CN102331248B - 一种钢轨测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量时不用人工干预并且结构紧凑、拆装方便的钢轨测量装置，包括嵌入式控制板、机壳、测量头移动机构、测量传感器、提手及固定装置。机壳包括左、右侧板顶面板、连底板及前、后盖板，底板的轴向中央开设一定位槽；测量头移动机构包括一步进电机、一丝杆及一滑块；测量传感器安装在滑块上，并且感应头嵌在底板的定位槽中；提手包括前、后拉手架、提手管及电池筒，电池筒插装在提手管内，该电池筒内安装有若干节电池，为嵌入式控制板、步进电机和测量传感器供电。固定装置包括两对左、右连接板、两块钢轨接触板、两块定位块及两根拉勾。当测量装置在测量钢轨的端面时，不需要连接拉勾，而在测量钢轨的工作侧面时，需要连接拉勾。

Description

一种钢轨测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量钢轨的端面平直度和工作侧面平直度的装置。 

背景技术

随着列车速度的提高，轨道不平顺所引起的动力响应会显著增加，列车的振动也相应增强。而良好的轨道平顺度是确保列车行驶安全和舒适的基本保证。研究认为，线路的平顺性和钢轨的焊接的平直度密切相关。因此，提高钢轨焊接平直度对于无缝线路的安全控制具有重要意义。将钢轨焊接的平直度提高一倍，相当于无缝线路安全等级提高1级。钢轨焊接不平顺会造成短波不平顺，虽然其幅值很小，但在高速行车条件下，可引起很大的轮轨作用力和冲击振动。由此可见，钢轨焊接接头平直度对线路平顺程度有着重要影响。科学、有效地测量钢轨焊接接头平直度，掌握钢轨焊接接头平直度规律，可以为制定合理的焊接和打磨工艺创造有利条件。目前检测钢轨焊接接头的平直度都是靠人工塞尺的方法，不仅检测精度差，而且检测效率低下。因此有必要开发一种携带轻便、检测精度高的测量装置。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钢轨测量装置，它的结构紧凑，便于携带，操作简便，测量效率高，测量时不用人工干预，并且拆装方便。 

实现上述目的的技术方案是：一种钢轨测量装置，所述包括机壳、测量头移动机构、测量传感器、提手及固定装置，其中， 

所述机壳为一狭长的箱体，该机壳包括左、右侧板、连接在左、右侧板顶端的顶面板、连接在左、右侧板底端的底板及分别连接在左、右侧板的前后两端的前、后盖板，所述机壳的前后部内腔中分别设有前上、下撑杆和后上、下撑杆， 所述底板的轴向中央开设一定位槽； 

所述测量头移动机构包括一步进电机、一丝杆及一滑块，所述步进电机安装在所述右侧板的后部外表面上，所述丝杆由步进电机移动并可转动地轴向安装在所述机壳内，所述滑块螺套在所述丝杆上； 

所述测量传感器安装在所述滑块上，并使该测量传感器的感应头嵌在所述底板的定位槽中； 

所述提手包括前、后拉手架、提手管及电池筒，所述前、后拉手架间隔地安装在所述右侧板的中部，所述提手管的两端分别连接在所述前、后拉手架上，所述电池筒固定地插装在所述提手管内，所述电池筒内安装有若干节电池，为所述步进电机和所述测量传感器供电； 

所述固定装置包括两对左、右连接板、两块钢轨接触板、两块定位块及两根拉勾，所述一对左、右连接板分别贴附在所述机壳前部的左、右侧板的外表面并与位于所述机壳内腔前部的上、下撑杆连接，另一对左、右连接板分别贴附在所述机壳后部的左、右侧板的外表面并与位于所述机壳内腔后部的上、下撑杆连接；所述两块钢轨接触板贴附在所述机壳的底板下表面并分别连接在所述两对左、右连接板的下端；所述两块定位块的左边分别连接在所述钢轨接触板的右部下表面，该两块定位块为四方体，并且该两块定位块的上、下边相互平行，连接在上、下边左端的左侧边为与所述钢轨侧面的斜度相应的斜边，连接在上、下边右端的右侧边为与所述钢轨的端面两边的斜度相应的斜边；所述两根拉勾的一端分别通过销钉可转动地连接在所述两块定位块的右边，该两根拉勾的另一端连接一螺钉； 

