CN115112765B - 一种轨底扫查探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨底扫查探伤装置，包括固定安装架、直向升降机构、直向升降架、斜向升降机构、斜向升降架、探头平移机构、转动下压弹性关节和探头，将原来驱动探头直接降落至轨底顶面的一次性升降方式，改进为采用直向升降机构和斜向升降机构相结合的二次升降方式，利用二次升降方式驱动探头自外向内倾斜下降，使探头能够达到轨底顶面的内侧边缘，不受轨道上其他构件的影响，实现对轨底顶面的全面扫查探伤，并且能够使探头与轨底顶面之间保持良好的耦合性，确保探头对轨底顶面扫查探伤作业的准确性。

Description

一种轨底扫查探伤装置

技术领域

本发明涉及钢轨探伤技术领域，尤其一种轨底扫查探伤装置。

背景技术

高铁轨道是通过多段钢轨进行铺设，焊缝多且分布区域广，目前的钢轨焊缝探伤基本是靠人工进行扫查检测，在扫查作业过程中行程长，特别是针对轨底部位的焊缝扫查，探头的扫查轨迹复杂，手工操作劳动强度大，扫查手法技巧要求高，对探头的位置、角度、耦合及手法控制非常敏感，经常会出现不同的检测人员得出的检测结果不一样的情况，受人为因素影响比较大。

为了解决上述问题，目前有一种载人电动双轨扫查车，将相关的扫查探伤装置安装到扫查车上，行驶至焊缝位置进行扫查探伤。但是，由于轨底是钢轨焊缝的主要扫查区域，扫查探伤装置的探头需要下降到轨底顶面进行扫查作业，下降距离长，使得探头在沿钢轨的长度距离进行移动扫查的过程中不能保证贴紧在轨底顶面上，影响扫查探伤的准确性。而且轨道上还存在护轨、道岔等构件，影响扫查车和扫查探伤装置的通行。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种轨底扫查探伤装置，这种轨底扫查探伤装置能够使探头稳定地下降到轨底顶面，不受轨道上其他构件的影响，并且能够使探头与轨底顶面之间保持良好的耦合性，确保探头对轨底顶面扫查探伤作业的准确性。采用的技术方案如下：

一种轨底扫查探伤装置，包括用于将轨底扫查探伤装置安装在扫查车上的固定安装架，其特征在于：还包括直向升降机构、直向升降架、斜向升降机构、斜向升降架、探头平移机构、转动下压弹性关节和探头；其中，直向升降机构，安装在固定安装架上，用于驱动直向升降架从钢轨上方下降至钢轨的轨头踏面，使斜向升降机构和斜向升降架处于轨头踏面的外侧；

直向升降架，通过直向升降机构从钢轨上方下降至钢轨的轨头踏面并固定在轨头踏面上；斜向升降机构，用于驱动斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，使探头贴在轨底顶面上；斜向升降架，通过斜向升降机构从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，直向升降架在钢轨的两侧均设置有一个斜向升降架；探头平移机构，安装在斜向升降架上，用于驱动探头沿钢轨的长度方向来回移动进行扫查；转动下压弹性关节，安装在探头平移机构的动力输出端上，用于夹持探头转动并使探头贴紧轨底顶面，进行不同角度的扫查。

上述固定安装架通过现有的锁扣等方式固定安装在扫查车上，使整个轨底扫查探伤装置处于待扫查钢轨的上方。

将原来驱动探头直接降落至轨底顶面的一次性升降方式，改进为采用直向升降机构和斜向升降机构相结合的二次升降方式，先通过直向升降机构将直向升降架下降至轨头踏面，再通过斜向升降机构将斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方。首先，整个轨底扫查探伤装置处于钢轨的上方，当扫查车在轨道上移动的过程中，轨底扫查探伤装置不会受到轨道上护轨、道岔等构件的影响，能够适应各种轨道环境；其次，直向升降机构先将直向升降架下降至轨头踏面，对直向升降架进行精准定位，提高直向升降架在后续斜向升降过程中的稳定性；待直向升降架稳定在轨头踏面之后，在此基础上，斜向升降机构再将斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，能够确保探头能够稳定地下降至扫查区域。更重要的是，普通的升降机构只能将探头下降至轨底顶面的外侧边附近，使得轨颚垂直投影位置等焊缝扫查探伤的疑难区域无法进行扫查作业，而利用二次升降方式驱动探头自外向内倾斜下降，使探头能够达到轨底顶面的内侧边缘，实现对轨底的全面扫查探伤。

