CN106245474A - 一种轨道检测小车 - Google Patents

Abstract

一种轨道检测小车，其包括底架、车轮、测量装置、提升装置、锁定装置和牵引装置；两个所述车轮分别安装于所述底架的左、右两侧，并与所述底架连接，用于在轨道检测小车放下时将小车支撑于钢轨上，并让轨道检测小车能够在钢轨上移动作业；两个所述测量装置分别安装在左、右钢轨正上方并固定于所述底架上，用于通过非接触式检测方式在线检测钢轨的轨道廓形及波磨；所述提升装置用于将所述底架提起至轨道上方预定高度或将所述底架放下至钢轨上；所述锁定装置用于在所述底架被提起至轨道上方预定高度时将所述底架锁定；所述牵引装置安装于所述底架前侧并与所述底架固定连接，用于牵引放下至钢轨上的轨道检测小车随钢轨修复车辆移动。

Description

一种轨道检测小车

技术领域

本发明涉及工程设备技术领域，尤其是一种用于钢轨修复车辆的轨道检测小车。

背景技术

近年来，随着轨道交通运营量增加和运行速度的提高，钢轨表面损伤问题开始越来越突出，如果钢轨表面损伤得不到及时、有效的整修，将严重影响行车安全以及钢轨使用寿命。为了保证列车运行的安全性、稳定性和舒适性，改善轮轨接触状态，降低轮轨噪声，提高钢轨的使用寿命，同时减缓钢轨表面伤损扩展速度, 必须采用快速、高效的移动式在线整修技术来消除钢轨表面伤损，恢复钢轨良好的廓形和平顺度。

目前本领域内普遍使用钢轨打磨车进行钢轨修复，但是，钢轨打磨车在作业时容易产生飞溅的火花、金属粉尘和噪声，会污染空气、恶化作业环境、引起火灾，甚至影响作业后的正常运营。为减少钢轨打磨车的污染，近年来发展出了钢轨铣磨车，该车主要包括铣削和打磨两套程序，首先对钢轨表面进行纵向铣削，随后通过将铣削过的钢轨表面进行打磨。虽然还在一定程度上解决了纯钢轨打磨车的部分问题，但是，由于该车仍有对钢轨磨的程序，因此，打磨产生的火花和污染等问题仍然存在。

为解决钢轨打磨车和钢轨铣磨车所存在的上述问题，本领域内正在研究能够对钢轨进行修复且对环境影响不大的钢轨铣削车，该车的工作装置完全使用铣削的方式对钢轨进行修复，工作过程中基本不会产生火花和烟尘。

为了验证钢轨打磨车/铣削车对钢轨的修复是否满足要求，需要对修复后的钢轨质量尤其是轨道廓形和波磨进行检测，目前，业内主要使用高测量精度的手持设备或手推式小车在钢轨打磨车/铣削车工作过后对钢轨质量进行测量，但是，手持设备只能实现单点测量，手持设备或手推式小车也不适用于地铁隧道等人员不易进入的场所，因此，需要一种能够对钢轨质量进行在线测量的装置。对于钢轨打磨车而言，由于其打磨精度不高，目前市场上的一些轨道检测车可以对其打磨后的钢轨质量进行检测，但是由于钢轨铣削车对轨道的修复精度很高，现有的轨道检测车无法满足其作业后的钢轨检测精度要求。

申请号为201520096195.4的中国实用新型专利公开了一种轨道检测小车，其包括车体，所述车体包括箱型骨架和主梁，所述箱型骨架为对称的刚性结构，包括两根侧梁和两个平行对置的边板，每根侧梁端部分别位于两个所述边板上方与其垂直交接；所述主梁为车体中心轴，两端与所述边板的板面中心连接，平行于所述侧梁；所述滚动轮为三点式支撑结构，轴向与所述主梁一致，位于同一水平面的两个内轨轮和一个外轨轮，所述内轨轮相对于主梁对称分布在一侧边板的两端，所述外轨轮位于另一侧边板的中心，整个车体不易变形，抗扭刚性大，可稳固支撑电源、各种传感器，三个滚动轮基面唯一，上述结构提高检测数据精度，但不能实现在线检测。

