一种列车轮对多边形检测装置的制作方法

本实用新型涉及列车检测技术领域，更进一步涉及一种列车轮对多边形检测装置。

背景技术：

随着高速铁路的迅速发展，列车运行的速度大大提高，高速运行时车轮所受冲击力更大，车轮圆周方向容易出现波状磨损，使车轮呈现多边形化的现象越来越严重，导致车辆故障增加，车厢内噪音增大，危及到高速列车的运行性能。车轮运行时实际状态无法进行监控，仅依靠噪音检测，发现噪音超标或列车发生螺栓脱落等故障时，对问题轮对的多边形状态进行测量。

目前通常采用的测量方法是利用千斤顶将轮对顶离地面或轨面，并手动转轮，通过接触式位移传感器进行测量，长时间使用传感器易出现损耗，影响使用寿命；测量时需要四名人员同时操作，两人手动顶转轮，一人安装、一人操作电脑，耗费大量的人力物力；并且传感的装置体积较大，车底空间狭窄，不能适用所有的车底空间。

技术实现要素：

本实用新型提供一种列车轮对多边形检测装置，采用非接触的测量方式，同时检测两个测量位置，根据差分计算得到更准确的判断结果，具体方案如下：

一种列车轮对多边形检测装置，包括：

调整座，包括能够调节高度与方位的变形支架；

定位装置，连接于所述变形支架，所述定位装置包括轴向定位器和径向定位器，所述轴向定位器用于定位轮对的轮缘内侧位置，所述径向定位器用于定位轮对的轮缘位置；

采集装置，包括与所述定位装置相对位置固定的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器；所述第一激光位移传感器和所述第二激光位移传感器的连线与轮对的轴向平行设置，所述第一激光位移传感器对正检测轮对踏面的滚动圆，所述第二激光位移传感器对正检测轮对踏面的无磨损位置；

数据处理器，接收所述第一激光位移传感器和所述第二激光位移传感器检测的数据，并经过差分计算得到轮对的多边形化阶数。

可选地，所述定位装置包括截面呈U形的定位支架；所述轴向定位器为长条形的板状，通过转轴转动连接于所述定位支架的一个侧壁，所述轴向定位器上以其转轴为圆心开设弧形的旋转孔，锁紧螺钉穿过所述旋转孔、并螺纹连接在所述定位支架上，能够将所述轴向定位器拧紧固定或放松。

可选地，径向定位器包括设置于所述定位支架的U形开口处、连接两个侧壁的定位滑杆，所述定位滑杆上滑动套装定位滚轮，所述定位滚轮能够沿所述定位滑杆作轴向滑动，所述定位滚轮能够与轮对的轮缘接触。

可选地，所述定位滑杆上套装复位弹簧，所述复位弹簧能够将所述定位滚轮顶压到所述定位滑杆靠近所述采集装置的一端。

可选地，所述径向定位器水平平行设置两组，所述第一激光位移传感器和所述第二激光位移传感器的连线所在的竖直面经过两个所述径向定位器的中线。

可选地，所述调整座还包括固定安装座，所述固定安装座通过球铰连接于所述变形支架的底端；所述变形支架的顶端通过球铰连接于所述定位支架。

可选地，所述变形支架包括两段相互转动连接的杆件；两根杆件之间通过支架螺杆锁紧或放松。

可选地，所述固定安装座的底部形状与轨道的上表面形状相同，所述固定安装座采用卡座或磁性吸合方式，可吸附在轨道上。

本实用新型提供一种列车轮对多边形检测装置，包括调整座、定位装置、采集装置等结构，调整座包括能够调节高度与方位的变形支架；定位装置连接于变形支架，通过调节变形支架使定位装置靠近轮对，定位装置包括轴向定位器和径向定位器，轴向定位器用于定位轮对的轮缘内侧位置，径向定位器用于定位轮对的轮缘位置；定位装置与轮对的相对位置确定后，由采集装置采集轮对的踏面数据，采集装置包括与定位装置相对位置固定的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，第一激光位移传感器和第二激光位移传感器的连线与轮对的轴向平行设置，第一激光位移传感器对正检测轮对踏面的滚动圆，第二激光位移传感器对正检测轮对踏面的无磨损位置；第一激光位移传感器和第二激光位移传感器检测得到的数据传递给数据处理器，数据处理器接收第一激光位移传感器和第二激光位移传感器检测的数据，并经过差分计算得到轮对的多边形化阶数及其对应的粗糙度水平值。

