CN112985235B - 一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道检测领域，具体涉及一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置，通过水平测量模块和高程测量模块分别测量被测齿轨单齿前后处的的水平轨距与高程数据偏差，通过所测得的数据来判断齿轨所处的状态是否达到线路安装要求，为后续齿轨调整方案提供数据支撑，保证齿轨线路的安装精度和运营安全，填补了齿轨铁路检测装备领域的技术空白。

Description

一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，特别是一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置。

背景技术

当前，我国愈发重视对齿轨铁路的研究与运用。齿轨铁路安全性好，建设成本低，十分适合作为山区或旅游景区的观光线路，特别是在近年来国内环保要求更加严格的大环境下，相较于普通铁路，在同样的爬高高度条件下，齿轨铁路的线路长度大大减少，对于旅游景区的影响较小，同时也可降低对沿线植被和地质条件的破坏。

齿轨铁路与一般轨道铁路的区别在于，齿轨铁路通常在一般铁路轨道中间增加一个齿条轨道（也简称“齿轨”），并在运行车辆的转向架上装备齿轮装置，通过齿轮齿条的啮合力以补充车辆爬坡时轮轨黏着力或者代替黏着力，达到驱动轨道车辆爬坡的目的。齿轨铁路与一般铁路轨道相同的是，在齿轨有砟铁路铺设完成时需要对齿轨的安装位置精度进行测量，确保齿轨的安装位置符合相关技术标准要求，特别是齿轨的高程与横向轨距两种参数的检测，上述两种参数可以确保指定齿轨能够精确安装，保证齿轨铁路上轨道车辆的运行状况等。

但是，目前国内齿轨相关铁路尚在研制铺设阶段，没有实际运营线路的应用，所以对于齿条轨道的检测装备尚未完善。因此，相关技术人员亟需设计一种齿轨检测装置，对齿轨铁路中齿条轨道的安装位置参数进行相应的检测，获取齿条轨道的系列参数，以便后续进行精调等相关操作。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术缺乏相关检测装置用于齿轨铁路中齿条轨道安装位置参数检测的问题，提供一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置，填补有砟齿轨铁路齿条轨道检测技术装备领域的技术空白。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置，包括机架、水平测量模块和高程测量模块；机架上设有用于沿两侧钢轨滑动的轮毂，方便施工；水平测量模块包括两个水平标尺：第一水平标尺和第二水平标尺，第一水平标尺横跨齿轨和一侧钢轨、第二水平标尺横跨齿轨和另一侧钢轨，两个水平标尺结构相同且关于中心对称设置，两个水平标尺均与机架滑动连接，能够收缩和调整，方便归纳、适用性强；高程测量模块与机架可拆卸连接，高程测量模块包括安装座和两个竖向设置的高程标尺，其中安装座用于定位齿轨，两个高程标尺在安装座上沿齿轨延伸方向排列；水平标尺和高程标尺上均设有刻度标记。

在上述用于齿轨铁路齿轨的检测装置中，机架作为水平标尺的连接骨架和用于测量读数的参考基准；机架通过轮毂架设在两钢轨上，机架所在位置与钢轨位置的相对高度为定值，通过水平测量模块和高程测量模块检测齿轨安装精度。

具体地，该装置利用两个水平标尺分别测量某段齿轨前后的水平轨距（被检测齿轨与对应侧钢轨之间的距离），通过处理所测得的两个数据求得被检测齿轨的水平轨距偏差，或者纵向安装的倾斜误差；高程测量模块以机架所在位置为参考基准，一方面通过将高程标尺与齿轨相对固定，利用高程标尺上的刻度标记反映齿轨安装高度，另一方面通过设于两个不同位置上的高程标尺来反映所测齿轨位置的高度偏差。上述检测装置通过测得的相关数据来判断齿轨安装是否达到线路安装要求，为后续齿轨的精调提供数据支撑。

