CN106370113A - 水轮的偏移量检测装置、自动对中装置及水轮支架 - Google Patents

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Abstract

一种水轮的偏移量检测装置，包括安装在水轮支架上的激光发射器、探测器，激光发射器发射具有一定宽度的激光束，该宽度保证激光束能够照射到钢轨的工字型的底脚的一侧以及与该侧相邻的地面上，钢轨的工字型的底脚上表面的激光和照到地面的激光形成一个转折点，探测器探测到该转折点的位置，即钢轨的工字型的底脚的侧边界位置，当水轮移动时，该转折点的位置会发生移动，此移动量即水轮和钢轨中心线的偏移量，上位机连接到探测器上。本发明还公开一种使用上述偏移量检测装置的自动对中装置及水轮支撑架。本发明具有以下优点：不需要人工的调节和干预，高效准确，使钢轨的检测不受影响。

Description

水轮的偏移量检测装置、自动对中装置及水轮支架
技术领域
本发明涉及钢轨探伤车，尤其涉及的是一种钢轨探伤车的水轮支架。
背景技术
目前，超声波水轮在钢轨探伤中广为应用，但是对于水轮的一个基本要求是水轮必须始终处于钢轨的中间。由于钢轨的轨距经常会有变化，如果只是简单地将水轮固定在钢轨探伤车上，那么在钢轨探伤车的运行过程中，水轮将偏离钢轨的中心线，为此必须设计一个能在钢轨探伤车运行过程中，水轮能够自动调节的装置，始终保持在钢轨的中心线。考虑到钢轨超声波探伤车是一种便携式的探伤设备，用电瓶为动力，所以该装置不能太重，自动调节也不能用到气压、液压等辅助设备。
专利申请号为201010296950.5，名称为“便携式钢轨探伤车自动调节水轮支撑架”的发明专利申请中公开了一种能调节水轮的支架，包括前、后钢轨行走轮和分别连接前、后钢轨行走轮的轮轴以及连接前、后轮轴的底架，连接在底架上的前、后轮轴之间设置有由前、后轮轴联接板、悬梁、调节板和固定板构成的水轮支架，悬梁的前侧一端和一边侧分别固接前、后轮轴联接板，前、后轮轴联接板的另一端分别与固接在前、后钢轨行走轮上的轴向套筒连接；悬梁的后侧两端分别固接调节板和固定板，探头安装固定在调节板和固定板之间；前、后钢轨行走轮凸缘一侧的前、后轮轴上，分别套装有弹簧。在悬梁的前侧设有与拔叉的叉口配合的端块，拔叉的另一端通过支点固定在左侧顶架上并与拔叉杆连接。过岔道口时要采用一个拨叉，手工朝逆反弹簧推力的方向推动支架，以避免弹簧的推动将行走轮推动另一根钢轨，从而顺利过岔道，该方法需要人工操作，使用非常不便。
鉴于此，本申请申请了专利号为201110444227.1，名称为“应用于便携式钢轨探伤车的无障碍过岔道的水轮支架”的发明专利，该专利公开了一种应用于便携式钢轨探伤车的无障碍过岔道的水轮支架，包括一对底架、一对行走轮、轮式探、一对探头固定板、两对滑竿、一对弹簧、犁，一对底架平行于钢轨方向相隔设置，一对平行的滑竿垂直于底架固定设置在底架之间，一对行走轮分别通过套筒套在对应的滑竿上，一对探头固定板平行于底架设置在底架之间，探头固定板的两端分别与对应的行走轮连接，水轮的两端分别固定在对应的探头固定板上，一对弹簧分别套在行走轮的凸缘一侧的滑杆上，弹簧处于压缩状态，犁固定在行走轮上，犁的长度方向平行于钢轨，其前端和后端均伸出行走轮。该专利技术通过犁的引导作用，无需人工操作下自行通过岔道口的水轮支架，大大提高检测效率。
上述两种技术方案在使用过程中，钢轨行走轮的凸缘始终紧靠钢轨的内侧，确保了钢轨行走轮随钢轨轨距的变化而变化，从而使探头始终保持在钢轨的中心线上。但是如果钢轨头部内侧由于和火车轮子之间长期的碾压，导致钢轨头部内侧的磨损。在这样的情况下，弹簧的推动将使水轮向外推动，从而使水轮偏离钢轨的中心位置。在这种情况下，可以通过控制水平电机进行人工调节，使探轮回到钢轨的中心线位置。但是这会带来人工的误差及判断上的延时，使钢轨的检测受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种水轮偏离钢轨中心线的偏移量检测监控装置，在偏移量获取之后，还可以将偏移量传输到水轮的水平调节电机上，使水轮及时自动回到钢轨中心线的位置，从而实现水轮的自动对中。