CN116423059A - 一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，机架、夹紧定位机构、刻点机构以及控制器，机架上固定有两个夹紧气缸，夹紧气缸的输出端上固定有夹板；安装座与滑块一滑动连接，滑块一上安装有接触式复位开关；连接杆分别与滑块和U形架固定，U形架与激光刻印头固定；夹紧气缸、激光测距传感器、电机、接触式复位开关以及激光刻印头均与控制器电性连接。本发明能够准确地测量出轮轴的外径，滑块一能够带动激光刻印头移动至指定刻点半径位置，夹紧定位机构能够可靠地对车轮上待刻点的半径位置进行定位，四个激光刻印头一次性能够对测力轮对上的两个车轮进行刻点操作，操作简单且准确度高。

Description

一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机

技术领域

本发明涉及铁路设备领域，更具体地说是涉及一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机。

背景技术

测力轮对是用于测量轮轨间相互作用力的特殊传感器。测力轮对在安装制造的过程中最重要的环节就是在车轮上贴附应变片，应变片的位置需要经过数值计算和敏感度测试来确定贴片方案，在应变片贴附之前，需要根据贴片方案在车轮的内外侧设计好的半径位置刻画圆周线，然后再根据方案设计好的贴片角度画径向线，以最终圆周线和径向线的交叉位置确定应变片的贴附位置，贴附位置的精确度对测力轮对的精度具有直接影响，但现有的画线方法通常需要在机床上操作，确定圆心后再根据方案利用刀具画出圆周线和径向线，不仅流程复杂且需要进行多次拆装搬运，费时费力，并且，普通的机床和刀具还不一定具备轮对这种大尺寸构件和精密刻线操作的使用条件，刻画效率低。

因此，如何提供一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，使其能够克服上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，对测力轮对中的两个车轮进行刻点，测力轮对中的轮轴水平布置，包括：

机架，所述机架竖向布置在所述轮轴一侧；

夹紧定位机构，所述夹紧定位机构包括夹紧气缸、夹板、激光测距传感器、齿条、安装座、齿轮、丝杠、滑块一、电机以及接触式复位开关，所述机架上竖向固定有两个相对布置的所述夹紧气缸，每个所述夹紧气缸的输出端上均垂直固定有一个所述夹板，所述轮轴的外侧壁能够同时与两个所述夹板抵接；所述激光测距传感器固定在一个所述夹板上且其检测端对准另一个所述夹板的板面；每个所述夹板上均固定有一个所述齿条，所述齿条垂直于所述夹板的板面布置；所述安装座布置在两个所述夹板之间且其与所述机架竖向滑动连接，所述安装座上转动支撑有所述齿轮，所述齿轮同时与两个所述齿条啮合，所述安装座上水平转动支撑有所述丝杠，所述丝杠上旋设有所述滑块一，所述滑块一与所述安装座滑动连接，所述电机与所述安装座固定且其与所述丝杠传动连接，所述滑块一上安装有接触式复位开关，所述接触式复位开关的接触端能够与所述轮轴的外侧壁抵接；

刻点机构，所述刻点机构包括连接杆、U形架以及激光刻印头，所述连接杆与所述滑块固定，所述连接杆的两端各自固定有一个所述U形架，每个所述U形架的两端均各自固定有一个所述激光刻印头，四个所述激光刻印头的照射方向均与所述轮轴的轴心线平行，所述激光刻印头的照射方向上的中心线与所述轮轴的轴心线组成的平面水平，与同一所述U形架固定的两个所述激光刻印头相对布置且二者之间能够布置有一个所述车轮；

控制器，所述控制器安装在所述机架上，所述夹紧气缸、所述激光测距传感器、所述电机、所述接触式复位开关以及所述激光刻印头均与所述控制器电性连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，本发明中通过设置夹紧气缸、夹板以及激光测距传感器，该设置能够准确地测量出轮轴的外径，通过设置齿条以及齿轮，使得无论两个夹板如何运动，安装座始终居中布置在两个夹板之间，滑块一能够带动激光刻印头移动至指定刻点半径位置，本新型中的夹紧定位机构能够可靠地对车轮上待刻点的半径位置进行定位，设置有四个激光刻印头，一次性能够对测力轮对上的两个车轮进行刻点操作，操作简单且准确度高。