上述检测装置各组件之间可拆卸连接，维护、更换简单，检测方便快捷，准确度高，功能全面，适用性强，填补了有砟齿轨铁路齿轨检测技术装备领域的技术空白。

作为优选方案，水平标尺靠近齿轨的一端设有用于抵挡齿轨的遮挡组件、另一端设有用于接触钢轨的游标块，使得齿条与钢轨之间定位快捷、读数更方便准确。

作为优选方案，遮挡组件与水平标尺可拆卸连接，使水平标尺相对机架可拆卸，方便组装和更换。

作为优选方案，遮挡组件的端部设有接触件，能较好贴合齿轨齿条的齿峰，用于定位。

作为优选方案，水平标尺上靠近钢轨侧的端部设有游码挡块，防止游标块意外脱落。

作为优选方案，安装座上沿齿轨延伸方向设有两个凸块，每个凸块与机架通过垂直升降螺栓连接。垂直升降螺栓既用于支承高程测量模块的重量，还用于为机架导向升降，确保机架与安装座处于平行状态，利于准确读数。

作为优选方案，每个凸块对应可拆卸安装一个高程标尺，机架上沿齿轨延伸方向设有两个与高程标尺位置对应的通孔，通孔供高程标尺穿过，方便以机架为基准读取齿轨所在位置。

作为优选方案，安装座的底部装有用于与齿轨齿条啮合的定位齿条。

作为优选方案，机架为镂空板状结构，质量轻、方便读数且加工简单。

作为优选方案，水平标尺和高程标尺均设有凹槽结构，凹槽结构内设置刻度标记。这样能够在水平标尺水平滑移或者高程标尺上下移动过程中避免磨损，进而影响读数的准确性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、齿轨检测装置可同时测量齿轨的水平轨距和高程偏差：利用双L形的水平标尺分别测量齿轨到钢轨之间的距离，通过对两个数据的处理可以较为准确的得出齿轨的水平轨距偏差；将高程标尺沿齿轨延伸方向前后各布置一个，通过两个高程标尺的数据得出所测位置的高度偏差，该齿轨检测装置所测得的水平数据与高程数据较为准确可靠。

2、本发明通过测得的相关数据来判断齿轨所处状态是否达到线路安装要求，能够为后续齿轨调整方案提供数据支撑，保证齿轨线路的安装精度和运营安全。

3、水平标尺与机架之间采用滑轨配合的滑动方式，简单、准确，方便调节水平标尺的延伸长度，可适用于不同类型的轨道结构检测；使用完毕后，可收缩水平标尺，减小占用空间。

4、高程标尺采用螺栓旋转的方式上下运动，四根垂直升降螺栓可保证啮合齿条的精确移动，进而保证测量数据的准确性。

5、本发明的齿轨检测装置结构简单，不需额外增加内部驱动，可由测量人员推动在精调完毕的钢轨上前进，使用方便；同时各组件可拆卸连接，方便维护和更换，经济实用。

附图说明

图1是齿轨检测装置在齿轨铁路上的作业示意图。

图2是齿轨检测装置的三维结构示意图。

图3是齿轨检测装置于齿轨铁路上的前视示意图。

图4是齿轨检测装置的俯视示意图。

图5是水平标尺的结构示意图。

图6是高程测量模块的结构示意图。

图标：1-机架；11-轮毂；2-水平测量模块；21-第一水平标尺；22-第二水平标尺；23-游标块；24-游码挡块；25-遮挡组件；26-接触件；3-高程测量模块；31-安装座；32-定位齿条；33-销钉；34-凸块；35-高程标尺；36-垂直升降螺栓；4-钢轨；5-齿轨。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置，如图1-图6所示，包括机架1、水平测量模块2和高程测量模块3及其它附属零件。其检测的对象主要为已在齿条轨道线路上安装完毕的齿轨5。

