CN105910544A - 一种轨距测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨距测量装置，属于测量工具技术领域。其包括基座、电池盒、提手、激光位移传感器、按钮、显示屏和温度传感器，提手设置在基座中央处，按钮设置在提手上，按钮用于控制激光位移传感器开闭，电池盒、显示屏以及温度传感器均设置在基座上，激光位移传感器设置在基座底面，在底面还设置有用于定位的凸台，电池盒引出有导线，导线与激光位移传感器、显示屏和温度传感器同时进行电连接，以为激光位移传感器、显示屏和温度传感器提供电源，显示屏用于显示测量获得的数据，温度传感器用于测量环境温度，以用于根据环境温度修正测量数据。本发明装置测量精度高、不易损坏、尤其适合简陋恶劣的野外工作环境。

Description

一种轨距测量装置

技术领域

本发明属于测量工具技术领域，更具体地，涉及一种用于测量铁路轨距的装置。

背景技术

目前，轨道交通系统在轨道施工验收和常规养护维修过程中普遍采用轨距尺进行轨距测量，在现在流行的轨距尺上，普遍采用直线式位移传感器进行接触测量，传统接触测量方法要求测量探头与钢轨被测表面紧密接触，由于存在机械作用的测量力，这会造成测量精度不满足要求。

近年来，国内外研究并装备了现代化大型轨道检测车，配备先进的光电测量方法进行轨距测量，但是，光电测量方法设备复杂造价昂贵，在铁路新线建设施工过程中和工务段日常的养护检修过程中使用会受到极大限制。

申请公布号为CN103837090A的中国发明专利申请公开了一种火车轮轨距测量紧密双向水平激光尺，以实现高精度的非接触式测量，其通过测量控制模块同步控制左激光测量头和右激光测量头发出测量激光脉冲，同时开始接收，通过激光数组测相原理得到两侧车轮的距离。该装置结构复杂，设备昂贵。

随着铁路建设的发展，列车运行的速度越来越快，特别是近几年高速铁路的快速发展，对铁路运输的安全、线路质量及线路轨道静态几何参数提出了更高的要求。现有的轨检装置或是测量精度不高，或者设备结构复杂昂贵，或者采用标尺对刻线的办法，使得测量过程繁琐同时精度不高，同时在野外使用过程中故障较多，并不易进行维护和保养。

譬如，常用的轨距测量装置采用电感传感器或者光栅尺进行测距，在测量时候，需要轨距测量装置传感器测头紧靠在待测铁轨轨顶内侧垂直平面上，由于测量力的存在，容易引起测量装置传感器测头、传动系统或者待测对象表面发生弹性形变，从而引起系统误差，并导致测头磨损和划伤被测轨面问题；此外，这类轨距测量装置在使用过程中频繁移动传感器测头，造成传感器磨损甚至用力过大损坏传感器；为了提高常规轨距测量装置的测量精度，一般需要使用音圈电机控制测量力，减小因形变引起的随机误差，但是野外操作环境恶劣，音圈电机容易失效；最后，轨检尺使用一段时期后普遍腐蚀严重，精度下降严重导致无法使用，耐用性很差。

因此，需要开发出结构简单、成本低、测量精度高、不容易损坏、环境适应性好、便于使用和维护的轨距测量装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种轨距测量装置，其目的在于，采用激光位移传感器配合凸台定位进行轨距测量，能对被测轨面进行非接触式轨距测量，本发明装置测量精度高、结构简单、不易损坏，能适用恶劣简陋的野外工作环境。

以实现上述目的，本发明提供一种轨距测量装置，其包括基座、电池盒、提手、激光位移传感器、按钮、显示屏和温度传感器，其中，

所述提手设置在基座中央处，所述按钮设置在提手上，所述按钮用于控制激光位移传感器开闭，所述电池盒、显示屏以及温度传感器均设置在基座上，所述激光位移传感器设置在基座底面，在所述底面还设置有用于定位的凸台，所述凸台和所述激光位移传感器相邻设置，

所述电池盒引出有导线，所述导线与激光位移传感器、显示屏和温度传感器同时进行电连接，以为激光位移传感器、显示屏和温度传感器提供电源，所述显示屏用于显示测量获得的数据，所述温度传感器用于测量环境温度，以用于根据环境温度修正测量数据。

进一步的，所述电池盒包括电池盒盒体、O形环、电池盒盒盖、蝶形螺钉以及电池，所述电池盒盒体成矩形体状，其一个面上设置有开口，在开口处加工有沟槽，该沟槽内设置有O形环，电池盒盒盖通过蝶形螺钉连接在电池盒盒体的开口上，同时压紧O形环。

