CN209355885U - 一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，包括两个对称设置的轴向顶紧定位装置；轴向顶紧定位装置包括顶紧块和驱动油缸，顶紧块的一端配合轮对的中心孔设有莫氏顶尖，顶紧块的另一端连接驱动油缸的活塞；顶紧油缸固定在床身两侧的立柱上；两个轮对同步抬升装置；两个轮对同步抬升装置分别设于两个轴向顶紧定位装置下方，且轴向顶紧定位装置固定安装在床身上；数控双向走行机构；数控双向走行机构固定安装在两个立柱顶端架设的横梁上，数控双向走行机构的移动端固定设置有多功能测量头；轮对驱动装置；轮对驱动装置固定在床身上；本实用新型的目的是提供一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机。

Description

一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机

技术领域

本实用新型属于轮对测量技术领域，具体涉及一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机。

背景技术

目前，轮对测量技术主要包含接触式和非接触式两大类。非接触式测量又主要分为激光测距和CCD成像，激光测距中的激光传感器目前本身已经具有较高的精度和分辨率，但是其对测量对象有一定的要求，对被测物体的粗糙度、颜色、反光率以及环境温度的变化有着自身的一些应用要求，而轮对作为列车裸露在外的关键部件，其在列车运行过程中与钢轨长期摩擦，其表面粗糙度变化较大，表面也有不同程度的锈蚀，在运行过程中还存在擦伤、剥离、磨耗，在加工修复后的初期轮对表面还存在完全的镜面反射，这些都对光的传输和反射有较大的影响；CCD成像，从一定程度上讲其实也是有着光学的基础，只是转换成了对成像后的像素处理，由于轮对的自身条件客观存在，其也很难准确地对图像边缘作出高精度的处理。因此，非接触式测量由于自身测量原理及被测量轮对的特性，很难实现高精度的测量。接触式测量主要指测量元件或测量传感器与被测物体直接接触进行测量。其测量方式直接，但由于测量物体的多样性，要完成高精度的数据测量具有较高的难度。

现有的技术中，非接触式的激光测量方式价格昂贵，对应用环境的温度温度要求高，对不同测量物体表面误差较大；非接触的CCD成像测量方式对测量环境的光线要求很高，对测量物体只进行轮廓的测量辨识，精度很低；而现有的接触式测量均采用传感器直接接触测量物体，不能适应表面有缺陷的测量需求，测量传感器磨损严重、精度也不高；且现有的测量机均不能进行包含轮对等效锥度及车轮多边形的两项参数测量，因为该两项参数的测量均需要精度的较高要求，以及对测量系统的稳定性高要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的轮对测量机不能进行包含轮对等效锥度及车轮多边形的两项参数的轮对全尺寸测量，同时解决现有测量机采用激光、CCD摄像、传感器直接接触对测量环境及测量表面有缺陷轮对的不适应；以突破目前全国各铁路车辆段及轨道交通轮对自动测量的应用瓶颈，填补轮对自动全尺寸测量机的空白。

本实用新型所提供的技术方案是：一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，包括两个对称设置的轴向顶紧定位装置；

所述轴向顶紧定位装置包括顶紧块和顶紧油缸，所述顶紧块的一端配合轮对的中心孔设有莫氏顶尖，所述顶紧块的另一端连接所述顶紧油缸的活塞；所述顶紧油缸固定在床身两侧的立柱上；

两个轮对同步抬升装置；

两个所述轮对同步抬升装置分别设于两个的所述轴向顶紧定位装置下方，且所述轴向顶紧定位装置固定安装在所述床身上；

数控双向走行机构；

所述数控双向走行机构固定安装在两个的所述立柱顶端架设的横梁上，所述数控双向走行机构的移动端固定设置有多功能测量头；

轮对驱动装置；

所述轮对驱动装置固定在所述床身上。

进一步的，所述数控双向走行机构包括X轴伺服电机、X轴线性导轨、X轴滚珠丝杆组和Z轴伺服电机、Z轴线性导轨、Z轴滚珠丝杆组、移动块和移动杆；

所述X轴伺服电机水平固定在所述横梁上，所述X轴线性导轨也水平固定在所述横梁上，所述移动块滑动连接在所述X轴线性导轨上，所述X轴伺服电机通过X轴滚珠丝杆组连接所述移动块；

所述Z轴伺服电机竖直固定在所述移动块的前端面上，所述Z轴线性导轨也竖直固定在所述移动块的前端面上，所述移动杆滑动连接在所述Z轴线性导轨上，所述Z轴伺服电机通过Z轴滚珠丝杆组连接所述移动杆。

进一步的，所述多功能测量头包括有横向测量头和纵向测量头，所述横向测量头和纵向测量头固定设置在所述移动杆的末端，通过所述数控双向走行机构配合运动，所述横向测量头和纵向测量头可进行任意位置的接触测量。

进一步的，所述轮对同步抬升装置包括抬升伺服电机、抬升线性导轨、抬升滚珠丝杆和抬升块，所述抬升伺服电机固定在所述床身上，所述抬升线性导轨固定在所述立柱的侧面，所述抬升块滑动连接在所述抬升线性导轨上，所述抬升伺服电机通过所述抬升滚珠丝杆连接所述抬升块。

