专利名称：列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分布结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于检测行进中的列车轮对尺寸及转向架结构参数的 装置，尤其是检测装置中的动态监测点的分布结构。
技术背景列车的轮对各外形尺寸的检测，是铁路列检部门的重要工作，铁路技术管理 规程对轮对各部尺寸都有严格规定， 一旦超限，将会直接影响结构强度和定位能 力，威胁行车安全，甚至造成脱轨、颠覆等恶性事故。 一般的检测手段仅能在列 车停止作业时用专用的检查量具人工检查，这样的检测方法劳动强度大，检修效 率低，出现漏检的几率较大。为适应铁路高效运营的发展需要，现已有相应的装 置对行进中的列车进行检测，此类的装置中，用于测量数据的动态检测点的分布 结构直接影响检测的数据，最终决定检测的结果。另外，列车的转向架结构也影 响列车行使的安全，其参数动态检测对于分析车辆运行状态和故障诊断有重要意义；而目前还没有专门的装置对其参数进行动态检测。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种不仅可精确地对列车轮对尺寸进行动态检测 装置的检测点的分布结构，而且可对转向架结构参数进行动态检测。本实用新型的目的可以通过以下的技术方案来实现列车轮对尺寸及转向架 结构参数动态检测检测点的分布结构，包括激光位移传感器，所述的激光位移传 感器由半导体激光器、光电位置敏感探测器和成像透镜组成；其特征在于其还 包括反光板和由放大器和感测头组成的激光位置传感器，所述的感测头和放大器 按其成象关系位于该放大器的光轴上；其中，所述的激光位移传感器、激光位置传感器和反光板均有八个，每根铁轨的每侧均安装有位置低于铁轨的两个激光位 移传感器和两个激光位置传感器，所述的用于接收激光位置传感器光线的反光板 安装于两根铁轨的外侧、位置与激光位置传感器的光束相对应，每侧各安装有四 个反光板。当有列车通过时，激光位移传感器、激光位置传感器中间的车轮将使传感器 都有检测信号，八个激光位移传感器和八个激光位置传感器分别检测车轮上被激
光照射的点的位置距传感器各自的距离或时刻， 一系列扫描点的连续测量，可以 测得轮对的剖面图，由于八个激光位移传感器的相对位置确定，因而此位置信号 处理后就可将轮对的各部尺寸检测出来(轮缘厚度、轮缘高度、轮径等)。八个 激光位置传感器经信号处理后就可将轮对通过的瞬时速度检测出来。本实用新型所述的位于铁轨外侧的激光位移传感器与其对应的铁轨的轨顶 平面的安装角度为31 41° 、高度为50 90mm。本实用新型所述的位于铁轨内侧的激光位移传感器与其对应的铁轨的轨顶 平面的安装角度为9 15° 、高度为30 50mm。本实用新型所述的位于铁轨外侧的激光位置传感器与其对应的铁轨的规定 平面的安装角度为9 15。、其光束与铁轨内侧激光位置传感器光束的垂直高度 差为260 320mm。本实用新型所述的位于铁轨内侧的激光位置传感器与其对应的铁轨的轨顶 平面的安装角度为9 15° 、高度为30 50mm。本实用新型所述的位于铁轨内侧同一侧的激光位移传感器之间的距离为 345 405mm。本实用新型所述的位于铁轨外侧同一侧的激光位移传感器之间的距离为 430 490mm。本实用新型所述的位于铁轨内侧同一侧的激光位置传感器之间的距离为 425 485mm。本实用新型所述的位于铁轨外侧同一侧的激光位置传感器之间的距离为 800 900mm。本实用新型所述的反光板与钢轨的距离为1200 2400mm。 车辆运动的质心是轴心，而在轮对尺寸检测中已经测得了四个圆心的位置 关系，可以此计算转向架横向及纵向偏移。横向偏移量由激光位移传感器测量得 到，纵向偏移量由激光位置传感器测量得到。本实用新型利用激光扫描进行探测，实现了对行进中的列车在线检测列车 轮对尺寸参数，而且采用八个传感器测量使其相对测量变为绝对测量，从而保证 并提高了整体测量精度；另外采用光束斜向上射出，从而满足了所有检测仪表安 装必须低于轨面的铁路检测要求，同时减小了安装结构，降低了检测装置与轨连
接之间的距离，减小了检测装置的挠度，提高了抗震性。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的位于铁轨外侧的激光位移传感器的安装示意图； 图3是本实用新型的位于铁轨内侧的激光位移传感器的安装示意图； 图4是本实用新型的激光位置传感器的安装示意图；图5是本实用新型的激光位置传感器、激光位移传感器和反光板的位置关系 示意图。
具体实施方式
如图1所示的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测检测点的分布结构，其包括数量均八个的反光板3、由放大器和感测头组成的激光位置传感2和由半 导体激光器、光电位置敏感探测器和成像透镜组成的激光位移传感器l，激光位 置传感器2的的感测头和放大器按其成象关系位于该放大器的光轴上，用于接收 激光位置传感器光线的反光板安装于两根铁轨的外侧，每侧各安装有四个，位置 与激光位置传感器的光束相适应，反光板3通过检测激光位置传感器2发射的光 束是否被遮挡而判断被测移动物体移动的位置。每根铁轨4的两侧分别安装有位置低于其、数量均为两个的激光位移传感器 1和激光位置传感器2。位于铁轨4外侧的激光位移传感器1与其对应的铁轨的 轨顶平面的安装角度fe为36° 、高度H23为70mm (如图2所示)；位于铁轨4 内侧的激光位移传感器1与其对应的铁轨的轨顶平面的安装角度Jw为12° 、高 度H"为40mm (如图3所示)；其中，23在31 41° 、 Hw在50 90mm、 J14 在9 15° 、 H!4在30 50mm范围内取任意值均可实现同样的目的。位于铁轨4内侧的激光位置传感器2与其对应的铁轨的轨顶平面的安装角 度、高度与安装于铁轨4内侧的激光位移传感器1与其对应的铁轨的规定平面的 安装角度、高度相同，即为Jw为12。 ， H,4为40mm;位于铁轨4外侧的激光位 置传感器2与其对应的铁轨的规定平面的安装角度JwH为12° ，其光束与铁轨 内侧激光位置传感器光束的垂直高度差AH为290mm(如图4所示)；其中，J14H 在9 15° 、 AH在260 320mm的范围内取任意值均可实现同样的目的。位于铁轨4内侧同一侧的激光位置传感器2之间的距离为375mm，位于铁 轨4外侧同一侧的激光位移传感器1之间的距离八23为460mm，位于铁轨4内 侧同一侧激光位置传感器2之间的距离B14为455mm，位于铁轨4外同侧同一侧 的激光位置传感器2之间的距离B14H为850mm，位于铁轨4外侧的反光板与其 对应的铁轨的距离Bo为1800 (如图5所示)；其中，A14在345 405mm、 A23在 430 490mm、 B14在425 485mm、 B14H在800 900mm、 B。在1200 2400mm 范围内取任意值均可实现同样的目的。当有列车通过时，激光位移传感器、激光位置传感器中间的车轮将使传感器 都有检测信号，八个激光位移传感器和八个激光位置传感器分别检测车轮上被激 光照射的点的位置距传感器各自的距离或时刻， 一系列扫描点的连续测量，可以 测得轮对的剖面图，由于八个激光位移传感器的相对位置确定，因而此位置信号 处理后就可将轮对的各部尺寸检测出来(轮缘厚度、轮缘高度、轮径等)。八个 激光位置传感器经信号处理后就可将轮对通过的瞬时速度检测出来。车辆运动的质心是轴心，而在轮对尺寸检测中己经测得了四个圆心的位置 关系，可以此计算转向架横向及纵向偏移。横向偏移量由激光位移传感器测量得 到，纵向偏移量由激光位置传感器测量得到。本实用新型利用激光扫描进行探测，实现了对行进中的列车在线检测列车轮 对尺寸参数，而且采用八个传感器测量使其相对测量变为绝对测量，从而保证并 提高了整体测量精度；另外采用光束斜向上射出，从而满足了所有检测仪表安装 必须低于轨面的铁路检测要求，同时减小了安装结构，降低了检测装置与轨连接 之间的距离，减小了检测装置的挠度，提高了抗震性。
权利要求1、一种列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分布结构，包括激光位移传感器，所述的激光位移传感器由半导体激光器、光电位置敏感探测器和成像透镜组成；其特征在于其还包括反光板和由放大器和感测头组成的激光位置传感器，所述的感测头和放大器按其成象关系位于该放大器的光轴上；其中，所述的激光位移传感器、激光位置传感器和反光板均有八个，每根铁轨的每侧均安装有位置低于铁轨的两个激光位移传感器和两个激光位置传感器，所述的用于接收激光位置传感器光线的反光板安装于两根铁轨的外侧、位置与激光位置传感器的光束相对应，每侧各安装有四个反光板。
2、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的位于铁轨外侧的激光位移传感器与其对应的铁轨的轨顶平面的安装角度为31 41° 、高度为50 90mm。
3、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的位于铁轨内侧的激光位移传感器与其对应的铁轨的 轨顶平面的安装角度为9 15。、高度为30 50mm。
4、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的位于铁轨外侧的激光位置传感器与其对应的铁轨的 规定平面的安装角度为9 15° 、其光束与铁轨内侧激光位置传感器光束的垂直 高度差为260 320mm。
5、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分布结构，其特征在于所述的位于铁轨内侧的激光位置传感器与其对应的铁轨的轨顶平面的安装角度为9 15° 、高度为30 50mm。
6、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的位于铁轨内侧同一侧的激光位移传感器之间的距离 为345 405mm。
7、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分布结构，其特征在于所述的位于铁轨外侧同一侧的激光位移传感器之间的距离为430 490mm。
8、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于本实用新型所述的位于铁轨内侧同一侧的激光位置传感器 之间的距离为425 485mm。
9、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的位于铁轨外侧同一侧的激光位置传感器之间的距离 为800 900mm。
10、 根据权利要求1所述的列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测点的分 布结构，其特征在于所述的反光板与钢轨的距离为1200 2400mm。
专利摘要本实用新型涉及列车轮对尺寸及转向架结构参数动态检测检测点的分布结构，包括激光位移传感器，所述的激光位移传感器由半导体激光器、光电位置敏感探测器和成像透镜组成；其特征在于其还包括反光板和由放大器和感测头组成的激光位置传感器，所述的感测头和放大器按其成象关系位于该放大器的光轴上；其中，所述的激光位移传感器、激光位置传感器和反光板均有八个，每根铁轨的每侧均安装有位置低于其的两个激光位移传感器和两个激光位置传感器，所述的用于接收激光位置传感器光线的反光板安装于两根铁轨的外侧、位置与激光位置传感器的光束相对应，每侧各安装有四个。本实用新型能多点测量列车轮对，且可根据测量数据计算转向架参数。
文档编号G01B11/06GK201214431SQ20082004697
公开日2009年4月1日 申请日期2008年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者葆 吴, 朱茂芝 申请人:广州市奥特创通测控技术有限公司