CN107084698B - 轨道车辆车轮检测***及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道车辆车轮检测***及检测方法，检测***包括检测装置和控制装置，检测装置包括用于带动待测车轮转动的安装件，用于检测待测车轮第一位置信息的第一传感元件和用于检测待测车轮第二位置信息的第二传感元件，控制装置根据第一位置信息和第二位置信息生成待测车轮的轮廓表面信息，并将轮廓表面信息与标准信息进行对比判断待测车轮是否存在缺陷。本发明通过探针采集待测车轮的轮廓表面信息，采集的结果能够准确的反应实际车轮的轮廓，从而保证了检测结果的准确性。

Description

轨道车辆车轮检测***及检测方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆检测技术，尤其涉及一种轨道车辆车轮检测***及检测方法。

背景技术

有轨列车车轮是有轨列车的主要零部件之一，有轨列车车轮的使用寿命较有轨列车其他零部件的使用寿命高，在列车到达使用年限时其车轮一般还可以继续使用，因此合理的对轨道车辆的车轮进行回收利用能够减少有轨列车整体的制造成本。

图1为现有技术中轨道车辆车轮检测***的结构简图，如图1所示，现有技术中的轨道车辆车轮检测***主要包括照明光源、CCD成像装置和数据处理终端，其具体的检测方法为：将待测车轮放置于照明光源下，利用CCD成像装置对待测车轮进行图像采集，采集完图像后将含有该图像信息的图像采集卡安装在数据处理终端中进行数据读取，最后，将读取到的图像信息与数据处理终端中的标准图像信息进行对比，判断待测车轮是否能够回收利用。

但是，现有技术的轨道车辆车轮检测方法只依靠图像对比的方式进行检测，因此对CCD成像装置所采集图像的质量要求较高，在实际操作中CCD成像装置采集的图像受光照和拍摄角度的影响与实际的图像之间往往存在误差，从而导致最终的图像信息与实际待测车轮存在较大差异，使检测结果不够精确。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种轨道车辆车轮检测***及检测方法，以解决现有技术检测结果不精确的问题。

本发明提供一种轨道车辆车轮检测***，包括：

检测装置和控制装置，所述检测装置与所述控制装置通讯连接；

所述检测装置包括：

安装件，用于安装待测车轮、并能够带动所述待测车轮自转，且所述待测车轮的中心轴竖直设置；

第一传感元件，包括用于与所述待测车轮端面接触的第一探针、用于驱动所述第一探针在竖直方向上移动的第一驱动装置，以及第一传感器，所述第一探针以时间T为周期往复移动，所述第一传感器用于在所述待测车轮旋转的过程中采集所述第一探针的第一位置信息；

第二传感元件，包括用于与所述待测车辆轮侧面接触的第二探针、用于驱动所述第二探针沿所述待测车轮的母线移动的第二驱动装置，以及第二传感器，所述第二探针以时间T为周期往复移动，所述第二传感器用于在所述待测车轮旋转过程中采集第二探针的第二位置信息；

所述控制装置根据在T时间段内采集到的所述第一位置信息和所述第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建所述待测车轮的轮廓表面信息；所述N为自然数。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，所述第一传感器和第二传感器均为位置传感器，所述第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息，所述坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，所述X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，所述Z坐标为垂直于所述水平面的竖直坐标。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，所述第一传感元件内还设有第三传感器，所述第二传感元件内还设有第四传感器，所述第三传感器和第四传感器均为压力传感器，所述第三传感器与所述第一探针相连接用于检测所述待测车轮端面的摩擦力和正压力，所述第四传感器与所述第二探针相连接用于检测所述待测车轮侧面的摩擦力和正压力，所述控制装置能够根据所述摩擦力和正压力计算出所述待测车轮的表面摩擦系数。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，所述检测装置还包括用于测量所述待测车轮质量的质量检测装置。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，所述检测装置还包括用于对所述待测车轮进行内部探伤的探伤装置。

本发明还提供一种基于上述***的轨道车辆车轮检测方法，包括：

第一传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，所述第一探针与所述待测车轮的表面接触，且所述第一探针在第一驱动装置的驱动下以时间T为周期沿竖直方向往复移动；

