CN113847898B - 一种多点分布式的轨廓在线检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多点分布式的轨廓在线检测装置,包括封闭支撑架，封闭支撑架内壁设有多个弧形刻度板，封闭支撑架一侧环形阵列分布多个位移检测装置，位移检测装置包括通过卡接部件连接弧形刻度板的定位管，滑动连接定位管内壁的升降杆，设于定位管内的弹力部件，以及设于定位管顶部的测距部件；升降杆底部设有滚动装置，滚动装置包括通过安装部件固定在升降杆底端的轴承座，转动连接轴承座内壁的滚轮，连接升降杆侧壁的定位盒，以及设于定位盒内的转动周数计算部件，转动周数计算部件执行端通过滑动断连部件连接滚轮，定位盒侧壁设有限位部件。本发明是一种便于对轨廓进行实时测量的，便于对轨廓的变化量进行测量的，便于维修的检测装置。

Description

一种多点分布式的轨廓在线检测装置
技术领域
本发明主要涉及铁道钢轨检测的技术领域，具体为一种多点分布式的轨廓在线检测装置。
背景技术
铁轨检测时需要获取铁轨的轨道轮廓，通过轨道轮廓了解轨道的工作状态。
根据申请号为CN201710147303.X的专利文献所提供的一种基于图像处理的钢轨廓形检测装置及方法可知，该产品包括四个传感器、传感器支架、底座、轨道输送辊和钢轨，四个传感器分别安装在传感器支架的四个内角处，各传感器坐标系的Z轴均相交于固定在底座上的传感器支架的中心，底座上固定有轨道输送辊，用来支撑和输送钢轨，该方法是将四个传感器采集到的图像进行坐标变换，统一到同一个世界坐标系中，以其中一个图像作为基准，搜索四个图像中的特征点，根据特征点将其余三个图像向基准转换，获取钢轨断面轮廓。该产品高测量精度。
上述专利中的产品便于对钢轨断面轮廓进行获取，且测量精度高，但不便于延轨道长度方向对钢轨轨廓的变化量进行测量，且不便于测量装置的维修。
发明内容
本发明主要提供了一种多点分布式的轨廓在线检测装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种多点分布式的轨廓在线检测装置,包括封闭支撑架，所述封闭支撑架内壁依序设有多个弧形刻度板，所述封闭支撑架一侧环形阵列分布多个位移检测装置，所述位移检测装置包括通过卡接部件连接弧形刻度板的定位管，滑动连接定位管内壁且两端均贯穿定位管的升降杆，设于所述定位管内且用于弹力支撑升降杆的弹力部件，以及设于所述定位管顶部的测距部件，所述测距部件用于测量升降杆的位移量；
所述升降杆底部设有滚动装置，所述滚动装置包括通过安装部件固定在升降杆底端的轴承座，转动连接轴承座内壁的滚轮，一侧顶部连接升降杆侧壁的定位盒，以及设于所述定位盒内的转动周数计算部件，所述转动周数计算部件执行端通过滑动断连部件连接滚轮，所述定位盒侧壁设有限位部件，所述限位部件用于滚轮更换时对转动周数计算部件执行端进行锁死。
优选的，位于所述封闭支撑架两端的滚轮为圆台状。在本优选的实施例中，通过封闭支撑架两端的圆台状滚轮便于与铁轨顶部两端形状相匹配，以便于贴合铁轨。
优选的，所述卡接部件包括一端连接定位管侧壁、另一端卡接所述弧形刻度板的钩形挂台，以及螺纹连接钩形挂台的定位压杆。在本优选的实施例中，通过卡接部件便于位移检测装置的倾斜角度自定义。
优选的，所述弹力部件包括设于所述定位管内壁且套设于所述升降杆外部的第一定位环，套设于所述升降杆外壁且位于所述第一定位环下方的第二定位环，以及套设于所述升降杆外壁且位于所述第一定位环以及第二定位环间的支撑弹簧。在本优选的实施例中，通过弹力部件便于给予升降杆下移的弹力，以便于滚轮贴合轨道表面。
优选的，所述测距部件包括通过拆装组件固定在定位管顶部的距离传感器，以及设于所述升降杆顶部的测距基准板。在本优选的实施例中，测距部件便于测量升降杆的位移量。
