CN220577267U - 一种承载轮及轨道检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种承载轮，设置在轨道检测设备的安装车架上，承载轮包括：支撑轴，一端与安装车架紧固连接，另一端为自由端；承载轮体，可转动地套设在支撑轴上，用于与钢轨抵接并在安装车架移动时沿钢轨滚动，承载轮体靠近支撑轴自由端的一侧具有承载轮倒角部。支撑轴固定、承载轮体转动的工作方式使承载轮的结构稳定性更高，与钢轨的适配度更好，有助于提高轨道检测设备移动时的平稳性，进一步提高检测结果的准确性。本发明还提供了一种轨道检测设备，包括：安装车架，可移动地设置在轨道上；轨道检测单元，设置在安装车架上，用于检测轨道的廓形及上表面缺陷；以及至少4个承载轮，设置在安装车架底部，使轨道检测设备能平稳顺畅前进。

Description

一种承载轮及轨道检测设备

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种承载轮及轨道检测设备。

背景技术

为保障轨道的运行安全，需要定期对轨道进行检测，以及时发现轨道上表面掉块、磨损、轨面变形等问题，并及时排除这些问题。以往是检测人员通过卡尺等检测工具沿线人工进行多次测量，这样检测效率很低，且由于需要测量核对的项目繁多，停线检查维护时间有限，人工方式往往难以在限时内完成所有项目的测量。

因此，为提高检测效率，出现了一种轨道检测车，在车上安装有多个线激光传感器等检测器，车轮中安装有用于测量移动距离的编码器，检测人员可推动该轨道检测车沿轨道移动，在移动过程中获取轨道的廓形，再根据获得的廓形进行计算分析，从而可快速完成轨道的检测。

现有轨道检测车的车轮结构通常为：转轴一端转动连接在车架上，车轮轮体固定在转轴的另一端上并与转轴同步转动。然而，这样的连接方式使得转轴转动时与车架间存在间隙，转轴容易在负载下倾斜，影响车轮与轨道的接触，使得设备在前进的过程中不稳定，尤其是在经过道岔时轨道检测车容易发生倾斜、晃动，降低了检测结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种承载轮及轨道检测设备，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种承载轮，设置在轨道检测设备的安装车架上，安装车架可移动地设置在轨道上，其特征在于，包括：支撑轴，一端与安装车架紧固连接，另一端为自由端；承载轮体，可转动地套设在支撑轴上，用于与钢轨抵接并在安装车架移动时沿钢轨滚动，其中，承载轮体靠近支撑轴自由端的一侧具有承载轮倒角部。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮倒角部的倒角长度为45mm，倒角坡度为12mm:45mm。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮体靠近支撑轴固定端的一侧具有与钢轨顶部边缘弧度相适配的承载轮限位部。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮体内部开设有与支撑轴轴线方向一致的贯穿腔。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征，还包括：两个轴承，分别嵌设在贯穿腔的两侧开口处，支撑轴通过轴承与承载轮体连接。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮体采用绝缘材料，承载轮体的绝缘电阻值不小于1MΩ。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮体采用陶瓷或POM塑料材质。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，承载轮体的外表面设有绝缘层。

本实用新型提供的承载轮，还可以具有这样的技术特征：其中，支撑轴与安装车架的连接方式为螺钉连接。

本实用新型提供了一种轨道检测设备，其特征在于，包括：安装车架，可移动地设置在轨道上；轨道检测单元，设置在安装车架上，用于检测轨道的廓形及上表面缺陷；以及至少4个承载轮，设置在安装车架的底部，其中，承载轮为上述的承载轮。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的承载轮及轨道检测设备，由于支撑轴的一端与安装车架紧固连接，能够较好地保持轴向位置，避免在移动过程中因负载而倾斜、晃动；承载轮体可转动地套设在支撑轴上，能够与钢轨抵接并在安装车架移动时沿钢轨滚动。支撑轴固定、承载轮体转动的工作方式使得承载轮的结构稳定性更高，与钢轨的适配度更好，有助于提高轨道检测设备移动时的平稳性，进一步提高检测结果的准确性。承载轮体靠近所述支撑轴自由端的一侧具有承载轮倒角部，能够配合道岔处心轨和翼轨之间的高度差，有效提高承载轮经过心轨和翼轨时的稳定性。

