CN103507832A - 一种轨道几何尺寸检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种轨道几何尺寸检测装置,其特征是由测量梁、辅助梁、连接轴组成,测量梁和辅助梁通过连接轴连接;测量梁的右探杆一端固定在右翼梁中,一端与安装在左翼梁中的位移传感器测量探头接触,左翼梁和右翼梁通过复位弹簧连接,外围设有防尘圈;测量梁中安装有测量轨距的位移传感器,测量水平的倾角传感器;辅助梁的右探杆一端固定在右翼梁中,一端与左翼梁接触,左翼梁和右翼梁通过复位弹簧连接,复位弹簧外围设有防尘圈;本发明将轨道检查仪的结构设计成“工”字型,通过在“工”字型结构中安装轨距传感器和倾角传感器实现对轨距和水平的直接测量,消除了假轨距的影响,测量出真轨距、真水平值,提高了测量值得准确性和操作效率。

Description

一种轨道几何尺寸检测装置
技术领域
本发明属于轨道测量技术领域,涉及轨道的轨距、水平的测量装置。
背景技术
随着我国铁路运输向高速、重载、大密度方向发展,对钢轨的要求越来越苛刻,对钢轨使用状态的检测与控制必将越来越重视、精细。
轨道的平顺性对铁路特别是高速铁路有着很大的影响,有时可能造成脱轨的事故。目前国内主要采用轨道检测仪和轨道测量仪对轨道的平顺性进行检测。国内的轨检小车结构主要是T型结构,由主梁和侧梁组成。通过直线位移传感器测量钢轨的轨距。直线位移传感器安装在主梁中。该传感器一端固定,一端活动。在活动端压靠踏面下16mm处的钢轨工作边并装有复位弹簧,而固定端通过侧梁与另侧钢轨工作边接触。测量时活动端移动,轨距传感器输出轨距变化,传感器的输出值与设计参数相加即所测得轨距值。由于T型轨检小车的主梁一端直接与钢轨工作边接触,而另一端是通过侧梁与钢轨另侧工作边接触,当在直线段走行时,轨距传感器测得值为轨距的真实值;当在曲线段走行时,侧梁在钢轨上变成了钢轨的一条弦,主梁的一端在此弦的中点上,由于轨距传感器所测得的轨距值为主梁两端的距离,因此轨距传感器所测得的轨距值存在较大的误差,该差值即为假轨距。水平(超高)通过倾角传感器测量,倾角传感器安装于主梁中。倾角传感器所测得的是左右两钢轨表面与水平面的夹角。当线路出现超高情况时,由于侧梁两端中点同主梁与钢轨延长线接触点不处于同一高度,倾角传感器所测量的倾角与与实际反映的倾角存在原理性的偏差,就出现了假水平。假轨距、假水平问题对后续轨面高程计算有很大的影响,必须消除。现有“T”型轨检小车在测量时采用软件或硬件的方法对假轨距、假水平进行适当的补偿,这一方面会增加轨检小车的软硬件复杂度,同时也不可避免的会带来一定的附加误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的轨道几何尺寸检测装置,能同时实现对正线及道岔的相关不平顺性进行测量,实现对轨距和水平的直接测量。以防止出现T型小车的假轨距以及其引起的较大的误差,同时相比于T型结构操作更加简便,测量值更加精确。
本发明将轨道检查仪的结构设计成“工”字型,通过在“工”字型结构中安装轨距传感器和倾角传感器实现对轨距和水平的直接测量,消除了假轨距的影响,测量出真轨距、真水平。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的轨道几何尺寸检测装置,其特征是由测量梁(1)、辅助梁(5)、连接轴(3)组成,测量梁(1)和辅助梁(5)通过连接轴(3)连接。
本发明所述的测量梁(1)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、位移传感器(9)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、水平传感器(4)、右翼梁(12)等部件;右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端与安装在左翼梁(8)中的位移传感器(9)测量探头接触,左翼梁(8)和右翼梁(12)通过复位弹簧(11)连接,外围设有防尘圈(2);测量梁(1)中安装有测量轨距的位移传感器(9),测量水平的倾角传感器(4)。
本发明所述的辅助梁(5)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、右翼梁(12)等部件,右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端与左翼梁(8)接触,左翼梁(8)和右翼梁(12)通过复位弹簧(11)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2)。
本发明所述的辅助梁(5)和测量梁(1)的外形尺寸相同。
本发明所述的连接轴(3)由连接件和回转件组成,分别连接测量梁(1)和辅助梁(5)的右翼梁(12)。
本发明的另一个技术方案如下。
本发明所述的轨道几何尺寸检测装置,其特征是由测量梁(1)、辅助梁(5)、连接轴(3)组成,测量梁(1)和辅助梁(5)通过连接轴(3)连接。