发明内容

本发明提供一种轨道检测小车，用于对钢轨铣削车作业前后的轨道进行高精度的在线检测。

本发明提供的一种轨道检测小车，包括底架、车轮、测量装置、提升装置、锁定装置和牵引装置；

至少两个所述车轮分别安装于所述底架的左、右两侧，并与所述底架连接，用于在轨道检测小车放下时将其支撑于钢轨上，并保证轨道检测小车能够在钢轨上移动作业；

至少两个所述测量装置分别安装在对应于左、右钢轨正上方的所述底架上，用于通过非接触式检测方式在线检测钢轨的轨道廓形及波磨；

所述提升装置安装于所述底架及轨道修复车辆的车体之间，用于将所述底架提起至轨道上方预定高度或将所述底架放下至钢轨上；

所述锁定装置固装于所述轨道修复车辆的下部，用于在所述底架被提起至轨道上方预定高度时将所述底架锁定；

所述牵引装置安装于所述底架前侧并与所述底架固定连接，所述牵引装置还连接于所述轨道修复车辆的下部，用于牵引放下至钢轨上的轨道检测小车随钢轨修复车辆移动。

优选的是，所述底架包括：左底架、右底架、横向气缸、横向导向装置；所述左底架和右底架左右对称设置，所述左底架和右底架内侧通过所述横向导向装置连接，所述左底架、右底架外侧连接有所述车轮；所述左底架、右底架上分别固定有一个所述测量装置；所述横向气缸两端分别通过第一连接组件、第二连接组件固定于所述左底架、右底架上，所述横向气缸用于在所述轨道检测小车置于钢轨上时往横向加压，以将所述左底架和右底架上安装的车轮与钢轨内侧贴紧；所述横向导向装置的两端分别连接所述左底架和右底架，所述横向导向装置可横向伸缩，用于在所述左底架和右底架在所述横向气缸作用下横向远离时保证所述左底架和右底架在纵向不偏离。

在上述方案中优选的是，所述横向导向装置包括：导杆、导套、压缩弹簧、弹簧压头及螺母；所述导杆包括安装端和导向端，所述导向端为圆柱形且表面具有螺纹；所述导套为一个沿长度方向开有中心通孔的长方体；所述弹簧压头中心具有一通孔；所述导杆的安装端和导套分别固定于所述左底架、右底架的内侧底面，所述导杆的导向端依次同轴穿过所述导套、压缩弹簧、弹簧压头；所述螺母安装于所述导向端上弹簧压头外侧，用于将所述压缩弹簧固定于预定的压缩长度。

在上述任一方案中优选的是，每个所述测量装置包括：至少两个二维激光位移传感器和至少五个一维激光位移传感器；所述至少两个二维激光位移传感器分别设置于单根钢轨上方的内、外侧，用于测量单侧钢轨的内、外侧轮廓；所述至少五个一维激光位移传感器沿单根钢轨纵向等间距设置于轨顶中心线上方， 用于测量单侧钢轨的波磨。

在上述任一方案中优选的是，所述提升装置包括提升气缸，所述提升气缸的上端通过第一连接板连接于钢轨修复车辆的车架下表面，所述提升气缸的下端通过连接部件与所述底架连接。

在上述任一方案中优选的是，所述锁定装置包括左右对称的左锁定装置、右锁定装置；所述左/右锁定装置包括：定位板、托架、钩板、第一定位块、第二定位块、锁定气缸；其中，所述定位板焊接于所述钢轨修复车辆的车架下方，所述定位板上预定位置设置有一焊销；所述钩板上开有一通孔，所述焊销穿过所述钩板上的通孔，所述钩板通过相应尺寸的垫圈和螺母固定于所述焊销位置，且所述钩板能够绕所述焊销在竖直面内旋转；所述托架固装于所述钩板内侧的所述定位板上；所述第一定位块连接于所述钩板外侧的所述定位板上，所述第二定位块连接于所述钩板内侧的所述定位板上；所述锁定气缸的一端与所述托架固定连接，所述锁定气缸的另一端与所述钩板连接；所述托架、钩板、第一定位块、第二定位块、锁定气缸均位于所述定位板的同侧；所述锁定气缸用于在加压伸长时将所述钩板往外侧推出至所述第一定位块的位置，并在泄压缩短时将所述钩板拉回至所述第二定位块的位置。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引装置包括两组平行牵引杆、铰接头、第二连接板、连接组件；其中，每组平行牵引杆的一端通过所述铰接头及辅助零件与所述第二连接板连接，每组平行牵引杆的另一端通过所述铰接头及辅助零件与所述连接组件下侧连接；所述第二连接板连接于所述底架前侧，所述连接组件的上侧连接于钢轨修复车辆的车架底部。

