CN113654446B - 车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法，车钩自由转角测量装置包含底座、角度盘、旋转杆、滑块、车钩杆以及一对卡尺；底座用于可拆装地固定于钩尾框；角度盘设置于底座沿第一方向的一侧并呈扇形；旋转杆具有连接端及自由端，连接端转动连接于底座，且连接端和底座的转动轴心与底座沿角度盘对应的扇形圆心重合，旋转杆临近连接端的位置设置有顶尖，顶尖的尖端位于角度盘的外周，旋转杆还设置有导槽及第一长度刻度；滑块可滑动地设置于导槽；车钩杆一端可滑动地连接于滑块，另一端竖直向下延伸，并用于可拆装地固定于车钩；一对卡尺分别设置于底座，一对卡尺端部的卡钩用于勾挂于钩尾框沿第二方向的两侧。

Description

车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法

技术领域

本发明涉及机车安全运行检测设备技术领域，尤其涉及一种车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法。

背景技术

随着铁路运输的快速发展，重载铁路运输是国际公认的铁路货运发展方向，随之机车在重载运输安全方面的问题引起格外关注。在重载列车正常运行过程中，受列车编组吨位大，列车前后制动不同步等因素的影响，重载机车经常在车钩处要承受很大的纵向冲动或挤压力的作用。在大的压钩力下，若车钩转角过大，会导致车钩失稳、轮轴横向力超标、机车之间发生不同程度的横向偏移，严重时会导致机车脱轨，由此可见，车钩转角对列车运行安全性影响非常重要。研究和实践表明，车钩自由转角的大小直接影响车钩转角的大小。车钩自由转角过大的原因有多种，车钩出厂时自由转角控制不当，机车运行过程中由于制动作用发生的车钩磨耗导致自由转角进一步增大等。

目前，车钩在出厂时自由转角的测量缺乏可靠的测量方法和测量装置，车钩装车后依然不能准确得到车钩相对于车体的自由转角，导致车钩在出厂时或装车时车钩自由转角得不到无法准确掌握和控制，无法准确分析机车运行过程中发生的问题。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够便捷、准确地测量车钩自由转角的车钩自由转角测量装置。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种车钩自由转角测量方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种车钩自由转角测量装置，其中，包含底座、角度盘、旋转杆、滑块、车钩杆以及一对卡尺；所述底座用于可拆装地固定于钩尾框；所述角度盘设置于所述底座沿第一方向的一侧并呈扇形，所述角度盘具有沿周缘的角度刻度；所述旋转杆与所述角度盘位于所述底座沿所述第一方向的同一侧，并具有连接端及自由端，所述连接端转动连接于所述底座，且所述连接端和所述底座的转动轴心与所述底座沿所述角度盘对应的扇形圆心重合，所述自由端水平延伸，所述旋转杆临近所述连接端的位置设置有顶尖，所述顶尖的尖端位于所述角度盘的外周，所述旋转杆还设置有分别在所述连接端与所述自由端之间延伸的导槽及第一长度刻度；所述滑块可滑动地设置于所述导槽；所述车钩杆一端可滑动地连接于所述滑块，另一端竖直向下延伸，并用于可拆装地固定于车钩；所述一对卡尺分别设置于所述底座，并能分别由所述底座的沿第二方向的两侧可调节地伸缩，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述一对卡尺端部的卡钩用于勾挂于钩尾框沿所述第二方向的两侧。

根据本发明的其中一个实施方式，所述底座一侧设置有第一凸台，所述第一凸台上面一侧具有开槽，所述角度盘设置于所述凸台的开槽，且所述角度刻度显露于外。

根据本发明的其中一个实施方式，所述底座一侧设置有第二凸台，所述第二凸台位于所述第一凸台下方，所述旋转杆的所述连接端转动连接于所述第一凸台和所述第二凸台。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第二凸台沿竖直方向设置有转轴，所述旋转杆的所述连接端转动连接于所述转轴，所述转轴的轴心与所述角度盘对应的扇形圆心重合。

