CN211783343U - 曲线段轨道表面磨耗监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道监测技术领域，尤其涉及一种曲线段轨道表面磨耗监测系统。该曲线段轨道表面磨耗监测系统包括监测装置和地面收发装置，所述监测装置设有两组，两组所述监测装置分别设置于曲线段轨道的两侧外围，每组所述监测装置分别包括滑道以及与所述滑道移动配合的激光扫描仪，所述滑道与所述曲线段轨道平行；所述地面收发装置设置于所述滑道与所述曲线段轨道之间，所述激光扫描仪与所述地面收发装置线性连接。该曲线段轨道表面磨耗监测系统，能够在无人情况下对特定地段的曲线轨道表面磨耗进行长期实时的非接触式、周期性测量，不仅提高了测量精度以及测量效率，而且节约人力成本，避免人为误差。

Description

曲线段轨道表面磨耗监测系统

技术领域

本实用新型涉及轨道监测技术领域，尤其涉及一种曲线段轨道表面磨耗监测系统。

背景技术

城市轨道交通系统长期采用单一车辆、统一轴重、同一速度通过曲线地段，导致曲线地段钢轨出现不同程度的磨耗。钢轨磨耗会加剧轮轨振动，产生啸叫等噪声，导致车辆部件伤损、轨道部件损坏，影响列车运行平稳性和舒适性。

随着城市轨道交通运营经验积累，以轨面管理为核心的钢轨磨耗监测愈加重要。城市轨道交通曲线多，特别是采用了较多小半径曲线，导致曲线地段钢轨磨耗检测工作量大、责任重、频次高。

目前，钢轨磨耗检测主要采用磨耗尺、波磨尺、钢轨廓型仪、移动式钢轨廓型小车等设备，现有的这些检测设备都需要技术人员携带至现场进行测量，检测效率低，存在安全隐患，无法做到长期监测。而且，现有检测设备大都采用接触式测量，接触式测量结果容易受操作方式、设备精度等影响。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种曲线段轨道表面磨耗监测系统，能够在无人情况下对特定曲线地段轨道表面磨耗情况进行长期监测。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种曲线段轨道表面磨耗监测系统，包括监测装置和地面收发装置，所述监测装置设有两组，两组所述监测装置分别设置于曲线段轨道的两侧外围，每组所述监测装置分别包括滑道以及与所述滑道移动配合的激光扫描仪，所述滑道与所述曲线段轨道平行；所述地面收发装置设置于所述滑道与所述曲线段轨道之间，所述激光扫描仪与所述地面收发装置线性连接。

进一步地，还包括与所述激光扫描仪相配合的钢轨定位装置，所述钢轨定位装置包括反射镜；所述曲线段轨道包括两个相互平行的曲线段钢轨，所述钢轨定位装置设置于两个所述曲线段钢轨之间。

进一步地，所述钢轨定位装置还包括底座以及设置在所述底座上的支架，所述反射镜设置于所述支架上，所述底座安装于两个所述曲线段钢轨之间的道床上。

具体地，每组所述监测装置分别包括一个所述滑道，所述滑道上设有至少两个所述激光扫描仪。

具体地，每组所述监测装置分别包括至少两个所述滑道，每个所述滑道上分别设有一个所述激光扫描仪；各所述滑道沿所述曲线段轨道的延伸方向依次间隔设置。

具体地，所述滑道为滑槽，所述激光扫描仪设有与所述滑槽相适配的滚轮，所述滚轮与所述滑槽滚动配合。

具体地，所述激光扫描仪设有驱动所述滚轮沿所述滑槽滚动的驱动机构，所述驱动机构与所述地面收发装置线性连接。

具体地，所述监测装置的设置位置高于所述曲线段轨道的高度。

具体地，所述滑道的两端分别设有限位件。

具体地，还包括远程终端，所述地面收发装置与所述远程终端连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的曲线段轨道表面磨耗监测系统，通过在曲线段轨道的两侧外围分别设置滑道，使该滑道与曲线段轨道相平行，通过在滑道上设置激光扫描仪，使该激光扫描仪能够沿滑道进行移动，从而使激光扫描仪能够对特定位置的曲线段轨道的钢轨表面进行扫描检测，并将检测数据实时传递至地面收发装置，同时通过地面收发装置能够控制激光扫描仪定期进行检测操作，由此，通过该曲线段轨道表面磨耗监测系统，能够在无人情况下对特定地段的曲线轨道表面磨耗进行长期实时的非接触式、周期性测量，不仅提高了测量精度以及测量效率，而且节约人力成本，避免人为误差。