本发明提供的上述轨道检测小车的工作原理是：当钢轨修复车辆作业时，通过控制提升装置使轨道检测小车下降，当轨道检测小车降至钢轨上时完成下降动作，此时给轨道检测小车一个恒定的下压力以使轨道检测小车的车轮下侧始终与钢轨上表面紧贴，同时，当轨道检测小车位于钢轨上时，通过风路控制系统控制横向气缸伸出，并在轨道检测小车的车轮外侧紧靠钢轨内侧时给横向气缸一个恒定的压力，从而保证轨道检测小车随钢轨修复车辆在线测量时的测量装置中用于测量的传感器与钢轨的相对位置基本固定，以保证钢轨廓形和波磨测量的准确性，同时保证轨道检测小车运行的稳定性。当轨道检测小车被下放至钢轨上时，可实现在线测量，当钢轨修复车辆在非作业状态下时，可通过风路控制系统控制横向气缸、提升气缸缩回，从而可将轨道检测小车提起至轨道上方预定高度并采用锁定装置对其锁定，保证其不会下落，提高安全性。该轨道检测小车不仅可以实现在线轨道检测，而且测量精度远高于现有的在线式测量的轨道检测车的检测精度，能够满足钢轨修复车辆铣削作业后的检测精度要求。

更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。

附图说明

图1为本发明所述一种轨道检测小车的一优选实施例的主视图；

图2为图1所示实施例的一种轨道检测小车的侧视图；

图3为图1所示实施例的底架1的具体结构示意图；

图4为图3中横向导向装置14的具体结构示意图；

图5为图1中锁定装置5的左锁定装置51具体结构示意图；

图6为图1中锁定装置5的右锁定装置52具体结构示意图；

图1-图6中的数字标记表示：

1 底架 2 车轮 3 测量装置 4 提升装置 5 锁定装置 6 牵引装置 11 左底架12 右底架 13 横向气缸 14横向导向装置

15 第一连接组件 16 第二连接组件

141 导杆 142 导套 143 压缩弹簧 144 弹簧压头 145 螺母

1411 安装端 1412 导向端

41 提升气缸 42 第一连接板 43连接部件

51 左锁定装置 52 右锁定装置

511 定位板 512 托架 513 钩板 514第一定位块 515 第二定位块

516 锁定气缸 517焊销 521 定位板 522 托架 523 钩板

524第一定位块 525 第二定位块 526 锁定气缸 527焊销

61牵引杆 62铰接头 63第二连接板 64连接组件。

具体实施方式

本文中为方便说明，将轨道检测小车随钢轨修复车辆的行车方向的左侧定义为左，将轨道检测小车随钢轨修复车辆的行车方向的右侧定义为右，将钢轨往外侧的方向定义为外，将钢轨往内侧的方向定义为内。

下面结合附图1-图4描述本发明所提供的轨道检测小车的优选实施例。

图1为本发明实施例提供的一种轨道检测小车的主视图，图2为本发明实施例提供的一种轨道检测小车的侧视图，图3为本发明实施例提供的一种轨道检测小车的底架1的详细结构示意图。如图1和图2中所示，该轨道检测小车包括底架1、车轮2、测量装置3、提升装置4、锁定装置5和牵引装置6；其中，