根据本发明的其中一个实施方式，所述导槽沿竖直方向贯穿所述旋转杆，所述导槽包含第一槽道及第二槽道，所述第一槽道开口于所述旋转杆顶面，所述第二槽道连通于所述第一槽道底部并开口于所述旋转杆底面，所述第二槽道的宽度小于所述第一槽道的宽度；其中，所述滑块具有第一部及第二部，所述第二部连接于所述第一部的底面，所述第一部的宽度小于所述第一槽道的宽度，所述第二部的宽度小于所述第二槽道的宽度。

根据本发明的其中一个实施方式，所述滑块设置有外螺纹，用以螺接调节螺母，所述调节螺母位于所述旋转杆下方，用于旋紧于所述旋转杆底面，而定位所述滑块在所述导槽的位置；和/或，所述车钩杆另一端设置有支撑座，所述车钩杆另一端用于通过所述支撑座可拆装地固定于车钩。

根据本发明的其中一个实施方式，所述一对卡尺的相对的各一端分别设置有齿条，所述底座沿所述第二方向的中心设置有齿轮，两根所述齿条分别与所述齿轮啮合，以使所述一对卡尺被配置为分别由所述底座的沿第二方向的两侧可调节地且等距地伸缩。

根据本发明的其中一个实施方式，所述角度盘对应的扇形的圆心与所述底座沿所述第二方向的中心重合；和/或，所述卡尺具有沿所述第二方向的第二长度刻度。

根据本发明的其中一个实施方式，所述底座设置有第一磁吸附件，所述底座用于通过所述第一磁吸附件可拆装地吸附固定于钩尾框；和/或，所述车钩杆另一端设置有第二磁吸附件，所述车钩杆另一端用于通过所述第二磁吸附件可拆装地吸附固定于车钩。

根据本发明的另一个方面，提供一种车钩自由转角测量方法，其中，包含：提供本发明提出的并在上述实施方式中所述的车钩自由转角测量装置；将底座固定于钩尾框，同时将所述一对卡尺分别以各自的所述卡钩勾挂于所述钩尾框两侧；调整车钩相对钩尾框的角度，并调整所述滑块在所述导槽的位置，将所述车钩杆另一端固定于车钩，保证所述车钩杆位于所述车钩的中心线上；旋转车钩至任意角度；获取所述顶尖指向所述角度刻度所对应的角度值、所述滑块于所述第一长度刻度所对应的第一长度值、所述连接端和所述底座的连接位置与钩尾销的距离的第二长度值；根据获取的所述角度值、所述第一长度值和所述第二长度值，计算车钩自由转角。

由上述技术方案可知，本发明提出的车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法的优点和积极效果在于：

本发明提出的车钩自由转角测量装置包含底座、角度盘、旋转杆、滑块、车钩杆以及一对卡尺，其能够利用底座及车钩杆分别固定于钩尾框及车钩。利用该测量装置测量时，可转动车钩至某一位置，在测量装置上读取此时的旋转杆的顶尖指向角度刻度的角度值、滑块对应第一长度刻度的长度值，从而根据该角度值和长度值结合测量装置的位置数据，即可计算出车钩相对于钩尾框或者机车车体底架的自由转角。通过上述设计，本发明能够实现对机车钩缓冲装置的车钩自由转角的便捷、准确的测量。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种车钩自由转角测量装置的立体结构示意图；

图2是图1示出的车钩自由转角测量装置的另一角度的立体结构示意图；

图3是图2示出的车钩自由转角测量装置的部分结构拆解后的立体结构示意图；

图4是图1示出的车钩自由转角测量装置在其中一种应用场景中能够用于测量的车钩的立体结构示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种车钩自由转角测量方法的流程示意图；