附图说明

图1是本实用新型实施例曲线段轨道表面磨耗监测系统的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是一组监测装置的第一种结构示意图；

图4是一组监测装置的第二种结构示意图；

图5是钢轨定位装置的主视结构图；

图6是钢轨定位装置的俯视结构图。

图中：1：地面收发装置；2：滑道；3：激光扫描仪；4：曲线段钢轨；5：隧道；6：钢轨定位装置；61：反射镜；62：底座；63：支架。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供一种曲线段轨道表面磨耗监测系统，包括监测装置和地面收发装置1，其中监测装置设有两组，两组监测装置对应设置于曲线段轨道的两侧外围，也即，曲线段轨道位于两组监测装置之间。

每组监测装置分别包括滑道2以及与滑道2移动配合的激光扫描仪3，滑道2与曲线段轨道平行设置，并且激光扫描仪3的扫描端与曲线段轨道相对应。也即，激光扫描仪3能够沿滑道2进行移动，激光扫描仪3通过发射激光束扫描曲线段轨道的表面，激光扫描仪3通过在滑道2上的移动，能够获取特定位置的曲线段轨道的表面检测数据，实现了无接触高精度测量。

地面收发装置1设置于曲线段轨道的外围，可以将地面收发装置1安装在滑道2与曲线段轨道之间的地面上，各激光扫描仪3分别与地面收发装置1线性连接。其中，地面收发装置1能够实时接收各激光扫描仪3的检测数据并存储，同时，通过地面收发装置1能够分别向各激光扫描仪3发送控制信号，用于控制各激光扫描仪3的工作状态，从而在长时间内控制各激光扫描仪3进行定期检测操作，实现了对曲线段轨道的周期性测量。

由此，采用本实用新型实施例所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，能够在无人情况下对特定地段的曲线轨道表面的磨耗情况进行长期实时的非接触式、周期性测量，不仅提高了测量精度以及测量效率，而且无需人员现场测量，节约了人力成本，避免人为误差。

具体来说，曲线段轨道包括两个相互平行的曲线段钢轨4，两组监测装置分别与两个曲线段钢轨4一一对应，也即，一组监测装置对应检测一个曲线段钢轨4。由于两组监测装置分别设置在两个曲线段钢轨4的外围，从而在不影响轨道车辆运行的前提下分别对两个曲线段钢轨4的表面进行检测。

具体来说，每组监测装置的设置位置分别高于曲线段钢轨4的高度，从而能够通过激光扫描仪3精确扫描各曲线段钢轨4的廓形。

具体来说，曲线段轨道设置于隧道5中，各滑道2分别安装在隧道5的内侧壁上。

具体来说，对应每个曲线段钢轨4进行检测的每组监测装置中，滑道2的设置数量可以根据实际情况设置一个或多个。

在一种具体实施例中，每组监测装置分别包括一个滑道2，在该滑道2上设有两个、三个或三个以上的激光扫描仪3，各激光扫描仪3分别与该滑道2移动配合。其中，各激光扫描仪3分别在滑道2的特定长度范围内进行往复移动，从而确保各激光扫描仪3之间不会相互影响。也即，每个激光扫描仪3对应曲线段钢轨4上的一段特定位置进行检测。

如图3所示，对应一个曲线段钢轨4的一组监测装置包括一个滑道2，在该滑道2上设有三个激光扫描仪3。

在另一种具体实施例中，每组监测装置分别包括两个或两个以上的滑道2，每个滑道2上对应设有一个激光扫描仪3，各激光扫描仪3能够在对应的滑道2上进行往复移动。其中，各滑道2沿曲线段轨道5的延伸方向依次间隔设置。也即，每个滑道2能够对应曲线段钢轨4上的一段特定位置，从而确保各激光扫描仪3能够对相应位置的曲线段钢轨4进行检测。