进一步的，电池盒盒盖上加工有沉孔，沉孔上段为直径较小的螺纹孔，沉孔下段为直径较大直孔，所述蝶型螺钉下端部为尖状，以便于找寻所述沉孔，其下段具有螺纹以与电池盒盒盖沉孔上的螺纹孔相配合，其中端为光杆，其上段为蝶形形状，便于旋转操作。

进一步的，所述基座为锻铝材料，其经过阳极氧化处理和外表面喷漆处理，所述基座下底面加工有凹槽并设置有加强筋，以减轻质量并提高基座刚度，同时还能避免了雨水的积蓄。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明装置测量精度高，由于采用了激光位移传感器，利用光电测量原理，避免了传统的接触式测量方法原理上引入的阿贝误差和测量力引起的随机误差，同时可根据温度传感器反馈的环境温度，考虑进行测量补偿，避免了由于热胀冷缩引入的变值系统误差，使得新型轨距测量装置的分辨率和精度得到了很大的提高；

2、本发明装置零部件的选材合理，对基座进行了表面处理、喷漆，对电池盒进行了密封，在基座下表面加工凹槽以防雨水蓄积同时形成加强筋，这些看似简易而巧妙的设计综合在一起，极大提高了本发明装置的环境适应性，适合在野外操作，避免了现有的轨距尺由于恶劣环境下故障频发导致无法使用的问题，其环境适应性较好。

3、本发明装置的提手设计预留了充裕的操作空间，以便于操作，特别是适合冬季戴厚手套时操作。另外，针对电池更换较为频繁，采用快装结构就能实现电池更换，不需要携带专用工具，也避免使用细小件，更适合野外简陋的工作环境。

附图说明

图1是本发明实施例提供的新型轨距测量装置的三维结构示意图；

图2是本发明实施例提供的新型轨距测量装置结构示意图，其为平面示意图；

图3是本发明实施例提供的电池盒盒体结构示意图，其采用快拆结构，方便拆卸。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-基座 2-电池盒 3-提手

4-激光位移传感器 5-按钮 6-显示屏

7-温度传感器

a-电池盒盒体 b-O形环 c-电池盒盒盖

d-蝶形弹簧 e-电池

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明提供的新型轨距测量装置三维示意图，图2是本发明提供的新型轨距测量装置结构示意图；其中，由基座1、电池盒2、提手3、激光位移传感器4、按钮5、显示屏6和温度传感器7组成。其中，电池盒2、提手3、激光传感器4、显示屏5和温度传感器7装在基座1上。

其中，基座1采用锻铝材料，原料廉价易得，并具有较轻的重量、较高的强度和抗腐蚀性能，同时通过阳极氧化和外表面喷漆综合处理，使基座具有较强的环境适应性，提高测量装置使用寿命。基座1一端的底面上有设置有小凸台，该小凸台用于定位，其一个面为定位面，用于贴合在一侧铁轨轨顶内侧垂直平面以进行定位，基座1下底面加工有凹槽并形成加强筋，这样的设计能减轻重量，提高基座刚度，减小了日常磕碰造成的变形，同时避免了雨水的积蓄造成腐蚀。

提手3位于基座上方中间处，并装有按钮5，按钮5的数量为两个，一个按钮用于控制本装置电路是否接通，另一个按钮控制激光传感器是否发射激光进行测距。提手3采用高强度工程塑料制造，其重量轻，棱边圆形倒角，握持舒适，提手3下底面加工有凹槽并形成加强筋，提高刚度，且提手高度较高，操作空间大，便于冬季戴厚手套操作。

电池盒2位于提手3左侧，电池盒引出有导线，导线与激光传感器4、显示屏6和温度传感器7穿过保护管相连接以提供电源。显示屏6位于提手右侧，用来显示测量数据。温度传感器7位于显示屏右方，距离较远，避免干扰，用于测量环境温度，以便于根据环境温度进行实际补偿。

电池盒3包括电池盒盒体a、O形环b、电池盒盒盖c、蝶形螺钉d和电池e。其中，电池盒盒体a成矩形体状，其一个面上设置有开口，在开口处加工有沟槽，该沟槽内固定有O形环b，电池盒盒盖c通过铰链和电池盒盒体a相连接，同时通过蝶形螺钉d牢固固定在电池盒壳a体后，O形环b截面压缩变形，移至沟槽一边从而能封闭需密封的间隙，达到密封的目的，防止水汽进入腐蚀电极。电池e选用低温电池，便于冬季使用。

考虑到使用过程中电池e更换最为频繁，电池盒盒体a两侧留有空间并采用快拆结构。图3是本发明实施例提供的电池盒盒体结构示意图，其采用快拆结构，方便拆卸。由图可知，电池盒盒盖c上加工有沉孔，沉孔上方为直径较小的螺纹孔，沉孔下方为直径较大直孔，蝶型螺钉d前端为针状，便于找孔定位，前部较粗并加工有螺纹以与电池盒盒盖c螺纹孔相配合，中端为细长光杆，后端直径较大并加工为蝶形形状，便于旋转操作。