图6是图5示出的车钩自由转角测量方法的原理示意图；

图7是图5示出的车钩自由转角测量方法的一步骤下的车钩自由转角测量装置与车钩的装配示意图；

图8是图5示出的车钩自由转角测量方法的另一步骤下的车钩自由转角测量装置与车钩的装配示意图。

附图标记说明如下：

100.底座； 410.第一中心线标记；

110.第一凸台； 420.调节螺母；

111.开槽； 500.车钩杆；

120.第二凸台； 520.第二磁吸附件；

121.转轴； 530.支撑座；

130.齿轮； 531.第二中心线标记；

140.盖板； 600.卡尺；

150.第一磁吸附件； 610.卡钩；

200.角度盘； 620.齿条；

210.角度刻度； 630.第二长度刻度；

300.旋转杆； 710.钩尾框；

301.自由端； 720.车钩；

310.顶尖； 730.钩尾销；

320.导槽； α1、α2.夹角；

321.第一槽道； L1、L2、L3、L4.直线；

322.第二槽道； O.中心线；

330.第一长度刻度； S1、S2、S3、S4、S4’.点；

400.滑块； X.第一方向；

Y.第二方向。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本发明提出的车钩自由转角测量装置的立体结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的车钩自由转角测量装置是以应用于机车的车钩为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的车钩自由转角测量场景中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的车钩自由转角测量装置的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的车钩自由转角测量装置包含底座100、角度盘200、旋转杆300、滑块400、车钩杆500以及一对卡尺600。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了车钩自由转角测量装置的另一角度的立体结构示意图；图3中代表性地示出了车钩自由转角测量装置的部分结构拆解后的立体结构示意图，具体示出了车钩自由转角测量装置将盖板140拆解后的立体结构；图4中代表性地示出了车钩自由转角测量装置在其中一种应用场景中能够用于测量的车钩的立体结构示意图。以下将结合上述附图，对本发明提出的车钩自由转角测量装置的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

以图4示出的机车的钩缓装置为例，其主要包含钩尾框710以及车钩720，车钩720的尾端通过钩尾销730与钩尾框710转动连接。在此基础上，如图1至图4所示，在本实施方式中，底座100用于可拆装地固定于钩尾框710。角度盘200设置于底座100沿第一方向X的一侧并呈扇形，角度盘200具有沿周缘的角度刻度210。旋转杆300与角度盘200位于底座100沿第一方向X的同一侧，并具有连接端及自由端301。连接端转动连接于底座100，且连接端和底座100的转动轴心与底座100沿角度盘200对应的扇形圆心重合。自由端301水平延伸，旋转杆300临近连接端的位置设置有顶尖310，顶尖310的尖端位于角度盘200的外周。所述旋转杆300还设置有导槽320及第一长度刻度330，导槽320和第一长度刻度330均沿连接端至自由端301的方向延伸。滑块400可滑动地设置于导槽320。车钩杆500一端可滑动地连接于滑块400，另一端竖直向下延伸，车钩杆500的该另一端用于可拆装地固定于车钩720。一对卡尺600分别设置于底座100，并能分别由底座100的沿第二方向Y的两侧可调节地伸缩，其中，第二方向Y垂直于第一方向X，一对卡尺600端部的卡钩610用于勾挂于钩尾框710沿第二方向Y的两侧。

承上所述，本发明提出的车钩自由转角测量装置能够利用底座100及车钩杆500分别固定于钩尾框710及车钩720。利用该测量装置测量时，可转动车钩720至某一位置，在测量装置上读取此时的旋转杆300的顶尖310指向角度刻度210的角度值、滑块400对应第一长度刻度330的长度值，从而根据该角度值和长度值结合测量装置的位置数据，即可计算出车钩720相对于钩尾框710或者机车车体底架的自由转角。通过上述设计，本发明能够实现对机车钩缓冲装置的车钩720的自由转角的便捷、准确的测量。

可选地，如图1所示，在本实施方式中，底座100一侧可以设置有第一凸台110，第一凸台110上面一侧(即背向底座100的一侧)具有开槽111，开槽111可以例如为扇形。在此基础上，角度盘200可以设置于凸台的开槽，且角度刻度显露于外。

进一步地，如图1所示，基于底座100一侧设置有第一凸台110的设计，在本实施方式中，底座100一侧可以设置有第二凸台120，且第二凸台120位于第一凸台110下方。在此基础上，旋转杆300的连接端可以转动连接于第一凸台110和第二凸台120。

