CN205426535U - 一种轨道姿态调整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道姿态调整装置，用于调整钢轨与探轮之间的相对位置，包括：纵向调整机构、水平调整机构、框架、钢轨和导轨。导轨设置在框架上，钢轨设置在导轨上。纵向调整机构设置在框架的底部，水平调整机构设置在钢轨的侧部。水平调整机构、框架、钢轨和导轨在纵向调整机构的带动下沿垂直方向移动，钢轨在水平调整机构的带动下沿导轨水平移动。轨道姿态调整装置能够模拟钢轨与探轮之间的纵向位移、纵向偏移、水平位移和水平偏移运动。本实用新型描述的轨道姿态调整装置能够克服现有对中系统试验方式存在的无法准确验证高速行车时系统的响应效果，以及受试验条件的制约，无法在实验室里进行试验的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铁路轨道工程测试设备，尤其是涉及一种应用于铁路工程和维护领域钢轨探伤车自动对中系统测试的轨道姿态调整装置。
背景技术
在钢轨高速超声波探伤过程中，行驶路况的变化通常引起车体晃动、蛇行运动和垂向振动，使安装于钢轨探伤车上的探轮相对于检测的钢轨发生机械位移，不能实现良好的对中，从而直接影响到钢轨探伤作业过程的精确度和高速条件下的实时性能。因此，保证超声波探轮在复杂的路状条件下保持良好的对中，消除各种车体震动的影响，保证高速行驶条件下的钢轨探伤作业效果有赖于自动对中系统性能的不断完善。
在自动对中系统出厂前，通常需要对其性能进行全方位的检测和试验，才能充分满足钢轨高速超声波探伤作业的需要。钢轨探伤车自动对中系统对钢轨探伤效果具有直接影响，该系统在实验室的改进和验证需要一种装置实现钢轨相对探轮移动，以验证其跟踪的响应速度和定位精度。
目前，自动对中系统的验证方式有两种，一种是通过人工手持钢块在电磁传感器下面移动，模拟轨道相对探轮的偏移来验证对中系统的响应跟踪效果，这种方式无法准确验证高速行车时系统的响应效果。另一种是在车载条件下通过实际工况来验证系统性能，但这种方式受试验条件的制约，无法在实验室里进行。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种轨道姿态调整装置，能够克服现有对中系统试验方式存在的无法准确验证高速行车时系统的响应效果，以及受试验条件的制约，无法在实验室里进行试验的技术问题。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种轨道姿态调整装置的技术实现方案，轨道姿态调整装置，用于调整钢轨与探轮之间的相对位置，包括：纵向调整机构、水平调整机构、框架、钢轨和导轨。所述导轨设置在所述框架上，所述钢轨设置在所述导轨上。所述纵向调整机构设置在所述框架的底部，所述水平调整机构设置在所述钢轨的侧部。所述水平调整机构、框架、钢轨和导轨在所述纵向调整机构的带动下沿垂直方向移动，所述钢轨在所述水平调整机构的带动下沿所述导轨水平移动。
优选的，在所述框架的一侧设置有侧部支撑件，所述水平调整机构的固定端设置在所述侧部支撑件上，所述水平调整机构的活动端与所述钢轨的侧部相接触。
优选的，所述轨道姿态调整装置还包括底部支撑件，所述纵向调整机构的固定端设置在所述底部支撑件上，所述纵向调整机构的活动端与所述框架的底部相接触。
优选的，所述钢轨与所述导轨彼此交叉设置在所述框架的上部。
优选的，所述纵向调整机构、水平调整机构均采用多轴伺服电机。
优选的，所述纵向调整机构包括两个纵向调整电机，两个纵向调整电机均设置在所述框架的底部。
优选的，所述水平调整机构包括两个水平调整电机，两个水平调整电机均设置在所述钢轨的同一侧部。
优选的，两个所述纵向调整电机进行等距移动，控制所述框架带动所述钢轨沿垂直方向上下移动，实现所述钢轨与所述探轮之间的纵向位移。
优选的，两个所述纵向调整电机进行非等距移动，使所述框架的左、右两侧在垂直方向产生位移差，控制所述框架带动所述钢轨与所述探轮之间产生纵向偏移。
优选的，两个所述水平调整电机进行等距移动，控制所述钢轨在所述导轨上沿水平方向滑动，使所述钢轨与所述探轮之间产生水平位移。
优选的，两个所述水平调整电机进行非等距移动，使所述钢轨的左、右两侧在水平方向产生位移差，所述钢轨与所述探轮之间产生水平偏移。