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种水轮的偏移量检测装置，包括激光发射器(62)、探测器(64)，激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在水轮支架(4)上，激光发射器(62)发射具有一定宽度的激光束(622)，该宽度保证激光束(622)能够照射到钢轨(10)的工字型的底脚(12)的一侧以及与该侧相邻的地面(20)上，钢轨(10)的工字型的底脚(12)上表面的激光和照到地面(20)的激光形成一个转折点，探测器(64)探测到该转折点的位置，即钢轨(10)的工字型的底脚(12)的侧边界位置，当水轮(3)移动时，该转折点的位置会发生移动，此移动量即水轮(3)和钢轨中心线的偏移量，上位机连接到探测器(64)上。所述偏移量显示到上位机的显示屏上，实现对偏移量的监控。
作为优化的技术方案，该水轮的偏移量检测装置还包括一延伸块(61)，所述延伸块(61)固定安装在水轮支架(4)上，激光发射器(62)和探测器(64)均安装在延伸块(61)上。
作为进一步优化的技术方案，所述水轮支架(4)包括固定水轮(3)的水轮座(42)、侧框板(44)和一对第一轴向套筒(46)，一对第一轴向套筒(46)分别位于水轮座(42)的前后两端，水轮座(42)的前后两端可枢转的连接在第一轴向套筒(46)上，侧框板(44)的前后两端分别固定在第一轴向套筒(46)的侧边。
此时，延伸块(61)可以安装在水轮座(42)上，或者侧框板(44)上，或者第一轴向套筒(46)上。
所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在侧框板(44)上，或者所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在水轮座(42)上，或者所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在第一轴向套筒(46)上。
当所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在侧框板(44)上或者第一轴向套筒(46)上时，只能监测到水轮(3)的水平方向的移动引起的偏差，而无法监测到水轮(3)朝左右转动引起的偏差，因为水轮(3)左右转动为绕着第一轴向套筒(46)转动，并没有引起侧框板(44)和第一轴向套筒(46)的运动，因此，无法监测到水轮(3)的转动。
当所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在水轮座(42)上时，水轮座(42)的水平移动以及朝左右转动均带动激光发射器(62)和探测器(64)运动，因此，监测到水轮(3)水平移动以及朝左右转动的偏差，监测效果最佳。
本发明还公开一种采用如上述任一方案所述水轮的偏移量检测装置的自动对中装置，包括水轮的偏移量检测装置和水平调节电机(7)，所述水平调节电机(7)固定连接在前后轮连接板(16)上，前后轮连接板(16)分别固定连接前后行走轮(2)的中心轴，水平调节电机(7)的伸缩轴固定连接水轮支架(4)，水平调节电机(7)的伸缩能够带动水轮(3)水平移动，上位机连接水平调节电机(7)。
本发明还公开一种采用所述的自动对中装置的轮式探头支架，包括固定架(1)、一对行走轮(2)、水轮(3)、水轮支架(4)、一对平行的水轮支架滑竿(55)、弹簧(6)，前后行走轮(2)安装在固定架(1)的下端，且行走轮(2)的中心轴套与固定架(1)的侧面之间设置有弹簧(6)，固定架(1)侧面固定在钢轨探伤车上，水轮(3)设置在水轮支架(4)上，一对水轮支架滑竿(55)分别固定在固定架(1)的前后两端，水轮支架(4)的两端分别套在对应的水轮支架滑竿(55)上，激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在的水轮支架(4)上，上位机安装在钢轨探伤车上。