优选的，还包括电磁底座，所述机架布置在铁质水平放置面上，所述机架下方固定有所述电磁底座，所述电磁底座能够吸附在所述铁质水平放置面上。电磁底座能够将机架牢牢固定在铁质水平放置面上，防止其在刻点的过程中发生晃动，避免影响刻点准确度。

优选的，所述夹紧定位机构还包括滑轨、滑块二以及滑块三，所述滑轨竖向固定在所述机架上，所述滑轨上滑动连接有滑块二和两个所述滑块三，所述安装座与所述滑块二固定，两个所述夹板与位于同一所述滑轨上的两个所述滑块三固定。该设置确保安装座以及两个夹板均能够可靠地竖向滑动。

优选的，还包括靠板，所述靠板竖向固定在所述机架上，所述靠板的板面与所述丝杠的轴心线垂直，所述靠板的板面能够与所述轮轴的外侧壁抵接。该设置确保激光刻印头的激光发射方向与轮轴的长度方向平行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机与测力轮对的布置示意图一；

图2是一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机与测力轮对的布置示意图二；

图3是一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机的轴测图一；

图4是一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机的轴测图二。

在图中：

1为车轮、2为轮轴、3为机架、4为夹紧气缸、5为夹板、6为激光测距传感器、7为齿条、8为安装座、9为齿轮、10为丝杠、11为滑块一、12为电机、13为接触式复位开关、14为滑轨、15为滑块二、16为滑块三、17为连接杆、18为U形架、19为激光刻印头、20为控制器、21为电磁底座、22为靠板。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，本发明中的两个夹板5通过夹紧气缸4能够对轮轴2夹紧，然后激光测距传感器6能够准确测量出轮轴2的外径，通过设置齿条7以及齿轮9，使得无论两个夹板5如何运动，安装座8始终居中布置在两个夹板5之间，安装座8上滑动连接有滑块一11，滑块一11上分别固定有连接杆17和接触式复位开关13，连接杆17与U形架18固定，U形架18上安装有激光刻印头19，滑块一11带动接触式复位开关13移动，待接触式复位开关13与轮轴2的外侧壁抵接后滑块一11停止移动且控制器20归零，然后滑块一11反向运动至指定刻点半径位置，本新型中的夹紧定位机构能够可靠地对车轮1上待刻点的半径位置进行定位，设置有四个激光刻印头19，一次性能够对测力轮对上的两个车轮1进行刻点操作，操作简单且准确度高，刻点效率得到大幅提升。

实施例

参见附图1-4为本发明的一种实施方式的整体和部分结构示意图，本发明具体公开了一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，该刻点机主要是对测力轮对中的两个车轮1的端面刻点，即在车轮1同一径向线的不同半径的位置刻点，测力轮对包括两个车轮1和与两个车轮1同轴固定的轮轴2，在对车轮1进行刻点操作时，整个测力轮对需要放置在专用夹具上，使得轮轴2以及车轮1只能够转动，并且确保轮轴2处于水平布置状态，该激光刻点机包括：

机架3，机架3为一矩形框架，机架3竖向布置在轮轴2的一侧，机架3需要放置在铁质水平放置面上，机架3的底部固定有电磁底座21，待机架3调整好位置后，电磁底座21通电，电磁底座21吸附在铁质水平放置面上，使得机架3能够可靠地竖向布置在轮轴2一侧。

夹紧定位机构，夹紧定位机构包括夹紧气缸4、夹板5、激光测距传感器6、齿条7、安装座8、齿轮9、丝杠10、滑块一11、电机12以及接触式复位开关13。

机架3上竖向固定有两个相对布置的夹紧气缸4，夹紧气缸4与外部气源气路接通，每个夹紧气缸4的输出端上均垂直固定有一个矩形的夹板5，轮轴2的外侧壁能够同时与两个夹板5抵接，夹板5的长度方向与轮轴2的长度方向垂直。