进一步的，所述轮对驱动装置包括驱动电机、减速器、驱动轮和调整油缸，所述驱动电机通过所述减速器连接所述驱动轮，所述调整油缸的活塞连接所述驱动轮。

进一步的，还包括操作控制系统，所述操作控制系统包括电气控制模块和检测软件模块，所述电气控制模块电性连接所述驱动电机、X轴伺服电机、Z轴伺服电机、抬升伺服电机、驱动电机和调整油缸，所述检测软件模块电性连接所述多功能测量头。

进一步的，所述床身为一体式结构，所述床身内固定有若干的加强肋。

有益效果：

本实用新型采用轮对中心孔定位，保证了车轮测量中的稳定性，避免采用诸如轮对或轴承定位带来的轮对窜动或轴心的变化，由此成为轮对高精度测量的基础；测量系统采用可靠的伺服系统，由伺服电机、滚珠丝杆、直线导轨、旋转编码器和位移传感器组成，由数控系统控制伺服电机的运动，完成准确地定位和数据采集功能，测量点定位准确；测量方式采用轮对旋转全接触式测量，让测量的数据真实有效，避免了因环境温度、光线及轮对表面情况变化带来的误差；多功能测量头接触部件带有滚动装置，减少了接触产生的磨损，也提高了测量部件的使用寿命，关键是使测量的精度得以大幅度提高；传感器实际利用的量程很小，避免传感器疲劳；测量轮与轮对接触避免了传感器对环境和轮对状况的要求，使测量数据更准确可靠；本实用新型采用龙门通过式框架结构，使设备具有很好的成线性，便于接入生产线，同时填补了国内轮对测量机对轮对等效锥度和车轮多边形测量的空白。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图。

图中：1-数控双向走行机构，2-横梁，3-多功能测量头，4-立柱，5-轴向顶紧定位装置，6-轮对同步抬升装置，7-床身，8-轮对驱动装置，9-操作控制系统。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

如图1和图2所示，本实施例中的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，包括两个对称设置的轴向顶紧定位装置(5)；

所述轴向顶紧定位装置(5)包括顶紧块和顶紧油缸，所述顶紧块的一端配合轮对的中心孔设有莫氏顶尖，所述顶紧块的另一端连接所述顶紧油缸的活塞；所述顶紧油缸固定在床身(7)两侧的立柱(4)上，顶紧油缸通过活塞驱动顶紧块将轮对定位顶紧；

两个轮对同步抬升装置(6)；

两个所述轮对同步抬升装置(6)分别设于两个的所述轴向顶紧定位装置(5)下方，且所述轴向顶紧定位装置(5)固定安装在所述床身(7)上；

数控双向走行机构(1)；

所述数控双向走行机构(1)固定安装在两个的所述立柱(4)顶端架设的横梁(2)上，所述数控双向走行机构(1)的移动端固定设置有多功能测量头(3)；

轮对驱动装置(8)；

所述轮对驱动装置(8)固定在所述床身(7)上。

本实施例中，所述数控双向走行机构(1)包括X轴伺服电机、X轴线性导轨、X轴滚珠丝杆组和Z轴伺服电机、Z轴线性导轨、Z轴滚珠丝杆组、移动块和移动杆；

所述X轴伺服电机水平固定在所述横梁(2)上，所述X轴线性导轨也水平固定在所述横梁(2)上，所述移动块滑动连接在所述X轴线性导轨上，所述X轴伺服电机通过X轴滚珠丝杆组连接所述移动块；通过X轴伺服电机驱动X轴滚珠丝杆组使得移动块在横梁2上沿X轴线性导轨移动；

所述Z轴伺服电机竖直固定在所述移动块的前端面上，所述Z轴线性导轨也竖直固定在所述移动块的前端面上，所述移动杆滑动连接在所述Z轴线性导轨上，所述Z轴伺服电机通过Z轴滚珠丝杆组连接所述移动杆；通过Z轴伺服电机驱动Z轴滚珠丝杆组使得移动杆在移动块上沿Z轴线性导轨移动。

所述多功能测量头(3)包括有横向测量头和纵向测量头，所述横向测量头和纵向测量头固定设置在所述移动杆的末端，通过所述数控双向走行机构(1)配合运动，所述横向测量头和纵向测量头可进行任意位置的接触测量。

所述轮对同步抬升装置(6)包括抬升伺服电机、抬升线性导轨、抬升滚珠丝杆和抬升块，所述抬升伺服电机固定在所述床身上，所述抬升线性导轨固定在所述立柱(4)的侧面，所述抬升块滑动连接在所述抬升线性导轨上，所述抬升伺服电机通过所述抬升滚珠丝杆连接所述抬升块；通过抬升伺服电机驱动抬升滚珠丝杆来驱动抬升块在立柱的侧面沿抬升线性导轨移动。

