CN112284257B - 一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道车检测技术领域，具体涉及一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪，包括：固定支架，能够磁吸固定到车轮的内侧；在固定支架上设置有两个定位面，两个定位面能够贴合轮缘上并相切于轮缘的周向；检测主体该检测主体内置有可平移的测绘探头，测绘探头用于踏面数据的检测，且该测绘探头的平移轨迹平行于车轮的轴向；两个定位面之间具有设定的夹角以确定测绘探头与车轮轴线之间的距离；踏面测绘仪能够计算出检测主体与该规格的车轮轴心之间的距离，并根据检测主体对踏面的数据测量，实现对车轮踏面轮缘高度、轮缘厚度、磨耗量、QR值、轮径、轮辋宽度、轮辋厚度等外形尺寸的测量以用于所需参数计算、数据整理分析显示及轮轨关系的分析显示。

Description

一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪

技术领域

本发明属于轨道车检测技术领域，具体涉及一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪。

背景技术

车轮踏面指车轮与钢轨顶面的接触部分，车轮在轨道车辆上主要承担着车体牵引、导向、载重和制动等作用；当车轮在钢轨上高速运转时，容易对车轮的踏面的使用而磨耗，对车轮的使用寿命造成很大影响，严重时将直接危及列车的安全性及稳定性；因此，无论是 在列车车轮的出厂前还是维修检测时，对轨道车辆进行车轮对踏面的数据监测都是一项必要的工作。

现在铁路车轮的规格众多，尺寸大小各不相同，只能将车轮放置在专用机床上进行旋转、打表检测，且车轮需搬运、吊装、测量、记录，整个测量过程非常繁琐，严重影响车轮加工、测量效率；不仅使企业的检测成本居高不下，也会经常发生测量误差和错判，严重影响车轮的生产及检测效率。现有技术中对车轮踏面的测量，外形尺寸包括轮缘高度、轮缘厚度、磨耗量、QR值、轮径、轮辋宽度、轮辋厚度等众多参数的测量需要用不同的专用手动量具分别测量、记录、计算分析，效率比较低，错判概率大，可追溯性不强。

因此，研制一种测量记录便捷、测量精度高、计算分析简单直观、测量计算可追溯性强的车轮踏面测量装置有很强的迫切性。

发明内容

为了解决现有技术中踏面检测设备操作性和可用性不足的问题，本发明目的在于提供一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪，实现对车轮踏面快速测量、数据整理、轮轨关系分析，能够兼容多种车轮踏面的测量、数据整理分析、直观显示等功能，具有操作简单、测量准确、快捷分析、运用方便、数据可追溯的特性。

本发明所采用的技术方案为：

一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪，包括：

固定支架，能够磁吸固定到车轮的内侧；在固定支架上设置有两个定位面，两个定位面能够贴合轮缘上并相切于轮缘的周向；

检测主体，设置在所述固定支架上，该检测主体内置有可平移的测绘探头，测绘探头用于踏面数据的检测，且该测绘探头的平移轨迹平行于车轮的轴向；

两个定位面之间具有设定的夹角以确定测绘探头与车轮轴线之间的距离。

可选的：所述固定支架包括有磁吸部、侧向臂和手持部；磁吸部上嵌设有磁体并用于磁吸到车轮内侧，两个侧向臂对称设置在磁吸部的上部两侧，两个定位面设置分别设置在两个侧向臂上，两个定位面对称于测绘探头与车轮轴线之间的连线；手持部与磁吸部或侧向臂连接并用于单手持握。

可选的：在固定支架上设置有杠杆顶出组件，该杠杆顶出组件包括操作杆部、复位弹簧、销轴和限位挡块；操作杆部通过销轴可转动的连接到固定支架上， 操作杆部的上部延伸至手持部处，操作杆部的下部延伸磁吸部处并用于将磁吸部推离车轮；复位弹簧设置在操作杆部与固定支架之间，限位挡块设置于固定支架或者检测主体上并用于限制操作杆部的可转动范围。

可选的：磁吸部用于磁吸贴合车轮内侧的面与两个定位面垂直。

可选的：检测主体内设置有带式平移机构，该带式平移机构包括平移电机、主动轮、同步带、轮座、从动轮；主动轮连接在平移电机的转轴上，从动轮可转动的连接在轮座上，同步带连接在主动轮与从动轮之间。

可选的：带式平移机构还包括张紧弹簧、轮轴、定位杆和张紧轮；张紧轮通过轮轴连接在轮座上且能上下移动，定位杆设置在轮座上并通过张紧弹簧连接轮轴；张紧轮抵于同步带上并用于张紧同步带。