作为优化的技术方案，该轮式探头支架还包括一对平行的行走轮滑竿(5)，该对平行的行走轮滑竿(5)固定在固定架(1)的前后两端，所述行走轮(2)的轴向套筒通过连接板(25)与第二轴向套筒(52)相互连接，第二轴向套筒(52)套在行走轮滑竿(5)上，第二轴向套筒(52)与固定架(1)的侧面之间设置有弹簧(6)。
作为优化的技术方案，所述水轮支架(4)包括固定水轮(3)的水轮座(42)、侧框板(44)和一对第一轴向套筒(46)，一对第一轴向套筒(46)分别位于水轮座(42)的前后两端，水轮座(42)的前后两端可枢转的连接在第一轴向套筒(46)上，侧框板(44)的前后两端分别固定在第一轴向套筒(46)的侧边，第一轴向套筒(46)套在对应的水轮支架滑竿(55)上，该轮式探头支架还包括角度调节机构(8)，角度调节机构(8)的电机安装在侧框板(44)上，角度调节机构(8)的调节端连接在水轮座(42)上。该轮式探头支架还包括角度调节机构(8)，角度调节机构(8)的电机安装在侧框板(44)上，角度调节机构(8)的调节端连接在水轮座(42)上。
同样的，该水轮的偏移量检测装置还可以包括一延伸块(61)，所述延伸块(61)固定安装在水轮支架(4)上，激光发射器(62)和探测器(64)均安装在延伸块(61)上。
此时，延伸块(61)可以安装在水轮座(42)上，或者侧框板(44)上，或者第一轴向套筒(46)上。
所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在侧框板(44)上，或者所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在水轮座(42)上，或者所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在第一轴向套筒(46)上。
当所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在侧框板(44)上或者第一轴向套筒(46)上时，只能监测到水轮(3)的水平方向的移动引起的偏差，而无法监测到水轮(3)朝左右转动引起的偏差，因为水轮(3)左右转动为绕着第一轴向套筒(46)转动，并没有引起侧框板(44)和第一轴向套筒(46)的运动，因此，无法监测到水轮(3)的转动。
当所述激光发射器(62)和探测器(64)可以固定安装在水轮座(42)上时，水轮座(42)的水平移动以及朝左右转动均带动激光发射器(62)和探测器(64)运动，因此，监测到水轮(3)水平移动以及朝左右转动的偏差，监测效果最佳。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用激光器和探测器，确定水轮的偏移量，并进一步通过电机自动调节水轮的偏移量，使水轮及时自动回到钢轨中心线的位置，不需要人工的调节和干预，高效准确，使钢轨的检测不受影响。
附图说明
图1是本发明实施例一的钢轨探伤车支架的整体图；
图2是本发明实施例一的钢轨探伤车支架的分解图；
图3是水轮的偏移量检测装置与钢轨及地面的布局示意图；
图4是激光器打在钢轨及地面的图像示意图；
图5是本发明实施例二的钢轨探伤车支架的整体图；
图6是本发明实施例二的钢轨探伤车支架的分解图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
同时参阅图1至图4所示，为本发明一种钢轨探伤车支架的结构图。
一种轮式探头支架，包括固定架1、一对行走轮2、水轮3、水轮支架4、一对平行的水轮支架滑竿55、弹簧6、水平调节电机7，前后行走轮2安装在固定架1的下端，且行走轮2的中心轴套与固定架1的侧面之间设置有弹簧6，固定架1侧面固定在钢轨探伤车上，水轮3设置在水轮支架4上，一对水轮支架滑竿55分别固定在固定架1的前后两端，水轮支架4的两端分别套在对应的水轮支架滑竿55上，激光发射器62和探测器64固定安装在的水轮支架4上，上位机安装在钢轨探伤车上。激光发射器62发射具有一定宽度的激光束622，该宽度保证激光束622能够照射到钢轨10的工字型的底脚12的一侧以及与该侧相邻的地面20上，由于钢轨10的工字型的底脚12与地面20有一定的高度差，因此，照到钢轨10的工字型的底脚12上表面的激光和照到地面20的激光不在一个平面上，形成一个转折点，探测器64探测到经过钢轨10的工字型的底脚12和地面20反射回的激光，探测到转折点的位置，即钢轨10的工字型的底脚12的侧边界位置，当水轮3移动时，该转折点的位置会发生移动，此移动量即水轮3和钢轨中心线的偏移量，上位机连接到探测器64以及水平调节电机7，所述偏移量显示到上位机的显示屏上，实现对偏移量的监控。