所述轮对驱动装置(8)包括驱动电机、减速器、驱动轮和调整油缸，所述驱动电机通过所述减速器连接所述驱动轮，所述调整油缸的活塞连接所述驱动轮。

还包括现有的操作控制系统(9)，所述操作控制系统(9)包括电气控制模块和检测软件模块，所述电气控制模块电性连接所述驱动电机、X轴伺服电机、Z轴伺服电机、抬升伺服电机、驱动电机和调整油缸，所述检测软件模块电性连接所述多功能测量头。

所述床身(7)为一体式结构，所述床身(7)内固定有若干的加强肋。

本实施例中，本实用新型在使用时，启动后，设备处于就绪状态，通过输送线将轮对送入床身上7端，并通过轮对同步抬升装置7将轮对抬起到位，随后轴向顶紧定位装置5通过顶紧油缸来使得顶紧块挤压顶级轮对，将轮对抬升脱离轮对同步抬升装置6，随后轮对驱动装置通过调整油缸升起驱动电机连接的驱动轮，使得驱动轮接触轮对的轮缘，驱动电机通过减速器使驱动轮转动，从而带动轮对开始旋转；此时，通过数控双向走行机构(1)的X轴伺服电机和Z轴伺服电机的的配合运动来驱动移动杆的位置改变，从而使得移动杆末端连接的多功能测量头3按照轮对参数的定义方式运动接触至各测量点，自动完成轮对的各项参数的测量，并传输至操作控制系统进行数据计算和储存以完成测量工作。目前，全铁路及轨道交通对轮对测量机的需求巨大，虽然有部分车辆段配备了轮对测量机，但因其真实的测量精度不够理想而成为应用的瓶颈，该测量机的研制成功，能填补国内的应用瓶颈，尤其解决了轮对等效锥度及车轮多边形的测量，具有较高的社会价值及广阔的市场前景，对企业带来可观的经济效益。

为表述方便，本文所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等代表方向的描述与附图本身的左右方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用；此外，本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

包括两个对称设置的轴向顶紧定位装置(5)；

所述轴向顶紧定位装置(5)包括顶紧块和顶紧油缸，所述顶紧块的一端配合轮对的中心孔设有莫氏顶尖，所述顶紧块的另一端连接所述顶紧油缸的活塞；所述顶紧油缸固定在床身(7)两侧的立柱(4)上；

两个轮对同步抬升装置(6)；

两个所述轮对同步抬升装置(6)分别设于两个的所述轴向顶紧定位装置(5)下方，且所述轴向顶紧定位装置(5)固定安装在所述床身(7)上；

数控双向走行机构(1)；

所述数控双向走行机构(1)固定安装在两个所述立柱(4)顶端架设的横梁(2)上，所述数控双向走行机构(1)的移动端固定设置有多功能测量头(3)；

轮对驱动装置(8)；

所述轮对驱动装置(8)固定在所述床身(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

所述数控双向走行机构(1)包括X轴伺服电机、X轴线性导轨、X轴滚珠丝杆组和Z轴伺服电机、Z轴线性导轨、Z轴滚珠丝杆组、移动块和移动杆；

所述X轴伺服电机水平固定在所述横梁(2)上，所述X轴线性导轨也水平固定在所述横梁(2)上，所述移动块滑动连接在所述X轴线性导轨上，所述X轴伺服电机通过X轴滚珠丝杆组连接所述移动块；

所述Z轴伺服电机竖直固定在所述移动块的前端面上，所述Z轴线性导轨也竖直固定在所述移动块的前端面上，所述移动杆滑动连接在所述Z轴线性导轨上，所述Z轴伺服电机通过Z轴滚珠丝杆组连接所述移动杆。

3.根据权利要求2所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

所述多功能测量头(3)包括有横向测量头和纵向测量头，所述横向测量头和纵向测量头固定设置在所述移动杆的末端，通过所述数控双向走行机构(1)配合运动，所述横向测量头和纵向测量头可进行任意位置的接触测量。

4.根据权利要求3所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

所述轮对同步抬升装置(6)包括抬升伺服电机、抬升线性导轨、抬升滚珠丝杆和抬升块，所述抬升伺服电机固定在所述床身上，所述抬升线性导轨固定在所述立柱(4)的侧面，所述抬升块滑动连接在所述抬升线性导轨上，所述抬升伺服电机通过所述抬升滚珠丝杆连接所述抬升块。

5.根据权利要求4所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

所述轮对驱动装置(8)包括驱动电机、减速器、驱动轮和调整油缸，所述驱动电机通过所述减速器连接所述驱动轮，所述调整油缸的活塞连接所述驱动轮。

6.根据权利要求5所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

还包括操作控制系统(9)，所述操作控制系统(9)包括电气控制模块和检测软件模块，所述电气控制模块电性连接所述驱动电机、X轴伺服电机、Z轴伺服电机、抬升伺服电机、驱动电机和调整油缸，所述检测软件模块电性连接所述多功能测量头。

7.根据权利要求1至6的任意一项所述的一种接触式的高精度轮对全尺寸测量机，其特征在于：

所述床身(7)为一体式结构，所述床身(7)内固定有若干的加强肋。