轨道检测设备中的安装车架可移动地设置在轨道上，轨道检测单元设置在安装车架上，能够在移动的同时检测经过的轨道的廓形及上表面缺陷，效率较高。至少4个承载轮设置在安装车架的底部，能够减小安装车架移动时与钢轨之间的摩擦力，便于操作人员推动安装车架，使得安装车架能够平稳顺畅地前进。

附图说明

图1是本实用新型实施例中轨道检测设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中承载轮的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中承载轮和钢轨的配合的示意图；

图4是图3中A-A剖面的剖视图；

图5是本实用新型实施例中道岔结构的示意图；

图6是本实用新型实施例中距离检测单元和钢轨配合的示意图；

图7是本实用新型实施例中距离检测单元的剖视图；

图8是本实用新型实施例中轨道检测单元部分结构的立体图；以及

图9是本实用新型实施例中四个线激光传感器投射的线激光与轨道的相对位置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本实用新型的承载轮及轨道检测设备作具体阐述。实施例中未详细说明的部分为本领域的公知技术。

<实施例>

本实施例提供一种轨道检测设备，载置在轨道上，用于检测轨道的廓形及上表面缺陷。

图1是本实用新型实施例中轨道检测设备的结构示意图。

如图1所示，轨道检测设备100包括安装车架10、两个轨道检测单元20、至少四个承载轮30、两个距离检测单元40、推车把手50以及计算设备(图中仅示出计算设备载置架60)。其中，安装车架10通过底部的承载轮30可移动地载置在轨道上。轨道检测单元20可拆卸地安装在安装车架10上，用于检测轨道检测设备100经过的轨道的廓形及上表面缺陷。推车把手50通过安装在安装车架10上部，用于供检测人员推动轨道检测设备100时抓握，便于施力。计算设备用于接收轨道检测单元20检测得到的信号并对其进行计算分析，从而得到检测结果。

安装车架10为金属框架，包括车架主体部11和连接部12。车架主体部11为大致呈方形的盒状壳体。连接部12设置在车架主体部11下方，具有四个连接端部121。四个连接端部121自车架主体部11下方向外延伸，并呈X型分布。

四个承载轮30分别通过支架固定安装在连接部12的四个连接端部121上。四个承载轮30两两一组，分别对应两条钢轨。两个距离检测单元40分别通过支架安装在呈对角分布的两个连接端部121处，分别对应两条钢轨，且距离检测单元40位于同侧的两个承载轮30之间。

图2是本实用新型实施例中承载轮的结构示意图。

如图2所示，承载轮30包括承载轮体31、支撑轴32以及两个轴承33。

支撑轴32的一端与安装车架10紧固连接，另一端为自由端。在本实施例中，支撑轴32的一端设置有三角板状的连接法兰321，通过螺接方式紧固在连接端部121上，支撑轴32的延伸方向与连接部12的面方向平行。在实际应用中，支撑轴也可通过铆接或焊接的方式连接在安装车架10上。

图3是本实用新型实施例中承载轮和钢轨的配合的示意图，图4是图3中A-A剖面的剖视图。

如图3、4所示，承载轮体31可转动地套设在支撑轴32上，用于与钢轨1抵接并在安装车架10移动时沿钢轨1滚动，从而使轨道检测设备100沿轨道移动。

在本实施例中，承载轮体31由绝缘材料制成，优选陶瓷或POM塑料材质，且承载轮体31的绝缘电阻值不小于1MΩ，避免轨道检测设备100使得两条钢轨连接通电，防止干扰轨道的电路系统。在实际应用中，也可使用其他材质制作承载轮体31，并在承载轮体31与钢轨接触的滚动面上设置绝缘层，使得可采用的轮体材质的范围更广，绝缘层同样也可实现绝缘效果，避免承载轮体31与钢轨之间导电。