当探头下降至轨底顶面的扫查区域之后，转动下压弹性关节夹持探头转动，调节探头的扫查角度，再由探头平移机构驱动转动下压弹性关节平移，使探头对轨底的不同区域进行扫查；在整个扫查过程中，转动下压弹性关节始终夹持住探头贴紧轨底顶面，使探头与轨底顶面之间保持具有耦合力，从而使探头能够适应不同程度磨损的轨底顶面。

上述探头平移机构可以采用电机驱动同步带的结构，通常包括平移驱动电机、主动轮、从动轮、同步带、平移导轨和平移导向滑块，主动轮和从动轮可转动设置在斜向升降架的下表面并分别处于斜向升降架的前后两侧，平移驱动电机安装在斜向升降架上并且与平移驱动电机的输出轴与主动轮传动连接，同步带张紧主动轮和从动轮并形成方向相反的两个平移段，平移导轨沿前后方向设置在斜向升降架上，平移导向滑块可移动安装在平移导轨上，转动下压弹性关节安装在平移导向滑块上并且与其中一个平移段上固定连接。平移驱动电机驱动主动轮转动，带动同步带和从动轮，在平移导向滑块和平移导轨的导向作用下，转动下压弹性关节夹持探头沿前后方向来回移动，进行相应的扫查探伤作业。在日常的扫查作业中，通常设置两个转动下压弹性关节和两个平移导向滑块，两个转动下压弹性关节分别安装在相应的平移导向滑块上并且分别与两个平移段固定连接，在平移导向滑块和平移导轨的导向作用下，两个转动下压弹性关节夹持探头沿前后方向同时同速反向移动，进行相应的扫查探伤作业。为了节省高度空间，平移驱动电机可以采用直角减速电机。另外，还可以在主动轮或从动轮上传动安装一个编码器，记录主动轮或从动轮转动的圈数，即是两个转动下压弹性关节所夹持的探头进行相对移动的距离，即可确定伤损所在位置，进而画出伤损的B显图形。

作为本发明的优选方案，所述轨底扫查探伤装置还包括防抖动机构和升降安装座，所述直向升降机构设置在升降安装座上；防抖动机构包括导向杆、滑块、限位套、拉簧和导向块，导向杆沿左右方向设置在所述固定安装架的前部或后部，滑块套接在导向杆上能够沿导向杆左右滑动，升降安装座处于固定安装架上并与滑块固定连接，限位套设置在导向杆上并处在滑块的内侧，拉簧沿左右方向设置在升降安装座的内侧，拉簧的一端连接在固定安装架上、另一端连接在升降安装座上；导向块设置在所述直向升降架上，导向块的内侧面设有自内向外向下倾斜的斜面，在直向升降架下降过程中，导向块的斜面贴紧轨头的外侧面。

直向升降机构驱动直向升降架进行下降的过程中，自身可能发生一定程度的抖动，先通过滑块配合导向杆，限制升降安装座严格沿左右方向进行抖动；在抖动过程中，拉簧受到升降安装座左右方向上的拉扯，拉簧由于自身弹力会将升降安装座向内拉，使滑块向内侧移动，并且限位套对滑块向内移动的幅度进行限位。当直向升降架下降到靠近轨头时，导向块的斜面与轨头外侧面相接触，由于斜面是自内向外向下倾斜，在下降过程中，轨头外侧面对导向块的斜面产生一个向外挤压的作用力，该作用力具有向外推动升降安装座的趋势，而升降安装座受到拉簧自身弹力的作用，使拉簧在自身弹力作用下相对地向内拉动升降安装座，使得直向升降架在下架过程中，导向块的斜面能够始终贴紧轨头的外侧面，从而使直向升降架能够稳定下降到轨头踏面上，并且精准下降到轨头踏面的指定位置上，使整个轨底扫查探伤装置相对于钢轨的左右位置保持恒定。

为了提高直向升降架升降过程中的稳定性，直向升降机构可以采用剪叉式升降机构进行升降，在升降安装座和直向升降架上均设置直线导轨，直线导轨的长度方向与钢轨的长度方向一致，通过电动推杆推动剪叉臂摆动，在直线导轨的导向作用下使直向升降架平稳升降。