可选的：测绘探头通过滑动组件连接到同步带上；该滑动组件包括探头滑台、滑轨、滑动台和连接座；测绘探头可滑动的设置在探头滑台上，滑轨并列设置在探头滑台的一侧，滑动台可滑动的设置在滑轨上，连接座用于将同步带固定到滑动台上。

可选的：检测主体内设置有控制系统；该控制系统包括显示板、键盘、电源模块、电池、扁平线和控制块；显示板、键盘、电源模块和控制块均为PCBA板，显示板和键盘均与控制块电连接，电池通过电源模块向控制块供电；控制块通过扁平线连接并控制测绘探头。

可选的：检测主体包括有外壳结构，该外壳结构包括前端盖、后端盖、左端盖、右端盖、顶盖和底盖；在前端盖与后端盖之间连接有多个加强棱条，右端盖和底盖设置为一体。

可选的：两个定位面相互对称，且其对称线平行于测绘探头的检测方向。

本发明的有益效果为：

1.本方案中的踏面测绘仪的探头在通过平移扫描，能够实现对车轮踏面快速测量，已备计算机用以数据整理和轮轨关系分析，同时本踏面测绘仪能够兼容多种车轮踏面的测量、数据整理分析、直观显示等功能，具有操作简单、测量准确、快捷分析、运用方便、数据可追溯的特性；解决现有技术中踏面测量操作性和可用性不足的问题；

2.本方案中的踏面测绘仪通过两个与车轮轮缘相切的定位面实现检测主体的定位，利用周面相切的切线的交点和夹角的关系可以轻松计算出检测主体与该规格的车轮轴心之间的距离，然后通过检测主体对踏面的数据监测，能够轻松实现踏面的变形测量和测量；

3.本方案中的通过磁体进行磁吸固定并且利用杠杆结构进行拆卸，能够加快本测绘仪的使用方便性和灵活性，整个过程实现单手操作，检测仪利用杠杆进行拆除，使其更为省力；

4.测绘探头采用前后平移的方式移动，能够沿车轮踏面的宽度方向进行但区域的踏面测量和变形监测，并且检测主体的内侧搭载带式平移机构、滑动组件和控制系统的设计，使得测绘探头的移动轨迹更符合测试的要求，满足测试快捷性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本方案中的踏面测绘仪的使用状态图；

图2是本方案中的踏面测绘仪的使用状态的后侧视图；

图3是本方案中的踏面测绘仪的主体结构图；

图4是本检测主体的内部结构图；

图5是带式平移机构的主要结构图；

图6是滑动组件的结构图。

图中：1-车轮；11-轮缘；12-踏面；2-固定支架；21-磁吸部；22-侧向臂；23-手持部；24-磁体；25-定位面；3-检测主体；4-杠杆顶出组件；41-操作杆部；42-复位弹簧；43-限位挡块；44-销轴；5-测绘探头；6-控制系统；61-显示板；62-键盘；63-电源模块；64-电接口；65-电池；66-扁平线；67-控制块；7-带式平移机构；71-平移电机；72-主动轮；73-同步带；74-轮座；75-张紧轮；76-从动轮；77-张紧弹簧；78-定位杆；79-轮轴；8-外壳结构；81-后端盖；82-前端盖；83-底盖；84-加强棱条；9-滑动组件；91-探头滑台；92-滑轨；93-滑动台；94-连接座。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理且不构成自相矛盾的情况下，均包括直接和间接连接。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的设计了一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪，包括：固定支架2和检测主体3，检测主体3固定在固定支架2上并用于车轮踏面12的测量和变形监测；固定支架2包括有磁吸部21、侧向臂22和手持部23。

磁吸部21上嵌设有磁体24并用于磁吸到车轮1内侧；磁吸部21用于磁吸贴合车轮1内侧的面与两个定位面25垂直。

在磁吸部21的上部的左右两侧分别设置有侧向臂22，两个侧向臂22相互对称，在两个侧向臂22上设置有两个定位面25，两个定位面25能够贴合轮缘11上并相切于轮缘11的周向；两个定位面25对称于测绘探头5与车轮1轴线之间的连线；两个定位面25之间具有设定的夹角以确定测绘探头5与车轮1轴线之间的距离；两个定位面25相互对称，且其对称线平行于测绘探头5的检测方向。

