本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车轮踏面检测装置。
背景技术：
现有技术中铁路轨道列车车轮踏面检测主要采用的检测手段为离线检测，在列车进库以后，通过千斤顶将被测车辆顶起，人工旋转车轮，通过接触式踏面检测设备对车轮踏面进行测量，这种测量方式及其不方便，而且采样的车轮截面数据有限，只能检查踏面点蚀，凹坑这种基本故障，对于车轮多边形现象无法进行检测，并存在效率低下等特点。另外还发展出一种通过在列车进库的轨道两边安装激光传感器，在列车通过时对车轮踏面进行检测，这种方法对列车通过速度限制很高，并且仍然不能获取车轮踏面的全周向数据。
因此，提供一种轨道车轮踏面检测装置，用于解决上述技术问题中的至少一种，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型针对现有检测技术中的不足和铁路车辆测量的实际需求，提供一种轨道车轮踏面检测装置，用于在轮对镟修的前后完成对轮对踏面的检测。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种轨道车轮踏面检测装置，包括：数控不落轮车床，所述数控不落轮车床设置有：机床控制模块、交互模块、支撑机构、摩擦轮、轮对轴箱和压紧机构，所述交互模块与所述机床控制模块信号连接；所述机床控制模块，用于根据输入的镟修进刀数据，对刀具发出动作指令；所述交互模块，用于根据车轮目前的几何信息，故障信息，生成镟修进刀数据；还包括：激光传感器、机床测量系统和电机系统；所述激光传感器设置在所述机床测量系统上，与所述机床测量系统电连接；所述电机系统与所述机床测量系统电连接。
优选地，所述机床测量系统包括：数据采集模块和数据分析模块；所述数据分析模块包括：预处理模块、信号提取模块、信号处理模块、匹配模块、参考模块和判定模块；
所述数据采集模块，用于利用光学系统采集，经激光光源发出，被车轮表面漫反射后得到的激光；
所述预处理模块，用于通过感光矩阵对漫反射激光进行成像；
所述信号提取模块，用于将成像信息以二维坐标值的形式进行输出，用于反映出每一个测量点的信息；
所述信号处理模块，用于将测量点信息与车轮几何关系进行匹配计算，转化成车轮的几何信息；
所述匹配模块，用于将测试生成的车轮几何信息与初始车轮信息进行匹配对比，得到差别信息；
所述参考模块，用于提供车轮初始信息和经验故障信息；
所述判定模块，用于根据得到的差别信息，进行特征判断，判定故障种类和信息；
所述数据采集模块和所述交互模块信号连接；所述激光传感器通过所述数据采集模块与所述数据分析模块的预处理模块信号连接；所述预处理模块依次与所述信号处理模块、匹配模块、判定模块信号串联连接后，与所述交互模块信号连接；所述判定模块通过所述参考模块与所述匹配模块形成反馈信号连接。
优选地，所述机床测量系统设置有刀架；所述激光传感器与所述刀架紧固连接；所述刀架在所述数控不落轮车床的滚珠丝杠副的带动下具有在所述轨道车轮的两个车轮间平动的自由度。
优选地，所述摩擦轮由驱动单元驱动；所述驱动单元包括：主轴电机、行星减速器和主轴；所述主轴电机通过所述行星减速器与所述主轴传动连接；所述主轴与所述摩擦轮传动连接。
本实用新型所提供的轨道车轮踏面检测装置，通过在机床的测量结构中设置激光传感器，在轮对镟修前后及轮对镟修时，机床电机系统动摩擦滚轮带动车轮旋转，机床测量系统开始对车轮的基本参数进行测量；在旋转过程中，激光传感器对旋转的踏面进行扫描测试，获得车轮踏面的数据信号，同时将数据传输到安装在机床基座上的数据采集系统和数据处理分析系统，进行分析拟合，最终得到踏面的几何形态曲线，实现在车辆轮对镟修的前后对轮对踏面形态进行检测。其中，激光传感器布置在机床的测量系统，能完整获取车轮踏面轴向方向的数据；利用摩擦滚轮驱动轮对旋转，从而使激光传感器获得车轮踏面360度全周向的数据，有效检测车轮踏面整体缺陷，比如车轮多边形。
附图说明
图1为本实用新型实施例中轨道车轮踏面检测装置的结构示意图；
图2为图1中所包含的机床测量系统的控制结构示意图；
图3为图1中所包含的机床测量系统的刀架结构示意图；
图4为图1中摩擦轮部分传动结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
