别为A1U1，根据三点确定一圆原理，采用A1U1、确定一个平面即为轮缘顶点平面。
[0049]S1032:待确定轮缘顶点平面后，以平行于轮缘顶点平面的截面切割车轮，得到每个截面与各个光截线的第一交点；
[0050]同样，将从轮缘顶点平面到车轮踏面每个截面分别标记为2-N，第η个截面与每个光截线相交的第一交点分别SAn、Bn、Cn，其中η为2-Ν中的任意数值。
[0051]S1033:根据每个截面上的各个第一交点的坐标计算每个截面中第一交点所在圆周的圆心，根据轮缘顶点坐标计算轮缘顶点所在圆周的圆心；
[0052]以第2个截面为例，其与每个光截线相交的第一交点分别为六2、132工2，42、132工2位于平行于轮缘顶点平面上，且3个点理论上位于以轴心线与截面相交点为圆心的圆周上，因此，采用A2、B2、C2三点可确定一个对应的圆心0(2);同理得到的第η个截面与每个光截线相交的第一交点分别为An、Bn、Cn对应的圆心为0(η)。
[0053]同样的，根据各个光截线与轮缘顶点的第一交点A1^^(^可确定轮缘顶点所在圆周的圆心0(1)。
[0054]具体实施中，可按照设定的0.1mm作为平移步距从轮缘顶点平面向车轮的踏面移动，得到编号为2-Ν的截面与光截线相交的第一交点坐标，当然，也可采用其他设定步距或其他方法确定每个截面相对于轮缘顶点平面的距离，确定相应的截面。
[0055]S1034:根据每个截面上的各个第一交点所在圆周的圆心和轮缘顶点所在圆周的圆心确定轴心线；
[0056]在理论情况下，轮缘顶点的圆心0(1)、各个截面上的圆心点0(2)_0(Ν)均在轴心线上，因此采用每个截面上的圆心点和轮缘顶点所在圆周的圆心就可确定车轮的轴心线。
[0057]具体的，根据0(1)、0(2)……O(N)确定轴心线可采用以下方法:
[0058]任意连接0(1)至O(N)中的两点获得连接线，获得所有连接线与所述轮缘顶点平面的第二交点，以过重合度最高的第二交点、垂直于轮缘顶点平面的垂线为所述轴心线。
[0059]任意连接O(I)-O(N)中的两点圆心，得到Ν*(Ν_1)/2条直线，这些直线均与轮缘顶点平面相交于对应的第二交点，且由于这些第二交点大部分均在车轮的轴心线上，因此大部分与轮缘顶点平面的交点会重合为一点0，而车轮的轴心线一定经过这一重合度最高的点0(相应的，其他没有经过O点可能是因为光截线上的干扰)，可确定O点为轮缘顶点平面和车轮的轴心线的垂直交点，过O点做垂直于轮缘顶点平面的垂线就是车轮轴心线所在的直线就是车轮的轴心线。当然，也可直接采用诸如最小二乘原理，利用0(1)、0(2)……O(N)拟合得到轴心线。采用如上方式的计算方法，能够通过多点的连接的统计尽可能排除车辆上异物造成光截线出现杂点的问题，排除杂点对车轮外形结合尺寸计算结果的影响。
[0060]经过以上方法确定车轮的轴心线后，就可根据轴心线和光截线确定车轮的外形尺寸，具体为:计算三条光截线上每个第二交点与轴心线距离，绘制如图7的车轮外形尺寸剖面图。其中X轴代表了车轮轴心线，车轮外形尺寸剖面图上各个点代表了沿车轮轴心方向各个截面的半径。从两端距离可读取车轮宽度，从车轮中间区域位置可读取车轮直径;如图7，由于车轮宽度为140_，则在X = 70mm处的Y方向坐标代表了车轮的半径；因在X= 16mm处的Y方向坐标最高，此点代表车轮的轮缘顶点，可根据X = 16mm处曲线的点和X = 7Omm处的点确定轮缘高度;从X = 70mm的点上移10mm、平行于X轴直线与车轮外形尺寸剖面图的两个交点确定轮缘厚度。
[0061]实际中，可采用三条光截线中的一条制作相应的车轮外形尺寸剖面图，也可利用三条光截线到轴心线的距离平均值制作车轮外形尺寸剖面图。
[0062]可以想到，由于采用以上方法，只要确定了轮缘顶点坐标，相应的确定轮缘的外缘尺寸坐标即可，因此各个光截线的姿态要求并没有要求，相对于现有的采用两个光截线计算轮缘外形尺寸的方法减少了线光源与车轮的相交度要求，减少了设备调试难度和维护工作量，提高了测试的方便性。
[0063]图3为本发明【具体实施方式】二中线光源照射车轮示意图，在这一【具体实施方式】中采用了4条线光源照射车轮，但是由于车轮旁侧撒砂管、齿轮箱的限制，中间两个线光源并没有车轮宽度方向完全照射，使得形成的中间两条光截线并不完整，如图4。但是，因其中3条光截线与轮缘顶点有交点(分别SA^BuD1)，因此仍然可以确定轮缘顶点平面，也就是确定垂直于车轮轴心线的基准平面。且由于中间两条光截线在车轮宽度方向仍然拼合成为沿车轮宽度方向完整的光截线，仍然可采用以上方法进行轴心线的计算得到车轮外形尺寸参数(由六2』2、(:2、02求取0(2)，由411、&1、011求取0(11))。可以想到，这样的方法也可排除线光源上部分点处光源失效的问题，减少对光源的要求。