另外，为了进一步提高直向升降架升降过程中的稳定性，防抖动机构的导向杆、滑块、限位套、拉簧和导向块的数量均可设置为两个，两根导向杆沿左右方向设置在固定安装架的前部和后部，两个导向块也分别设置在直向升降架的前部和后部，滑块、限位套和拉簧按照上述分别进行设置。

作为本发明进一步的优选方案，所述斜向升降机构包括斜向升降装置、第一导向滑轨和第一导向固定块；斜向升降装置安装在所述直向升降架上，所述斜向升降架与斜向升降装置的动力输出端相连接；第一导向固定块固定设置在直向升降架上，第一导向滑轨自外向内向下倾斜设置在斜向升降架上，并且第一导向滑轨与第一导向固定块滑动配合。斜向升降装置驱动斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，并通过第一导向滑轨和第一导向固定块进行导向。通常，根据国标钢轨的规格，第一导向滑轨可以采用40°~55°之间的倾斜角。为了提高斜向升降架升降过程的稳定性，第一导向滑轨也可以设置两条，相应的第一导向固定块也相应地采用两块，两条第一导向滑轨分别设置在斜向升降架的前部和后部。

作为本发明更进一步的优选方案，所述斜向升降装置为电动推杆，电动推杆的杆体竖直朝下设置；所述斜向升降架上沿左右方向设有水平的第二导向滑轨，电动推杆的杆体下端设有第二导向固定块，第二导向固定块与第二导向滑轨滑动配合。由于斜向升降架是从钢轨的轨头踏面外侧自外向内向下移动至轨底顶面，如果采用直线推动的方式，斜向升降装置需要占用更大的空间，不利于安装在扫查车上，因此，斜向升降装置采用竖直设置的电动推杆，缩小斜向升降装置的占用空间，使斜向升降装置能够紧靠在直向升降架上。电动推杆的杆体在向下推动第二导向固定块的过程中，由于受到第一导向滑轨与第一导向固定块的导向作用，斜向升降架自外向内向下平移，斜向升降架上第二导向滑轨也相应地自外向内向下平移，而第二导向固定块则相对于第二导向滑轨自内向外平移。

作为本发明的优选方案，所述转动下压弹性关节包括平移座、转动机构、以及两个弹性下压组件；平移座安装在探头平移机构的动力输出端上；转动机构包括步进电机、蜗杆、蜗轮、旋转轴和转动座，步进电机设置在平移座上，蜗杆与步进电机的输出轴传动连接，旋转轴的上端可转动安装在平移座上，蜗轮固定套接在旋转轴的中部并且与蜗杆相啮合，转动座固定安装在旋转轴的下端；两个弹性下压组件分别安装在转动座的前部和后部，所述探头的前部和后部分别与两个弹性下压组件可活动连接。通过步进电机驱动蜗杆带动蜗轮转动，根据转动幅度的不同可以选用不同转动圈数的步进电机或者不同齿数的蜗轮，达到精准调整探头扫查角度的目的。蜗轮蜗杆结构本身具有自锁性能，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，因此在完成探头角度的调整之后，不会由于扫查阻力等原因反向推动蜗杆使扫查角度发生变化，使探头在移动扫查的过程中不会发生转动；而两个弹性下压组件使探头的耦合面在平移过程中保持贴紧轨底顶面。

作为本发明进一步的优选方案，所述蜗轮、旋转轴和转动座均为两个，两个转动座通过相应的旋转轴左右设置在同一个所述平移座上；两个蜗轮固定套接在相应的旋转轴中部并均与所述蜗杆相啮合，并且两个蜗轮的齿目尺寸不同。每个平移座上设置两个转动座，用于对应轨底顶面的外侧和内侧，并根据扫查作业的不同采用不同齿目尺寸的蜗轮，由同一根蜗杆实现不同角度的调整。

作为本发明更进一步的优选方案，所述弹性下压组件包括下压轴座、螺丝和压簧；所述转动座上开设有竖直方向的第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔上下依次连通，第一通孔的孔径大于第二通孔的孔径；螺丝的上部处在第一通孔中并且螺丝上部尺寸大于第二通孔的孔径，螺丝的下部穿过第二通孔伸出至转动座下方，下压轴座与螺丝的下端螺纹连接；压簧套接在螺丝的下部并处于第二通孔与下压轴座之间。在探头平移过程中，受到压簧向下的压力而贴紧轨底顶面，当探头在平移过程中碰到轨底顶面存在凸起的情况时，探头对压簧产生向上的挤压作用力，而压簧由于自身的弹力作用对探头施加相应的向下的压力，使探头能够贴紧轨底顶面；而当探头在平移过程中碰到轨底顶面存在凹部时，压簧进一步下压探头，带动下压轴座和螺丝向下移动，使探头下移贴紧轨底顶面。