在本实施例中，承载轮体31通过两个轴承33安装在支撑轴32上，可绕支撑轴32转动。承载轮体31内部开设有与支撑轴32轴线方向一致的贯穿腔34。两个轴承33分别嵌设在贯穿腔34的两侧开口处，支撑轴32通过两个轴承33与承载轮体31连接，使得承载轮30的整体结构更加稳定，能够减少轨道检测设备100移动时的晃动，实现平稳前进。贯穿腔34内的空间较大，支撑轴32与贯穿腔34的内壁不直接接触，能够避免承载轮体31转动时的摩擦增大，也便于安装。

承载轮体31包括一体形成的承载轮主体部311、承载轮倒角部312以及承载轮限位部313。承载轮主体部311呈圆柱状。承载轮限位部313位于靠近支撑轴固定端的一侧，承载轮限位部313沿轴向的截面形状与钢轨工字形截面的顶部边缘弧度相适配，能够提高承载轮体31滚动时的稳定性。

图5是本实用新型实施例中道岔结构的示意图。

现有的轨道系统通常包括由两条相互平行的钢轨组成的普通轨道和辅助列车切换行驶线路的道岔。如图5所示，道岔中的转辙器包括两条基本轨2(也称正轨)以及设置在两条基本轨之间的两个尖轨3。辙叉包括护轨4、心轨5以及翼轨6。普通轨道和道岔中的基本轨2均采用横截面为工字形的钢轨，而道岔中的尖轨3、心轨5以及翼轨6则为变截面的钢轨。承载轮30经过辙叉时，会同时接触心轨5和翼轨6，且心轨5存在“降低值”，即心轨5和翼轨6之间有设计的高度差。

承载轮倒角部312呈圆锥状，从承载轮主体部311的一端向外侧延伸，其直径逐渐变小。承载轮倒角部312的倒角长度根据承载轮体31与钢轨踏面确定，倒角坡度根据心轨5的降低值及心轨5、翼轨6的垂磨极限值确定。本实施例中，承载轮倒角部312的倒角长度为45mm，倒角坡度为12mm:45mm，能够配合道岔处心轨5和翼轨6之间的高度差，有效提高承载轮30经过心轨5和翼轨6时的稳定性。

当轨道检测设备100在工字形截面的钢轨1上移动时，承载轮主体部311的侧面与钢轨的顶面相抵接，承载轮倒角部312位于轨道的外侧，承载轮限位部313与钢轨顶部的内侧边缘相抵接。轨道检测设备100放置在轨道上时，可沿钢轨稳定移动。

当轨道检测设备100在道岔处移动时，由于承载轮30的承载轮体31具有承载轮倒角部312，能够引导承载轮30较平稳地经过心轨5和翼轨6，减少承载轮30与钢轨间的碰撞，避免安装车架10倾斜摇晃，提高轨道检测设备100移动的稳定性，使得检测结果更加准确。

轨道检测设备100在检测人员推动下移动时，距离检测单元40滚动，可测量移动的距离(里程)。

图6是本实用新型实施例中距离检测单元和钢轨配合的示意图，图7是本实用新型实施例中距离检测单元的剖视图。

如图6、7所示，距离检测单元40包括里程轮支架41、里程轮体42、转动轴43、距离检测编码器44以及两个弹簧组件45。

转动轴43的两端分别可转动地连接在里程轮支架41上，里程轮体42安装在转动轴43上，与其同步转动。里程轮体42的外形与承载轮体31的承载轮主体部311以及承载轮倒角部312类似，不再赘述。

距离检测编码器44固定在里程轮支架41上，与转动轴43转动连接。里程轮体42的一侧具有安装槽421，距离检测编码器44位于里程轮体42的安装槽421内，且安装槽421的尺寸大于距离检测编码器44的尺寸，距离检测编码器44与里程轮体42不发生直接接触，避免因发生摩擦而影响里程轮体42转动。

