述伸缩装置包括固定部分和伸缩部分,所述伸缩部分上设置有第一反射镜;

    6、所述第一移动装置上设置有用于产生第一激光和第二激光的激光测距系统;

    7、所述第一激光射向所述列车上的第一参照物,所述第一参照物与车轮轴线具有确定的位置关系,用以测量所述车轮轴线在第一时刻和第二时刻之间的时间段内、在第一方向上的、相对于第一基准点的第一相对位移;所述第一方向为所述车轮的某一径向;所述第一基准点为所述激光测距系统的基准点;

    8、当所述伸缩部分伸出至第一预设位置时,所述第一反射镜将所述第二激光反射至车轮踏面,用以测量所述车轮踏面上第一部位和第二部位相对于所述第一基准点、在所述第一方向上的距离差;所述第一部位为第一平面在所述第一时刻与所述车轮踏面相交的位置,所述第二部位为所述第一平面在所述第二时刻与所述车轮踏面相交的位置,所述第一平面为所述车轮轴线沿所述第一方向移动形成的平面。

    9、可选地,所述第一激光经过传播直接射向所述第一参照物的第一激光段与所述第二激光经过传播直接射向所述车轮踏面的第二激光段平行,并且均与所述车轮轴线垂直且相交。

    10、可选地,所述激光测距系统位于列车的车轮的可碾压范围之外。

    11、可选地,所述激光测距系统包括一个激光干涉仪和一个分光棱镜;

    12、所述激光干涉仪射出的激光经所述分光棱镜分光处理得到所述第一激光和所述第二激光。

    13、可选地,所述激光测距系统包括用于发射第一激光的第一激光干涉仪和用于发射第二激光的第二激光干涉仪;

    14、所述第一激光干涉仪位于与所述第一参照物的沿列车行进方向相对正的位置,所述第一参照物位于所述车轮的可碾压范围之外;所述第一激光干涉仪的朝向与所述车轮轴线垂直且相交;

    15、所述第二激光干涉仪朝向所述第一反射镜;

    16、或者,所述激光测距系统包括用于发射所述第一激光的第一激光位移传感器和用于发射所述第二激光的第二激光位移传感器。

    17、可选地,包括用于控制所述第一移动装置与所述列车同步运动的控制系统;

    18、所述控制系统包括:

    19、设置于所述第一移动装置上的同步跟踪装置,所述同步跟踪装置用于测量第一移动装置与所述车轮的相对位置;

    20、第一检测装置,所述第一检测装置用于检测列车是否到达检测区以及所述列车到达检测区时的速度;

    21、控制器,用于基于所述第一检测装置与所述第一移动装置的距离,以及所述列车到达检测区的速度,确定所述第一移动装置的初始加速度;当所述列车到达检测区时,控制所述第一移动装置按所述初始加速度移动;基于所述相对位置控制所述第一移动装置的速度和所述伸缩装置的伸缩量。

    22、可选地,所述同步跟踪装置包括设置于所述第一移动装置上的第一激光器和第一面阵相机;

    23、所述第一激光器投射的第一光截面与列车轨道平面平行;

    24、所述面阵相机用于拍摄所述第一光截面与车轮形成的光截线图像;

    25、基于所述光截线图像计算所述第一移动装置与所述车轮的相对位置。

    26、可选地,所述伸缩装置上设置有快速回缩结构,所述快速回缩结构包括用于与列车碰撞的碰撞结构,用于提供伸缩部分的回缩力的动力结构;

    27、当所述碰撞结构与所述列车发生碰撞时,所述碰撞结构解锁用于将所述伸缩装置的伸缩部分锁止在所述第一预设位置的锁止结构,所述伸缩部分受回缩力的作用回缩。

    28、可选地,所述第一移动装置上设置有用于与所述列车固定连接的连接结构;

    29、所述控制器用于当所述第一移动装置移动至与所述列车的第二预设位置相对正的位置时,控制所述连接结构使所述第一移动装置与所述列车固定连接,以使所述第一移动装置随所述列车移动。

    30、可选地,所述第一移动装置为直线模组,所述直线模组的滑轨的第一位置上固定设置有第一接触电极,所述直线模组的滑块上固定设置有所述伸缩装置,所述伸缩装置或者所述滑块上设置有为所述伸缩装置提供电能的储能机构,所述储能机构上设置有第二接触电极,当所述第二接触电极移动至与所述第一接触电极相接触时,所述第一接触电极为所述储能机构充电。

    31、本发明技术方案中,在第一移动装置上设置激光测距系统,跟随列车移动,通过激光测距系统测出测量所述车轮轴线在第一时刻和第二时刻之间的时间段内、在第一方向上的、相对于第一基准点的第一相对位移和车轮踏面上第一部位和第二部位相对于第一基准点、在第一方向上的距离差,进而计算出车轮的径向跳动。可以在列车行驶过程中动态地测量车轮径向跳动,操作简单,检测效率较高。



    技术特征:

    1.一种列车车轮径向跳动检测装置,包括第一移动装置,所述第一移动装置可伴随检测区的列车移动;其特征在于:

    2.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述第一激光经过传播直接射向所述第一参照物的第一激光段与所述第二激光经过传播直接射向所述车轮踏面的第二激光段平行,并且均与所述车轮轴线垂直且相交。

    3.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述激光测距系统位于列车的车轮的可碾压范围之外。

    4.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述激光测距系统包括一个激光干涉仪和一个分光棱镜;

    5.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述激光测距系统包括用于发射第一激光的第一激光干涉仪和用于发射第二激光的第二激光干涉仪;

    6.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,包括用于控制所述第一移动装置与所述列车同步运动的控制系统;

    7.如权利要求6所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述同步跟踪装置包括设置于所述第一移动装置上的第一激光器和第一面阵相机;

    8.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述伸缩装置上设置有快速回缩结构,所述快速回缩结构包括用于与列车碰撞的碰撞结构,用于提供伸缩部分的回缩力的动力结构;

    9.如权利要求6所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述第一移动装置上设置有用于与所述列车固定连接的连接结构;

    10.如权利要求1所述的列车车轮径向跳动检测装置,其特征在于,所述第一移动装置为直线模组,所述直线模组的滑轨的第一位置上固定设置有第一接触电极,所述直线模组的滑块上固定设置有所述伸缩装置,所述伸缩装置或者所述滑块上设置有为所述伸缩装置提供电能的储能机构,所述储能机构上设置有第二接触电极,当所述第二接触电极移动至与所述第一接触电极相接触时,所述第一接触电极为所述储能机构充电。


    技术总结
    本发明公开了一种列车车轮径向跳动检测装置,包括第一移动装置,所述第一移动装置可伴随检测区的列车移动;所述第一移动装置上设置有伸缩装置,所述伸缩装置包括固定部分和伸缩部分,所述伸缩部分上设置有第一反射镜;所述第一移动装置上设置有用于产生第一激光和第二激光的激光测距系统;当所述伸缩部分伸出至第一预设位置时,所述第一反射镜将所述第二激光反射至车轮踏面。本发明可以在列车行驶过程中动态地测量车轮径向跳动,操作简单,检测效率较高。

    技术研发人员:金强,沈宗仁,王东,高研,付占营
    受保护的技术使用者:唐山百川智能机器股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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