CN113791142A - 一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,属于轨道焊缝检测技术领域。一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,包括车体,所述车体底面固定四个支撑板,所述支撑板底端设有滚轮,所述车体底面设有检测移动机构,所述车体下方呈左右两侧对称设有两个智能机械臂,所述智能机械臂上连接有第一超声波诊断机构,所述车体中部下方设有第二超声波斩断机构,所述智能机械臂与第二超声波斩断机构均与检测移动机构连接,本发明提供了轨道焊缝检测用的装置,利用超声波探测原理,进行轨头、轨腰、轨底等多角度的探伤检测,本发明以自动化检测为基础,在设备移动、检测过程中,仅需有人监控即可,在精准探测过程中,减少人员的操作。
Description
技术领域
本发明涉及轨道焊缝检测技术领域,尤其涉及一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置。
背景技术
目前我国铁路焊缝接触焊占到七成以上,轨道焊缝检测探伤区域包括接触焊、气压焊和铝热焊焊缝及其两侧各20mm的热影响区。探伤方法包括单探头法、双探头法、多探头法。焊缝探伤是钢轨探伤技术力量最集中,判伤结果分歧最大的工作区域,其中以铝热焊焊缝的探伤最具说明性。其几何形状复杂多变,焊筋回波和焊筋所引起的各种变形波对伤损波形识别的干扰很大,是焊缝探伤的难点重点。
焊缝探伤中,定位和定量的要求比钢轨探伤仪高,它直接关系到出波位置、缺陷的判定、是否判废等探伤基本要求,所以探伤仪的水平线性误差要小,垂直线性要好,衰减器精度要高。由于使用单探头探测轨头、轨腰、轨底需要使用二次波,甚至三次波,所以要求探伤仪灵敏度要高,信噪比好,功率大。同时,还要照顾到轨腰、轨底边等厚度较薄部位和轨头近表面缺陷的检出,又要求探伤仪应盲区小,分辨率好;另外焊缝探伤多在室外线路上进行,要求探伤仪重量轻、亮度高、抗干扰能力强、便于携带。
基于此我们设计了一种探测无死角自动便携的轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有轨头、轨腰、轨底多面且多次探伤手持设备的繁琐和自动设备兼顾面低的的问题而提出的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,包括呈中空扇形的车体,所述车体设于单条轨道上方,所述车体底面对称固定四个支撑板,所述支撑板底端呈倾斜设置并转动连接有立在轨底上的滚轮,所述车体底面错开支撑板的位置平行轨道方向设有检测移动机构,所述车体下方呈左右两侧对称设有两个智能机械臂,所述智能机械臂上连接有第一超声波诊断机构,所述车体中部下方设有第二超声波斩断机构,所述智能机械臂与第二超声波斩断机构均与检测移动机构连接。
优选的,所述检测移动机构包括第一螺纹杆、第二螺纹杆、第一气缸,两个所述第一螺纹杆与一个第二螺纹杆均平行于轨道设置,两个所述第一螺纹杆呈左右对称结构设置于车体下方并通过第一转动支撑座与其连接,所述智能机械臂倒立设置,所述第一螺纹杆贯穿智能机械臂顶部支座并与其螺纹连接。
优选的,所述第二螺纹杆一侧平行设有导向杆,所述第二螺纹杆与导向杆沿车体中部呈左右对称并通过第二转动支撑座与其连接,所述第二螺纹杆与导向杆之间位置设有与垂直支架,所述第二螺纹杆穿过支架并与其螺纹连接,所述导向杆穿过支架并与其滑动连接,所述支架底端开设有滑槽,所述第一气缸固定于滑槽一端,所述车体内部正对第一螺纹杆与第二螺纹杆的位置均安装有伺服电机,所述伺服电机通过链轮及链条分别与第一螺纹杆与第二螺纹杆转动连接。
优选的,所述第一超声波诊断机构包括第一支撑杆、第二支撑杆、第二气缸,所述第一支撑杆与智能机械臂连接固定,所述第二支撑杆垂直设于第一支撑杆的另一端并与其转动连接,所述第二气缸呈倾斜机构设置其上下两端分别于第一支撑杆及第二支撑杆转动连接。
优选的,所述第一超声波诊断机构还包括第一诊断探头,所述第一诊断探头呈中空矩形结构设置,所述第一诊断探头底端及内端均开设有圆形下第一限位槽,所述第一限位槽内部设有第一压电晶片,所述第一压电晶片外端面罩设有保护罩A,所述第一压电晶片外侧及内侧均设有阻尼垫A,所述阻尼垫A与第一诊断探头接触面上分布有铁削并通过胶水与其连接固定,所述第一诊断探头内部正对于两个第一压电晶片中位置设有两个相互垂直的第一咪头,所述第一咪头通过固定架与第一诊断探头连接。