第二传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，所述第二探针与所述待测车轮的表面接触，且所述第二探针在第二驱动装置的驱动下以时间T为周期沿待测车轮的母线往复移动；

控制装置根据在T时间段内采集到的所述第一位置信息和所述第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建所述待测车轮的轮廓表面信息；

将所述轮廓表面信息与所述控制装置中的标准信息进行对比，判断所述待测车轮是否可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围内，则判定所述待测车轮可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围外，则判定所述待测车轮不可重复使用。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，所述第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息，所述坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，所述X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，所述Z坐标为垂直于所述水平面的竖直坐标。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，还包括：通过与所述第一探针相连的第三传感器检测所述第一探针经过所述待测车轮端面时的第一力参数信息，通过所述第二探针相连的第四传感器检测所述第二探针经过所述待测车轮侧面时的第二力学参数信息；

所述控制装置根据所述第一力学参数信息和第二力学参数信息分别生成第一摩擦系数和第二摩擦系数，所述第一摩擦系数与所述第一位置信息一一对应，所述第二摩擦系数与第二位置信息一一对应；

将所述待测车轮的第一摩擦系数和第二摩擦系数分别与所述控制装置中预先存储的标准表面摩擦系数进行对比，当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在所述标准表面摩擦系数的数值范围内时，所述待测车轮的表面摩擦系数合格；当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在所述标准表面摩擦系数的数值范围外时，所述待测车轮的表面摩擦系数不合格。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，还包括：

将所述待测车轮放置于重量检测装置上得到所述待测车轮的重量；将所述重量与所述控制装置中的标准重量进行对比，当所述待测车轮的重量位于所述标准重量的范围内时，所述待测车轮的重量合格；当所述待测车轮的重量位于所述标准重量的范围外时，所述待测车轮的重量不合格。

如上所述的轨道车辆车轮检测***，优选的，还包括利用探伤装置对所述待测车轮的内部进行探伤，以判断待测车轮的内部是否存在缺陷。

本发明提供的轨道车辆车轮检测***及检测方法，通过第一传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，第二传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，并在控制装置内将T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息整合以生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，将N个所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建出待测车轮的轮廓信息，随后将上述轮廓信息与标准轮廓信息进行对比，以判断待检测车轮是否可以重复使用。本发明通过探针采集待测车轮的轮廓表面信息，采集的结果能够准确的反应实际车轮的轮廓，从而保证了检测结果的准确性。

附图说明

图1为现有技术中轨道车辆车轮检测***的结构简图；

图2为本发明一实施例的轨道车辆车轮检测***的结构简图；

图3为本发明检测装置一具体实施方式的结构简图；

图4为本发明一实施例的轨道车辆车轮检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

图2为本实施例的轨道车辆车轮检测***的结构简图；请参照图2，本实施例提供一种轨道车辆车轮检测***，包括：

检测装置和控制装置，检测装置与控制装置通讯连接；

检测装置包括：

安装件，用于安装待测车轮、并能够带动待测车轮自转，且待测车轮的中心轴竖直设置；

第一传感元件，包括用于与待测车轮端面接触的第一探针、用于驱动第一探针在竖直方向上移动的第一驱动装置，以及第一传感器，第一探针以时间T为周期往复移动，第一传感器用于在待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息；

第二传感元件，包括用于与待测车轮侧面接触的第二探针、用于驱动第二探针沿待测车轮的母线移动的第二驱动装置，以及第二传感器，第二探针以时间T为周期往复移动，第二传感器用于在待测车轮旋转过程中采集第二探针的第二位置信息；

控制装置根据在T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建待测车轮的轮廓表面信息；N为自然数。

具体的，上述安装件应包括能够放置待测车轮的安装平台，安装平台自身可以旋转或者安装平台上另设有一可旋转的平台，将待测车轮放置在该可旋转的平台上；安装平台上还应设有用于卡紧待测车轮的卡紧装置，以使待测车轮随安装平台旋转时不会飞出平台，保证测试人员的安全；安装件还应包括用于驱动安装平台旋转的驱动电机，该驱动电机与控制装置通讯连接，以根据需要调节该驱动电机的转速。