该轮式探头支架还包括一延伸块61，所述延伸块61固定安装在水轮支架4上，激光发射器62和探测器64均安装在延伸块61上。当然，也可以不设置延伸块61，激光发射器62和探测器64直接固定安装在的水轮支架4上。
所述水轮支架4包括固定水轮3的水轮座42、侧框板44和一对第一轴向套筒46，一对第一轴向套筒46分别位于水轮座42的前后两端，水轮座42的前后两端可枢转的连接在第一轴向套筒46上，侧框板44的前后两端分别固定在第一轴向套筒46的侧边。
此时，延伸块61安装在侧框板44上，或者安装在第一轴向套筒46上，效果相同。
也可以所述激光发射器62和探测器64直接固定安装在侧框板44上，或者所述激光发射器62和探测器64固定安装在第一轴向套筒46上。
所述激光发射器62和探测器64可以固定安装在侧框板44上或者第一轴向套筒46上时，能够监测到水轮3的水平方向的移动引起的偏差。
所述水平调节电机7固定连接在前后轮连接板16上，前后轮连接板16分别固定连接前后行走轮2的中心轴，水平调节电机7的伸缩轴固定连接水轮支架4，上位机根据偏移量及时控制水平调节电机7运转，从而调整水轮3自动回到钢轨中心线的位置，实现对水轮3的自动对中。
该轮式探头支架还可以包括一对平行的行走轮滑竿5，该对平行的行走轮滑竿5固定在固定架1的前后两端，所述行走轮2的轴向套筒通过连接板25与第二轴向套筒52相互连接，第二轴向套筒52套在行走轮滑竿5上，第二轴向套筒52与固定架1的侧面之间设置有弹簧6。确保行走轮2在轨距变化时在弹簧6的推动下能够始终紧靠着钢轨的内侧。
该轮式探头支架还包括角度调节机构8，角度调节机构8的电机安装在侧框板44上，角度调节机构8的调节端连接在水轮座42上。当需要调节水轮3的倾斜角度时，可以使角度调节机构8运转，角度调节机构8的调节端带动水轮座42运动，从而使水轮3绕着第一轴向套筒46转动，实现倾斜角度的调节。优化的，该连接板25的前后端分别向前和向后延伸形成犁252，前面犁252的前端和后面犁252的后端之间的长度大于岔道口的断开距离。
实施例二
如图5和图6所示，该实施例与实施例一的区别在于，此时，延伸块61安装在水轮座42上。
当所述激光发射器62和探测器64固定安装在侧框板44上或者第一轴向套筒46上时，只能监测到水轮3的水平方向的移动引起的偏差，而无法监测到水轮3朝左右转动引起的偏差，因为水轮3左右转动为绕着第一轴向套筒46转动，并没有引起侧框板44和第一轴向套筒46的运动，因此，无法监测到水轮3的转动。
当所述激光发射器62和探测器64可以固定安装在水轮座42上时，水轮座42的水平移动以及朝左右转动均带动激光发射器62和探测器64运动，因此，监测到水轮3水平移动以及朝左右转动的偏差，监测效果最佳。
该实施例中，角度调节机构8也可以连接到上位机，上位机根据偏移量及时控制角度调节机构8运转，从而调整水轮3自动回到钢轨中心线的位置，实现对水轮3的更精确的自动对中。
本发明探测水轮的偏移量的原理为：由于钢轨的底脚没有磨损，而且钢轨的工字型是以中心线对称的，所以通过捕捉工字型的底脚侧边界，即可以得出钢轨的底脚的相对位置，就能确定水轮的偏移量，并进一步通过电机自动调节水轮的偏移量。
本发明的水轮的自动对中装置适用于所有的水轮可以调节的结构，使水轮及时自动回到钢轨中心线的位置，不需要人工的调节和干预，高效准确，使钢轨的检测不受影响，极大提升了钢轨的检测精度。
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 (10)