如图2-图5，水平测量模块2包括两个水平标尺：第一水平标尺21和第二水平标尺22，第一水平标尺21横跨齿轨5和一侧钢轨4、第二水平标尺22横跨齿轨5和另一侧钢轨4，第一水平标尺21和第二水平标尺22关于中心点对称布置在机架1上；二者均采用滑轨的滑动方式水平横向移动，即在机架1对应位置上分别横向设置与对应水平标尺横截面尺寸适配的通孔，供水平标尺横向贯穿于机架1；两个水平标尺结构相同，均为L形结构。

具体地，如图5，每个水平标尺靠近齿轨的一端设有用于抵挡齿轨5的遮挡组件25。遮挡组件25与水平标尺可拆卸连接，水平标尺靠近齿轨端的底部设有供遮挡组件25插入的凹槽，水平标尺端部通过紧定螺钉将凹槽中的遮挡组件25紧固，遮挡组件25垂直于水平标尺设置；遮挡组件25的底部设有接触件26，该接触件26与遮挡组件25垂直设置，为三角结构，能较好贴合被检测齿轨5的齿峰。第一水平标尺21和第二水平标尺22上设置相同的刻度尺，用以表示被检测齿轨5的一侧面与钢轨4的一侧面之间的距离；该刻度尺的设置部位设计呈凹槽结构，能够为了防止在水平标尺频繁的横向滑动时造成刻度的磨损，进而影响水平标尺读数的准确性。同时，为了方便读数，在两个水平标尺靠近相应钢轨4的一端设置有可左右移动的游标块23，游标块23的作用是与对应侧钢轨4的外侧面相贴合，以此方便读出钢轨4侧面在水平标尺上的对应刻度位置；由于游标块23可左右移动，以便显示不同的轨距读数，故在水平标尺的靠近钢轨侧的端部处设置游码挡块24，来防止游标块23在移动的过程中滑落。通过横向滑移水平标尺和游标块23，使遮挡组件25和游标块23分别抵靠齿轨5侧面和钢轨4侧面，并呈夹持状态，进而能够在游标块23处准确读数。

针对被检测齿轨5的单齿的偏差，第一水平标尺21与第二水平标尺22分别测得被检测齿轨5某一单齿的前后两点与精调完毕的两根钢轨4之间的距离，通过处理所测得的两个数据可求得被检测齿轨5的水平轨距偏差，并以此为依据考虑下一步调整。

如图2、图6，高程测量模块3与机架1可拆卸连接。高程测量模块3包括安装座31和两个与安装座31垂直连接的高程标尺35，其中安装座31的底部装有用于与被检测齿轨5相啮合的定位齿条32；具体地，安装座31的底部设有用于装配定位齿条32的凹槽，定位齿条32通过均匀分布的销钉33安装于安装座31的凹槽中。安装座31的顶部沿齿轨延伸方向设有两个凸块34。每个凸块34通过螺栓连接一个设有刻度的高程标尺35，机架1上沿齿轨延伸方向设有两个与高程标尺35位置对应的通孔，通孔供高程标尺35穿过，方便以机架1为基准读取齿轨5所在位置；同时，安装座31上每个凸块34与机架1通过两个垂直升降螺栓36可拆卸连接，机架1和凸块34对应位置上均设有与垂直升降螺栓36适配的螺纹孔。安装座31的垂向移动通过垂直升降螺栓36的旋转来实现，同时垂直升降螺栓36能够支承安装座31、定位齿条32和沿轨向设置的两个高程标尺35的所有重量。

垂直布置的两个高程标尺35并不支承任何重量，其作用仅为显示被检测齿轨5的高程偏差，两个高程标尺35中刻度尺的位置与水平标尺上的结构一致，均设置成凹槽结构，凹槽的作用同样是为了防止高程标尺35在上下移动过程中造成磨损，进而影响读数的准确性。

此外，根据已经完成精调的两条钢轨4的空间位置，确定齿轨5符合要求的安装位置水平轨距和高程数值范围，以此在第一水平标尺21、第二水平标尺22和高程标尺35的刻度上均设置特殊标记。一方面，通过标尺可读出测量点的偏差数值，另一方面，标尺上的特殊标记可快速判断齿轨5铺设是否符合要求，只要读数在特殊标记的范围内即可快速判断出齿轨5铺设的安装精度合格。