第一传感元件可以设置在安装平台上，也可以设置在安装平台外。作为一种具体的实施方式可以将第一传感元件设置在安装平台上，第一传感元件包括第一传感器，第一传感器设有外壳，外壳套设在与安装平台垂直的竖轴上并可沿竖轴上下运动；第一传感器的外壳上还设有第一探针，第一探针与第一传感器通讯连接以将探测到的待测车轮表面数据传输到第一传感器；第一传感器还连接有第一驱动装置，优选的，该装置为步进电机，步进电机可以固定设置在竖轴上；第一传感器和第一驱动装置均与控制装置通讯连接，以控制第一传感器的运动并将检测到的数据及时传递至控制装置中。在实际检测时可以预先设定一检测周期，检测周期的时间T可以根据需要设置，本实施例对此不做限定，第一位置信息即是该周期内所有时间节点上采集的待测车轮端面的位置信息的集合。

第二传感元件可以设置在安装平台上，也可以设置在安装平台外。作为一种具体的实施方式可以将第二传感元件设置在安装平台上，第二传感元件包括第二传感器，第二传感器设有外壳，外壳套设在与安装平台平行的横轴上并可沿横轴左右运动；第二传感器的外壳上还设有第二探针，第二探针与第二传感器通讯连接以将探测到的待测车轮表面数据传输到第二传感器；第二传感器还连接有第二驱动装置，优选的，该装置为步进电机，步进电机可以固定设置在横轴上；第二传感器和第二驱动装置均与控制装置通讯连接，以控制第二传感器的运动并将检测到的数据及时传递至控制装置中。在实际检测时可以预先设定一检测周期，检测周期的时间T可以根据需要设置，并保证与第一传感元件的检测周期相同，以使二者同步运动，本实施例对此不做限定，第二位置信息即是该周期内所有时间节点上采集的待测车轮端面的位置信息的集合。

图3为本发明检测装置一具体实施方式的结构简图；参照图3，进一步的，可以将本实施例的检测装置设置为如图3所示的结构，该实施方式下的检测装置包括机架1，机架1上开设有供转轴2通过的通孔，转轴2的一端连接驱动电机的输出端，另一端连接安装平台3，以驱动安装平台3在水平方向转动；机架1上还设有用于卡紧待测车轮4的卡紧装置；卡紧装置包括固定杆11和卡盘12，固定杆11垂直设置在机架1上，卡盘与固定杆通过万向节13连接，万向节13可以绕固定杆11转动，以带动待测车轮翻面。机架1上设有第一传感元件和第二传感元件，第一传感元件包括第一检测轴5，第一检测轴5垂直于机架1的表面，第一检测轴5上套设有第一传感器6，第一传感器的外壳上设有第一探针7，第一传感器6能够沿第一检测轴5移动以检测废旧车轮4的竖直面；第二传感元件包括设置在第一检测轴5的上端的第二检测轴8，第二检测轴8与机架1的表面平行，第二检测轴8上套设有第二传感器9，第二传感器9设有第二探针10，第二探针10能够沿第二检测轴8移动以检测废旧车轮的侧面；第一传感器6、第二传感器9和驱动电机均与控制装置通讯连接，以控制各检测元件的运动并接收检测数据。

当然，本实施例检测装置的具体实施方式并不以此为限，本领域技术人员可以根据需要设置任意合适的检测装置对待测车轮进行检测，只要其原理与本申请相同均应落入本申请的保护范围内。

在对所述待测车轮进行上述检测的同时，控制装置时刻接收传感器反馈的检测电信号并在控制装置内将上述电信号还原成数字信号。控制装置将T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建待测车轮的轮廓表面信息；其中，N为自然数。

生成待测车轮的轮廓表面信息后可以将上述信息与控制装置内预存的标准轮廓表面信息进行对比(其中，待测车轮的轮廓表面信息和标准轮廓表面信息均可以为数值信息)，判断待测车轮的轮廓是否存在缺陷，其具体的对比方式可以为：将待测车轮的轮廓表面信息与标准轮廓表面信息进行逐一比对，若待测车轮的轮廓表面信息某处与标准轮廓表面信息不一致则进行标记，比对结束后对被标记的待测车轮的轮廓表面信息进行进一步判断，本实施例中的判断标准可以为：若被标记处的数值大于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凸起；若被标记处的数值小于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凹陷；若被标记处无数值则判定该处表面存在裂纹。