作为本发明再更进一步的优选方案，所述弹性下压组件还包括转动轴套和转动轴；转动轴套上设有左右方向的第一轴孔，下压轴座上设有与第一轴孔相匹配的第二轴孔，转动轴穿过第一轴孔和第二轴孔并锁紧，使转动轴套与转动轴可转动连接；转动轴套上还设有第三轴孔，同个转动座上的两个转动轴套的第三轴孔朝向前后相对，探头的前后两侧均通过转动块与相应的第三轴孔可转动连接。转动轴套与转动轴可转动连接，使转动轴套与转动轴形成一个左右方向的转动副；而探头的前后两侧均通过转动块与相应的第三轴孔可转动连接，使转动轴套与探头形成一个前后方向的转动副，两个转动副的转动轴线交叉，配合两个压簧向探头提供向下的压力，使探头在移动过程中能够根据不同情况的轨底顶面自动调整探头在左右方向和前后方向上的倾斜幅度，使探头能够贴紧轨底顶面，并且保持一定的耦合力。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（一）本发明轨底扫查探伤装置将原来驱动探头直接降落至轨底顶面的一次性升降方式，改进为采用直向升降机构和斜向升降机构相结合的二次升降方式，先通过直向升降机构将直向升降架下降至轨头踏面，对直向升降架进行精准定位，提高直向升降架在后续斜向升降过程中的稳定性，再通过斜向升降机构将斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，能够确保探头能够稳定地下降至扫查区域；

（二）本发明轨底扫查探伤装置安装在扫查车上，在非作业时整个轨底扫查探伤装置处于钢轨的上方，当扫查车在轨道上移动的过程中，轨底扫查探伤装置不会受到轨道上护轨、道岔等构件的影响，能够适应各种轨道环境；

（三）本发明轨底扫查探伤装置利用二次升降方式驱动探头自外向内倾斜下降，使探头能够达到轨底顶面的内侧边缘，通过转动下压弹性关节夹持探头转动来调节探头的扫查角度，再由探头平移机构驱动转动下压弹性关节平移，实现对轨底的全面扫查探伤；在整个扫查过程中，转动下压弹性关节始终夹持住探头贴紧轨底顶面，使探头与轨底顶面之间保持具有耦合力，从而使探头能够适应不同程度磨损的轨底顶面。

附图说明

图1为本发明优选实施方式的立体图（整体处于钢轨上方时）；

图2为图1的左视图；

图3为图1的前视图；

图4为本发明优选实施方式的立体图（直向升降架处于钢轨轨头时）；

图5为图4的左视图；

图6为图4的前视图；

图7为本发明优选实施方式的立体图（探头贴紧轨底顶面进行扫查时）；

图8为图7的左视图；

图9为图7的前视图；

图10为固定安装架、直向升降机构、防抖动机构、升降安装座、直向升降架的装配示意图；

图11为图10的左视斜向上视图；

图12为直向升降架、斜向升降机构、斜向升降座的装配示意图；

图13为探头平移机构、转动下压弹性关节的装配示意图；

图14为转动下压弹性关节的结构示意图；

图15为弹性下压组件的结构示意图；

图16为图15中沿A-A的剖视图；

图17为图15中转动轴套的结构示意图；

其中，各标示为：1-固定安装架，101-锁扣，102-扫查车侧边底部横梁；

2-直向升降机构，201-直向升降电动推杆，202-上直向升降导轨，203-下直向升降导轨，204-上直向升降滑块，205-下直向升降滑块，206-内剪叉臂，207-外剪叉臂；

3-防抖动机构，301-导向杆，302-滑块，303-限位套，304-拉簧，305-导向块，3051-斜面；

4-升降安装座，5-直向升降架，501-轨头踏面滚轮，502-轨头侧面滚轮；

6-斜向升降机构，601-斜向升降装置（斜向升降电动推杆），602-第一导向滑轨，603-第一导向固定块，604-第二导向滑轨，605-第二导向固定块，7-斜向升降架；