优选的,所述第二超声波斩断机构包括第二诊断探头,所述第二诊断探头顶面固定有伸缩杆,所述伸缩杆顶部延伸至滑槽内部并与其滑动连接,所述第一气缸的气杆在滑槽内部与伸缩杆连接固定,所述第二诊断探头底面开设有第二限位槽,所述第二限位槽内部设有第二压电晶片,所述第二诊断探头内部正对于第二压电晶片位置设有第二咪头。
与现有技术相比,本发明提供了一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,具备以下有益效果:
(1)本发明提供了轨道焊缝检测用的装置,利用超声波探测原理,进行轨头、轨腰、轨底等多角度的探伤检测,本发明以自动化检测为基础,在设备移动、检测过程中,仅需有人监控即可,在精准探测过程中,减少人员的操作。
(2)本发明中车体整体与轨底宽度相似,四个滚轮均落在轨底上,支撑滚轮的支撑板底部呈倾斜设置让滚轮垂直搭在轨底上,而支撑板顶部延伸轨头上方使车体悬于轨头之上,车体下方设置了检测移动机构可以进行角度调节并向下连接第一超声波诊断机构与第二超声波斩断机构,第一超声波诊断机构呈左右对称位置可进行角度调节对轨腰及轨底部位进行探测,第二超声波斩断机构设于车体中部设置可对轨头进行探测,整个检测装置完全包围在轨道外侧,并且可贴合轨道面进行往复运动,探测精细无死角。
附图说明
图1为本发明的整体前视结构示意图;
图2为本发明的整体立体结构示意图;
图3为本发明的整体仰视结构示意图;
图4为本发明的图3中A处放大结构示意图;
图5为本发明的车体拆分后视结构示意图;
图6为本发明的第一超声波诊断机构拆分结构示意图;
图7为本发明的第二诊断探头前侧剖面及第二超声波诊断机构拆分结构示意图。
图号说明:1、车体;2、支撑板;3、滚轮;4、检测移动机构;401、第一螺纹杆;402、第二螺纹杆;403、第一气缸;404、导向杆;405、支架;406、滑槽;407、伺服电机;5、智能机械臂;6、第一超声波诊断机构;601、第一支撑杆;602、第二支撑杆;603、第二气缸;604、第一诊断探头;605、第一限位槽;606、保护罩A;607、阻尼垫A;608、第一咪头;609、第一压电晶片;7、第二超声波斩断机构;701、第二诊断探头;702、伸缩杆;703、第二限位槽;704、第二压电晶片;705、保护罩B;706、阻尼垫B;707、第二咪头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1:
请参阅图1-3,一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,包括呈中空扇形的车体1,车体1设于单条轨道上方,车体1底面对称固定四个支撑板2,支撑板2底端呈倾斜设置并转动连接有立在轨底上的滚轮3,车体1底面错开支撑板的位置平行轨道方向设有检测移动机构4,车体1下方呈左右两侧对称设有两个智能机械臂5,智能机械臂5上连接有第一超声波诊断机构6,车体1中部下方设有第二超声波斩断机构7,智能机械臂5与第二超声波斩断机构7均与检测移动机构4连接。
本发明提供了轨道焊缝检测用的装置,利用超声波探测原理,进行轨头、轨腰、轨底等多角度的探伤检测,本发明以自动化检测为基础,在设备移动、检测过程中,仅需有人监控即可,在精准探测过程中,减少人员的操作。
本发明中车体1整体与轨底宽度相似,四个滚轮3均落在轨底上,支撑滚轮3的支撑板2底部呈倾斜设置让滚轮3垂直搭在轨底上,而支撑板2顶部延伸轨头上方使车体1悬于轨头之上,车体1下方设置了检测移动机构4可以进行角度调节并向下连接第一超声波诊断机构6与第二超声波斩断机构7,第一超声波诊断机构6呈左右对称位置可进行角度调节对轨腰及轨底部位进行探测,第二超声波斩断机构7设于车体1中部设置可对轨头进行探测,整个检测装置完全包围在轨道外侧,并且可贴合轨道面进行往复运动,探测精细无死角。
实施例2:
请参阅图3-5,基于实施例1又有所不同之处在于;检测移动机构4包括第一螺纹杆401、第二螺纹杆402、第一气缸403,两个第一螺纹杆401与一个第二螺纹杆402均平行于轨道设置,两个第一螺纹杆401呈左右对称结构设置于车体1下方并通过第一转动支撑座与其连接,智能机械臂5倒立设置,第一螺纹杆401贯穿智能机械臂5顶部支座并与其螺纹连接。