进一步地，如图1所示，基于底座100一侧设置有第一凸台110和第二凸台120的设计，在本实施方式中，第二凸台120可以沿竖直方向设置有转轴121。在此基础上，旋转杆300的连接端可以转动连接于转轴121，且转轴121的轴心与角度盘200对应的扇形圆心重合。

进一步地，如图1所示，基于第二凸台120设置有转轴121的设计，在本实施方式中，转轴121的上端可以穿过第一凸台110并显露于第一凸台110的顶面。在此基础上，第一凸台110可以设置圆孔，且第二凸台120可以设置位于圆孔正下方的螺纹孔，即螺纹孔与圆孔同心，据此，转轴121下端可以设置有外螺纹，并与第二凸台120的螺纹孔螺接固定，转轴121上端可以由第一凸台110的圆孔穿过并向上伸出。

可选地，如图1至图3所示，在本实施方式中，底座100可以设置有第一磁吸附件150。据此，底座100能够通过第一磁吸附件150吸附固定于钩尾框710，从而利用第一磁吸附件150与金属材质的钩尾框710的磁吸附作用，实现底座100与钩尾框710的可拆装的固定。在一些实施方式中，底座100亦可通过其他结构或者方式实现与钩尾框710的可拆装的固定，例如粘接等，并不以此为限。

进一步地，基于底座100设置有第一磁吸附件150的设计，在本实施方式中，第一磁吸附件150可以为磁铁。

可选地，如图1所示，在本实施方式中，导槽320可以沿竖直方向贯穿旋转杆300。在此基础上，导槽320可以包含第一槽道321及第二槽道322。具体而言，第一槽道321开口于旋转杆300顶面，第二槽道322连通于第一槽道321底部并开口于旋转杆300底面。其中，第二槽道322的宽度小于第一槽道321的宽度。据此，滑块400的宽度可以大于第二槽道322的宽度，且稍小于第一槽道321的宽度，从而使得滑块400可滑动地设置于第一槽道321，并限制滑块400不会由第二槽道322向下脱落。

进一步地，基于导槽320包含第一槽道321及第二槽道322的设计，在本实施方式中，滑块400可以具有第一部及第二部，第二部连接于第一部的底面。其中，第一部的宽度稍小于第一槽道321的宽度，第二部的宽度小于第二槽道322的宽度。通过上述设计，在限制滑块400不会由第二槽道322向下脱落的同时，滑块400能够通过第一部和第二部分别与第一槽道321和第二槽道322滑动配合，进一步提升滑块400在导槽320中滑动调节的稳定性和准确性。

可选地，在本实施方式中，第一长度刻度330的刻度值是由旋转杆300与底座100的连接位置(即旋转轴心，以及转轴121的中心)起始，并沿连接端至自由端301的方向延伸标记。在此基础上，由于顶尖310的设置及旋转杆300与底座100相对连接的结构需要，导槽320朝向连接端的一端未延伸至连接端，而是延伸至邻近顶尖310的位置，即导槽320朝向连接端的一端与旋转杆300和底座100的连接位置之间，至少还具有一定的间隔距离，该间隔距离应大于或者等于角度盘200对应的扇形的半径与顶尖310长度值和。在此基础上，第一长度刻度330的刻度值由旋转杆300和底座100的连接位置起始后并未实际标记，而是在导槽320朝向连接端的一端处开始标记，且该位置标记出的长度值已经大于或者等于上述间隔距离。

可选地，如图1所示，在本实施方式中，滑块400的顶面可以设置有第一中心线标记410。具体而言，第一中心线标记410的位置与穿设于滑块400的车钩杆500的轴心共同位于第二方向Y上。在此基础上，穿设有车钩杆500的滑块400沿导槽320滑动至任意位置时，可以通过第一长度刻度330的与第一中心线标记410对齐的位置，直接准确地获取车钩杆500的位置信息。