8-探头平移机构，801-平移驱动电机，802-主动轮，803-从动轮，804-同步带，805-平移导轨，806-平移导向滑块，807-编码器；

9-转动下压弹性关节，901-平移座，902-转动机构，9021-步进电机，9022-蜗杆，9023-蜗轮，9024-旋转轴，9025-转动座，90251-第一通孔，90252-第二通孔，903-弹性下压组件，9031-下压轴座，9032-螺丝（止动螺丝），9033-压簧，9034-转动轴套，90341-第一轴孔，90342-第二轴孔，90343-第三轴孔，9035-转动轴，90344-转动块，10-探头。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1至图9所示，一种轨底扫查探伤装置，包括固定安装架1、直向升降机构2、防抖动机构3、升降安装座4、直向升降架5、斜向升降机构6、斜向升降架7、探头平移机构8、转动下压弹性关节9和多个探头10；在本实施例中，在直向升降架5的左右两侧安装了两个斜向升降机构6、两个斜向升降架7和两个探头平移机构8，每个探头平移机构8上均设置两个转动下压弹性关节9，两个转动下压弹性关节9在探头平移机构8的驱动下沿前后方向同时同速反向移动，每个转动下压弹性关节9上均安装了两个探头10，两个探头10分别对应轨底顶面的外侧边沿和内侧边沿；另外，在本实施例中，固定安装架1采用锁扣101锁紧在扫查车侧边底部的横梁102上。

如图10所示，防抖动机构3包括导向杆301、滑块302、限位套303、拉簧304和导向块305，在本实施例中，为了进一步提高直向升降架5升降过程中的稳定性，防抖动机构3的导向杆301、滑块302、限位套303、拉簧304和导向块305的数量均可设置为两个；两根导向杆301沿左右方向设置在固定安装架1的前部和后部，两个滑块302套接在相应的导向杆301上并且能够沿相应的导向杆301左右滑动，升降安装座4处于固定安装架1上并升降安装座4的前部和后部分别与相应的滑块302固定连接，两个限位套303分别设置在相应的导向杆301上并处在相应的滑块302内侧，两条拉簧304沿左右方向设置在升降安装座4的内侧，拉簧304的一端连接在固定安装架1上、另一端连接在升降安装座4上；两个导向块305分别设置在直向升降架5的前部和后部，导向块305的内侧面设有自内向外向下倾斜的斜面3051。

如图10和图11所示，为了提高直向升降架5升降过程中的稳定性，在本实施例中，直向升降机构2采用剪叉式升降机构进行升降；直向升降机构2包括直向升降电动推杆201、上直向升降导轨202、下直向升降导轨203、上直向升降滑块204、下直向升降滑块205、内剪叉臂206和外剪叉臂207，直向升降电动推杆201设置在升降安装座4上并且沿前后方向设置，上直向升降导轨202沿前后方向设置在升降安装座4的下表面，下直向升降导轨203沿前后方向设置在直向升降座上，上直向升降滑块204可滑动安装在上直向升降导轨202上并且与直向升降电动推杆201的推杆相连接，下直向升降滑块205可滑动安装在下直向升降导轨203上；内剪叉臂206的前端铰接在升降安装座4上，内剪叉臂206的后端铰接在下直向升降滑块205上，外剪叉臂207的前端铰接在直向升降架5上，外剪叉臂207的后端铰接在上直向升降滑块204上，内剪叉臂206的中部与外剪叉臂207的中部相铰接。直向升降电动推杆201推动上直向升降滑块204沿上直向升降导轨202沿前后方向滑动，使内剪叉臂206和外剪叉臂207在上直向升降导轨202、下直向升降导轨203的共同导向下进行开闭，从而实现直向升降架5的升降。在本实施例中，上直向升降导轨202、下直向升降导轨203均为两条，下直向升降滑块205相应的设置为两块，内剪叉臂206的后端两侧分别铰接在两块下直向升降滑块205上。