激光测距传感器6固定在一个夹板5上且其检测端对准另一个夹板5的板面，激光测距传感器6能够测量两个夹板5之间的最短距离，即当两个夹板5夹紧轮轴2时，激光测距传感器6能够通过两个夹板5测量出轮轴2的外径。

每个夹板5上均固定有一个齿条7，两个齿条7均远离轮轴2布置，齿条7垂直于夹板5的板面布置。

安装座8布置在两个夹板5之间且其与机架3竖向滑动连接，安装座8上转动支撑有一个齿轮9，齿轮9同时与两个齿条7啮合，通过设置齿轮9和齿条7，两个夹板5无论怎样竖向移动，安装座8始终居中布置在两个夹板5的正中间。

安装座8上水平转动支撑有丝杠10，丝杠10上旋设有滑块一11，滑块一11与安装座8滑动连接，电机12与安装座8固定且其与丝杠10传动连接，电机12带动丝杠10转动，本申请中的电机12为伺服电机，滑块一11的移动距离能够通过电机12的转动圈数来控制，丝杠10转动带动滑块一11滑动，滑块一11的滑动方向与轮轴2的长度方向垂直，滑块一11上安装有接触式复位开关13，接触式复位开关13的接触端能够与轮轴2的外侧壁抵接，当接触式开关中的接触端与轮轴2的外侧壁抵接时，控制器20控制电机12立即停止转动；

刻点机构，刻点机构包括连接杆17、U形架18以及激光刻印头19，连接杆17与滑块固定，连接杆17的两端各自固定有一个U形架18，每个U形架18的两端均各自固定有一个激光刻印头19，四个激光刻印头19的照射方向均与轮轴2的轴心线平行，激光刻印头19的照射方向上的中心线与轮轴2的轴心线组成的平面水平，与同一U形架18固定的两个激光刻印头19相对布置且二者之间能够布置有一个车轮1，滑块一11能够带动激光刻印头19沿着车轮1的径向方向移动；

控制器20，控制器20安装在机架3上，控制器20自带显示屏，显示屏能够显示轮轴2直径，同时测量人员也能够在控制器20中输入刻点位置的半径值，夹紧气缸4、激光测距传感器6、电机12、接触式复位开关13以及激光刻印头19均与控制器20电性连接。

具体的，夹紧定位机构还包括滑轨14、滑块二15以及滑块三16，滑轨14设有两个，两个滑轨14均竖向固定在机架3上，每个滑轨14上均滑动连接有一个滑块二15和两个滑块三16，安装座8与滑块二15固定，两个夹板5与位于同一滑轨14上的两个滑块三16固定。

机架3上竖向固定有一个矩形的靠板22，靠板22的板面与丝杠10的轴心线垂直，靠板22的板面能够与轮轴2的外侧壁抵接。

该激光刻印机在使用时，先将机架3竖向布置在铁质水平放置面上，并且，挪动机架3，使得轮轴2限位在两个夹板5之间，靠板22的板面与轮轴2的外侧壁抵接，机架3布置好后，电磁底座21通电，机架3通过电磁底座21牢牢地固定在铁质水平放置面上；

上述操作完成后，两个夹紧气缸4开始伸出，两个夹板5将轮轴2夹紧，此时控制器20的显示屏上显示出轮轴2的外径，轮轴2的外径为A；

紧接着，电机12正向转动，滑块一11向轮轴2靠近，当接触式开关中的接触端与轮轴2的外侧壁抵接时，控制器20控制电机12立即停止转动，此时控制器20上的显示器显示的数值归零，操作人员输入目标半径值B，电机12反向转动，使得滑块一11移动一段距离C；沿丝杠10的长度方向，接触式开关中的接触端与激光刻印头19的发射端之间的距离为D，那么，C＝B-D-A/2，即滑块一11的移动距离C等于目标半径值B减去轮轴2的半径值，然后再减去距离D；