进一步地，如图2、图4，机架1下方设有四个轮毂11，通过轮毂11在两侧精调完毕的钢轨4上行进；在一点测量完毕后，可收起各检测模块，由测量人员推进到下一测量点进行下一阶段的测量工作，故该齿轨检测装置在作业过程中搬运十分便利。其中，机架1为镂空板状结构，质量轻、方便读数且加工简单。

在上述用于齿轨铁路齿轨的检测装置中，机架1作为水平标尺的连接骨架和用于测量读数的参考基准；机架1通过轮毂11架设在两钢轨4上，机架1所在位置与钢轨4位置的相对高度为定值，通过水平测量模块2和高程测量模块3检测齿轨5安装精度。

具体地，该装置利用两个水平标尺分别测量某段齿轨5前后的水平轨距（被检测齿轨5与对应侧钢轨4之间的距离），通过处理所测得的两个数据求得被检测齿轨5的水平轨距偏差，或者纵向安装的倾斜误差；高程测量模块3以机架1所在位置为参考基准，一方面通过将高程标尺35与齿轨相对固定，利用高程标尺35上的刻度反映齿轨5安装高度，另一方面将高程标尺35设于两个不同位置上进而反映所测齿轨5位置的高度偏差。上述检测装置通过测得的相关数据来判断齿轨安装是否达到线路安装要求，为后续齿轨5的精调提供数据支撑。

上述齿轨检测装置由各模块结构组装而成，其从制造生产、运输、组装及后续的更换维护工作均较为方便，针对不同的线路，在使用前需要进行相关的调试工作，参照不同线路的精调钢轨轨道以及齿轨的安装要求规范仔细调试，进而保证所测得的数据的准确性，检测方便快捷、适用性强。

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 (9)

1.一种用于齿轨铁路齿轨的检测装置，其特征在于，包括机架（1）、水平测量模块（2）和高程测量模块（3）；所述机架（1）上设有用于沿两侧钢轨（4）滑动的轮毂（11）；所述水平测量模块（2）包括两个水平标尺：第一水平标尺（21）和第二水平标尺（22），所述第一水平标尺（21）横跨齿轨（5）和一侧钢轨（4），所述第二水平标尺（22）横跨所述齿轨（5）和另一侧所述钢轨（4），两个所述水平标尺结构相同且关于中心对称设置，两个所述水平标尺均与所述机架（1）滑动连接，每个所述水平标尺靠近所述齿轨（5）的一端设有用于抵挡所述齿轨（5）的遮挡组件（25）、另一端设有用于接触钢轨（4）的游标块（23），所述游标块（23）与所述水平标尺滑动连接；所述高程测量模块（3）与所述机架（1）可拆卸连接，所述高程测量模块（3）包括安装座（31）和两个竖向设置的高程标尺（35），其中安装座（31）用于定位齿轨（5），两个所述高程标尺（35）在所述安装座（31）上沿所述齿轨（5）延伸方向排列；所述水平标尺和所述高程标尺（35）上均设有刻度标记。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述遮挡组件（25）与所述水平标尺可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，遮挡组件（25）的端部设有接触件（26）。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述水平标尺上靠近钢轨侧的端部设有游码挡块（24）。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述安装座（31）上沿齿轨延伸方向设有两个凸块（34），每个所述凸块（34）与所述机架（1）通过垂直升降螺栓（36）连接。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，每个所述凸块（34）对应可拆卸安装一个所述高程标尺（35），所述机架（1）上沿齿轨延伸方向设有两个与所述高程标尺（35）位置对应的通孔，所述通孔供所述高程标尺（35）穿过。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述安装座（31）的底部装有用于与齿轨齿条啮合的定位齿条（32）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述机架（1）为镂空板状结构。

9.根据权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述水平标尺和所述高程标尺（35）均设有凹槽结构，所述凹槽结构内设置所述刻度标记。