如图4所示，对应一个曲线段钢轨4的一组监测装置包括三个滑道2，每个滑道2上分别设有一个激光扫描仪3。

如图5和图6所示，在本实用新型的进一步实施例中，该曲线段轨道表面磨耗监测系统还包括与激光扫描仪3相配合的钢轨定位装置6，钢轨定位装置6设置于两个曲线段钢轨4之间，钢轨定位装置6至少包括反射镜61。通过设置反射镜61，能够对曲线段钢轨4的需要检测的位置进行精确定位。

其中，根据检测需求选取曲线段钢轨4的若干断面位置作为检测位置，对应各检测位置分别设置钢轨定位装置6。当激光扫描仪3移动至检测位置时，向反射镜61发射激光进行扫描，从而获取反射镜61的轮廓，并将获取的反射镜61的轮廓数据发送至地面收发装置1，地面收发装置1将获取的反射镜61轮廓数据与存储的反射镜61轮廓数据进行比对分析，从而调整控制激光扫描仪3的移动位置，从而实现对曲线段钢轨4的待检测位置进行精确定位。当确定激光扫描仪3已经处于待检测位置时，地面收发装置1能够控制激光扫描仪3向待检测位置处的曲线段钢轨4进行扫描，从而获取该位置处曲线段钢轨4的廓形。

具体来说，钢轨定位装置6还包括底座62以及安装在底座62上的支架63，其中反射镜61安装于支架63上，底座62安装于两个曲线段钢轨4之间的道床上。通过设置底座62和支架63，能够实现对反射镜61的安装固定，从而便于对曲线段钢轨4的待检测位置进行精确定位。

具体来说，激光扫描仪3与滑道2的移动配合方式，可以根据实际需求而设定。

在一种具体实施例中，滑道2可以采用滑槽，激光扫描仪3设有与滑槽相适配的滚轮，滚轮与滑槽滚动配合。也即，激光扫描仪3通过滚轮在滑槽中滚动，从而实现激光扫描仪3相对于滑道2的移动。

具体来说，激光扫描仪3设有驱动滚轮沿滑槽滚动的第一驱动机构。通过第一驱动机构能够驱动滚轮转动，进而实现激光扫描仪3沿滑道2的往复移动。

其中，第一驱动机构与地面收发装置1线性连接，通过地面收发装置1能够控制第一驱动机构的工作状态，进而控制激光扫描仪3在滑道2上的移动位置。

其中，第一驱动机构可以采用驱动电机。

在另一种具体实施例中，滑道2还可以采用滑轨，激光扫描仪3设有与滑轨相适配的滑块，滑块与滑轨滑动配合。也即，激光扫描仪3通过滑块在滑轨上滑动，从而实现激光扫描仪3相对于滑道2的移动。

具体来说，可以在滑轨的一端设置驱动激光扫描仪3沿滑轨滑动的第二驱动机构。通过第二驱动机构能够驱动激光扫描仪3沿滑道2进行往复移动。

其中，第二驱动机构与地面收发装置1线性连接，通过地面收发装置1能够控制第二驱动机构的工作状态，进而控制激光扫描仪3在滑道2上的移动位置。

其中，第二驱动机构可以采用牵引电机，牵引电机的动力输出端通过牵引臂与激光扫描仪3相连。为了适应激光扫描仪3沿滑道2的曲线运动轨迹，牵引臂可以采用具有两个自由度或三个自由度的牵引臂。

在本实用新型的进一步实施例中，在滑道2的两端分别设有限位件，通过限位件能够限制激光扫描仪3在滑道2上的移动范围，防止激光扫描仪3从滑道2上脱出。其中，限位件可以采用限位板或限位块。

在本实用新型的进一步实施例中，该曲线段轨道表面磨耗监测系统还包括远程终端，地面收发装置1与远程终端连接。也即，通过地面收发装置1接收并存储的关于曲线段钢轨4的廓形检测数据，能够定期发送至远程终端。远程终端具有针对该曲线段钢轨4的标准轮廓数据，通过检测数据与标准轮廓数据的比对分析，能够获取钢轨磨耗量，进而确定针对该曲线段钢轨4的打磨策略。