优选的，所述拆装组件包括螺纹连接定位管顶部的外罩管，所述外罩管顶部连接距离传感器，所述外罩管上设有供升降杆贯穿的第一通孔，以及供测距基准板贯穿的第二通孔。在本优选的实施例中，通过拆装组件便于距离传感器的更换。
优选的，所述安装部件包括设于所述轴承座顶部的方形卡块，通过多个第一弹簧连接方形卡块侧壁的垫板，设于所述升降杆底部且与方形卡块以及垫板配合连接的方形安装槽，以及贯穿升降杆侧壁与方形卡块相连接的定位螺杆。在本优选的实施例中，通过安装部件便于滚轮的更换。
优选的，所述转动周数计算部件包括设于所述定位盒内壁的单圈绝对值旋转编码器。在本优选的实施例中，通过转动周数计算部件便于对滚轮的转动周数进行计数，以便于了解测量的长度。
优选的，所述滑动断连部件包括设于所述单圈绝对值旋转编码器执行端的连接杆，套设于连接杆外壁的连接管，所述连接管远离所述连接杆的一端与滚轮相连接，所述连接杆外壁设有防转凸台，所述连接管内壁设有与防转凸台配合的防转凹槽。在本优选的实施例中，通过滑动断连部件实现滚轮更换时与单圈绝对值旋转编码器的分离。
优选的，所述限位部件包括对称设于所述定位盒外壁的推杆，所述推杆一端贯穿定位盒连接磁吸限位块，所述定位盒内壁设有套设于所述推杆外部的固定磁环。在本优选的实施例中，通过限位部件便于在滚轮更换时对转动周数计算部件执行端进行锁死。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中的在线检测装置便于延轨道长度方向对钢轨轨廓的变化量进行测量，且便于进行维修，测量结果由PLC控制器实时处理，生成的实测轮廓形状可实时显示；
通过卡接部件便于位移检测装置的倾斜角度自定义，通过封闭支撑架两端的圆台状滚轮便于与铁轨顶部两端形状相匹配，以便于贴合铁轨，通过弹力部件便于给予升降杆下移的弹力，以便于滚轮贴合轨道表面，测距部件便于测量升降杆的位移量，通过转动周数计算部件便于对滚轮的转动周数进行计数，以便于了解测量的长度，通过拆装组件便于距离传感器的更换，通过安装部件便于滚轮的更换，通过滑动断连部件实现滚轮更换时与单圈绝对值旋转编码器的分离，通过限位部件便于在滚轮更换时对转动周数计算部件执行端进行锁死。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构轴测图；
图2为本发明的整体结构爆炸图；
图3为本发明的位移检测装置结构爆炸图；
图4为本发明的滚动装置结构爆炸图；
图5为本发明的整体结构正视图；
图6为本发明的滚动装置结构剖视图；
图7为本发明的位移检测装置结构剖视图；
图8为本发明的A处结构放大图。
附图说明：10、封闭支撑架；11、弧形刻度板；12、卡接部件；121、钩形挂台；122、定位压杆；20、位移检测装置；21、定位管；22、升降杆；23、弹力部件；231、第一定位环；232、第二定位环；233、支撑弹簧；24、测距部件；241、拆装组件；2411、外罩管；2412、第一通孔；2413、第二通孔；242、距离传感器；243、测距基准板；30、滚动装置；31、安装部件；311、方形卡块；312、第一弹簧；313、垫板；314、方形安装槽；315、定位螺杆；32、滚轮；33、定位盒；34、转动周数计算部件；341、单圈绝对值旋转编码器；35、滑动断连部件；351、连接杆；3511、防转凸台；352、连接管；3521、防转凹槽；36、限位部件；361、推杆；362、磁吸限位块；363、固定磁环；37、轴承座。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请着重参照附图1、2、7所示，在本发明一优选实施例中，一种多点分布式的轨廓在线检测装置,包括封闭支撑架10，所述封闭支撑架10内壁依序设有多个弧形刻度板11，所述封闭支撑架10一侧环形阵列分布多个位移检测装置20，所述位移检测装置20包括通过卡接部件12连接弧形刻度板11的定位管21，所述卡接部件12包括一端连接定位管21侧壁、另一端卡接所述弧形刻度板11的钩形挂台121，以及螺纹连接钩形挂台121的定位压杆122。