相对于传统的测量方式，本实用新型提供的检测装置采用非接触式的激光位移传感器，不会发生磨损，且采用两个激光位移传感器分别测量踏面上的两个不同位置，由两组数据差分计算得到，结果更准确可靠；该装置结构简单，能够广泛地应用于空间狭小的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为轮对上端部分的轮廓示意图；

图2为本实用新型提供的列车轮对多边形检测装置的一种具体结构图；

图3为定位装置的轴侧结构图。

图中包括：

调整座1、变形支架11、支架螺杆111、固定安装座12、定位装置2、轴向定位器21、旋转孔211、径向定位器22、定位滑杆221、定位滚轮222、定位支架23、锁紧螺钉24、采集装置3、第一激光位移传感器31、第二激光位移传感器32。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种列车轮对多边形检测装置，采用非接触的测量方式，同时检测两个测量位置，根据差分计算得到更准确的判断结果。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本实用新型的列车轮对多边形检测装置进行详细的介绍说明。

本实用新型提供的列车轮对多边形检测装置包括调整座1、定位装置2、采集装置3、数据处理器等结构，调整座1包括能够调节高度与方位的变形支架11，变形支架11的一端用于固定，例如固定在钢轨或其他装置上。定位装置2连接于变形支架11，通过变形支架11自身的调节，使定位装置2靠近轮对进行定位；定位装置2包括轴向定位器21和径向定位器22，轴向定位器21用于定位轮对的轮缘内侧位置，可在轮对转轴的轴向上进行定位，径向定位器22用于定位轮对的轮缘位置，可在轮对的径向上进行定位，轴向定位器21和径向定位器22两者的定位方向相互垂直。如图1所示，为轮对上端部分的轮廓示意图，左侧向上凸起的部分为轮对的轮缘，左侧为轮对的内侧，中间部分到右侧比较平滑的部分为与轨道接触的踏面，中间部分与轨道接触的核心部分称为滚动圆，滚动圆处的磨损较大；因踏面具有一定的锥度，位于最右侧的一小段并不与轨道接触，此处基本不发生磨损，称为标准圆。

采集装置3包括与定位装置2相对位置固定的第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32；当定位装置2与轮对的相对位置确定后，第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32的连线与轮对的轴向平行设置，第一激光位移传感器31对正检测轮对踏面的滚动圆，以图1中轮对的内侧面为基准，第一激光位移传感器31的检测点与轮缘内侧面的距离为70mm，第二激光位移传感器32对正检测轮对踏面的标准圆，图1中所示第二激光位移传感器32的检测点与轮缘内侧面的距离为126mm，第二激光位移传感器32的检测点距离一般应大于110mm，并非仅126mm一个检测位置。以第二激光位移传感器的值对第一激光位移传感器的值进行修正，降低系统误差的影响。

数据处理器接收第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32检测的数据，并经过差分计算得到轮对的多边形化阶数及其对应的水平粗糙度。数据处理器可通过数据线分别连接第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32在图示中并未标出。处理处理器的处理过程包括：预处理、差分校正、多边形阶数及粗糙度水平计算等过程。

数据预处理过程剔除原始数据中的毛刺、噪声干扰或系统引起的误差，预先去除明显不合理的数据。差分校正过程利用差分校正方法，由第二激光位移传感器32的测量值校正第一激光位移传感器31由于驱动车轮转动时带来的振动误差；然后利用傅里叶变换分析其幅频特性；最后利用幅频特性与多边形公式，计算被测车轮的多边形水平粗糙度，并反映车轮多边形阶数情况。