第二螺纹杆402一侧平行设有导向杆404,第二螺纹杆402与导向杆404沿车体1中部呈左右对称并通过第二转动支撑座与其连接,第二螺纹杆402与导向杆404之间位置设有与垂直支架405,第二螺纹杆402穿过支架405并与其螺纹连接,导向杆404穿过支架405并与其滑动连接,支架405底端开设有滑槽406,第一气缸403固定于滑槽406一端,车体1内部正对第一螺纹杆401与第二螺纹杆402的位置均安装有伺服电机407,伺服电机407通过链轮及链条分别与第一螺纹杆401与第二螺纹杆402转动连接。
本发明中检测移动机构4紧贴在车体1底面设置,以实现与其连接的第一超声波诊断机构6与第二超声波斩断机构7可沿轨道表面往复运动,具体的是,在车体1左右两侧的底面均设置了第一螺纹杆401,在第一螺纹杆401上连接智能机械臂5,智能机械臂5可随第一螺纹杆401的转动前后移动,智能机械臂5倒立设置指向轨腰位置,在连接到第一超声波诊断机构6便可对轨道进行探测,第二螺纹杆402配合导向杆404设置在与车体1底面靠近中线的位置,第二螺纹杆402与导向杆404共同架起一个支架405,第二螺纹杆402的转动控制支架405前后移动,导向杆404增加支架405前后移动的稳定性,支架405在底面开设有滑槽406用于连接第二超声波斩断机构7,支架405的底面依次设置了第一气缸403,第一气缸403可以控制第二超声波斩断机构7横向运动;因此第一螺纹杆401纵向移动配合智能机械臂5的角度调节让第一超声波诊断机构6的诊断范围由线扩展到面,兼顾了轨腰和轨底,第二螺纹杆402的纵向移动和导向杆404的水平推动让第二超声波斩断机构7也兼顾到了轨头的表面,让整个轨道多面均被探测到。
实施例3:
请参阅图6-7,基于实施例1-2又有所不同之处在于;第一超声波诊断机构6包括第一支撑杆601、第二支撑杆602、第二气缸603,第一支撑杆601与智能机械臂5连接固定,第二支撑杆602垂直设于第一支撑杆601的另一端并与其转动连接,第二气缸603呈倾斜机构设置其上下两端分别于第一支撑杆601及第二支撑杆602转动连接。
第一超声波诊断机构6还包括第一诊断探头604,第一诊断探头604呈中空矩形结构设置,第一诊断探头604底端及内端均开设有圆形下第一限位槽605,第一限位槽605内部设有第一压电晶片609,第一压电晶片609外端面罩设有保护罩A606,第一压电晶片609外侧及内侧均设有阻尼垫A607,阻尼垫A607与第一诊断探头604接触面上分布有铁削并通过胶水与其连接固定,第一诊断探头604内部正对于两个第一压电晶片609中位置设有两个相互垂直的第一咪头608,第一咪头608通过固定架与第一诊断探头604连接。
第二超声波斩断机构7包括第二诊断探头701,第二诊断探头701顶面固定有伸缩杆702,伸缩杆702顶部延伸至滑槽406内部并与其滑动连接,第一气缸403的气杆在滑槽406内部与伸缩杆702连接固定,第二诊断探头701底面开设有第二限位槽703,第二限位槽703内部设有第二压电晶片704,第二诊断探头701内部正对于第二压电晶片704位置设有第二咪头704。
本发明具体探测是用到了第一超声波诊断机构6上的第一诊断探头604和第二超声波斩断机构7上的第二诊断探头701,且均是利用超声波原理。
本发明中第一超声波诊断机构6连接在智能机械臂5上,包括第一诊断探头604、第一支撑杆601、第二支撑杆602、第二气缸603,第一诊断探头604用于探测诊断呈矩形结构设置,第一支撑杆601与第二支撑杆602转动连接,第一支撑杆601连接在智能机械臂5上,第二支撑杆602竖直上下,第二气缸603倾斜设置缸体固定在第一支撑杆601底面,推杆连接在第二支撑杆602上,利用推杆推动第二支撑杆602改变其倾斜角度实现与轨底的平行,智能机械臂5具有上下左右移动功能,实现第一诊断探头604贴近轨底或轨腰,第一诊断探头604面对下方的轨底和侧边的轨腰设置了双探测面,首先是沿轨底和轨腰方向分别设置第一限位槽605,将第一压电晶片609安装在第一限位槽605中,并在贴近轨底或轨腰进行超声波检测,第一诊断探头604内部正对两个第一压电晶片609的只中部垂直设置两个第一咪头608,利用第一咪头608靠近第一压电晶片609,接受振动波降低转化为电信号进行传输。
本发明中第二超声波斩断机构7设于在支架405下方,包括第二诊断探头701及伸缩杆702,第二诊断探头701利用伸缩杆702固定练级到支架405上,在第二诊断探头701底面开设第二限位槽703,并在第二限位槽703内部安装第二压电晶片704,第二压电晶片704上方打在一个第二咪头707。