需要说明的是，在本实施例中，可在封闭支撑架10上以环形阵列的方式安装多个位移检测装置20，安装的越多对应的测量点也就越多，安装时，将钩形挂台121卡接弧形刻度板11，根据弧形刻度板11将位移检测装置20调节至合适的倾角，然后转动定位压杆122，定位压杆122底部抵住弧形刻度板11，以完成安装。
请着重参照附图2、3、5、7所示，在本发明一优选实施例中，滑动连接定位管21内壁且两端均贯穿定位管21的升降杆22，设于所述定位管21内且用于弹力支撑升降杆22的弹力部件23，以及设于所述定位管21顶部的测距部件24，所述测距部件24用于测量升降杆22的位移量；所述弹力部件23包括设于所述定位管21内壁且套设于所述升降杆22外部的第一定位环231，套设于所述升降杆22外壁且位于所述第一定位环231下方的第二定位环232，以及套设于所述升降杆22外壁且位于所述第一定位环231以及第二定位环232间的支撑弹簧233，所述测距部件24包括通过拆装组件241固定在定位管21顶部的距离传感器242，以及设于所述升降杆22顶部的测距基准板243，所述拆装组件241包括螺纹连接定位管21顶部的外罩管2411，所述外罩管2411顶部连接距离传感器242，所述外罩管2411上设有供升降杆22贯穿的第一通孔2412，以及供测距基准板243贯穿的第二通孔2413。
需要说明的是，在本实施例中，下移移动封闭支撑架10，此时多个滚动装置30均贴紧在轨道表面，此时距离传感器242将距离测距基准板243的距离信息传递至PLC控制器，PLC控制器实时处理，生成初始实测轮廓形状，移动封闭支撑架10以带动滚动装置30在轨道表面滑动，轨道表面轮廓产生变化时，升降杆22将会上升或下降，距离信息变化量也会经距离传感器242传递至PLC控制器，PLC控制器对变化量进行记录，并在初始实测轮廓形状上对应修改，即可实时生成对应的轮廓形状；
进一步的，弹力部件23工作时，支撑弹簧233给予第二定位环232下移的弹力，第二定位环232给予升降杆22下移的弹力，以使滚动装置30贴紧在轨道表面；
进一步的，距离传感器242更换时，旋下外罩管2411，并将外罩管2411的第二通孔2413与测距基准板243保持重合即可取下，更换新的外罩管2411以及距离传感器242即可。
请着重参照附图2、4、6、8所示，在本发明一优选实施例中，所述升降杆22底部设有滚动装置30，所述滚动装置30包括通过安装部件31固定在升降杆22底端的轴承座37，转动连接轴承座37内壁的滚轮32，一侧顶部连接升降杆22侧壁的定位盒33，以及设于所述定位盒33内的转动周数计算部件34，所述转动周数计算部件34执行端通过滑动断连部件35连接滚轮32，所述定位盒33侧壁设有限位部件36，所述限位部件36用于滚轮32更换时对转动周数计算部件34执行端进行锁死，位于所述封闭支撑架10两端的滚轮32为圆台状，所述安装部件31包括设于所述轴承座37顶部的方形卡块311，通过多个第一弹簧312连接方形卡块311侧壁的垫板313，设于所述升降杆22底部且与方形卡块311以及垫板313配合连接的方形安装槽314，以及贯穿升降杆22侧壁与方形卡块311相连接的定位螺杆315，所述转动周数计算部件34包括设于所述定位盒33内壁的单圈绝对值旋转编码器341，所述滑动断连部件35包括设于所述单圈绝对值旋转编码器341执行端的连接杆351，套设于连接杆351外壁的连接管352，所述连接管352远离所述连接杆351的一端与滚轮32相连接，所述连接杆351外壁设有防转凸台3511，所述连接管352内壁设有与防转凸台3511配合的防转凹槽3521，所述限位部件36包括对称设于所述定位盒33外壁的推杆361，所述推杆361一端贯穿定位盒33连接磁吸限位块362，所述定位盒33内壁设有套设于所述推杆361外部的固定磁环363。