优选的，所述轨道姿态调整装置还包括驱动器和计算机，根据不同速度下所述钢轨与所述探轮之间的位置关系形成钢轨位置曲线并输入至所述计算机，由所述计算机控制所述驱动器对所述纵向调整机构、水平调整机构进行多轴同步控制，实现所述钢轨姿态的调整。
通过实施上述本实用新型提供的轨道姿态调整装置的技术方案，具有如下有益效果：
(1)本实用新型能够模拟钢轨与探轮之间的纵向位移、纵向偏移、水平位移和水平偏移运动，克服现有对中系统试验方式存在的无法准确验证高速行车时系统的响应效果，以及受试验条件的制约，无法在实验室里进行试验的技术问题；
(2)本实用新型能够模拟轨道移动，装置通过不同车速下探轮和钢轨的相对移动方式进行建模，可以在实验室实现钢轨相对探轮的姿态调整，模拟车辆实际运动时探轮在钢轨上的偏斜状态，从而验证自动对中系统的响应性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1是本实用新型轨道姿态调整装置一种具体实施方式的结构示意主视图；
图2是本实用新型轨道姿态调整装置一种具体实施方式的结构示意俯视图；
图3是利用本实用新型轨道姿态调整装置进行轨道纵向位移姿态调整的状态示意图；
图4是利用本实用新型轨道姿态调整装置进行轨道纵向偏移姿态调整的状态示意图；
图5是利用本实用新型轨道姿态调整装置进行轨道水平位移姿态调整的状态示意图；
图6是利用本实用新型轨道姿态调整装置进行轨道水平偏移姿态调整的状态示意图；
图7是本实用新型轨道姿态调整系统一种具体实施方式的结构连接示意图；
图中：1-纵向调整机构，2-水平调整机构，3-框架，4-钢轨，5-导轨，6-侧部支撑件，7-底部支撑件，8-探轮，9-驱动器，10-计算机。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：
探轮：一种轮式结构体，轴中心架装有几种不同检测角度的超声波晶片，轮胎外膜内充满耦合液，当机车运行时，探轮沿钢轨滚动，在进入轨道线路的曲线区域时，探轮会脱离轨道中心与轨道产生水平偏移；
伺服系统：使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标或给定值的任意变化的自动控制系统，伺服电机通过驱动控制器驱动，通过自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值和目标值进行比较，调整转子转动的角度。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如附图1至附图7所示，给出了本实用新型轨道姿态调整装置的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如附图1和附图2所示，一种轨道姿态调整装置的具体实施例，用于调整钢轨4与探轮8之间的相对位置，包括：纵向调整机构1、水平调整机构2、框架3、钢轨4和导轨5。导轨5设置在框架3上，钢轨4设置在导轨5上。纵向调整机构1设置在框架3的底部，水平调整机构2设置在钢轨4的侧部。水平调整机构2、框架3、钢轨4和导轨5在纵向调整机构1的带动下沿垂直方向移动，钢轨4在水平调整机构2的带动下沿导轨5水平移动(滑动)。其中，纵向调整机构1、水平调整机构2还可以采用液压机构进行钢轨姿态调整，相应的需要液压系统硬件支持。本实用新型具体实施例描述的轨道姿态调整装置针对现有技术的缺陷，采用多轴伺服电机或液压系统作为位置调整机构控制钢轨移动的方式模拟不同速度下车辆走行时钢轨相对探轮的移动状态，可在实验室里随时随地对自动对中系统的工作性能进行验证。
作为本实用新型一种典型的具体实施例，在框架3的一侧设置有侧部支撑件6，水平调整机构2的固定端设置在侧部支撑件6上，水平调整机构2的活动端与钢轨4的侧部相接触。轨道姿态调整装置还包括底部支撑件7，纵向调整机构1的固定端设置在底部支撑件7上，纵向调整机构1的活动端与框架3的底部相接触。钢轨4与导轨5彼此呈90度(该角度随钢轨4的水平偏移会有所变化)交叉设置在框架3的上部。作为本实用新型一种较佳的具体实施例，纵向调整机构1、水平调整机构2均采用多轴伺服电机。伺服电机因其速度可控、定位精度高、响应速度快等特点广泛应于数控机床、工业机器人等工控领域。目前，钢轨探伤车自动对中系统也是利用伺服电机进行探轮位置的调节，因此利用多轴伺服电机进行钢轨姿态调整十分方便，多轴伺服电机还可以用于铁轨几何参数测量的研究。