两个车轮2分别安装于底架1的左、右两侧，并与底架1连接，用于在轨道检测小车放下时将小车支撑于钢轨上，并让轨道检测小车能够在钢轨上移动作业；

两个测量装置3分别安装在左、右钢轨正上方并固定于底架1上，用于通过非接触式检测方式在线检测钢轨的轨道廓形及波磨；

提升装置4用于将底架1提起至轨道上方预定高度或将底架1放下至钢轨上；

锁定装置5用于在底架1被提起至轨道上方预定高度时将底架1锁定；

牵引装置6安装于底架1前侧并与底架1固定连接，用于牵引放下至钢轨上的轨道检测小车随钢轨修复车辆移动。

图3为图1中底架1的具体结构示意图，如图3中所示，底架1包括：左底架11、右底架12、横向气缸13、横向导向装置14；其中，左底架11和右底架12左右对称，内侧通过横向导向装置14连接，左底架11、右底架12外侧连接有车轮2（图2中未示出）；左底架11、右底架12上分别固定有一个测量装置3（图2中未示出）；横向气缸13两端分别通过第一连接组件15、第二连接组件16固定于左底架11、右底架12上，横向气缸13用于在轨道检测小车置于钢轨上时往横向伸出，以将左底架11和右底架12上安装的车轮2与钢轨内侧贴紧；横向导向装置14可横向伸缩，用于在左底架11和右底架12在横向气缸13作用下横向远离时保证所述左底架11和右底架12在纵向不偏离。

图4为图3中横向导向装置14的具体结构示意图，如图3中所示，横向导向装置14包括：导杆141、导套142、压缩弹簧143、弹簧压头144及螺母145；其中，导杆141包括安装端1411和导向端1412，导向端1412为圆柱形且表面具有螺纹；导套142为一沿长度方向中心开有一通孔的长立方体；弹簧压头144中心具有一通孔；导杆141的安装端1411和导套142分别固定于左底架11、右底架12内侧底面，导杆141的导向端1412依次同轴穿过导套142、压缩弹簧143、弹簧压头144；螺母145安装于导向端1412上弹簧压头144外侧，用于将压缩弹簧143固定于预定压缩高度。

每个测量装置3包括：两个二维激光位移传感器和五个一维激光位移传感器；所述两个二维激光位移传感器设置于钢轨上方左、右侧，用于测量单侧钢轨的内、外侧轮廓；所述五个一维激光位移传感器沿钢轨纵向等间距设置于轨顶中心线上方，用于测量单侧钢轨的波磨。

如图1中所示，在一个优选实施例中，提升装置4包括提升气缸41，提升气缸41的上端通过第一连接板42焊接于钢轨修复车辆的车架下表面，提升气缸41的下端通过连接部件43与所述底架1连接。

图5及图6为图1中锁定装置5的具体结构示意图，如图5中所示，锁定装置5包括左右对称的左锁定装置51、右锁定装置52。如图5中所示，左锁定装置51包括：定位板511、托架512、钩板513、第一定位块514、第二定位块515、锁定气缸516；其中，定位板511焊接于钢轨修复车辆的车架下方，定位板511上预定位置设置有一焊销517；钩板513上开有一通孔，焊销517穿过钩板513上的通孔，钩板513通过相应尺寸的垫圈和螺母固定于焊销517位置，且钩板513能够绕焊销517在竖直面内旋转；托架512固定焊接于钩板513内侧的定位板511上；第一定位块514焊接于钩板513外侧的定位板511上，第二定位块515焊接于钩板513内侧的定位板511上；锁定气缸516的一端与托架512固定连接，锁定气缸516的另一端与钩板513连接；托架512、钩板513、第一定位块514、第二定位块515、锁定气缸516均位于定位板511的同侧；锁定气缸516用于在加压伸长时将钩板513往外侧推出至第一定位块514的位置，并在泄压缩短时将钩板513拉回至第二定位块515的位置。