手持部23与磁吸部21或侧向臂22连接并用于单手持握。

固定支架2的磁吸部21、侧向臂22和手持部23等部分采用一体成型的设计结构，并且在固定支架2上设置有镂空的通孔，从而减轻固定支架2的重量。

在固定支架2的中部设置有用于检测主体3安装的孔，检测主体3内置有可平移的测绘探头5，测绘探头5用于踏面12数据的检测，且该测绘探头5的平移轨迹平行于车轮1的轴向。

使用时，将磁吸部21贴合到车轮1内侧，然后将两个定位面25贴合到车轮轮缘11上面，此时，由于车轮在使用时的变形或者伤痕往往发生在车辆踏面12上而非车轮轮缘11处，因此，此时将该轮缘11作为定位点，不仅保证了测量的准确性，同时也使得测绘仪能够更小巧，使用灵活性更好；此外，由于装置定位面25是个平面结构，因此，当其对不同规格的车轮1测绘时，其切点位置自然发生转移，从而使得测绘探头5与他们的距离能够实时变化，并获得两者距离的理论值，如果检测的距离值与理论值不符，则能够轻易判断出踏面12的变形程度。

测量时，测绘探头5向下朝踏面放出测绘激光，该测绘激光所覆盖的区域可以是圆柱形的点区域测绘，也可以是呈扁平状的锥形或者倒锥形的区域测绘；该测绘区域的移动随测绘探头5的平移而移动。

实施例2

如图1-3所示，在实施例1 的结构基础上，为了方便于测量后的固定支架2的拆除，在固定支架2上设置了杠杆顶出组件4。

杠杆顶出组件4包括操作杆部41、复位弹簧42、销轴44和限位挡块43；操作杆部41通过销轴44可转动的连接到固定支架2上，操作杆部41的上部延伸至手持部23处，操作杆部41的下部延伸磁吸部21处并用于将磁吸部21推离车轮1；复位弹簧42设置在操作杆部41与固定支架2之间，限位挡块43设置于固定支架2或者检测主体3上并用于限制操作杆部41的可转动范围。

该杠杆顶出组件4利用杠杆原理，使得固定支架2能够更加轻松的从车轮1上拆除。

实施例3

如图3-6所示，本实施例可将实施例 1中的检测主体3进行结构优化使其内部更加优化合理；其检测主体3包括有外壳结构8，在外壳结构8内设置有带式平移机构7、滑动组件9和控制系统6。

检测主体3包括有外壳结构8，该外壳结构8包括前端盖82、后端盖81、左端盖、右端盖、顶盖和底盖83；在前端盖82与后端盖81之间连接有多个加强棱条84，右端盖和底盖83设置为一体。

检测主体3内设置有带式平移机构7，该带式平移机构7包括平移电机71、主动轮72、同步带73、轮座74、从动轮76、张紧弹簧77、轮轴79、定位杆78和张紧轮75；主动轮72连接在平移电机71的转轴上，从动轮76可转动的连接在轮座74上，同步带73连接在主动轮72与从动轮76之间；张紧轮75通过轮轴79连接在轮座74上且能上下移动，定位杆78设置在轮座74上并通过张紧弹簧77连接轮轴79；张紧轮75抵于同步带73上并用于张紧同步带73。

测绘探头5通过滑动组件9连接到同步带73上；该滑动组件9包括探头滑台91、滑轨92、滑动台93和连接座94；探头滑台91呈环状，测绘探头5可滑动的设置在探头滑台91上并沿探头滑台91的长度方向移动，进而对其正下方的踏面12进行测绘，滑轨92并列设置在探头滑台91的一侧，滑动台93可滑动的设置在滑轨92上，连接座94用于将同步带73固定到滑动台93上。

滑动组件9分别具有探头滑台91和滑轨92两个轨道，并且分别用于测绘探头5和滑动台93的滑动，能够使得同步带73的驱动力能够良好的传递到测绘探头5上，并且避免测绘探头5在平行过程中受力不均匀造成的测绘探头5偏转的问题。

检测主体3内设置有控制系统6；该控制系统6包括显示板61、键盘62、电源模块63、电池65、扁平线66和控制块67；显示板61、键盘62、电源模块63和控制块67均为PCBA板，显示板61和键盘62均与控制块67电连接，电池65通过电源模块63向控制块67供电；控制块67通过扁平线66连接并控制测绘探头5；在后端盖81上设置有电接口64，该电接口64能够向电池65充电。测绘探头5在平移过程中对踏面的数据测量，同时搭配控制块及与控制块连接的计算机，实现对车轮踏面外形尺寸，并完成轮缘高度、轮缘厚度、磨耗量、QR值、轮径、轮辋宽度、轮辋厚度等参数的测量计算，以及完成数据整理分析和轮轨关系的分析，分析结果和数据测量结果能够通过显示板61进行显示。