本发明所述的测量梁(1)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、位移传感器(9)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、中心体(15)、倾角传感器(4)、右翼梁(12)等部件。左翼梁(8)和右翼梁(12)在中心体(15)两端。左翼梁(8)和右翼梁(12)分别通过复位弹簧(11)和中心体(15)连接,在复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2)。右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端穿过中心体(15)与安装在左翼梁(8)中的位移传感器(9)探头接触。倾角传感器(4)安装在测量梁(1)的中心体(15)处。
本发明所述的辅助梁(5)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、中心体(15)、右翼梁(12)等部件。左翼梁(8)和右翼梁(12)分别通过复位弹簧(11)和中心体(15)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2)。右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端穿过中心体(15)与左翼梁(8)接触。
本发明所述的左翼梁(8)和右翼梁(12)外形尺寸相同。
本发明所述的辅助梁(5)和测量梁(1)的外形尺寸相同。
本发明所述的连接轴(3)由连接件和回转件组成,分别连接测量梁(1)和辅助梁(5)的中心体(15)。
本发明有以下的技术效果。
本发明中所述的位移传感器(9)能时刻测量出两钢轨之间的轨距变化值。位移传感器(9)测得的值再加上一个设计参数,可以得出两钢轨之间的轨距值。钢轨真实轨距L与测量的轨距值L 1 存在关系:                                                
Figure 196911DEST_PATH_IMAGE002
,其中D为测量梁(1)和辅助梁(5)中心线之间的距离,R为测量线路的曲率半径。轨距误差为:,经分析:
Figure 97051DEST_PATH_IMAGE004
,相对于当前最高精度等级的轨检产品轨距测量项目允许±0.3mm而言,该原理性误差完全可以忽略不计。
本发明所述倾角传感器(4)测量测量梁(1)处两钢轨表面中心线之间的竖直面内高差,所在平面同水平面之间的夹角θ,再通过标准轨距值可以换算成钢轨的水平不平顺,水平计算公式为:
Figure 695523DEST_PATH_IMAGE005
本发明测量真轨距、真水平的原理是由于测量梁(1)和辅助梁(5)两端直接与钢轨表面接触,“工”字型轨道检查仪因此不存在假轨距。所产生的误差主要由线路的曲率半径R以及传感器本身的灵敏度引起,可以忽略不计。即所测得的轨距为真轨距,水平为真水平。
本发明直接测量出钢轨轨距、水平值,提高了测量值得准确性,提高了操作效率。
附图说明
附图1为“T”型轨检仪轨距误差分析图,图中D为传感器所测得的轨距值,X为存在的假轨距。
附图2为本发明的结构示意图,图中1为测量梁,2防尘圈,3为连接轴,4倾角传感器,5为辅助梁。
附图3为本发明的测量梁示意图,图中6为走行轮,7为导向测量轮,8为左翼梁,9为位移传感器,10为右探杆,11为复位弹簧,12为右翼梁,13为走行轮下母线边线,14为导向轮外侧母线。
附图4为本发明另一种技术方案(实施例2)的结构示意图,图中15为中心体。
附图5为本发明另一种技术方案(实施例2)的测量梁示意图,图中Y为轨距传感器所测得的轨距值。
附图6为本发明轨距误差分析图,图中L为轨道的真实轨距值,L1为传感器所测得的轨距值,D1为两主梁的距离,R为钢轨的曲率半径,a为真实轨距与测量轨距的夹角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1。
如图2、3,测量梁(1)和辅助梁(5)的左翼梁(8)、右翼梁(12)通过复位弹簧(11)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2),右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端与左翼梁(8)中的位移传感器(9)探头接触,在复位弹簧(11)的作用下,各自轮系分别与轨道左、右轨保持密贴。安装于翼梁端部的左、右走行轮(6)同时也是水平测量轮,其下母线边线(13)所决定的主梁水平姿态直接反映了轨道的水平状态,测量水平的倾角传感器(4)安装于测量梁(1)的右翼梁(12)中,可实现真水平的测量;安装于走行轮(6)下方的导向轮(7)同时也是轨距测量轮,其外侧母线(14)决定的前、辅助梁的左、右翼梁之间的相对位置变化,即反映了轨道轨距的变化,安装于左翼梁(8)上的位移传感器(9)测头与右翼梁(12)的测量探杆(10)接触,可实现真轨距的测量。当钢轨存在轨距不平顺时,通过位移传感器测量值与本发明中的轨道几何尺寸检查装置中的设计参数能计算出钢轨的轨距值;当钢轨存在水平不平顺时,倾角传感器(4)就先测得两钢轨的倾斜角度,同时采取轨距传感器所测得的轨距值换算成轨道的真实水平值。