当所述检测机在测量所述钢轨的端面时，所述钢轨接触板对着所述钢轨的端面放置，并使所述定位块的左侧边靠在所述钢轨的右侧面上，将所述手持检测机以卡接的方式固定在所述钢轨上； 

当所述检测机在测量所述钢轨的侧面时，将所述定位块转动180°后安装，并将所述钢轨接触板靠在所述钢轨的一侧面放置，使所述定位块的右侧边向下靠在所述钢轨的端面一边，再通过拉勾的另一端勾在所述钢轨另一侧的底边，将所述手持检测机以包箍的方式固定在所述钢轨上。 

上述的钢轨测量装置，其中，所述机壳内还安装一拖链机构，该拖链机构包括一拖链架、一连接架、一移动拖链架及一拖链，所述拖链架安装在所述左侧板 的中部内表面上，所述连接架连接在所述测量传感器的感应头与所述滑块之间，所述移动拖链架安装在所述连接架上，所述拖链的两端分别与所述拖链架和所述移动拖链架连接。 

上述的钢轨测量装置，其中，所述机壳的前部内腔中安装一与所述步进电机电连接的步进控制模块及通过一安装板安装一与所述测量传感器电连接的信号放大器，所述机壳的后部内腔中安装一嵌入式控制板，该嵌入式控制板分别与所述测量传感器及所述步进控制模块信号连接并由所述电池供电。 

上述的钢轨测量装置，其中，所述电池筒的前端与所述前拉手架之间安装有负极绝缘体，并且该负极绝缘体内安装有弹簧，该电池筒的后端与所述后拉手架之间安装有正极绝缘体，并且该正极绝缘体内安装有簧片， 

上述的钢轨测量装置，其中，所述提手中的前、后拉手架是通过一提手内衬间隔地安装在所述右侧板的中部。 

上述的钢轨测量装置，其中，所述拉勾由三段构成，即大部分所述钢轨的端面段、整个钢轨的侧面段及一小部分钢轨的底面段。 

本发明的钢轨测量装置的技术方案，它的结构紧凑，重量轻、便于携带、操作简便，能连续测量钢轨顶面、侧面的平直度数据，测量效率高，在测量时完全不需要人工干预，并且拆装方便。 

附图说明

图1为本发明的钢轨测量装置的剖面图； 

图2为本发明的钢轨测量装置的俯视图； 

图3为图1的A-A向视图； 

图4为本发明的钢轨测量装置在测量钢轨端面时的状态图； 

图5为本发明的钢轨测量装置在测量钢轨的工作侧面时的状态图； 

图6为本发明的钢轨测量装置完成测量钢轨的工作侧面后拆卸时的状态图。 

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细说明： 

对于钢轨端面与两侧工作面的测量，按照铁道部标准有严格规定，测量钢轨端面的点是在钢轨的端面中心位置，测量两侧工作面的点是在在距钢轨端面L＝16mm处。 

请参阅图1至图3，本发明的钢轨测量装置，包括机壳、测量头移动机构、测量传感器3、提手4、拖链机构、信号放大器6、步进控制模块7、嵌入式控制板(图中未示)及固定装置。 

机壳1包括左、右侧板11、12、连接在左、右侧板11、12顶端的顶面板13、连接在左、右侧板11、12底端的底板14及分别连接在左、右侧板11、12前后两端的前、后盖板15、16，以构成一狭长的矩形箱体，其中，底板14的轴向中央开设一定位槽140；机壳1的前后部内腔中还分别设有前、后上撑杆17和前、后下撑杆18，用于与一固定装置连接，该固定装置用于将本发明的手持检测机固定在钢轨上进行测量。 

测量头移动机构包括一步进电机20、一丝杆23及一滑块24，其中，步进电机20通过一连接法兰21安装在右侧板12的后部外表面上，该步进电机20的外部还安装一电机罩22，使步进电机20不会因为在现场作业而被雨淋受潮；丝杆23由步进电机20移动并通过固定在机壳1内的前、后连接架26、27可转动地轴向安装在机壳1内；滑块24螺套在丝杆23上； 