[0064]此外，在实际测试中，由于车轮中可能有粘附的杂物，而且车轮的可能尺寸范围是确定的，因此根据车轮的可能尺寸范围排除线光源照射在粘附在车轮上杂物形成的光截线。
[0065]以上对本发明实施例中的测量车轮外形尺寸的方法进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种车轮外形尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤: 采用至少三个线光源照射车轮； 拍摄每个所述线光源在车轮上形成的光截线； 以至少三条沿车轮宽度方向完整的所述光截线计算所述车轮的轴心线； 根据所述轴心线和所述光截线确定车轮的外形尺寸参数。2.根据权利要求1所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于，计算所述车轮的轴心线具体为: 获取所述光截线中的轮缘顶点坐标，由所述轮缘顶点坐标确定轮缘顶点平面； 以平行于所述轮缘顶点平面的截面切割车轮、得到每个所述截面与各个所述光截线的第一交点； 根据每个所述截面上的各个所述第一交点的坐标计算每个所述截面中所述第一交点所在圆周的圆心、根据所述轮缘顶点坐标计算所述轮缘顶点所在圆周的圆心； 根据每个所述截面上的各个所述第一交点所在圆周的圆心和所述轮缘顶点所在圆周的圆心确定所述轴心线。3.根据权利要求2所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于，根据每个所述截面上的各个所述第一交点所在圆周的圆心和所述轮缘顶点所在圆周的圆心和确定所述车轮的轴心线具体为: 任意连接轮缘顶点所在圆周的圆心、同一所述截面上的所述第一交点所在圆周的圆心得到连接线，获得所有所述连接线与所述轮缘顶点平面的第二交点； 以过重合度最高的所述第二交点、垂直于所述轮缘顶点平面的垂线为所述轴心线。4.根据权利要求3所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于:按照设定步距移动获得平行所述轮缘顶点平面的所述截面。5.根据权利要求4所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于:所述设定步距为0.1mm。6.根据权利要求5所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于，根据所述轴心线和所述光截线确定车轮的外形尺寸具体为:计算所述光截线的所述第二交点与所述轴心线距离、绘制车轮的外形尺寸剖面图； 根据所述外形尺寸剖面图得到所述外形尺寸参数。7.根据权利要求6所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于:平均每个所述光截线上的所述第二交点与所述轴心线的距离，绘制所述外形尺寸剖面图。8.根据权利要求1-7任一项所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于:根据车轮的可能尺寸范围排除所述线光源照射到粘附在车轮上的杂物形成的所述光截线。9.根据权利要求1所述的车轮外形尺寸测量方法，其特征在于:具有4个所述线光源。
【专利摘要】本发明提供一种车轮外形尺寸测量方法，包括以下步骤：采用至少三个线光源照射车轮；拍摄每个所述线光源在车轮上形成的光截线；以至少三条沿车轮宽度方向完整的所述光截线计算所述车轮的轴心线；根据所述轴心线和所述光截线确定车轮的外形尺寸参数。由于采用至少三个线光源照射车轮，且采用至少三个完整的光截线计算车轮的轴心线，其中每个光截线均位于车轮上且相对车轮的位置关系确定，因此不会如现有技术采用两个光截线、车轮与铁轨接触的第三条线计算车轮的轴心线时引入铁轨变形和车轮沿铁轨做蛇形运动产生的系统误差，提高车轮轴心线计算的可靠性，进而提高车轮外形尺寸测量的准确性。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN105651168
【申请号】
【发明人】杨凯, 王泽勇, 高晓蓉, 彭朝勇, 赵全轲, 张渝, 彭建平, 戴立新
【申请人】成都铁安科技有限责任公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日