如图1至图3所示，当扫查车在轨道上移动的过程中，整个轨底扫查探伤装置处于钢轨的上方，轨底扫查探伤装置不会受到轨道上护轨、道岔等构件的影响，能够适应各种轨道环境。当扫查车到达扫查位置时，如图4至图6、以及图10和图11所示，直向升降机构2将直向升降架5下降至轨头踏面，直向升降机构2驱动直向升降架5进行下降的过程中，自身可能发生一定程度的抖动，先通过滑块302配合导向杆301，限制升降安装座4严格沿左右方向进行抖动；在抖动过程中，拉簧304受到升降安装座4左右方向上的拉扯，拉簧304由于自身弹力会将升降安装座4向内拉，使滑块302向内侧移动，并且限位套303对滑块302向内移动的幅度进行限位；当直向升降架5下降到靠近轨头时，导向块305的斜面3051与轨头外侧面相接触，由于斜面3051是自内向外向下倾斜，在下降过程中，轨头外侧面对导向块305的斜面3051产生一个向外挤压的作用力，该作用力具有向外推动升降安装座4的趋势，而升降安装座4受到拉簧304自身弹力的作用，使拉簧304在自身弹力作用下相对地向内拉动升降安装座4，使得直向升降架5在下架过程中，导向块305的斜面3051能够始终贴紧轨头的外侧面，从而使直向升降架5能够稳定下降到轨头踏面上，并且精准下降到轨头踏面的指定位置上，使整个轨底扫查探伤装置相对于钢轨的左右位置保持恒定。

另外，在本实施例中，直向升降架5上还设有轨头踏面滚轮501，导向块305的斜面3051上部还设有轨头侧面滚轮502，方便在扫查过程中，整个轨底扫查探伤装置能够在扫查车的带动下沿轨头进行前后移动。

如图12所示，以其中一个斜向升降机构6为例，斜向升降机构6包括斜向升降装置601、第一导向滑轨602、第一导向固定块603、第二导向滑轨604和第二导向固定块605；斜向升降装置601为斜向升降电动推杆，斜向升降电动推杆601竖直安装在直向升降架5上，斜向升降电动推杆601的杆体竖直朝下设置；第一导向固定块603固定设置在直向升降架5上，第一导向滑轨602自外向内向下倾斜设置在斜向升降架7上，并且第一导向滑轨602与第一导向固定块603滑动配合；第二导向滑轨604沿左右方向水平设置在斜向升降架7上，第二导向固定块605设置在斜向升降电动推杆601的杆体下端，并且第二导向固定块605与第二导向滑轨604滑动配合。

如图4至图9所示，待直向升降架5稳定在轨头踏面之后，斜向升降机构6再将斜向升降架7从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，使探头10能够稳定地下降至扫查区域，并且能够达到轨底顶面的内侧边缘，实现对轨底的全面扫查探伤；斜向升降电动推杆601的杆体在向下推动第二导向固定块605的过程中，由于受到第一导向滑轨602与第一导向固定块603的导向作用，斜向升降架7自外向内向下平移，斜向升降架7上第二导向滑轨604也相应地自外向内向下平移，而第二导向固定块605则相对于第二导向滑轨604自内向外平移。由于斜向升降架7是从钢轨的轨头踏面外侧自外向内向下移动至轨底顶面，如果采用直线推动的方式，斜向升降装置601需要占用更大的空间，不利于安装在扫查车上，因此，斜向升降装置601采用竖直设置的斜向升降电动推杆601，缩小斜向升降装置601的占用空间，使斜向升降电动推杆601能够紧靠在直向升降架5上。

在本实施例中，根据国标钢轨的规格，第一导向滑轨602可以采用45°（40°~55°之间均可）的倾斜角；并且为了提高斜向升降架7升降过程的稳定性，第一导向滑轨602也设置了两条，相应的第一导向固定块603也相应地采用两块，两条第一导向滑轨602分别设置在斜向升降架7的前部和后部。

如图12和图13所示，在本实施例中，探头平移机构8采用电机驱动同步带的结构，包括平移驱动电机801、主动轮802、从动轮803、同步带804、平移导轨805和两块平移导向滑块806，主动轮802和从动轮803可转动设置在斜向升降架7的下表面并分别处于斜向升降架7的前后两侧，平移驱动电机801安装在斜向升降架7上并且与平移驱动电机801的输出轴与主动轮802传动连接，同步带804张紧主动轮802和从动轮803并形成方向相反的两个平移段，平移导轨805沿前后方向设置在斜向升降架7上，两块平移导向滑块806可移动安装在平移导轨805上，两个转动下压弹性关节9分别安装在相应的平移导向滑块806上并且分别与两个平移段固定连接。平移驱动电机801驱动主动轮802转动，带动同步带804和从动轮803，在平移导向滑块806和平移导轨805的导向作用下，两个转动下压弹性关节9夹持探头10沿前后方向同时同速反向移动，进行相应的扫查探伤作业。为了节省高度空间，平移驱动电机801可以采用直角减速电机。另外，还可以在主动轮802或从动轮803上传动安装一个编码器807（在本实施例中编码器807传动安装在从动轮803上），记录主动轮802或从动轮803转动的圈数，即是两个转动下压弹性关节9所夹持的探头10进行相对移动的距离，即可确定伤损所在位置，进而画出伤损的B显图形。