类似地，如图6中所示，右锁定装置52包括：定位板521、托架522、钩板523、第一定位块524、第二定位块525、锁定气缸526；其中，定位板521焊接于钢轨修复车辆的车架下方，定位板521上预定位置设置有一焊销527；钩板523上开有一通孔，焊销527穿过钩板523上的通孔，钩板523通过相应尺寸的垫圈和螺母固定于焊销527位置，且钩板523能够绕焊销527在竖直面内旋转；托架522固定焊接于钩板523内侧的定位板521上；第一定位块524焊接于钩板523外侧的定位板521上，第二定位块525焊接于钩板523内侧的定位板521上；锁定气缸526的一端与托架522固定连接，锁定气缸526的另一端与钩板523连接；托架522、钩板523、第一定位块524、第二定位块525、锁定气缸526均位于定位板521的同侧；锁定气缸526用于在加压伸长时将钩板523往外侧推出至第一定位块524的位置，并在泄压缩短时将钩板523拉回至第二定位块525的位置。值得说明的是，图5中是为了方便说明将左锁定装置51和右锁定装置52的具体部件采用不同的附图标记进行标记，事实上，左锁定装置51和右锁定装置52左右对称，左锁定装置51中的定位板511和右锁定装置52中的定位板521可以采用同一部件，类似地，托架512和托架521可以采用同一部件，钩板513和钩板523可以采用同一部件，第一定位块514和第一定位块524可以采用同一部件，第二定位块515和第二定位块525可以采用同一部件，锁定气缸516和锁定气缸526可以采用同一部件，焊销517和焊销527可以采用同一部件，区别在于511-517对应的部件和521-527对应的部件在左、右锁定装置中的相对安装位置不同。

在上述任一方案中优选的是，如图1中所示，牵引装置包括两组平行牵引杆61、铰接头62、第二连接板63、连接组件64；其中，每组平行牵引杆61的一端通过铰接头62及辅助零件与第二连接板63连接，每组平行牵引杆61的另一端通过铰接头62及辅助零件与连接组件64下侧连接；第二连接板63焊接于底架1前侧，连接组件64的上侧焊接于钢轨修复车辆的车架底部。

上述实施例所述轨道检测小车的工作原理是：当钢轨修复车辆作业时，通过风路控制系统控制提升装置4中的提升气缸41的伸出使轨道检测小车下降，当轨道检测小车降至钢轨上时完成下降动作，此时作用在提升气缸41上的压力一直存在即给轨道检测小车一个恒定的下压力以使轨道检测小车的车轮下侧始终与钢轨上表面紧贴，同时，当轨道检测小车位于钢轨上时，通过风路控制系统控制横向气缸13伸出，并在轨道检测小车的车轮外侧紧靠钢轨内侧时给横向气缸13一个恒定的压力，从而保证轨道检测小车随钢轨修复车辆在线测量时的测量装置3中用于测量的传感器与钢轨的相对位置基本固定，以保证钢轨廓形和波磨测量的准确性，同时保证轨道检测小车运行的稳定性。当轨道检测小车被下放至钢轨上时，可实现在线测量，当钢轨修复车辆在非作业状态下时，可通过风路控制系统控制横向气缸13、提升气缸41缩回，从而可将轨道检测小车提起至轨道上方预定高度并采用锁定装置5对其锁定，保证其不会下落，提高安全性。由于本发明的结构设计，不仅可以实现在线轨道检测，而且尽可能消除了轨道检测小车运行过程中传感器的横、纵向偏移给测量带来的误差，通过实验测定，该轨道检测小车的廓形测量精度能够达到±0.05mm，波磨测量精度可达±0.02mm，远高于现有的在线式测量的轨道检测车的检测精度，且能够满足钢轨修复车辆铣削作业后的检测精度要求。

本实施例所提供的轨道检测小车的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轨道检测小车，其特征在于：包括底架(1)、车轮(2)、测量装置(3)、提升装置(4)、锁定装置(5)和牵引装置(6)；

至少两个车轮(2)分别安装于底架(1)的左、右两侧，并与底架(1)连接，用于在轨道检测小车放下时将小车支撑于钢轨上，并让轨道检测小车能够在钢轨上移动作业；

至少两个测量装置(3)分别安装在对应于左、右钢轨正上方的底架(1)上，用于通过非接触式检测方式在线检测钢轨的轨道廓形及波磨；

提升装置(4) 安装于所述底架(1)及轨道修复车辆的车体之间，用于将所述底架(1)提起至轨道上方预定高度或将底架(1)放下至钢轨上；

锁定装置(5) 固装于所述轨道修复车辆的下部，用于在底架(1)被提起至轨道上方预定高度时将底架(1)锁定；

牵引装置(6)安装于底架(1)前侧并与底架(1)固定连接，所述牵引装置(6)还连接于所述轨道修复车辆的下部，用于牵引放下至钢轨上的轨道检测小车随钢轨修复车辆移动。