相对于传统的测量方式，本实用新型提供的检测装置采用非接触式的激光位移传感器，不会发生磨损；且采用两个激光位移传感器分别测量踏面上的两个不同位置，由两组数据差分计算得到，结果更准确可靠；该装置结构简单，能够广泛地应用于空间狭小的位置。

在上述方案的基础上，本实用新型中的定位装置包括截面呈U形的定位支架23，如图2所示，为本实用新型提供的列车轮对多边形检测装置的一个具体结构图；支架23可由一块平板弯折成型，形成U形的凹槽；轴向定位器21为长条形的板状，轴向定位器21通过转轴转动连接于定位支架23的一个侧壁，图2所示轴向定位器21连接于定位支架23的U形凹槽的左侧竖直壁上，且与左侧壁呈平行，轴向定位器21可沿着左侧壁贴合转动；轴向定位器21上以其转轴为圆心开设弧形的旋转孔211，锁紧螺钉24穿过旋转孔211、并螺纹连接在定位支架23上，锁紧螺钉24与定位支架23的相对位置保持不变，拧紧锁紧螺钉24可将轴向定位器21紧压在定位支架23上，当需要调整轴向定位器21的位置时，先放松锁紧螺钉24，再将轴向定位器21绕转轴旋转一定的角度。在测量之前，先使轴向定位器21保持竖直，如图2所示状态，轮对的内侧面贴到轴向定位器21的右侧面，以轴向定位器21作为轴向的基准面，通过轴向定位器21确定轮水平方向的位置；测量时需要使轮对转动，为防止轴向定位器21与轮对发生摩擦，需要将轴向定位器21转到不与轮对接触的位置。

更进一步，如图3所示，为定位装置2的轴侧结构图；径向定位器22包括定位滑杆221和定位滚轮222，定位滑杆221设置于定位支架23的U形开口处、连接定位支架23的两个竖直侧壁，定位支架23可起到加强定位支架23刚度的作用；定位滑杆221上滑动套装定位滚轮222，定位滚轮222能够沿定位滑杆221作轴向滑动，定位滚轮222能够与轮对的轮缘接触。当轮对的内侧面与轴向定位器21的右侧面接触时，将定位滚轮222向左推到靠近轴向定位器21的位置，使轮对内侧的轮沿与定位滚轮222的圆周侧接触，以确定车轮竖直方向的位置；水平位置与竖直位置确定后，将变形支架11固定，此时将定位滚轮222推到右侧，不再与轮对接触，防止对轮对的正常转动造成影响，以上所指的方向均以图2所示为准。

定位滑杆221上套装复位弹簧，复位弹簧能够将定位滚轮222顶压到定位滑杆221靠近采集装置3的一端，复位弹簧的左端顶在定位支架23的左侧壁，右端顶在定位滚轮222上，定位时由操作人员手动将定位滚轮222推到最左侧，定位完成后放松定位滚轮222即可在弹力作用下被推到右侧。

径向定位器22水平平行设置两组，两组的结构相同、且高度一致，第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32的连线所在的竖直面经过两个径向定位器22的中线。定位时轮对的底部同时接触到两个定位滚轮222，以确定轮对在垂直于纸面方向的位置，确保第一激光位移传感器31和第二激光位移传感器32指向轮对的轴心。

调整座1还包括固定安装座12，固定安装座12通过球铰连接于变形支架11的底端，通过固定安装座12进行固定，整体装置为独立的结构，也可将变形支架11直接安装到列车的顶升装置上，这些具体的实施例都包含在本实用新型的保护范围之内。变形支架11的顶端通过球铰连接于定位支架23，也即变形支架11的最顶端与最底端均可自由转动，在不受力时能保持在特定的位置，通过两个球铰确定定位装置2的方位。球铰连接具有好的灵活度，但并不仅限于球铰，还可采用其他的连接方式。

变形支架11包括两段相互转动连接的杆件；两根杆件之间通过支架螺杆111锁紧或放松，放松时调节两根杆件的角度，以改变定位装置2的高度，测量时锁紧支架螺杆111。

固定安装座12的底部形状与轨道的上表面形状相同，且固定安装座12采用卡座或磁性吸合方式，可固定在钢轨上，实现快速准确地固定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。