本实施例的轨道车辆车轮检测***，通过第一传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，第二传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，并在控制装置内将T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息整合以生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，将N个所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建出待测车轮的轮廓信息，随后将上述轮廓信息与标准轮廓信息进行对比，以判断待检测车轮是否可以重复使用。本发明通过探针采集待测车轮的轮廓表面信息，采集的结果能够准确的反应实际车轮的轮廓，保证了检测结果的准确性。

进一步的，第一传感器和第二传感器均为位置传感器，第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息的集合，坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，Z方坐标垂直于水平面的竖直坐标。在此实施方式下，控制装置内生成的待测车轮的轮廓表面信息为三维图形信息，相应的标准轮廓表面信息也为三维图形信息，采用三维图形对比可以更加直观的反应出缺陷的位置以及缺陷类型，具体检测方法可以为：将待测车轮的三维图形与标准车轮的三维图形重叠设置(即使二者的中心轴线重叠)，此时若待测车轮的三维图形上某处与标准车轮的三维图形未重叠，则***自动对此处进行标记，在三维图形上可以可以直观的反映出此时的缺陷类型属于表面凹陷还是表面凸起。可见，采用此种方式使得缺陷的反应更加直观。

由于材料表面的摩擦系数很难通过图像直接反应出来，在上述实施方式的基础上，还可以在第一传感元件内设有第三传感器，在第二传感元件内还设有第四传感器，第三传感器和第四传感器均为压力传感器，第三传感器与第一探针相连接用于检测待测车轮端面的摩擦力和正压力，第四传感器与第二探针相连接用于检测待测车轮侧面的摩擦力和正压力，控制装置根据摩擦力和正压力计算出待测车轮的表面摩擦系数，表面摩擦系数等于摩擦力与正压力的商。待测车轮表面的摩擦系数与其位置信息(即上述第一位置信息和第二位置信息)一一对应，以方边查找缺陷位置。控制装置内还存有车轮表面的标准摩擦系数，将二者进行对比可以判断出待测车轮表面是否存在拉毛等现象。

进一步的，上述检测装置还包括用于测量待测车轮质量的质量检测装置，质量检测装置可以为电子称等称量器具，质量检测装置与控制装置通讯连接将待测车轮的质量信息与控制装置内的标准质量信息进行对比，若检测的质量在标准质量的范围内则待测车轮的质量符合要求，否则，待测车轮的质量不符合要求。

更近一步的，上述检测装置还包括用于对待测车轮进行内部探伤的探伤装置，探伤装置可以为超声探伤装置或射线探装置(如X射线探伤装置)，探伤装置可以检测待测车轮的内部缺陷，探伤装置与控制装置通讯连接，可以将检测到的探伤图像实时传递到控制装置中，探伤图像可以清晰的显示出待测车轮的内部是否存在缺陷。

通过对待测车轮的表面轮廓、表面摩擦系数、质量和内部缺陷进行综合检测，根据综合检测的结果判断待测车轮是否可以重复使用，使得检测结果更加精确可靠。

实施例二

图4为本实施例的轨道车辆车轮检测方法的流程图，请参见图4，本实施例提供一种轨道车辆车轮检测方法，该方法基于实施例一的检测装置实施，该方法包括：

第一传感器的传感元件在待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，第一探针与待测车轮的表面接触，且第一探针在第一驱动装置的驱动下以时间T为周期沿竖直方向往复移动；

第二传感器的传感元件在待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，第二探针与待测车轮的表面接触，且第二探针在第二驱动装置的驱动下以时间T为周期沿待测车轮的母线往复移动；

控制装置根据在T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建待测车轮的轮廓表面信息；

将轮廓表面信息与控制装置中的标准信息进行对比，判断待测车轮是否可以重复使用；若轮廓表面信息的数值位于标准信息的数值范围内，则判定待测车轮可以重复使用；若轮廓表面信息的数值位于标准信息的数值范围外，则判定待测车轮不可重复使用。

具体的，待测车轮设置在安装平台上，待测车轮的中心轴竖直设置，检测时待测车轮保持旋转状态，安装平台上还应设有用于卡紧待测车轮的卡紧装置，以使待测车轮随安装平台旋转时不会飞出平台，保证测试人员的安全；安装件还应包括用于驱动安装平台旋转的驱动电机，该驱动电机与控制装置通讯连接，以根据需要调节该驱动电机的转速。