当蝶型螺钉d通过尖状前端与电池盒盒盖c沉孔上方的螺纹孔定位后，旋转蝶型螺钉d，直到前端掉入沉孔下方的直径较大和深度较深直孔中，同时蝶型螺钉d中端细长光杆进入沉孔上方的直径较小的螺纹孔中，蝶型螺钉d可在电池盒盒盖c沉孔内上下移动但无法脱离。

当蝶型螺钉d向下移动时，蝶型螺钉d后端将带动电池盒盒盖c关闭，当蝶型螺钉d与电池盒盒体a螺纹孔定位并顺时针旋转后即可锁紧，实现电池盒盒盖c密封牢固地固定在电池盒盒体a上。

当蝶型螺钉d与电池盒盒体a螺纹孔逆时针旋转并向上移动时，由于蝶型螺钉d未与电池盒盒盖c沉孔上方的直径较小的螺纹孔形成配合，且由于沉孔下方的直孔深度较深，可容纳蝶型螺钉d的全部前端，蝶型螺钉d前端顶面将顶住电池盒盒盖c并带动电池盒盒盖c打开。

在电池盒盒盖c打开或关闭的过程中，只需旋转蝶形螺钉d即可，操作很方便，不需要携带其他工具辅助，同时在此过程中蝶形螺钉d不脱离电池盒盒盖c，没有细小件脱离，避免丢失引起的不便。

激光位移传感器4位于基座1下方，其与基座1凸台的靠面在常温下的距离已经过标定并储存起来，用于测量另一侧铁轨轨顶内侧垂直平面到激光位移传感器4的距离。激光位移传感器4可用其他类型测距传感器代替，譬如红外测距传感器或超声波测距传感器。

使用本发明装置方法如下：

按下控制电路接通的按钮，待激光位移传感器4预热后将测量装置放在两根铁轨顶面上，将基座1凸台靠住一侧铁轨顶内侧垂直平面定位，按下用于控制激光发射的按钮后，激光位移传感器4向铁轨轨顶内侧垂直平面发射并接收激光，得到激光位移传感器4与另一侧铁轨轨顶内侧垂直平面的距离，再加上原先储存的其与基座凸台靠面的距离和温度补偿值即为轨距。

本发明轨距尺测量装置与现有的轨检尺相比，具有测量过程简单、测量精度高、读取方便、适宜在野外环境使用的特点。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轨距测量装置，其特征在于，其包括基座(1)、电池盒(2)、提手(3)、激光位移传感器(4)、按钮(5)、显示屏(6)和温度传感器(7)，其中，

所述提手(3)设置在基座(1)中央处，所述按钮(5)设置在提手(3)上，所述按钮(5)用于控制激光位移传感器开闭，

所述电池盒(2)、显示屏(6)以及温度传感器(7)均设置在基座(1)上，所述激光位移传感器(4)设置在基座(1)底面，在所述底面还设置有用于定位的凸台，所述凸台和所述激光位移传感器(4)相邻设置，

所述电池盒(2)引出有导线，所述导线与激光位移传感器(4)、显示屏(6)和温度传感器(7)同时进行电连接，以为激光位移传感器(4)、显示屏(6)和温度传感器(7)提供电源，所述显示屏(6)用于显示测量获得的数据，所述温度传感器(7)用于测量环境温度，以用于根据环境温度修正测量数据。

2.如权利要求1所述的一种轨距测量装置，其特征在于，所述电池盒(3)包括电池盒盒体(a)、O形环(b)、电池盒盒盖(c)、蝶形螺钉(d)以及电池(e)，

所述电池盒盒体(a)成矩形体状，其一个面上设置有开口，在开口处加工有沟槽，该沟槽内设置有O形环(b)，电池盒盒盖(c)通过蝶形螺钉(d)连接在电池盒盒体(a)的开口上，同时压紧O形环(b)。

3.如权利要求2所述的一种轨距测量装置，其特征在于，电池盒盒盖(c)上加工有沉孔，沉孔上段为直径较小的螺纹孔，沉孔下段为直径较大直孔，

所述蝶型螺钉(d)下端部为针尖状，以便于找寻所述沉孔，其下段具有螺纹以与电池盒盒盖(c)沉孔上的螺纹孔相配合，其中端为光杆，其上段为蝶形形状，便于旋转操作。

4.如权利要求1-3之一所述轨距测量装置，其特征在于，所述基座(1)为锻铝材料，其经过阳极氧化处理和外表面喷漆处理，

所述基座(1)下底面加工有凹槽并设置有加强筋，以减轻质量并提高基座刚度，同时还能避免了雨水的积蓄。