CN110360956A - 一种车体底架中心销垂直度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车体底架中心销垂直度测量装置及测量方法，测量装置包括水平底板，水平底板上对称设置有底座支撑架，底座支撑架邻近位置处设置有垂直度检测构架，垂直度检测构架下部与可移动的垂直度检测底座活动连接，垂直度检测构架上设置有旋转平台，旋转平台上安装有光幕激光旋转架，光幕激光旋转架的中部安装有定位倾角传感器；测量方法包括将高铁车体移动至底座支撑架上，使高铁车体底架上的中心销位于待测位置。本发明能够解决现有技术中缺乏对中心销垂直度进行有效测量的方法的问题，检测精度高、可调节性强、检测速度快。

Description

一种车体底架中心销垂直度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种车体底架中心销垂直度测量装置及测量方法。

背景技术

高铁转向架是高铁的关键部件，对高铁的服役可靠性起着至关重要的作用，决定高铁乘坐平稳性和安全性的重要部件。车体底架中心销垂直度对于高铁转向架的稳定性特别重要，一直以来，对中心销的垂直度一致无法准确测量，主要凭借工人师傅多年的经验和感觉去判断，没有具体的数据作为中心度测量的依据，因此可能会造成很多失误和浪费。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏对中心销垂直度进行有效测量的方法的问题的车体底架中心销垂直度测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种车体底架中心销垂直度测量装置，其包括水平底板，水平底板上对称设置有底座支撑架，底座支撑架邻近位置处设置有垂直度检测构架，垂直度检测构架下部与可移动的垂直度检测底座活动连接，垂直度检测构架上设置有旋转平台，旋转平台上安装有光幕激光旋转架，光幕激光旋转架的中部安装有定位倾角传感器，光幕激光旋转架的两侧安装有光幕激光传感器，垂直度检测构架上中部一侧与光幕激光传感器相对位置处设置有激光位移传感器，垂直度检测构架两侧安装有倾角传感器和载荷传感器。

上述技术方案中，优选的，水平底板上设置有直线导轨，垂直度检测底座上设置有与直线导轨配合的滑块。

上述技术方案中，优选的，水平底板两端对称设置有直线伺服电机，直线伺服电机通过滚珠丝杠与相邻的垂直度检测底座侧面抵接。

上述技术方案中，优选的，垂直度检测底座相对的两个侧面上设置于直线导轨，垂直度检测构架通过垂直导轨与垂直度检测底座连接。

上述技术方案中，优选的，垂直度检测构架的两侧分别通过电缸与垂直度检测底座连接，电缸与垂直伺服电机电连接。

上述技术方案中，优选的，垂直度检测构架包括构架底板，构架底板的两侧对称设置有倾斜的侧板，旋转平台设置于构架底板上，侧板的下端与电缸连接，倾角传感器和载荷传感器设置于侧板的上端。

上述技术方案中，优选的，光幕激光旋转架的中部设置有凹槽，定位倾角传感器设置于凹槽内。

上述技术方案中，优选的，旋转平台下面设置有转动伺服电机。

本发明还提供了一种基于上述车体底架中心销垂直度测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

S1、将高铁车体移动至底座支撑架上，使高铁车体底架上的中心销位于待测位置；

S2、移动垂直度检测底座至设定位置，使垂直检测构架向上移动，通过激光位移传感器检测垂直检测构架的位置至设定位置时，停止移动；

S3、通过倾角传感器测量车体基面倾角β，通过定位倾角传感器测量光幕激光传感器的倾角γ；

S4、旋转平台转动，从而带动光幕激光旋转架旋转一周，扫描出中心销的截面，通过其测量中心销截面椭圆轮廓的最大直径2a与最小直径2b，以计算中心销的直径Φ，其计算方法为：