第一传感元件可以设置在安装平台上，也可以设置在安装平台外。作为一种具体的实施方式可以将第一传感元件设置在安装平台上，第一传感元件包括第一传感器，第一传感器设有外壳，外壳套设在与安装平台垂直的竖轴上并可沿竖轴上下运动；第一传感器的外壳上还设有第一探针，第一探针与第一传感器通讯连接以将探测到的待测车轮表面数据传输到第一传感器；第一传感器还连接有第一驱动装置，优选的，该装置为步进电机，步进电机可以固定设置在竖轴上；第一传感器和第一驱动装置均与控制装置通讯连接，以控制第一传感器的运动并将检测到的数据及时传递至控制装置中。在实际检测时可以预先设定一检测周期，检测周期的时间T可以根据需要设置，本实施例对此不做限定，第一位置信息即是该周期内所有时间节点上采集的待测车轮端面的位置信息的集合。

第二传感元件可以设置在安装平台上，也可以设置在安装平台外。作为一种具体的实施方式可以将第二传感元件设置在安装平台上，第二传感元件包括第二传感器，第二传感器设有外壳，外壳套设在与安装平台平行的横轴上并可沿横轴左右运动；第二传感器的外壳上还设有第二探针，第二探针与第二传感器通讯连接以将探测到的待测车轮表面数据传输到第二传感器；第二传感器还连接有第二驱动装置，优选的，该装置为步进电机，步进电机可以固定设置在横轴上；第二传感器和第二驱动装置均与控制装置通讯连接，以控制第二传感器的运动并将检测到的数据及时传递至控制装置中。在实际检测时可以预先设定一检测周期，检测周期的时间T可以根据需要设置，并保证与第一传感元件的检测周期相同，以使二者同步运动，本实施例对此不做限定，第二位置信息即是该周期内所有时间节点上采集的待测车轮端面的位置信息的集合。

控制装置时刻接收传感器反馈的检测电信号并在控制装置内将上述电信号还原成数字信号。控制装置将T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建待测车轮的轮廓表面信息；其中，N为自然数。

生成待测车轮的轮廓表面信息后可以将上述信息与控制装置内预存的标准轮廓表面信息进行对比(其中，待测车轮的轮廓表面信息和标准轮廓表面信息均可以为数值信息)，判断待测车轮的轮廓是否存在缺陷，其具体的对比方式可以为：将待测车轮的轮廓表面信息与标准轮廓表面信息进行逐一比对，若待测车轮的轮廓表面信息某处与标准轮廓表面信息不一致则进行标记，比对结束后对被标记的待测车轮的轮廓表面信息进行进一步判断，本实施例中的判断标准可以为：若被标记处的数值大于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凸起；若被标记处的数值小于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凹陷；若被标记处无数值则判定该处表面存在裂纹。

本实施例的轨道车辆车轮检测方法，通过第一传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，第二传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，并在控制装置内将T时间段内采集到的第一位置信息和第二位置信息整合以生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，将N个所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建出待测车轮的轮廓信息，随后将上述轮廓信息与标准轮廓信息进行对比，以判断待检测车轮是否可以重复使用。本发明通过探针采集待测车轮的轮廓表面信息，采集的结果能够准确的反应实际车轮的轮廓，保证了检测结果的准确性。

进一步的，第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息，坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，Z方坐标垂直于水平面的竖直坐标。在此实施方式下，控制装置内生成的待测车轮的轮廓表面信息为三维图形信息，相应的标准轮廓表面信息也为三维图形信息，采用三维图形对比可以更加直观的反应出缺陷的位置以及缺陷类型，具体检测方法可以为：将待测车轮的三维图形与标准车轮的三维图形重叠设置(即使二者的中心轴线重叠)，此时若待测车轮的三维图形上某处与标准车轮的三维图形未重叠，则***自动对此处进行标记，在三维图形上可以直观的反映出此时的缺陷类型属于表面凹陷还是表面凸起。可见，采用此种方式使得缺陷的反应更加直观。