需要说明的是，在本实施例中，通过封闭支撑架10两端的圆台状滚轮32便于与铁轨顶部两端形状相匹配，以便于贴合铁轨，单圈绝对值旋转编码器341随滚轮32的转动而转动，以便于对滚轮32的转动周数进行计数，以便于了解测量的长度；
更换滚轮32时，内推推杆361，两个磁吸限位块362相互磁吸后即可对连接杆351进行限位，旋下定位螺杆315，同时延远离单圈绝对值旋转编码器341的方向拉动轴承座37，此时第一弹簧312压缩，连接管352与连接杆351分离，即可取下滚轮32，安装新的滚轮32时，转动滚轮32直至防转凹槽3521与防转凸台3511处于重合位置，即可按拆卸步骤进行滚轮32的安装，安装完成后外拉推杆361，固定磁环363与磁吸限位块362磁吸后，即可取消对连接杆351的限位。
本发明的具体流程如下：
PLC控制器型号为“QJ-32XR”，距离传感器242型号为“WS-A164012T”。
可在封闭支撑架10上以环形阵列的方式安装多个位移检测装置20，安装的越多对应的测量点也就越多，安装时，将钩形挂台121卡接弧形刻度板11，根据弧形刻度板11将位移检测装置20调节至合适的倾角，然后转动定位压杆122，定位压杆122底部抵住弧形刻度板11，以完成安装；
下移移动封闭支撑架10，此时多个滚动装置30均贴紧在轨道表面，此时距离传感器242将距离测距基准板243的距离信息传递至PLC控制器，PLC控制器实时处理，生成初始实测轮廓形状，移动封闭支撑架10以带动滚动装置30在轨道表面滑动，轨道表面轮廓产生变化时，升降杆22将会上升或下降，距离信息变化量也会经距离传感器242传递至PLC控制器，PLC控制器对变化量进行记录，并在初始实测轮廓形状上对应修改，即可实时生成对应的轮廓形状；
弹力部件23工作时，支撑弹簧233给予第二定位环232下移的弹力，第二定位环232给予升降杆22下移的弹力，以使滚动装置30贴紧在轨道表面；
距离传感器242更换时，旋下外罩管2411，并将外罩管2411的第二通孔2413与测距基准板243保持重合即可取下，更换新的外罩管2411以及距离传感器242即可；
通过封闭支撑架10两端的圆台状滚轮32便于与铁轨顶部两端形状相匹配，以便于贴合铁轨，单圈绝对值旋转编码器341随滚轮32的转动而转动，以便于对滚轮32的转动周数进行计数，以便于了解测量的长度；
更换滚轮32时，内推推杆361，两个磁吸限位块362相互磁吸后即可对连接杆351进行限位，旋下定位螺杆315，同时延远离单圈绝对值旋转编码器341的方向拉动轴承座37，此时第一弹簧312压缩，连接管352与连接杆351分离，即可取下滚轮32，安装新的滚轮32时，转动滚轮32直至防转凹槽3521与防转凸台3511处于重合位置，即可按拆卸步骤进行滚轮32的安装，安装完成后外拉推杆361，固定磁环363与磁吸限位块362磁吸后，即可取消对连接杆351的限位。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多点分布式的轨廓在线检测装置,包括封闭支撑架(10)，所述封闭支撑架(10)内壁依序设有多个弧形刻度板(11)，所述封闭支撑架(10)一侧环形阵列分布多个位移检测装置(20)，所述位移检测装置(20)包括通过卡接部件(12)连接弧形刻度板(11)的定位管(21)，滑动连接定位管(21)内壁且两端均贯穿定位管(21)的升降杆(22)，设于所述定位管(21)内且用于弹力支撑升降杆(22)的弹力部件(23)，以及设于所述定位管(21)顶部的测距部件(24)，所述测距部件(24)用于测量