可选地，如图1所示，在本实施方式中，滑块400可以设置有外螺纹，并利用该外螺纹螺接调节螺母420。调节螺母420位于旋转杆300下方，用于旋紧于旋转杆300底面，从而定位滑块400在导槽320的位置。通过上述设计，需要调节滑块400在导槽320中的位置时，可以旋松调节螺母420，将滑块400沿导槽320移动至所需位置后，再旋紧调节螺母420，据此能够实现对滑块400与旋转杆300的下端位置的灵活、方便的调节，从而适应不同规格尺寸的车钩720与钩尾框710的测量需要。

可选地，如图1至图3所示，在本实施方式中，车钩杆500另一端可以设置有支撑座530。据此，车钩杆500的该另一端能够通过支撑座530可拆装地固定于车钩720。另外，支撑座530可以但不限于呈平板状结构。通过上述设计，支撑座530能够扩大车钩杆500另一端与车钩720的接触面积，使得车钩杆500另一端与车钩720的相对固定更加稳定、可靠，进一步提升测量的稳定性和准确性。

进一步地，如图1至图3所示，基于车钩杆500设置有支撑座530的设计，在本实施方式中，支撑座530可以设置有第二中心线标记531。具体而言，配合参阅图7，在测量过程中，可以在固定支撑座530前，预先在车钩720顶面标记中心线O，并在固定支撑座530时，利用第二中心线标记531与车钩720的中心线O对齐，从而能够便捷准确地将车钩杆500通过支撑座530固定于车钩720。

可选地，如图1至图3所示，在本实施方式中，车钩杆500另一端可以设置有第二磁吸附件520。据此，车钩杆500另一端能够通过第二磁吸附件520吸附固定于车钩720，从而利用第二磁吸附件520与金属材质的车钩720的磁吸附作用，实现车钩杆500另一端与车钩720的可拆装的固定。在一些实施方式中，车钩杆500另一端亦可通过其他结构或者方式实现与车钩720的可拆装的固定，例如粘接等，并不以此为限。另外，基于车钩杆500另一端设置有支撑座530的设计，第二磁吸附件520可以设置于支撑座530。应理解的是，车钩杆500另一端亦可仅设置支撑座530与第二磁吸附件520的其中之一，该两者并不限于同时设置。

进一步地，基于车钩杆500设置有第二磁吸附件520的设计，在本实施方式中，第二磁吸附件520可以为磁铁。

可选地，如图3所示，在本实施方式中，一对卡尺600的相对的各一端可以分别设置有齿条620。在此基础上，底座100沿第二方向Y的中心可以设置有齿轮130，两根齿条620分别与齿轮130啮合，以使一对卡尺600被配置为分别由底座100的沿第二方向Y的两侧可调节地且等距地伸缩。通过上述设计，当需要将卡尺600拉出用以勾挂于钩尾框710沿第二方向Y的两侧时，可以仅拉出其中一条卡尺600，即可使得另一条卡尺600同步等距地伸出，进一步简化操作，提升测量效率。并且，利用一对卡尺600勾挂于钩尾框710沿第二方向Y的两侧时，即相当于底座100沿第二方向Y的中心与钩尾框710在第二方向Y上的中心线(该中心线自身是沿第一方向X延伸)重合，据此能够保证底座100与钩尾框710的固定精度，且无需额外对正校准操作。

进一步地，基于卡尺600设置有齿条620，且底座100设置有齿轮130的设计，在本实施方式中，角度盘200对应的扇形的圆心，可以与底座100沿第二方向Y的中心重合。通过上述设计，利用一对卡尺600勾挂于钩尾框710沿第二方向Y的两侧时，能够保证旋转杆300和底座100的转动轴心(即转轴121的轴心，以及角度盘200对应的扇形的圆心)，与车钩720和钩尾框710的转动轴心(即钩尾销730的轴心)是沿第一方向X间隔布置，据此能够保证测量精度，且无需额外对正校准操作。