如图14所示，转动下压弹性关节9包括平移座901、转动机构902、以及两个弹性下压组件903，平移座901安装在相应的平移导向滑块806上；在本实施例中，转动机构902包括步进电机9021、蜗杆9022、两个齿目尺寸不同的蜗轮9023、两根旋转轴9024和两个转动座9025，步进电机9021设置在平移座901上，蜗杆9022与步进电机9021的输出轴传动连接，两根旋转轴9024的上端均可转动安装在平移座901上并且呈左右设置，两个蜗轮9023分别固定套接在相应的旋转轴9024的中部并且均与蜗杆9022相啮合，两个转动座9025分别固定安装在相应旋转轴9024的下端；两个弹性下压组件903分别安装在转动座9025的前部和后部，探头10的前部和后部分别与两个弹性下压组件903可活动连接。通过步进电机9021驱动蜗杆9022带动蜗轮9023转动，根据转动幅度的不同可以选用不同转动圈数的步进电机9021或者不同齿数的蜗轮9023，达到精准调整探头10扫查角度的目的；每个平移座901上设置两个转动座9025，用于对应轨底顶面的外侧和内侧，并根据扫查作业的不同采用不同齿目尺寸的蜗轮9023，由同一根蜗杆9022实现不同角度的调整。蜗轮蜗杆结构本身具有自锁性能，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，因此在完成探头角度的调整之后，不会由于扫查阻力等原因反向推动蜗杆9022使扫查角度发生变化，使探头10在移动扫查的过程中不会发生转动。

如图15和图16所示，弹性下压组件903包括下压轴座9031、螺丝9032、压簧9033、转动轴套9034和转动轴9035；转动座9025上开设有竖直方向的第一通孔90251和第二通孔90252，第一通孔90251和第二通孔90252上下依次连通，第一通孔90251的孔径大于第二通孔90252的孔径；在本实施例中，螺丝9032采用止动螺丝，止动螺丝9032的上部处在第一通孔90251中并且止动螺丝9032上部尺寸大于第二通孔90252的孔径，止动螺丝9032的下部穿过第二通孔90252伸出至转动座9025下方，下压轴座9031与止动螺丝9032的下端螺纹连接；压簧9033套接在止动螺丝9032的下部并处于第二通孔90252与下压轴座9031之间；如图17所示，转动轴套9034上设有左右方向的第一轴孔90341，下压轴座9031上设有与第一轴孔90341相匹配的第二轴孔90342，转动轴9035穿过第一轴孔90341和第二轴孔90342并锁紧，使转动轴套9034与转动轴9035可转动连接；转动轴套9034上还设有第三轴孔90343，同个转动座9025上的两个转动轴套9034的第三轴孔90343朝向前后相对，探头10的前后两侧均通过转动块90344与相应的第三轴孔90343可转动连接。

在探头10平移过程中，受到压簧9033向下的压力而贴紧轨底顶面，当探头10在平移过程中碰到轨底顶面存在凸起的情况时，探头10对压簧9033产生向上的挤压作用力，而压簧9033由于自身的弹力作用对探头10施加相应的向下的压力，使探头10能够贴紧轨底顶面；而当探头10在平移过程中碰到轨底顶面存在凹部时，压簧9033进一步下压探头10，带动下压轴座9031和止动螺丝9032向下移动，使探头10下移贴紧轨底顶面。转动轴套9034与转动轴9035可转动连接，使转动轴套9034与转动轴9035形成一个左右方向的转动副；而探头10的前后两侧均通过转动块90344与相应的第三轴孔90343可转动连接，使转动轴套9034与探头10形成一个前后方向的转动副，两个转动副的转动轴线交叉，配合两个压簧9033向探头10提供向下的压力，使探头10在移动过程中能够根据不同情况的轨底顶面自动调整探头10在左右方向和前后方向上的倾斜幅度，使探头10能够贴紧轨底顶面，并且保持一定的耦合力。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种轨底扫查探伤装置，包括用于将轨底扫查探伤装置安装在扫查车上的固定安装架，其特征在于：还包括直向升降机构、直向升降架、斜向升降机构、斜向升降架、探头平移机构、转动下压弹性关节和探头；其中，