Φ＝2b；

S5、根据中心销截面椭圆轮廓的最大直径2a与最小直径2b，计算得到中心销中心度α。

进一步地，计算中心销中心度α的计算方法为：

本发明提供的上述车体底架中心销垂直度测量装置的主要有益效果在于：

本发明通过设置激光位移传感器，以测量垂直检测构架的位置；通过倾角传感器测量垂直检测构架车体基面倾角，从而实现设备基准与工艺基准的重合度测量；通过定位倾角传感器测量光幕激光传感器的倾角，从而确定光幕激光传感器的测量基准；通过定位倾角传感器、光幕激光传感器、激光位移传感器和倾角传感器配合，共同实现对车体底架中心销垂直度的测量。

通过设置旋转平台，带动光幕激光旋转架旋转，以便光幕激光传感器测量中心销的截面椭圆轮廓；通过设置直线导轨和直线导轨，使垂直检测构架沿水平底板相对运动，以便对车体底架上的中心销进行测量。

本发明提供的上述车体底架中心销垂直度测量装置的测量方法的主要有益效果在于：

通过伺服电机移动垂直度检测底座至设定位置并带动垂直检测构架向上移动，实现自动化操作；通过定位倾角传感器、光幕激光传感器、激光位移传感器和倾角传感器配合定位，对车体底架中心销垂直度的测量，相对于现有技术，提高测量的精度和可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是垂直检测构架的结构示意图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明测量中心度的原理示意图。

其中，1、水平底板，2、直线导轨，3、滚珠丝杆，4、底座支撑架，5、滑块，6、垂直度检测底座，7、垂直伺服电机，8、电缸，9、倾角传感器，10、垂直导轨，11、光幕激光传感器，12、载荷传感器，13、垂直度检测构架，14、中心销，15、高铁底架，16、车体，17、激光位移传感器，18、直线伺服电机，19、光幕激光旋转架，20、定位倾角传感器，21、旋转平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为车体底架中心销垂直度测量装置的结构示意图。

本发明的车体底架中心销垂直度测量装置包括水平底板1，水平底板1上对称设置有底座支撑架4，底座支撑架4邻近位置处设置有垂直度检测构架13，垂直度检测构架13下部与可移动的垂直度检测底座6活动连接。

具体的，水平底板1上设置有直线导轨2，垂直度检测底座6上设置有与直线导轨2配合的滑块；水平底板1两端对称设置有直线伺服电机18，直线伺服电机18通过滚珠丝杠3与相邻的垂直度检测底座6侧面抵接。

垂直度检测底座6相对的两个侧面上设置于直线导轨2，垂直度检测构架13通过垂直导轨10与垂直度检测底座6连接；垂直度检测构架13的两侧分别通过电缸8与垂直度检测底座6连接，电缸8与垂直伺服电机7电连接。

垂直度检测构架13上设置有旋转平台21，旋转平台21下面设置有转动伺服电机。旋转平台21上安装有光幕激光旋转架19，光幕激光旋转架19的中部安装有定位倾角传感器20，光幕激光旋转架19的两侧安装有光幕激光传感器11，垂直度检测构架13上中部一侧与光幕激光传感器11相对位置处设置有激光位移传感器17，垂直度检测构架13两侧安装有倾角传感器9和载荷传感器12。

具体的，垂直度检测构架13包括构架底板，构架底板的两侧对称设置有倾斜的侧板，旋转平台21设置于构架底板上，侧板的下端与电缸8连接，倾角传感器9和载荷传感器12设置于侧板的上端。