进一步地，如图1所示，基于卡尺600设置有齿条620，且底座100设置有齿轮130的设计，在本实施方式中，卡尺600可以具有沿第二方向Y的第二长度刻度630。通过上述设计，利用一对卡尺600勾挂于钩尾框710沿第二方向Y的两侧时，可以通过获取两条卡尺600各自伸出底座100时在第二长度刻度630上所对应的长度值，验证两条卡尺600是否为等距伸出，即验证底座100沿第二方向Y的中心是否与钩尾框710在第二方向Y上的中心线重合，亦即验证旋转杆300和底座100的转动轴心与车钩720和钩尾框710的转动轴心是否沿第一方向X布置。其中，两条卡尺600的上述长度值相同时则验证为是，不相同则验证为否，并可根据长度值差异对卡尺600进行调节，并不以此为限。

可选地，如图2和图3所示，底座100背向旋转杆300的一侧可以设置有腔体，卡尺600的一部分(至少包含齿条620)以及齿轮130均可布置于该腔体中。另外，底座100可以设置有盖板140，盖板140可以通过例如螺栓等连接件可拆装地封闭腔体，从而保护腔体内的卡尺600及齿轮130等结构，并能提供拆卸功能而便于更换维护。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的车钩自由转角测量装置仅仅是能够采用本发明原理的许多种测量装置中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的车钩自由转角测量装置的任何细节或任何部件。

基于上述对本发明提出的车钩自由转角测量装置的几个示例性实施方式的详细说明，以下将对本发明提出的车钩自由转角测量方法的一示例性实施方式进行说明。

参阅图5，其代表性地示出了本发明提出的车钩自由转角测量方法的流程示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的车钩自由转角测量方法是以应用于机车钩缓冲装置的车钩720为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的车钩720自由转角测量场景中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的车钩自由转角测量方法的原理的范围内。

参阅图6至图8，图6中代表性地示出了车钩自由转角测量方法的原理示意图；图7中代表性地示出了车钩自由转角测量方法的一步骤下的车钩自由转角测量装置与车钩的装配示意图；图8中代表性地示出了车钩自由转角测量方法的另一步骤下的车钩自由转角测量装置与车钩的装配示意图。同时配合参阅图1至图4，以下将对本发明提出的车钩自由转角测量方法进行详细说明。

如图5所示，在本实施方式中，本发明提出的车钩自由转角测量方法包含：

提供本发明提出的并在上述实施方式中详细说明的车钩自由转角测量装置；

将底座100固定于钩尾框710，同时将一对卡尺600分别以各自的卡钩610勾挂于钩尾框710两侧；

调整车钩720相对钩尾框710的角度，并调整滑块400在导槽320的位置，将车钩杆500另一端固定于车钩720，保证车钩杆500位于车钩720的中心线上；

旋转车钩720至任意角度；获取顶尖310指向角度刻度210所对应的角度值、滑块400于第一长度刻度330所对应的第一长度值、连接端和底座100的连接位置(例如转轴121)与钩尾销730的距离的第二长度值；

根据获取的角度值、第一长度值和第二长度值，计算车钩720自由转角。

可选地，如7和图8所示，在本实施方式中，在将车钩杆500固定于车钩720之前，可在车钩720上标记出中心线O，该中心线O是车钩720的沿第二方向Y的中心线，且中心线自身是沿第一方向X延伸。在此基础上，固定车钩杆500时，可以将车钩杆500的支撑座530上的第二中心线标记531与中心线O对齐。

可选地，在本实施方式中，在将底座100固定于钩尾框710之前，可以先将一对卡尺600拉出，且拉出的距离可以满足两条卡尺600的卡钩610之间的止挡间距大于钩尾框710的前端部位的宽度。在此基础上，完成固定底座100的步骤后，可以调节一对卡尺600收回，直至两条卡尺600的卡钩610分别接触于钩尾框710沿第二方向Y的两侧。并且，可以进一步通过第二长度刻度630，确认两条卡尺600各自伸出长度是否相同。

可选地，获取第二长度值时，除直接测量以外，亦可测量连接端和底座100的连接位置(即转轴121的轴心)与底座100的后端面(即底座100背向旋转杆300的一侧端面)的距离，并测量底座100的后端面与钩尾销730的距离，然后再将上述两个距离相加，即可得到第二长度值。