本发明中阻尼垫A607和阻尼垫B706均呈环形垫设于第一限位槽605及第二限位槽703内壁上,第一压电晶片609与第二压电晶片704贴在阻尼垫A607和阻尼垫B706上,阻尼垫A607和阻尼垫B706降低共振的同时,确保第一压电晶片609与第二压电晶片704上下通透,便于振频的感应以及信息的传输。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:包括呈中空扇形的车体(1,所述车体(1设于单条轨道上方,所述车体(1底面对称固定四个支撑板(2,所述支撑板(2底端呈倾斜设置并转动连接有立在轨底上的滚轮(3,所述车体(1底面错开支撑板(2的位置平行轨道方向设有检测移动机构(4,所述车体(1下方呈左右两侧对称设有两个智能机械臂(5,所述智能机械臂(5上连接有第一超声波诊断机构(6,所述车体(1中部下方设有第二超声波斩断机构(7,所述智能机械臂(5与第二超声波斩断机构(7均与检测移动机构(4连接。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:所述检测移动机构(4包括第一螺纹杆(401、第二螺纹杆(402、第一气缸(403,两个所述第一螺纹杆(401与一个第二螺纹杆(402均平行于轨道设置,两个所述第一螺纹杆(401呈左右对称结构设置于车体(1下方并通过第一转动支撑座与其连接,所述智能机械臂(5倒立设置,所述第一螺纹杆(401贯穿智能机械臂(5顶部支座并与其螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:所述第二螺纹杆(402一侧平行设有导向杆(404,所述第二螺纹杆(402与导向杆(404沿车体(1中部呈左右对称并通过第二转动支撑座与其连接,所述第二螺纹杆(402与导向杆(404之间位置设有与垂直支架(405,所述第二螺纹杆(402穿过支架(405并与其螺纹连接,所述导向杆(404穿过支架(405并与其滑动连接,所述支架(405底端开设有滑槽(406,所述第一气缸(403固定于滑槽(406一端,所述车体(1内部正对第一螺纹杆(401与第二螺纹杆(402的位置均安装有伺服电机(407,所述伺服电机(407通过链轮及链条分别与第一螺纹杆(401与第二螺纹杆(402转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:所述第一超声波诊断机构(6包括第一支撑杆(601、第二支撑杆(602、第二气缸(603,所述第一支撑杆(601与智能机械臂(5连接固定,所述第二支撑杆(602竖直设于第一支撑杆(601的另一端并与其转动连接,所述第二气缸(603呈倾斜机构设置其上下两端分别于第一支撑杆(601及第二支撑杆(602转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:所述第一超声波诊断机构(6还包括第一诊断探头(604,所述第一诊断探头(604呈中空矩形结构设置,所述第一诊断探头(604底端及内端均开设有圆形下第一限位槽(605,所述第一限位槽(605内部设有第一压电晶片(609,所述第一压电晶片(609外端面罩设有保护罩A(606,所述第一压电晶片(609侧壁及内端面均设有阻尼垫A(607,所述阻尼垫A(607与第一诊断探头(604接触面上分布有铁削并通过胶水与其连接固定,所述第一诊断探头(604内部正对于两个第一压电晶片(609中位置设有两个相互垂直的第一咪头(608,所述第一咪头(608通过固定架与第一诊断探头(604连接。
6.根据权利要求3所述的一种轨道交通故障诊断用轨道焊缝检测装置,其特征在于:所述第二超声波斩断机构(7包括第二诊断探头(701,所述第二诊断探头(701顶面固定有伸缩杆(702,所述伸缩杆(702顶部延伸至滑槽(406内部并与其滑动连接,所述第一气缸(403的气杆在滑槽(406内部与伸缩杆(702连接固定,所述第二诊断探头(701底面开设有第二限位槽(703,所述第二限位槽(703内部设有第二压电晶片(704,所述第二压电晶片(704底面粘贴有保护罩B(705,所述第二压电晶片(704侧壁及顶面外圈固定有阻尼垫B(706,所述第二诊断探头(701内部正对于第二压电晶片(704位置设有第二咪头(707。
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