由于材料表面的摩擦系数很难通过图像直接反应出来，在上述实施方式的基础上，通过与第一探针相连的第三传感器检测第一探针经过待测车轮端面时的第一力参数信息，通过第二探针相连的第四传感器检测第二探针经过待测车轮侧面时的第二力学参数信息；第一力学参数信息和第二力学参数信息至少包括表面摩擦力信息和正压力信息；

控制装置根据第一力学参数信息和第二力学参数信息分别生成第一摩擦系数和第二摩擦系数，即通过计算表面摩擦力与正压力的商值得出表面摩擦系数。第一摩擦系数与第一位置信息一一对应，第二摩擦系数与第二位置信息一一对应；

将待测车轮的第一摩擦系数和第二摩擦系数分别与控制装置中预先存储的标准表面摩擦系数进行对比，当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在标准表面摩擦系数的数值范围内时，待测车轮的表面摩擦系数合格；当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在标准表面摩擦系数的数值范围外时，待测车轮的表面摩擦系数不合格，即待测车轮表面存在拉毛现象。

进一步的，还包括将待测车轮放置于重量检测装置上得到待测车轮的重量；将重量与控制装置中的标准重量信息进行对比，当待测车轮的重量位于标准重量的范围内时，待测车轮的重量合格；当待测车轮的重量位于标准重量的范围外时，待测车轮的重量不合格。

更近一步的，还包括利用探伤装置(如超声探伤装置或射线探装置)对待测车轮的内部进行探伤，探伤图像可以清晰的显示出待测车轮的内部是否存在缺陷。

通过对待测车轮的表面轮廓、表面摩擦系数、质量和内部缺陷进行综合检测，根据综合检测的结果判断待测车轮是否可以重复使用，使得检测结果更加精确可靠。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种轨道车辆车轮检测***，其特征在于，包括：

检测装置和控制装置，所述检测装置与所述控制装置通讯连接；

所述检测装置包括：

安装件，用于安装待测车轮、并能够带动所述待测车轮自转，且所述待测车轮的中心轴竖直设置；

第一传感元件，包括用于与所述待测车轮端面接触的第一探针、用于驱动所述第一探针在竖直方向上移动的第一驱动装置，以及第一传感器，所述第一探针以时间T为周期往复移动，所述第一传感器用于在所述待测车轮旋转的过程中采集所述第一探针的第一位置信息；

第二传感元件，包括用于与所述待测车辆轮侧面接触的第二探针、用于驱动所述第二探针沿所述待测车轮的母线移动的第二驱动装置，以及第二传感器，所述第二探针以时间T为周期往复移动，所述第二传感器用于在所述待测车轮旋转过程中采集第二探针的第二位置信息；

所述控制装置根据在T时间段内采集到的所述第一位置信息和所述第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建所述待测车轮的轮廓表面信息；所述N为自然数；

所述车轮检测***用于将所述轮廓表面信息与所述控制装置中的标准信息进行对比，判断所述待测车轮是否可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围内，则判定所述待测车轮可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围外，则判定所述待测车轮不可重复使用；

所述车轮检测***还用于将所述轮廓表面信息与所述控制装置中的标准信息进行对比，判断所述待测车轮的轮廓是否存在缺陷，具体的对比方式为：将所述待测车轮的轮廓表面信息与标准轮廓表面信息进行逐一比对，若所述待测车轮的轮廓表面信息某处与标准轮廓表面信息不一致则进行标记，比对结束后对被标记的所述待测车轮的轮廓表面信息进行进一步判断，判断标准为：若被标记处的数值大于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凸起；若被标记处的数值小于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凹陷；若被标记处无数值则判定该处表面存在裂纹；

所述第一传感器和第二传感器均为位置传感器，所述第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息，所述坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，所述X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，所述Z坐标为垂直于所述水平面的竖直坐标；

所述第一传感元件内还设有第三传感器，所述第二传感元件内还设有第四传感器，所述第三传感器和第四传感器均为压力传感器，所述第三传感器与所述第一探针相连接用于检测所述待测车轮端面的摩擦力和正压力，所述第四传感器与所述第二探针相连接用于检测所述待测车轮侧面的摩擦力和正压力，所述控制装置能够根据所述摩擦力和正压力计算出所述待测车轮的表面摩擦系数；