图1所示，本实用新型提供一种轨道车轮踏面检测装置的结构示意图，其结构包括：数控不落轮车床100，所述数控不落轮车床设置有：机床控制模块110、交互模块120、支撑机构130、摩擦轮140、轮对轴箱150和压紧机构160，所述交互模块120与所述机床控制模块110信号连接；所述机床控制模块110，用于根据输入的镟修进刀数据，对刀具发出动作指令；所述交互模块120，用于根据车轮L目前的几何信息，故障信息，生成镟修进刀数据；还包括：激光传感器200、机床测量系统300和电机系统400；所述激光传感器200设置在所述机床测量系统300上，与所述机床测量系统300电连接；所述电机系统400与所述机床测量系统300电连接。
需要说明的是，由于上述数控不落轮车床、压紧机构及轮对轴箱的结构均基于现有技术，故其详细结构细节在此不再详细图示与赘述。
优选地，如图2所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述机床测量系统300包括：数据采集模块和数据分析模块；所述数据分析模块包括：预处理模块、信号提取模块、信号处理模块、匹配模块、参考模块和判定模块；其中，
所述数据采集模块，用于利用光学系统采集，经激光光源发出，被车轮表面漫反射后得到的激光；
所述预处理模块，用于通过感光矩阵对漫反射激光进行成像；
所述信号提取模块，用于将成像信息以二维坐标值的形式进行输出，用于反映出每一个测量点的信息；
所述信号处理模块，用于将测量点信息与车轮几何关系进行匹配计算，转化成车轮的几何信息；
所述匹配模块，用于将测试生成的车轮几何信息与初始车轮信息进行匹配对比，得到差别信息；
所述参考模块，用于提供车轮初始信息和经验故障信息；
所述判定模块，用于根据得到的差别信息，进行特征判断，判定故障种类和信息；
所述数据采集模块和所述交互模块信号连接；所述激光传感器通过所述数据采集模块与所述数据分析模块的预处理模块信号连接；所述预处理模块依次与所述信号处理模块、匹配模块、判定模块信号串联连接后，与所述交互模块信号连接；所述判定模块通过所述参考模块与所述匹配模块形成反馈信号连接。
优选地，如图3所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述机床测量系统300设置有刀架310；所述激光传感器200与所述刀架310紧固连接；所述刀架310在所述数控不落轮车床的滚珠丝杠副的带动下具有在所述轨道车轮的两个车轮L间平动的自由度。
优选地，如图4所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述摩擦轮140由驱动单元驱动；所述驱动单元包括：主轴电机401、行星减速器402和主轴403；所述主轴电机401通过所述行星减速器402与所述主轴403传动连接；所述主轴403与所述摩擦轮140传动连接。摩擦力矩可以稳定的驱动车轮旋转形成切削运动。
为更进一步解释本实用新型，上述轨道车轮踏面检测装置其构成关系和工作原理包括：轮对镟修时，机床电机系统驱动摩擦滚轮带动车轮旋转，机床测量系统开始对车轮的基本参数进行测量，在旋转过程中，激光传感器对旋转的踏面进行扫描测试，获得车轮踏面的数据信号，数据信号传送至数据采集系统进行分析拟合，最终得到踏面的几何形态曲线，数据采集和处理分析系统安装在机床主系统中。
机床启动工作时，压紧支撑机构紧贴轮对轴箱，滚轮驱动车轮旋转，激光传感器的启动扫描，数据信号经过数据采集到达数据处理分析系统，数据处理分析系统首先根据传感器的测量方位确定计算坐标系，基于激光位移传感器采集的数据，根据车轮参数的几何关系处理得到轮对踏面曲线，根据测试的踏面曲线计算车轮相对回转中心的规律性偏离曲线，判断车轮踏面是否有缺陷。测试的原始数据和诊断结果可传送至机床的交互模块，编译成机床系统语言，最终传送至机床主控系统。
本专利与现有技术相比，主要有以下优点：
(1)测量准确，可以完整获得踏面360度全周向数据，绘制出踏面的3D曲线，从而准确判定车轮是否有多边形现象；
(2)工作效率提高，铁路部门可以不用在库里和入库轨边设置踏面检测装置，缩短轮对故障检修处理时间，不仅可以提高工作效率，还能节省不必要的设备费用；
(3)实用方便，踏面检测系统集成至机床系统中，不需要进行额外操作。
上述各实施例仅是本实用新型的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。