当轨道检测设备100载置在轨道上时，里程轮体也与钢轨的上表面相抵接，随着轨道检测设备100移动，里程轮体42随之转动，带动转动轴43同步转动，距离检测编码器44检测转动轴43的旋转角度得到移动距离。

弹簧组件45包括连接柱451、套接件452以及弹簧件453。

连接部12的连接端部121上开设有可供连接柱451穿过的连接孔，连接柱451的一端与里程轮支架41螺接，另一端通过连接孔可移动地穿设在连接端部121上。连接柱451靠近连接端部121的一端具有台阶状结构，能够限制连接柱451的移动位置，避免距离检测单元40与连接端部121脱开。

套接件452呈管状，内径与连接柱451相适配，套接件452套设在连接柱451上，能够对连接柱451进行导向。套接件452靠近连接端部121的一端具有自管壁垂直向外延伸的凸缘。套接件452通过连接孔穿设在连接端部121上，凸缘的下表面贴靠连接端部121的上表面。

弹簧件453套设在连接柱451上，一端与连接端部121的下表面相抵接，另一端与里程轮支架41的上表面相抵接，从而通过弹性力将里程轮体42压紧在钢轨上。

现有技术中一般将编码器直接安装在承载轮中，在承载轮出现打滑或因轨面缺陷而颠簸时，会导致距离测量不准确，而影响最终的检测结果。而本实施例中，距离检测单元40独立于承载轮30之外，并且通过弹簧组件45与安装车架10连接。在检测的过程中，承载轮30经过轨道的缝隙或者轨道的凹凸不平处时，通过弹簧组件45可将里程轮体42压紧在轨面上，避免里程轮体42悬空，从而可测得精确的距离，进而保证轨道检测结果的精度。此外，在经过道岔的过程中，四个承载轮30都有悬空的可能，距离检测单元40独立于承载轮30外，进一步避免了因承载轮30悬空而导致距离测量不准确的问题。因此，本实施例的轨道检测设备100在普通轨道以及道岔处均可使用，适用范围广，且检测准确度高。

图8是本实用新型实施例中轨道检测单元部分结构的立体图，为示出内部结构，图8中省略了部分壳体结构。

如图8所示，轨道检测单元20包括壳体21、多块挡板22、把手27、多个连接支架23、多个加强用支架24、一个二维相机25以及至少四个线激光传感器26。

壳体21为金属壳体，沿壳体21的长度方向，一侧呈长方体状，用于与安装车架10进行连接，另一侧具有一个斜部，且斜部下方的一端从壳体21的下表面进一步延伸，形成一个向下的突出部211。

壳体21的宽度方向的两侧具有开口，在两侧开口处可拆卸地安装有塑料材质的挡板22。这样可以减轻轨道检测单元20的整体重量，并且拆卸下挡板22可方便地检查内部的传感器和相机。

把手27固定安装在壳体21的上表面上，在拆装轨道检测单元20时供检测人员握持。本实施例中，以壳体21的长度方向为基准，把手27倾斜地安装，这样检测人员握持把手27将轨道检测单元20整体拆卸下时可更稳定，轨道检测单元20在不易产生转动。

壳体21下方开口，当轨道检测设备10载置在轨道上时，壳体21内部的二维相机25、四个线激光传感器与其正下方的一段轨道之间无遮挡。

五个连接支架23固定安装在壳体21内部，分别用于固定安装四个线激光传感器和一个二维相机25。本实施例中，连接支架23的外形呈长方体状，开设有沿其厚度方向贯通的减轻孔，连接支架23的长度方向的两端分别通过多个连接件(螺钉)固定安装在壳体21的两面上，线激光传感器、二维相机25通过多个连接件(螺钉)固定安装在相应的连接支架23上。