上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：包括：

固定支架(2)，能够磁吸固定到车轮的内侧；在固定支架(2)上设置有两个定位面(25)，两个定位面(25)能够贴合轮缘(11)上并相切于轮缘(11)的周向；

检测主体(3)，设置在所述固定支架(2)上，该检测主体(3)内置有可平移的测绘探头(5)，测绘探头(5)用于踏面(12)数据的检测，且该测绘探头(5)的平移轨迹平行于车轮的轴向；

两个定位面(25)之间具有设定的夹角以确定测绘探头(5)与车轮轴线之间的距离；

所述固定支架(2)包括有磁吸部(21)和手持部(23)，磁吸部(21)上嵌设有磁体(24)并用于磁吸到车轮内侧；在固定支架(2)上设置有杠杆顶出组件(4)，顶出组件(4)包括有操作杆部(41)，操作杆部(41) 可转动的连接到固定支架(2)上，操作杆部(41)的上部延伸至手持部(23)处，操作杆部(41)的下部延伸至磁吸部(21)处，并用于将磁吸部(21)推离车轮。

2.根据权利要求1所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：所述固定支架(2)还包括有侧向臂(22)；两个侧向臂(22)对称设置在磁吸部(21)的上部两侧，两个定位面(25)分别设置在两个侧向臂(22)上，两个定位面(25)对称于测绘探头(5)与车轮轴线之间的连线；手持部(23)与磁吸部(21)或侧向臂(22)连接并用于单手持握。

3.根据权利要求2所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：杠杆顶出组件(4)还包括有复位弹簧(42)、销轴(44)和限位挡块(43)；操作杆部(41)通过销轴(44)可转动的连接到固定支架(2)上；复位弹簧(42)设置在操作杆部(41)与固定支架(2)之间，限位挡块(43)设置于固定支架(2)或者检测主体(3)上，并用于限制操作杆部(41)的可转动范围。

4.根据权利要求2所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：磁吸部(21)用于磁吸贴合车轮内侧的面与两个定位面(25)垂直。

5.根据权利要求1-4之一所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：检测主体(3)内设置有带式平移机构(7)，该带式平移机构(7)包括平移电机(71)、主动轮(72)、同步带(73)、轮座(74)、从动轮(76)；主动轮(72)连接在平移电机(71)的转轴上，从动轮(76)可转动的连接在轮座(74)上，同步带(73)连接在主动轮(72)与从动轮(76)之间。

6.根据权利要求5所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：带式平移机构(7)还包括张紧弹簧(77)、轮轴(79)、定位杆(78)和张紧轮(75)；张紧轮(75)通过轮轴(79)连接在轮座(74)上且能上下移动，定位杆(78)设置在轮座(74)上并通过张紧弹簧(77)连接轮轴(79)；张紧轮(75)抵于同步带(73)上并用于张紧同步带(73)。

7.根据权利要求5所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：测绘探头(5)通过滑动组件(9)连接到同步带(73)上；该滑动组件(9)包括探头滑台(91)、滑轨(92)、滑动台(93)和连接座(94)；测绘探头(5)可滑动的设置在探头滑台(91)上，滑轨(92)并列设置在探头滑台(91)的一侧，滑动台(93)可滑动的设置在滑轨(92)上，连接座(94)用于将同步带(73)固定到滑动台(93)上。

8.根据权利要求1-4之一所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：检测主体(3)内设置有控制系统(6)；该控制系统(6)包括显示板(61)、键盘(62)、电源模块(63)、电池(65)、扁平线(66)和控制块(67)；显示板(61)、键盘(62)、电源模块(63)和控制块(67)均为PCBA板，显示板(61)和键盘(62)均与控制块(67)电连接，电池(65)通过电源模块(63)向控制块(67)供电；控制块(67)通过扁平线(66)连接并控制测绘探头(5)。

9.根据权利要求1-4之一所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：检测主体(3)包括有外壳结构(8)，该外壳结构(8)包括前端盖(82)、后端盖(81)、左端盖、右端盖、顶盖和底盖(83)；在前端盖(82)与后端盖(81)之间连接有多个加强棱条(84)，右端盖和底盖(83)设置为一体。

10.根据权利要求1所述的便携式轨道车车轮踏面测绘仪，其特征在于：两个定位面(25)相互对称，且其对称线平行于测绘探头(5)的检测方向。

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