测量传感器3安装在滑块24上，并使该测量传感器3的感应头30嵌在底板14的定位槽140中。 

提手4包括前、后拉手架41、42、提手管44及电池筒45，其中，前、后拉手架41、42通过一提手内衬43间隔地安装在右侧板12的中部，该提手内衬43贴附在右侧板12的内表面上；提手管44的两端分别连接在前、后拉手架41、42上；电池筒45固定插装在提手管44内，该电池筒45的前端与前拉手架41之间安装有负极绝缘体46，并且该负极绝缘体46内安装有弹簧47；该电池筒45的后端与后拉手架42之间安装有正极绝缘体48，并且该正极绝缘体48内安装有簧片49；电池筒45内串联地安装八节电池40，为步进电机20和测量传感器3供电。 

拖链机构用于连接测量传感器3的感应头30，使感应头30跟随测量传感器3一起在机壳1内移动，该拖链机构包括一拖链架51、一连接架52、一移动拖链架53及一拖链54，其中，拖链架51安装在左侧板11的中部内表面上；连接架52 连接在感应头30与滑块24之间；移动拖链架53安装在连接架52上；拖链54的两端分别与拖链架51和移动拖链架53连接。 

信号放大器6通过安装板60安装在机壳1的前部内腔中并与测量传感器3通过信号线连接。 

步进控制模块7安装在机壳1的前部内腔中并与步进电机20通过信号线连接。 

嵌入式控制板安装在机壳1的后部内腔中，该嵌入式控制板分别与测量传感器3及步进控制模块7信号连接并由电池40供电。该嵌入式控制板为核心控制部件，负责接受上位机通过蓝牙传送的控制命令，使测量头移动机构按规定的动作执行，同时发送测量传感器3的数据到上位机完成数据传送。 

再请参阅图4和图5，固定装置包括两对左、右连接板81、82、两块钢轨接触板83、两块定位块84及两根拉勾85，其中： 

一对左、右连接板81、82分别贴附在机壳1前部的左、右侧板11、12的外表面并与位于机壳1内腔前部的上、下撑杆17、18连接，另一对左、右连接板81、82分别贴附在机壳1后部的左、右侧板11、12的外表面并与位于机壳1内腔后部的上、下撑杆17、18连接； 

两块钢轨接触板83贴附在机壳1的底板14下表面并分别连接在所述两对左、右连接板81、82的下端； 

两块定位块84的左边分别连接在钢轨接触板83的右部下表面，该两块定位块为四方体，并且该两块定位块84的上、下边相互平行，连接在上、下边左端的左侧边为与钢轨9侧面92的斜度相应的斜边，连接在上、下边右端的右侧边为与钢轨9的端面91两边的斜度相应的斜边； 

两根拉勾85的结构分别由三段构成，即大部分钢轨的端面段、整个钢轨的侧面段及一小部分钢轨的底面段；两根拉勾85的一端分别通过销钉86可转动地连接在两块定位块84的右边，该两根拉勾85的另一端连接一螺钉8。 

当钢轨测量装置在测量钢轨9的端面91时，钢轨接触板83对着钢轨9的端面91放置，并使定位块84的左侧边靠在钢轨9的右侧面上，将钢轨测量装置以卡接的方式固定在钢轨9上，此时应保证机壳1内的测量传感器3的感应头30正对着钢轨9的端面测量点； 

当钢轨测量装置在测量钢轨9的工作侧面92时，将定位块84转动180°后安 装，并将钢轨接触板83靠在钢轨9的一工作侧面92放置，使定位块84的右侧边向下靠在钢轨9的端面91一边，此时应保证机壳1内的测量传感器3的感应头30正对着钢轨9的工作侧面测量点，再在通过拉勾85的另一端勾在钢轨9另一侧的底边，旋紧螺钉87，将钢轨测量装置以包箍的方式固定在钢轨9上。 

再请参阅图6，在钢轨测量装置完成测量钢轨9的侧面92后，只需将固定装置上的螺钉87旋松，并将拉勾85以销钉86为旋转轴向上旋转α＝6.5°，便可将钢轨测量装置脱离钢轨9，完成拆卸。 

本发明的钢轨测量装置的工作原理是： 

先通过固定装置将钢轨测量装置固定在钢轨9上，通过步进控制模块7驱动步进电机20转动，进而驱动丝杆23转动，使安装在滑块24上的测量传感器3移动，从而拖动感应头30沿底板14上的定位槽140移动，就可以测量钢轨9的顶面和两侧工作面的平直度状况，测量传感器3的感应信号再通过信号放大器7的USB通讯接口传输给外部的计算机接收检测结果。提手4可以方便地携带钢轨测量装置。 