多个加强用支架24固定安装在壳体21内部，用于加强壳体21的结构强度。本实施例中，加强用支架24均呈X状，其端部固定安装在壳体21的两面上。其中一个较大的加强用支架24安装在靠近壳体21的顶面的位置，另一个较大的安装在斜部内，这两个较大的加强用支架24上还开设有多个减轻孔。两个较小的加强用支架24安装在靠近壳体21的下方开口处。

二维相机25通过一个连接支架23固定安装在壳体21内，其摄像头朝下，当轨道检测设备100载置在轨道上时，二维相机25朝向钢轨的上表面，用于拍摄获取钢轨的上表面图像，该上表面图像用于钢轨的上表面的表面缺陷。

图9是本实用新型实施例中四个线激光传感器投射的线激光与轨道的相对位置示意图。

本实施例中四个线激光传感器26分别通过相应的连接支架23固定安装在壳体21内，如图9所示，当轨道检测设备100载置在轨道上时，四个线激光传感器的检测端部均朝向钢轨1。为便于区分，由图9中从左向右方向，将四个线激光传感器分别记作第一线激光传感器26a、第二线激光传感器26b、第三线激光传感器26c、第四线激光传感器26d。

线激光传感器26投射的线激光形成扇形平面，四个线激光传感器26投射的线激光的平面均共面，且与钢轨1的横断面共面。四个激光传感器投射的线激光完全覆盖钢轨1的上表面、内侧表面以及部分的外侧表面。因此，通过这四个线激光传感器26能够获取钢轨1的同一个横断面的多道部分廓形线，这多道部分廓形线能够拼接形成钢轨的连续的廓形线，该廓形线用于检测钢轨的廓形。在实际应用中，激光传感器26的数量和设置位置可根据检测的钢轨的类型(工字形截面钢轨或变截面钢轨)进行相应调整，使多个线激光传感器26获取的部分廓形线能够拼接得到连续的廓形线。

计算设备与两个轨道检测单元20中的二维相机25、线激光传感器26均通信连接，用于接收二维相机25获取的轨道上表面图像、线激光传感器26获取的轨道廓形线，并对其进行计算分析，得到检测结果。图中仅示出了用于载置该计算设备的计算设备载置架60，其可拆卸地安装在推车把手50上端的横杆上。本实施例中，计算设备为笔记本电脑，计算设备载置架60包括载置板以及从载置板一侧延伸出的钩状凸起，笔记本电脑能够放置在载置板上，一侧被钩状凸起扣住。

在使用时，检测人员将轨道检测设备100载置到轨道上，并将其调整至预定的起始位置，在计算设备上启动相应的检测程序，并从起始位置开始推动轨道检测设备100沿轨道移动。在移动过程中，二维相机25拍摄得到钢轨的多个位置的上表面图像，四个线激光传感器26检测得到钢轨的多个横断面的廓形线。同时，在移动过程中，距离检测单元40测得轨道检测设备100的移动距离，计算设备将采集得到的廓形线、上表面图像与对应的移动距离对应存储，并进一步基于这些数据进行计算分析，检测出到轨道的表面缺陷及其程度。

实施例作用与效果

根据本实用新型的承载轮及轨道检测设备，由于轨道检测设备中的安装车架可移动地设置在轨道上，轨道检测单元设置在安装车架上，能够在移动的同时检测经过的轨道的廓形及上表面缺陷，效率较高。至少4个承载轮设置在安装车架的底部，能够减小安装车架移动时与钢轨之间的摩擦力，便于操作人员推动安装车架，使得安装车架能够平稳顺畅地前进。

承载轮包括承载轮体、支撑轴以及两个轴承。支撑轴的一端与安装车架紧固连接，能够较好地保持轴向位置，避免在移动过程中因负载而倾斜、晃动；承载轮体可转动地套设在支撑轴上，能够与钢轨抵接并在安装车架移动时沿钢轨滚动。支撑轴固定、承载轮体转动的工作方式使得承载轮的结构稳定性更高，与钢轨的适配度更好，有助于提高轨道检测设备移动时的平稳性，进一步提高检测结果的准确性。