上述激光刻印头19的位置确定后，控制器20驱动激光刻印头19启动，开始进行刻点工作，单次操作能够对两个车轮1同时刻点，实现四个端面的同步刻点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，对测力轮对中的两个车轮(1)进行刻点，测力轮对中的轮轴(2)水平布置，其特征在于，包括：

机架(3)，所述机架(3)竖向布置在所述轮轴(2)一侧；

夹紧定位机构，所述夹紧定位机构包括夹紧气缸(4)、夹板(5)、激光测距传感器(6)、齿条(7)、安装座(8)、齿轮(9)、丝杠(10)、滑块一(11)、电机(12)以及接触式复位开关(13)，所述机架(3)上竖向固定有两个相对布置的所述夹紧气缸(4)，每个所述夹紧气缸(4)的输出端上均垂直固定有一个所述夹板(5)，所述轮轴(2)的外侧壁能够同时与两个所述夹板(5)抵接；所述激光测距传感器(6)固定在一个所述夹板(5)上且其检测端对准另一个所述夹板(5)的板面；每个所述夹板(5)上均固定有一个所述齿条(7)，所述齿条(7)垂直于所述夹板(5)的板面布置；所述安装座(8)布置在两个所述夹板(5)之间且其与所述机架(3)竖向滑动连接，所述安装座(8)上转动支撑有所述齿轮(9)，所述齿轮(9)同时与两个所述齿条(7)啮合，所述安装座(8)上水平转动支撑有所述丝杠(10)，所述丝杠(10)上旋设有所述滑块一(11)，所述滑块一(11)与所述安装座(8)滑动连接，所述电机(12)与所述安装座(8)固定且其与所述丝杠(10)传动连接，所述滑块一(11)上安装有接触式复位开关(13)，所述接触式复位开关(13)的接触端能够与所述轮轴(2)的外侧壁抵接；

刻点机构，所述刻点机构包括连接杆(17)、U形架(18)以及激光刻印头(19)，所述连接杆(17)与所述滑块固定，所述连接杆(17)的两端各自固定有一个所述U形架(18)，每个所述U形架(18)的两端均各自固定有一个所述激光刻印头(19)，四个所述激光刻印头(19)的照射方向均与所述轮轴(2)的轴心线平行，所述激光刻印头(19)的照射方向上的中心线与所述轮轴(2)的轴心线组成的平面水平，与同一所述U形架(18)固定的两个所述激光刻印头(19)相对布置且二者之间能够布置有一个所述车轮(1)；

控制器(20)，所述控制器(20)安装在所述机架(3)上，所述夹紧气缸(4)、所述激光测距传感器(6)、所述电机(12)、所述接触式复位开关(13)以及所述激光刻印头(19)均与所述控制器(20)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，其特征在于，还包括电磁底座(21)，所述机架(3)布置在铁质水平放置面上，所述机架(3)下方固定有所述电磁底座(21)，所述电磁底座(21)能够吸附在所述铁质水平放置面上。

3.根据权利要求1所述的一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，其特征在于，所述夹紧定位机构还包括滑轨(14)、滑块二(15)以及滑块三(16)，所述滑轨(14)竖向固定在所述机架(3)上，所述滑轨(14)上滑动连接有滑块二(15)和两个所述滑块三(16)，所述安装座(8)与所述滑块二(15)固定，两个所述夹板(5)与位于同一所述滑轨(14)上的两个所述滑块三(16)固定。

4.根据权利要求1所述的一种测力轮对四点同步刻印激光刻点机，其特征在于，还包括靠板(22)，所述靠板(22)竖向固定在所述机架(3)上，所述靠板(22)的板面与所述丝杠(10)的轴心线垂直，所述靠板(22)的板面能够与所述轮轴(2)的外侧壁抵接。

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