光幕激光旋转架19的中部设置有凹槽，定位倾角传感器20设置于凹槽内。

下面是利用上述车体底架中心销垂直度测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

S1、将高铁车体16移动至底座支撑架4上，使高铁底架15上的中心销14位于待测位置。

S2、移动垂直度检测底座6至设定位置，使垂直检测构架13向上移动，通过激光位移传感器17检测垂直检测构架13至设定位置时，停止移动。

激光位移传感器17的方向朝向中心销14所在位置，当中心销14位于激光位移传感器17检测范围内时，即可判断垂直检测构架13到达设定位置。

当载荷传感器12与车体底架15抵接时，载荷传感器12所承受载荷变大，此时停止垂直检测构架13的移动。

S3、通过倾角传感器9测量车体16基面倾角β，通过定位倾角传感器20测量光幕激光传感器11的倾角γ。

S4、旋转平台21转动，带动光幕激光旋转架19旋转，通过光幕激光传感器11测量中心销14截面椭圆轮廓的最大直径2a与最小直径2b，以计算中心销的直径Φ。

当中心销14位于竖直方向时，两侧的光幕激光传感器11测得的直径相同；当中心销14发生倾斜时，两侧的光幕激光传感器11测得的结果为中心销14在光幕激光传感器11的测量面上产生的椭圆投影，因此存在直径不等的情况，即存在最大直径2a与最小直径2b。

其中，计算中心销的直径Φ：Φ＝2b，即圆形的椭圆投影中的最小直径，即为圆形的实际直径。

S5、根据中心销14截面椭圆轮廓的最大直径2a与最小直径2b，计算中心销14与基准平面的倾角，结合车体16基面倾角和光幕激光传感器11的倾角，得到中心销14中心度，其计算方法为：

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，包括水平底板，水平底板上对称设置有底座支撑架，底座支撑架邻近位置处设置有垂直度检测构架，所述垂直度检测构架下部与可移动的垂直度检测底座活动连接，垂直度检测构架上设置有旋转平台，旋转平台上安装有光幕激光旋转架，光幕激光旋转架的中部安装有定位倾角传感器，光幕激光旋转架的两侧安装有光幕激光传感器，垂直度检测构架上中部一侧与光幕激光传感器相对位置处设置有激光位移传感器，垂直度检测构架两侧安装有倾角传感器和载荷传感器。

2.根据权利要求1所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述水平底板上设置有直线导轨，所述垂直度检测底座上设置有与直线导轨配合的滑块。

3.根据权利要求2所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述水平底板两端对称设置有直线伺服电机，直线伺服电机通过滚珠丝杠与相邻的垂直度检测底座侧面抵接。

4.根据权利要求2所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述垂直度检测底座相对的两个侧面上设置于直线导轨，所述垂直度检测构架通过垂直导轨与垂直度检测底座连接。

5.根据权利要求1所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述垂直度检测构架的两侧分别通过电缸与垂直度检测底座连接，电缸与垂直伺服电机电连接。

6.根据权利要求5所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述垂直度检测构架包括构架底板，构架底板的两侧对称设置有倾斜的侧板，所述旋转平台设置于构架底板上，侧板的下端与电缸连接，倾角传感器和载荷传感器设置于侧板的上端。

7.根据权利要求1所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述光幕激光旋转架的中部设置有凹槽，所述定位倾角传感器设置于凹槽内。

8.根据权利要求1所述的车体底架中心销垂直度测量装置，其特征在于，所述旋转平台下面设置有转动伺服电机。

9.一种根据权利要求1至8任一所述的车体底架中心销垂直度测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将高铁车体移动至底座支撑架上，使高铁车体底架上的中心销位于待测位置；

S2、移动垂直度检测底座至设定位置，使垂直检测构架向上移动，通过激光位移传感器检测垂直检测构架至设定位置时，停止移动；

S3、通过倾角传感器测量车体基面倾角β，通过定位倾角传感器测量光幕激光传感器的倾角γ；

S4、旋转平台转动，从而带动光幕激光旋转架旋转一周，扫描出中心销的截面，通过其测量中心销截面椭圆轮廓的最大直径2a与最小直径2b，以计算中心销的直径Φ，其计算方法为：

Φ＝2b；

S5、根据中心销截面椭圆轮廓的最大直径a与最小直径b，计算得到中心销中心度α。

10.根据权利要求9所述的车体底架中心销垂直度测量装置的测量方法，其特征在于，计算中心销中心度α的计算方法为：