作为本实用新型一种典型的具体实施例，纵向调整机构1进一步包括两个纵向调整电机，两个纵向调整电机均设置在框架3的底部。水平调整机构2进一步包括两个水平调整电机，两个水平调整电机均设置在钢轨4的同一侧部。
如附图3所示，当两个纵向调整电机进行等距移动，控制框架3带动钢轨4沿垂直方向上下移动，实现钢轨4与探轮8之间的纵向位移。
如附图4所示，当两个纵向调整电机进行非等距移动，使框架3的左、右两侧在垂直方向产生位移差，控制框架3带动钢轨4与探轮8之间产生纵向偏移。
如附图5所示，当两个水平调整电机进行等距移动，控制钢轨4在导轨5上沿水平方向滑动，使钢轨4与探轮8之间产生水平位移。
如附图6所示，当两个水平调整电机进行非等距移动，使钢轨4的左、右两侧在水平方向产生位移差，钢轨4与探轮8之间产生水平偏移。
如附图7所示，轨道姿态调整装置还进一步包括驱动器9和计算机10，根据不同速度下钢轨4与探轮8之间的位置关系形成钢轨位置曲线并输入至计算机10，由计算机10控制驱动器9对纵向调整机构1、水平调整机构2进行多轴同步控制，实现钢轨4姿态的调整。本实用新型具体实施例描述的轨道姿态调整装置采用多轴伺服电机控制，通过作为上位机的计算机10调用不同程序控制各个电机的运动，可模拟不同车速下钢轨4相对于探轮8的水平、纵向、偏斜等移动，验证其跟踪效果。其中，纵向位移用于研究探轮4下压量的自动调整，纵向偏移用于研究探轮4水平倾角的调整，水平位移和水平偏移用于研究自动对中系统的跟踪效果。如果把这四种模式综合起来，即可完整地模拟实际轨道的姿态，不仅可用于自动对中系统的研究，而且可以用于轨道几何参数测量等领域。
通过实施本实用新型具体实施例描述的轨道姿态调整装置的技术方案，能够产生如下技术效果：
(1)本实用新型具体实施例描述的轨道姿态调整装置采用多轴伺服电机控制钢轨姿态，能够模拟钢轨与探轮之间的纵向位移、纵向偏移、水平位移和水平偏移运动，适用于不同车速及线路曲率下钢轨相对于探轮的移动模式，克服现有对中系统试验方式存在的无法准确验证高速行车时系统的响应效果，以及受试验条件的制约，无法在实验室里进行试验的技术问题；
(2)本实用新型具体实施例描述的轨道姿态调整装置能够模拟轨道移动，装置通过不同车速下探轮和钢轨的相对移动方式进行建模，可以在实验室实现钢轨相对探轮的姿态调整，模拟车辆实际运动时探轮在钢轨上的偏斜状态，从而验证自动对中系统的响应性能。
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。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
Claims (12)
1.一种轨道姿态调整装置，用于调整钢轨(4)与探轮(8)之间的相对位置，其特征在于，包括：纵向调整机构(1)、水平调整机构(2)、框架(3)、钢轨(4)和导轨(5)，所述导轨(5)设置在所述框架(3)上，所述钢轨(4)设置在所述导轨(5)上；所述纵向调整机构(1)设置在所述框架(3)的底部，所述水平调整机构(2)设置在所述钢轨(4)的侧部；所述水平调整机构(2)、框架(3)、钢轨(4)和导轨(5)在所述纵向调整机构(1)的带动下沿垂直方向移动，所述钢轨(4)在所述水平调整机构(2)的带动下沿所述导轨(5)水平移动。
2.根据权利要求1所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：在所述框架(3)的一侧设置有侧部支撑件(6)，所述水平调整机构(2)的固定端设置在所述侧部支撑件(6)上，所述水平调整机构(2)的活动端与所述钢轨(4)的侧部相接触。
3.根据权利要求1或2所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述轨道姿态调整装置还包括底部支撑件(7)，所述纵向调整机构(1)的固定端设置在所述底部支撑件(7)上，所述纵向调整机构(1)的活动端与所述框架(3)的底部相接触。
4.根据权利要求3所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述钢轨(4)与所述导轨(5)彼此交叉设置在所述框架(3)的上部。