直向升降机构，安装在固定安装架上，用于驱动直向升降架从钢轨上方下降至钢轨的轨头踏面，使斜向升降机构和斜向升降架处于轨头踏面的外侧；

直向升降架，与直向升降机构相连接，通过直向升降机构从钢轨上方下降至钢轨的轨头踏面并固定在轨头踏面上；

斜向升降机构，用于驱动斜向升降架从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，使探头贴在轨底顶面上，斜向升降机构包括斜向升降装置，斜向升降装置安装在直向升降架上；

斜向升降架，与斜向升降装置的动力输出端相连接，通过斜向升降装置从钢轨的轨头踏面外侧斜向下下降至轨底顶面上方，直向升降架在钢轨的两侧均设置有一个斜向升降架；

探头平移机构，安装在斜向升降架上，用于驱动探头沿钢轨的长度方向来回移动进行扫查；

转动下压弹性关节，安装在探头平移机构的动力输出端上，用于夹持探头转动并使探头贴紧轨底顶面，进行不同角度的扫查。

2.根据权利要求1所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述轨底扫查探伤装置还包括防抖动机构和升降安装座，所述直向升降机构设置在升降安装座上；防抖动机构包括导向杆、滑块、限位套、拉簧和导向块，导向杆沿左右方向设置在所述固定安装架的前部或后部，滑块套接在导向杆上能够沿导向杆左右滑动，升降安装座处于固定安装架上并与滑块固定连接，限位套设置在导向杆上并处在滑块的内侧，拉簧沿左右方向设置在升降安装座的内侧，拉簧的一端连接在固定安装架上、另一端连接在升降安装座上；导向块设置在所述直向升降架上，导向块的内侧面设有自内向外向下倾斜的斜面，在直向升降架下降过程中，导向块的斜面贴紧轨头的外侧面。

3.根据权利要求2所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述斜向升降机构还包括第一导向滑轨和第一导向固定块；第一导向固定块固定设置在所述直向升降架上，第一导向滑轨自外向内向下倾斜设置在所述斜向升降架上，并且第一导向滑轨与第一导向固定块滑动配合。

4.根据权利要求3所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述斜向升降装置为电动推杆，电动推杆的杆体竖直朝下设置；所述斜向升降架上沿左右方向设有水平的第二导向滑轨，电动推杆的杆体下端设有第二导向固定块，第二导向固定块与第二导向滑轨滑动配合。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述转动下压弹性关节包括平移座、转动机构、以及两个弹性下压组件；平移座安装在探头平移机构的动力输出端上；转动机构包括步进电机、蜗杆、蜗轮、旋转轴和转动座，步进电机设置在平移座上，蜗杆与步进电机的输出轴传动连接，旋转轴的上端可转动安装在平移座上，蜗轮固定套接在旋转轴的中部并且与蜗杆相啮合，转动座固定安装在旋转轴的下端；两个弹性下压组件分别安装在转动座的前部和后部，所述探头的前部和后部分别与两个弹性下压组件可活动连接。

6.根据权利要求5所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述蜗轮、旋转轴和转动座均为两个，两个转动座通过相应的旋转轴左右设置在同一个所述平移座上；两个蜗轮固定套接在相应的旋转轴中部并均与所述蜗杆相啮合，并且两个蜗轮的齿目尺寸不同。

7.根据权利要求5所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述弹性下压组件包括下压轴座、螺丝和压簧；所述转动座上开设有竖直方向的第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔上下依次连通，第一通孔的孔径大于第二通孔的孔径；螺丝的上部处在第一通孔中并且螺丝上部尺寸大于第二通孔的孔径，螺丝的下部穿过第二通孔伸出至转动座下方，下压轴座与螺丝的下端螺纹连接；压簧套接在螺丝的下部并处于第二通孔与下压轴座之间。

8.根据权利要求7所述的轨底扫查探伤装置，其特征在于：所述弹性下压组件还包括转动轴套和转动轴；转动轴套上设有左右方向的第一轴孔，下压轴座上设有与第一轴孔相匹配的第二轴孔，转动轴穿过第一轴孔和第二轴孔并锁紧，转动轴套与转动轴可转动连接；转动轴套上还设有第三轴孔，同个转动座上的两个转动轴套的第三轴孔朝向前后相对，探头的前后两侧均通过转动块与相应的第三轴孔可转动连接。

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