升降杆(22)的位移量；所述升降杆(22)底部设有滚动装置(30)，所述滚动装置(30)包括通过安装部件(31)固定在升降杆(22)底端的轴承座(37)，转动连接轴承座(37)内壁的滚轮(32)，一侧顶部连接升降杆(22)侧壁的定位盒(33)，以及设于所述定位盒(33)内的转动周数计算部件(34)，所述转动周数计算部件(34)执行端通过滑动断连部件(35)连接滚轮(32)，所述定位盒(33)侧壁设有限位部件(36)，所述限位部件(36)用于滚轮(32)更换时对转动周数计算部件(34)执行端进行锁死，其特征在于：
所述测距部件(24)包括通过拆装组件(241)固定在定位管(21)顶部的距离传感器(242)，以及设于所述升降杆(22)顶部的测距基准板(243)；
所述拆装组件(241)包括螺纹连接定位管(21)顶部的外罩管(2411)，所述外罩管(2411)顶部连接距离传感器(242)，所述外罩管(2411)上设有供升降杆(22)贯穿的第一通孔(2412)，以及供测距基准板(243)贯穿的第二通孔(2413)。
2.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，位于所述封闭支撑架(10)两端的滚轮(32)为圆台状。
3.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述卡接部件(12)包括一端连接定位管(21)侧壁、另一端卡接所述弧形刻度板(11)的钩形挂台(121)，以及螺纹连接钩形挂台(121)的定位压杆(122)。
4.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述弹力部件(23)包括设于所述定位管(21)内壁且套设于所述升降杆(22)外部的第一定位环(231)，套设于所述升降杆(22)外壁且位于所述第一定位环(231)下方的第二定位环(232)，以及套设于所述升降杆(22)外壁且位于所述第一定位环(231)以及第二定位环(232)间的支撑弹簧(233)。
5.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述安装部件(31)包括设于所述轴承座(37)顶部的方形卡块(311)，通过多个第一弹簧(312)连接方形卡块(311)侧壁的垫板(313)，设于所述升降杆(22)底部且与方形卡块(311)以及垫板(313)配合连接的方形安装槽(314)，以及贯穿升降杆(22)侧壁与方形卡块(311)相连接的定位螺杆(315)。
6.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述转动周数计算部件(34)包括设于所述定位盒(33)内壁的单圈绝对值旋转编码器(341)。
7.根据权利要求6所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述滑动断连部件(35)包括设于所述单圈绝对值旋转编码器(341)执行端的连接杆(351)，套设于连接杆(351)外壁的连接管(352)，所述连接管(352)远离所述连接杆(351)的一端与滚轮(32)相连接，所述连接杆(351)外壁设有防转凸台(3511)，所述连接管(352)内壁设有与防转凸台(3511)配合的防转凹槽(3521)。
8.根据权利要求1所述的一种多点分布式的轨廓在线检测装置，其特征在于，所述限位部件(36)包括对称设于所述定位盒(33)外壁的推杆(361)，所述推杆(361)一端贯穿定位盒(33)连接磁吸限位块(362)，所述定位盒(33)内壁设有套设于所述推杆(361)外部的固定磁环(363)。
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