支撑轴的一端设有呈三角板状的连接法兰，通过螺接方式紧固在连接端部上，支撑轴的延伸方向与连接部的面方向平行。承载轮体可转动地套设在支撑轴上，用于与钢轨抵接并在安装车架移动时沿钢轨滚动，从而使轨道检测设备沿轨道移动。

承载轮体由绝缘材料制成，采用陶瓷或POM塑料材质，从而避免轨道检测设备使得两个钢轨连接通电，防止干扰轨道的电路系统。承载轮体通过两个轴承安装在支撑轴上，可绕支撑轴转动。承载轮体内部开设有与支撑轴轴线方向一致的贯穿腔。两个轴承分别嵌设在贯穿腔的两侧开口处，支撑轴通过两个轴承与承载轮体连接，使得承载轮的整体结构更加稳定，能够减少轨道检测设备移动时的晃动，实现平稳前进。贯穿腔内的空间较大，支撑轴与贯穿腔的内壁不直接接触，能够避免承载轮体转动时的摩擦增大，也便于安装。

承载轮体包括一体形成的承载轮主体部、承载轮倒角部以及承载轮限位部。承载轮主体部呈圆柱状；承载轮倒角部呈圆锥状，从承载轮主体部的一端向外侧延伸，其直径逐渐变小；承载轮限位部位于靠近支撑轴固定端的一侧，承载轮限位部沿轴向的截面形状与钢轨工字形截面的顶部边缘弧度相适配，能够提高承载轮体滚动时的稳定性。

当轨道检测设备在工字形截面的钢轨上移动时，承载轮主体部的侧面与钢轨的顶面相抵接，承载轮倒角部位于轨道的外侧，承载轮限位部与钢轨顶部的内侧边缘相抵接。轨道检测设备放置在轨道上时，可沿钢轨稳定移动。

当轨道检测设备在道岔处移动时，由于承载轮的承载轮体具有承载轮倒角部，因此能够配合道岔处心轨和翼轨之间的高度差，提高承载轮经过心轨和翼轨时的稳定性，进一步提高轨道检测设备移动的平稳性，使得检测结果更加准确。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式，而本实用新型不限于上述实施例的描述范围。

Claims (10)

1.一种承载轮，设置在轨道检测设备的安装车架上，所述安装车架可移动地设置在轨道上，其特征在于，包括：

支撑轴，一端与所述安装车架紧固连接，另一端为自由端；

承载轮体，可转动地套设在所述支撑轴上，用于与钢轨抵接并在所述安装车架移动时沿所述钢轨滚动，

其中，所述承载轮体靠近所述支撑轴自由端的一侧具有承载轮倒角部。

2.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮倒角部的倒角长度为45mm，倒角坡度为12mm:45mm。

3.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮体靠近所述支撑轴固定端的一侧具有与钢轨顶部边缘弧度相适配的承载轮限位部。

4.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮体内部开设有与所述支撑轴轴线方向一致的贯穿腔。

5.根据权利要求4所述的承载轮，其特征在于，还包括：

两个轴承，分别嵌设在所述贯穿腔的两侧开口处，

所述支撑轴通过所述轴承与所述承载轮体连接。

6.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮体采用绝缘材料，所述承载轮体的绝缘电阻值不小于1MΩ。

7.根据权利要求6所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮体采用陶瓷或POM塑料材质。

8.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述承载轮体的外表面设有绝缘层。

9.根据权利要求1所述的承载轮，其特征在于：

其中，所述支撑轴与所述安装车架的连接方式为螺钉连接。

10.一种轨道检测设备，其特征在于，包括：

安装车架，可移动地设置在轨道上；

轨道检测单元，设置在所述安装车架上，用于检测所述轨道的廓形及上表面缺陷；以及

至少4个承载轮，设置在所述安装车架的底部，

其中，所述承载轮为权利要求1-9中任意一项所述的承载轮。