2.如权利要求1所述的轨道检测小车，其特征在于：底架(1)包括：左底架(11)、右底架(12)、横向气缸(13)、横向导向装置(14)；左底架(11)和右底架(12)左右对称设置，所述左底架(11)和右底架(12)内侧通过横向导向装置(14)连接，左底架(11)、右底架(12)外侧连接有车轮(2)；左底架(11)、右底架(12)上分别固定有一个测量装置(3)；横向气缸(13)两端分别通过第一连接组件(15)、第二连接组件(16)固定于左底架(11)、右底架(12)上，横向气缸(13)用于在所述轨道检测小车置于钢轨上时往横向加压，以将所述左底架(11)和右底架(12)上安装的车轮(2)与钢轨内侧贴紧；横向导向装置(14)可横向伸缩，用于在左底架(11)和右底架(12)在横向气缸(13)作用下横向远离时保证左底架(11)和右底架(12)在纵向不偏离。

3.如权利要求2所述的轨道检测小车，其特征在于：横向导向装置(14)包括：导杆(141)、导套(142)、压缩弹簧(143)、弹簧压头(144)及螺母(145)；导杆(141)包括安装端(1411)和导向端(1412)，导向端(1412)为圆柱形且表面具有螺纹；导套(142)为一个沿长度方向开有中心通孔的长方体；弹簧压头(144)中心具有一通孔；导杆(141)的安装端(1411)和导套(142)分别固定于左底架(11)、右底架(12)的内侧底面，导杆(141)的导向端(1412)依次同轴穿过导套(142)、压缩弹簧(143)、弹簧压头(144)；螺母(145)安装于导向端(1412)上弹簧压头(144)外侧。

4.如权利要求1所述的轨道检测小车，其特征在于：每个测量装置(3)包括：至少两个二维激光位移传感器和至少五个一维激光位移传感器；至少两个二维激光位移传感器分布设置于单根钢轨上方的内、外侧，用于测量单侧钢轨的内、外侧轮廓；所述至少五个一维激光位移传感器沿钢轨纵向等间距设置于轨顶中心线上方， 用于测量单侧钢轨的波磨。

5.如权利要求1所述的轨道检测小车，其特征在于：提升装置(4)包括提升气缸(41)，提升气缸(41)的上端通过第一连接板(42)连接于钢轨修复车辆的车架下表面，提升气缸(41)的下端通过连接部件(43)与底架(1)连接。

6.如权利要求1所述的轨道检测小车，其特征在于：锁定装置(5)包括左右对称的左锁定装置(51)、右锁定装置(52)；左/右锁定装置(51/52)包括：定位板(511)、托架(512)、钩板(513)、第一定位块(514)、第二定位块(515)、锁定气缸(516)；其中，定位板(511)焊接于钢轨修复车辆的车架下方，定位板(511)上预定位置设置有一焊销(517)；钩板(513)上开有一通孔，焊销(517)穿过钩板(513)上的通孔，钩板(513)通过相应尺寸的垫圈和螺母(145)固定于焊销(517)位置，且钩板(513)能够绕焊销(517)在竖直面内旋转；托架(512)固装于钩板(513)内侧的定位板(511)上；第一定位块(514)连接于钩板(513)外侧的定位板(511)上，第二定位块(515)连接于钩板(513)内侧的定位板(511)上；锁定气缸(516)的一端与托架(512)固定连接，锁定气缸(516)的另一端与钩板(513)连接；托架(512)、钩板(513)、第一定位块(514)、第二定位块(515)、锁定气缸(516)均位于定位板(511)的同侧；锁定气缸(516)用于在加压伸长时将钩板(513)往外侧推出至第一定位块(514)的位置，并在泄压缩短时将钩板(513)拉回至第二定位块(515)的位置。

7.如权利要求1所述的轨道检测小车，其特征在于：牵引装置(6)包括两组平行牵引杆(61)、铰接头(62)、第二连接板(63)、连接组件(64)；其中，每组平行牵引杆(61)的一端通过铰接头(62)及辅助零件与第二连接板(63)连接，每组平行牵引杆的另一端通过铰接头(62)及辅助零件与连接组件(64)下侧连接；第二连接板(63)连接于底架(1)前侧，连接组件(64)的上侧连接于钢轨修复车辆的车架底部。