1.一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，包括激光发射器(62)、探测器(64)，激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在水轮支架(4)上，激光发射器(62)发射具有一定宽度的激光束(622)，该宽度保证激光束(622)能够照射到钢轨(10)的工字型的底脚(12)的一侧以及与该侧相邻的地面(20)上，钢轨(10)的工字型的底脚(12)上表面的激光和照到地面(20)的激光形成一个转折点，探测器(64)探测到该转折点的位置，即钢轨(10)的工字型的底脚(12)的侧边界位置，当水轮(3)移动时，该转折点的位置会发生移动，此移动量即水轮(3)和钢轨中心线的偏移量，上位机连接到探测器(64)上。
2.如权利要求1所述的一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，还包括一延伸块(61)，所述延伸块(61)固定安装在水轮支架(4)上，激光发射器(62)和探测器(64)均安装在延伸块(61)上。
3.如权利要求1或2所述的一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，所述水轮支架(4)包括固定水轮(3)的水轮座(42)、侧框板(44)和一对第一轴向套筒(46)，一对第一轴向套筒(46)分别位于水轮座(42)的前后两端，水轮座(42)的前后两端可枢转的连接在第一轴向套筒(46)上，侧框板(44)的前后两端分别固定在第一轴向套筒(46)的侧边。
4.如权利要求3所述的一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在侧框板(44)上。
5.如权利要求3所述的一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在水轮座(42)上。
6.如权利要求3所述的一种水轮的偏移量检测装置，其特征在于，所述激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在第一轴向套筒(46)上。
7.一种采用如权利要求1-6任一项所述水轮的偏移量检测装置的自动对中装置，其特征在于：包括水轮的偏移量检测装置和水平调节电机(7)，所述水平调节电机(7)固定连接在前后轮连接板(16)上，前后轮连接板(16)分别固定连接前后行走轮(2)的中心轴，水平调节电机(7)的伸缩轴固定连接水轮支架(4)，水平调节电机(7)的伸缩能够带动水轮(3)水平移动，上位机连接水平调节电机(7)。
8.一种采用如权利要求7所述的自动对中装置的轮式探头支架，包括固定架(1)、一对行走轮(2)、水轮(3)、水轮支架(4)、一对平行的水轮支架滑竿(55)、弹簧(6)，前后行走轮(2)安装在固定架(1)的下端，且行走轮(2)的中心轴套与固定架(1)的侧面之间设置有弹簧(6)，固定架(1)侧面固定在钢轨探伤车上，水轮(3)设置在水轮支架(4)上，一对水轮支架滑竿(55)分别固定在固定架(1)的前后两端，水轮支架(4)的两端分别套在对应的水轮支架滑竿(55)上，其特征在于：激光发射器(62)和探测器(64)固定安装在的水轮支架(4)上，上位机安装在钢轨探伤车上。
9.如权利要求8所述的轮式探头支架，其特征在于：还包括一对平行的行走轮滑竿(5)，该对平行的行走轮滑竿(5)固定在固定架(1)的前后两端，所述行走轮(2)的轴向套筒通过连接板(25)与第二轴向套筒(52)相互连接，第二轴向套筒(52)套在行走轮滑竿(5)上，第二轴向套筒(52)与固定架(1)的侧面之间设置有弹簧(6)。
10.根据权利要求8所述的轮式探头支架，其特征在于，所述水轮支架(4)包括固定水轮(3)的水轮座(42)、侧框板(44)和一对第一轴向套筒(46)，一对第一轴向套筒(46)分别位于水轮座(42)的前后两端，水轮座(42)的前后两端可枢转的连接在第一轴向套筒(46)上，侧框板(44)的前后两端分别固定在第一轴向套筒(46)的侧边，第一轴向套筒(46)套在对应的水轮支架滑竿(55)上，该轮式探头支架还包括角度调节机构(8)，角度调节机构(8)的电机安装在侧框板(44)上，角度调节机构(8)的调节端连接在水轮座(42)上。
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