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。 

Claims (6)

1.一种钢轨测量装置，其包括机壳、测量头移动机构、测量传感器、提手及固定装置，其特征在于，

所述机壳为一狭长的箱体，该机壳包括左、右侧板、连接在左、右侧板顶端的顶面板、连接在左、右侧板底端的底板及分别连接在左、右侧板的前后两端的前、后盖板，所述机壳的前后部内腔中分别设有前上、下撑杆和后上、下撑杆，所述底板的轴向中央开设一定位槽；

所述测量头移动机构包括一步进电机、一丝杆及一滑块，所述步进电机安装在所述右侧板的后部外表面上，所述丝杆由步进电机移动并可转动地轴向安装在所述机壳内，所述滑块螺套在所述丝杆上；

所述测量传感器安装在所述滑块上，并使该测量传感器的感应头嵌在所述底板的定位槽中；

所述提手包括前、后拉手架、提手管及电池筒，所述前、后拉手架间隔地安装在所述右侧板的中部，所述提手管的两端分别连接在所述前、后拉手架上，所述电池筒固定地插装在所述提手管内，所述电池筒内安装有若干节电池，为所述步进电机和所述测量传感器供电；

所述固定装置包括两对左、右连接板、两块钢轨接触板、两块定位块及两根拉勾，

其中一对左、右连接板分别贴附在所述机壳前部的左、右侧板的外表面并与位于所述机壳前部内腔的前上、下撑杆连接，另一对左、右连接板分别贴附在所述机壳后部的左、右侧板的外表面并与位于所述机壳后部内腔的后上、下撑杆连接；

所述两块钢轨接触板贴附在所述机壳的底板下表面并分别连接在所述两对左、右连接板的下端；

所述两块定位块的左边分别连接在所述钢轨接触板的右部下表面，该两块定位块为四方体，并且该两块定位块的上、下边相互平行，连接在所述定位块的上、下边左端的左侧边为与所述钢轨侧面的斜度相应的斜边，连接在所述定位块的上、下边右端的右侧边为与所述钢轨的端面两边的斜度相应的斜边；

所述两根拉勾的一端分别通过销钉可转动地连接在所述两块定位块的右边，该两根拉勾的另一端连接一螺钉；

当手持检测机在测量所述钢轨的端面时，所述钢轨接触板对着所述钢轨的端面放置，并使所述定位块的左侧边靠在所述钢轨的右侧面上，将所述手持检测机以卡接的方式固定在所述钢轨上；

当手持检测机在测量所述钢轨的侧面时，将所述定位块转动180°后安装，并将所述钢轨接触板靠在所述钢轨的一侧面放置，使所述定位块的右侧边向下靠在所述钢轨的端面一边，再通过拉勾的另一端勾在所述钢轨的另一侧面的底边，将所述手持检测机以包箍的方式固定在所述钢轨上。

2.根据权利要求1所述的钢轨测量装置，其特征在于，所述机壳内还安装一拖链机构，该拖链机构包括一拖链架、一连接架、一移动拖链架及一拖链，所述拖链架安装在所述左侧板的中部内表面上，所述连接架连接在所述测量传感器的感应头与所述滑块之间，所述移动拖链架安装在所述连接架上，所述拖链的两端分别与所述拖链架和所述移动拖链架连接。

3.根据权利要求1所述的钢轨测量装置，其特征在于，所述机壳的前部内腔中安装一与所述步进电机电连接的步进控制模块及通过一安装板安装一与所述测量传感器电连接的信号放大器，所述机壳的后部内腔中安装一嵌入式控制板，该嵌入式控制板分别与所述测量传感器及所述步进控制模块信号连接并由所述电池供电。

4.根据权利要求1所述的钢轨测量装置，其特征在于，所述电池筒的前端与所述前拉手架之间安装有负极绝缘体，并且该负极绝缘体内安装有弹簧，该电池筒的后端与所述后拉手架之间安装有正极绝缘体，并且该正极绝缘体内安装有簧片。

5.根据权利要求1所述的钢轨测量装置，其特征在于，所述提手中的前、后拉手架是通过一提手内衬间隔地安装在所述右侧板的中部。

6.根据权利要求1所述的钢轨测量装置，其特征在于，所述拉勾由三段构成，即大部分所述钢轨的端面段、整个钢轨的侧面段及一小部分钢轨的底面段。

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