基于上述对本发明提出的车钩自由转角测量方法的详细说明，该车钩自由转角测量方法的测量计算原理如下：

如图7和图8所示，其中的点S1、点S2、点S3、点S4、点S4’组成车钩自由转角测量装置测量原理图，即图6示出的原理示意图。

具体地，如图6至图8所示，点S1是钩尾销730的轴心在水平面上的投影。点S2是图1示出的转轴121的轴心在水平面上的投影。点S3是图1示出的车钩杆500的中心线在水平面上的投影。点S4是随车钩720旋转后的车钩杆500的中心线在水平面上的投影。点S4’是点S4在点S2、点S3的连线上的垂直投影。

在此基础上，如图6至图8所示，直线L1是点S1与点S2的连线，直线L1可以代表钩尾销730与转轴121之间的距离，且直线L1的长度值可以实际通过长度尺测量。直线L2是点S2与点S4’的连线，且直线L2的长度值可以通过三角函数求得。直线L3是点S2与点S3的连线，亦是点S2与点S4的连线，直线L3可以代表图1示出的转轴121与图4示出的车钩杆500之间的距离，且直线L3的长度已知，具体可以经由图1示出的旋转杆300上的第一长度刻度330读取。直线L4是点S4与点S4’的连线，且直线L4的长度值可以通过三角函数求得。直线L5是点S1与点S4的连线，直线L5可以代表随车钩720旋转后的车钩杆500与钩尾销730之间的距离。

如图6所述，夹角α1是直线L2与直线L3之间的夹角，夹角α1的角度值已知，即对应图1示出的角度盘200上的角度刻度210，可立即读取角度值。夹角α2是直线L1与直线L5之间的夹角，夹角α2的角度值可以代表车钩720与钩尾框710的夹角，求得α2的值就相当于获得了车钩720相对于钩尾框710的转角。

如图6所示，定义两个直角三角形，分别为直角三角形RTΔ1与直角三角形RTΔ2。其中，直角三角形RTΔ1是点S2、点S4和点S4’构成的直角三角形。直角三角形RTΔ2是点S1、点S4和点S4’构成的直角三角形。在直角三角形RTΔ1中，L2＝cosα1×L3，其中直线L3的长度值和夹角α1的角度值均为已知，据此能够求得直线L2的长度值。在直角三角形RTΔ1中，L4＝tanα1×L2，并且，在直角三角形RTΔ2中，L4＝tanα2×(L1+L2)。

承上所述，即：

tanα1×L2＝tanα2×(L1+L2)，

即：

tanα2＝(tanα1×L2)/(L1+L2)

即：

α2＝actan[(tanα1×L2)/(L1+L2)]

即：

α2＝actan[(tanα1×cosα1×L3)/(L1+cosα1×L3)]

由于夹角α1的角度值和直线L3的长度值均为已知，至此即可求得车钩720相对于钩尾框710的转角。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的车钩自由转角测量方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种测量方法中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的车钩自由转角测量方法的任何细节或任何步骤。

综上所述，本发明提出的车钩自由转角测量装置包含底座100、角度盘200、旋转杆300、滑块400、车钩杆500以及一对卡尺600，其能够利用底座100及车钩杆500分别固定于钩尾框710及车钩720。利用该测量装置测量时，可转动车钩720至某一位置，在测量装置上读取此时的旋转杆300的顶尖310指向角度刻度210的角度值、滑块400对应第一长度刻度330的长度值，从而根据该角度值和长度值结合测量装置的位置数据，即可计算出车钩720相对于钩尾框710或者机车车体底架的自由转角。通过上述设计，本发明能够实现对机车钩缓冲装置安装于机车前端或后端的车钩的自由转角的便捷、准确的测量。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的车钩自由转角测量装置及车钩自由转角测量方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (8)