本实用新型实施例所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统的安装以及监测过程如下：

选取曲线段轨道的一个或多个测量位置，在对应每个测量位置的两个曲线段钢轨4中间的道床上安装固定钢轨定位装置6。在对应该曲线段轨道的隧道5的内侧壁上安装滑道2，在滑道2上安装激光扫描仪3。然后在滑道2与曲线段钢轨4之间的位置处放置地面收发装置1。

对地面收发装置1进行程序设定，从而控制激光扫描仪3能够在设定时间自动启动、停止以及移动。

在工作时，地面收发装置1根据设定时间自动向激光扫描仪3发送启动指令，从而控制激光扫描仪3沿滑道2移动到测量位置，控制激光扫描仪3启动自检，激光扫描仪3扫描周边位置确定是否有异物或遮挡。

如激光束发射正常无遮挡，则地面收发装置1控制激光扫描仪3对准钢轨定位装置6实现检测位置精确定位，同时扫描曲线段钢轨4的廓形，并将廓形检测数据传输到地面收发装置1进行存储。

如激光束发射有遮挡，则地面收发装置1报错，自动关闭激光扫描仪3，并记录错误信息。

激光扫描仪3完成测量后，地面收发装置1控制激光扫描仪3沿滑道2移动到下一测量位置，直至检测完成所有测量位置，完成对该曲线段钢轨4的廓形测量。

完成所有位置的廓形测量后，地面收发装置1控制激光扫描仪3自动进入待机状态，等待下一次时间点启动检测。

地面收发装置1将存储的廓形检测数据定期输出至远程终端，远程终端将廓形检测数据与标准廓形数据进行对比分析，获取钢轨磨耗量，进而确定钢轨打磨策略。

综上所述，本实用新型实施例所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，根据用户定制需求，能够通过地面收发装置1控制激光扫描仪3自动扫描检测，无需人员现场测量，可根据需求进行长期实时监测，随时掌握钢轨磨耗情况，不仅提高了测量精度以及测量效率，而且节约了人力成本，避免人为误差。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：包括监测装置和地面收发装置，所述监测装置设有两组，两组所述监测装置分别设置于曲线段轨道的两侧外围，每组所述监测装置分别包括滑道以及与所述滑道移动配合的激光扫描仪，所述滑道与所述曲线段轨道平行；所述地面收发装置设置于所述滑道与所述曲线段轨道之间，所述激光扫描仪与所述地面收发装置线性连接。

2.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：还包括与所述激光扫描仪相配合的钢轨定位装置，所述钢轨定位装置包括反射镜；所述曲线段轨道包括两个相互平行的曲线段钢轨，所述钢轨定位装置设置于两个所述曲线段钢轨之间。

3.根据权利要求2所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：所述钢轨定位装置还包括底座以及设置在所述底座上的支架，所述反射镜设置于所述支架上，所述底座安装于两个所述曲线段钢轨之间的道床上。

4.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：每组所述监测装置分别包括一个所述滑道，所述滑道上设有至少两个所述激光扫描仪。

5.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：每组所述监测装置分别包括至少两个所述滑道，每个所述滑道上分别设有一个所述激光扫描仪；各所述滑道沿所述曲线段轨道的延伸方向依次间隔设置。

6.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：所述滑道为滑槽，所述激光扫描仪设有与所述滑槽相适配的滚轮，所述滚轮与所述滑槽滚动配合。

7.根据权利要求6所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：所述激光扫描仪设有驱动所述滚轮沿所述滑槽滚动的驱动机构，所述驱动机构与所述地面收发装置线性连接。

8.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：所述监测装置的设置位置高于所述曲线段轨道的高度。

9.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：所述滑道的两端分别设有限位件。

10.根据权利要求1所述的曲线段轨道表面磨耗监测系统，其特征在于：还包括远程终端，所述地面收发装置与所述远程终端连接。

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