所述控制装置根据所述待测车轮端面的摩擦力和正压力生成第一摩擦系数，所述控制装置根据所述待测车轮侧面的摩擦力和正压力生成第二摩擦系数，所述第一摩擦系数与所述第一位置信息一一对应，所述第二摩擦系数与第二位置信息一一对应；所述控制装置内还存有车轮表面的标准摩擦系数，所述车轮检测***还用于将所述第一摩擦系数、所述第二摩擦系数与所述标准摩擦系数进行对比，以判定所述待测车轮表面是否存在拉毛；

所述检测装置还包括用于测量所述待测车轮质量的质量检测装置；

所述检测装置还包括用于对所述待测车轮进行内部探伤的探伤装置。

2.一种基于权利要求1所述的***的轨道车辆车轮检测方法，其特征在于，包括：

第一传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第一探针的第一位置信息，所述第一探针与所述待测车轮的表面接触，且所述第一探针在第一驱动装置的驱动下以时间T为周期沿竖直方向往复移动；

第二传感器的传感元件在所述待测车轮旋转的过程中采集第二探针的第二位置信息，所述第二探针与所述待测车轮的表面接触，且所述第二探针在第二驱动装置的驱动下以时间T为周期沿待测车轮的母线往复移动；

控制装置根据在T时间段内采集到的所述第一位置信息和所述第二位置信息分别生成待测车轮的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线，并根据从第一个T时间段内生成的所述端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线、至第N个T时间段内生成的端面竖直轨迹线和车轮侧面轨迹线按序组合构建所述待测车轮的轮廓表面信息；

将所述轮廓表面信息与所述控制装置中的标准信息进行对比，判断所述待测车轮是否可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围内，则判定所述待测车轮可以重复使用；若所述轮廓表面信息的数值位于所述标准信息的数值范围外，则判定所述待测车轮不可重复使用；

所述轮廓表面信息与所述控制装置中的标准信息进行对比，判断所述待测车轮的轮廓是否存在缺陷，具体的对比方式为：将所述待测车轮的轮廓表面信息与标准轮廓表面信息进行逐一比对，若所述待测车轮的轮廓表面信息某处与标准轮廓表面信息不一致则进行标记，比对结束后对被标记的所述待测车轮的轮廓表面信息进行进一步判断，判断标准为：若被标记处的数值大于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凸起；若被标记处的数值小于对应的标准轮廓表面信息的数值，则判定该处表面存在凹陷；若被标记处无数值则判定该处表面存在裂纹；

所述第一位置信息和第二位置信息为T时间段内探针采集的所有点的坐标位置信息，所述坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息和Z坐标信息，所述X坐标和Y坐标为水平面内相互垂直的两个坐标，所述Z坐标为垂直于所述水平面的竖直坐标；

还包括：通过与所述第一探针相连的第三传感器检测所述第一探针经过所述待测车轮端面时的第一力参数信息，通过所述第二探针相连的第四传感器检测所述第二探针经过所述待测车轮侧面时的第二力学参数信息；

所述控制装置根据所述第一力学参数信息和第二力学参数信息分别生成第一摩擦系数和第二摩擦系数，所述第一摩擦系数与所述第一位置信息一一对应，所述第二摩擦系数与第二位置信息一一对应；所述控制装置内还存有车轮表面的标准摩擦系数，将所述第一摩擦系数、所述第二摩擦系数与所述标准摩擦系数进行对比，以判定所述待测车轮表面是否存在拉毛；

将所述待测车轮的第一摩擦系数和第二摩擦系数分别与所述控制装置中预先存储的标准表面摩擦系数进行对比，当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在所述标准表面摩擦系数的数值范围内时，所述待测车轮的表面摩擦系数合格；当第一摩擦系数和第二摩擦系数的数值在所述标准表面摩擦系数的数值范围外时，所述待测车轮的表面摩擦系数不合格；

还包括：将所述待测车轮放置于重量检测装置上得到所述待测车轮的重量；将所述重量与所述控制装置中的标准重量进行对比，当所述待测车轮的重量位于所述标准重量的范围内时，所述待测车轮的重量合格；当所述待测车轮的重量位于所述标准重量的范围外时，所述待测车轮的重量不合格；

利用探伤装置对所述待测车轮的内部进行探伤，以判断待测车轮的内部是否存在缺陷。

Images