实施例2。
如图4、5,测量梁、辅助梁分别由左翼梁(8)、右翼梁(12)中心体(15)组成。测量梁(1)和辅助梁(5)在中心体(15)处通过连接轴(3)连接,左翼梁(8)与中心体(15)、右翼梁(12)和中心体(15)之间通过相同的复位弹簧(11)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2)。右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端从中心体(15)中穿过,与安装于左翼梁(8)中的位移传感器(9)测量探头接触。
在复位弹簧(11)的作用下,各自轮系分别与轨道左、右轨保持密贴。安装于翼梁端部的左、右走行轮(6)同时也是水平测量轮,其下母线边线(13)所决定的主梁水平姿态直接反映了轨道的水平状态,测量水平的倾角传感器(4)安装于测量梁(1)的中心体(15)中,可实现真水平的测量;安装于走行轮(6)下方的导向轮(7)同时也是轨距测量轮,其外侧母线(14)决定的前、辅助梁的左、右翼梁之间的相对位置变化,即反映了轨道轨距的变化,安装于左翼梁(8)上的位移传感器(9)测头通过与右翼梁(12)的测量探杆(10)接触,可实现真轨距的测量。当钢轨存在轨距不平顺时,通过轨距传感器测量值与本发明中的轨道几何尺寸检查装置中的设计参数能计算出钢轨的轨距值;当钢轨存在水平不平顺时,倾角传感器(4)就先测得两钢轨的倾斜角度,同时采取轨距传感器所测得的轨距值换算成轨道的真实水平值。

Claims (4)

1.一种轨道几何尺寸检测装置,其特征是由测量梁(1)、辅助梁(5)、连接轴(3)组成,测量梁(1)和辅助梁(5)通过连接轴(3)连接;
所述的测量梁(1)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、位移传感器(9)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、水平传感器(4)、右翼梁(12);右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端与安装在左翼梁(8)中的位移传感器(9)测量探头接触,左翼梁(8)和右翼梁(12)通过复位弹簧(11)连接,外围设有防尘圈(2);测量梁(1)中安装有测量轨距的位移传感器(9),测量水平的倾角传感器(4);
所述的辅助梁(5)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、右翼梁(12);右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端与左翼梁(8)接触,左翼梁(8)和右翼梁(12)通过复位弹簧(11)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2);
所述的辅助梁(5)和测量梁(1)的外形尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征是所述的连接轴(3)由连接件和回转件组成,分别连接测量梁(1)和辅助梁(5)的右翼梁(12)。
3.一种轨道几何尺寸检测装置,其特征是由测量梁(1)、辅助梁(5)、连接轴(3)组成,测量梁(1)和辅助梁(5)通过连接轴(3)连接;
所述的测量梁(1)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、位移传感器(9)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、中心体(15)、倾角传感器(4)、右翼梁(12);左翼梁(8)和右翼梁(12)在中心体(15)两端;左翼梁(8)和右翼梁(12)分别通过复位弹簧(11)和中心体(15)连接,在复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2);右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端穿过中心体(15)与安装在左翼梁(8)中的位移传感器(9)探头接触;倾角传感器(4)安装在测量梁(1)的中心体(15)处;
所述的辅助梁(5)包括由走行轮(6)和导向轮(7)组成的轮系、左翼梁(8)、右探杆(10)、复位弹簧(11)、防尘圈(2)、中心体(15)、右翼梁(12);左翼梁(8)和右翼梁(12)分别通过复位弹簧(11)和中心体(15)连接,复位弹簧(11)外围设有防尘圈(2);右探杆(10)一端固定在右翼梁(12)中,一端穿过中心体(15)与左翼梁(8)接触;
所述的左翼梁(8)和右翼梁(12)外形尺寸相同;
所述的辅助梁(5)和测量梁(1)的外形尺寸相同。
4.根据权利要求3所述的检测装置,其特征是所述的连接轴(3)由连接件和回转件组成,分别连接测量梁(1)和辅助梁(5)的中心体(15)。
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