5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述纵向调整机构(1)、水平调整机构(2)均采用多轴伺服电机。
6.根据权利要求5所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述纵向调整机构(1)包括两个纵向调整电机，两个纵向调整电机均设置在所述框架(3)的底部。
7.根据权利要求6所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述水平调整机构(2)包括两个水平调整电机，两个水平调整电机均设置在所述钢轨(4)的同一侧部。
8.根据权利要求6所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：两个所述纵向调整电机进行等距移动，控制所述框架(3)带动所述钢轨(4)沿垂直方向上下移动，实现所述钢轨(4)与所述探轮(8)之间的纵向位移。
9.根据权利要求6所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：两个所述纵向调整电机进行非等距移动，使所述框架(3)的左、右两侧在垂直方向产生位移差，控制所述框架(3)带动所述钢轨(4)与所述探轮(8)之间产生纵向偏移。
10.根据权利要求7所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：两个所述水平调整电机进行等距移动，控制所述钢轨(4)在所述导轨(5)上沿水平方向滑动，使所述钢轨(4)与所述探轮(8)之间产生水平位移。
11.根据权利要求7所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：两个所述水平调整电机进行非等距移动，使所述钢轨(4)的左、右两侧在水平方向产生位移差，所述钢轨(4)与所述探轮(8)之间产生水平偏移。
12.根据权利要求1、2、4、6、7、8、9、10或11中任一项所述的轨道姿态调整装置，其特征在于：所述轨道姿态调整装置还包括驱动器(9)和计算机(10)，根据不同速度下所述钢轨(4)与所述探轮(8)之间的位置关系形成钢轨位置曲线并输入至所述计算机(10)，由所述计算机(10)控制所述驱动器(9)对所述纵向调整机构(1)、水平调整机构(2)进行多轴同步控制，实现所述钢轨(4)姿态的调整。
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|---|---|---|---|
| CN201520954192.XU CN205426535U (zh) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | 一种轨道姿态调整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520954192.XU CN205426535U (zh) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | 一种轨道姿态调整装置 |
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| CN201520954192.XU Active CN205426535U (zh) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | 一种轨道姿态调整装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN205426535U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113125175A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-16 | 同济大学 | 一种轮轨滚动滑动接触加载试验装置 |
-
2015
- 2015-11-25 CN CN201520954192.XU patent/CN205426535U/zh active Active
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