1.一种车钩自由转角测量装置，其特征在于，包含：

底座，用于可拆装地固定于钩尾框；

角度盘，设置于所述底座沿第一方向的一侧并呈扇形，所述角度盘具有沿周缘的角度刻度；

旋转杆，与所述角度盘位于所述底座沿所述第一方向的同一侧，并具有连接端及自由端，所述连接端转动连接于所述底座，且所述连接端和所述底座的转动轴心与所述底座沿所述角度盘对应的扇形圆心重合，所述自由端水平延伸，所述旋转杆临近所述连接端的位置设置有顶尖，所述顶尖的尖端位于所述角度盘的外周，所述旋转杆还设置有分别在所述连接端与所述自由端之间延伸的导槽及第一长度刻度；

滑块，可滑动地设置于所述导槽；

车钩杆，一端可滑动地连接于所述滑块，另一端竖直向下延伸，并用于可拆装地固定于车钩；以及

一对卡尺，分别设置于所述底座，并能分别由所述底座的沿第二方向的两侧可调节地伸缩，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述一对卡尺端部的卡钩用于勾挂于钩尾框沿所述第二方向的两侧；

其中，所述一对卡尺的相对的各一端分别设置有齿条，所述底座沿所述第二方向的中心设置有齿轮，两根所述齿条分别与所述齿轮啮合，以使所述一对卡尺被配置为分别由所述底座的沿第二方向的两侧可调节地且等距地伸缩，所述角度盘对应的扇形的圆心与所述底座沿所述第二方向的中心重合，所述卡尺具有沿所述第二方向的第二长度刻度。

2.根据权利要求1所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述底座一侧设置有第一凸台，所述第一凸台上面一侧具有开槽，所述角度盘设置于所述凸台的开槽，且所述角度刻度显露于外。

3.根据权利要求2所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述底座一侧设置有第二凸台，所述第二凸台位于所述第一凸台下方，所述旋转杆的所述连接端转动连接于所述第一凸台和所述第二凸台。

4.根据权利要求3所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述第二凸台沿竖直方向设置有转轴，所述旋转杆的所述连接端转动连接于所述转轴，所述转轴的轴心与所述角度盘对应的扇形圆心重合。

5.根据权利要求1所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述导槽沿竖直方向贯穿所述旋转杆，所述导槽包含第一槽道及第二槽道，所述第一槽道开口于所述旋转杆顶面，所述第二槽道连通于所述第一槽道底部并开口于所述旋转杆底面，所述第二槽道的宽度小于所述第一槽道的宽度；其中，所述滑块具有第一部及第二部，所述第二部连接于所述第一部的底面，所述第一部的宽度小于所述第一槽道的宽度，所述第二部的宽度小于所述第二槽道的宽度。

6.根据权利要求1所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述滑块设置有外螺纹，用以螺接调节螺母，所述调节螺母位于所述旋转杆下方，用于旋紧于所述旋转杆底面，而定位所述滑块在所述导槽的位置；和/或，所述车钩杆另一端设置有支撑座，所述车钩杆另一端用于通过所述支撑座可拆装地固定于车钩。

7.根据权利要求1所述的车钩自由转角测量装置，其特征在于，所述底座设置有第一磁吸附件，所述底座用于通过所述第一磁吸附件可拆装地吸附固定于钩尾框；和/或，所述车钩杆另一端设置有第二磁吸附件，所述车钩杆另一端用于通过所述第二磁吸附件可拆装地吸附固定于车钩。

8.一种车钩自由转角测量方法，其特征在于，包含：

提供权利要求1~7任一项所述的车钩自由转角测量装置；

将底座固定于钩尾框，同时将所述一对卡尺分别以各自的所述卡钩勾挂于所述钩尾框两侧；

调整车钩相对钩尾框的角度，并调整所述滑块在所述导槽的位置，将所述车钩杆另一端固定于车钩，保证所述车钩杆位于所述车钩的中心线上；

旋转车钩至任意角度；

获取所述顶尖指向所述角度刻度所对应的角度值、所述滑块于所述第一长度刻度所对应的第一长度值、所述连接端和所述底座的连接位置与钩尾销的距离的第二长度值；

根据获取的所述角度值、所述第一长度值和所述第二长度值，计算车钩自由转角。