CN221660724U - 一种钢轨廓形线上测量小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢轨廓形线上测量小车，属于铁路钢轨测量技术领域，用于解决现有钢轨廓形测量时存在的采样位置间隔变动大、采样位置与廓形测量数据难以精确匹配、低效的技术问题。其包括分别放置在两侧轨道上并可沿轨道方向移动的钢轨行走测量机构、钢轨行走支顶机构，钢轨行走测量机构、钢轨行走支顶机构之间通过长度可调的伸缩可调横梁车架连接，并在伸缩可调横梁车架上设置有测量控制与数据处理器。

Description

一种钢轨廓形线上测量小车

技术领域

本实用新型属于铁路钢轨测量技术领域，涉及一种钢轨廓形的线上测量小车。

背景技术

铁路轨道简称路轨、铁轨、钢轨、轨道等，主要用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走。铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴，再由轨撑、扣件、压轨器、道夹板、弹条、铁路道钉等铁路配件紧固。

在钢轨组装完毕后，通常需要对钢轨的各项数据进行检测、测量；在钢轨投入使用后，由于在使用过程中会产生磨损、形变、廓形损伤等现象。因此，需要经常性的对已铺装钢轨进行在线测量，以获取钢轨廓形等的真实状况，以便安排维护与维修作业，使其重新达到服役许可标准，降低和消除轨道交通系统运行的路轨安全隐患。

申请号为202122873729.8的实用新型专利公开了一种中低速磁浮轨排精调用测量小车，其包括底座，所述底座的顶部通过螺栓连接有安装机构，所述安装机构的顶部通过螺栓连接有测量仪，所述底座顶部的右侧通过螺栓连接有调节机构，所述调节机构的顶部焊接有调高机构，所述调高机构的顶部焊接有放置机构，通过设置销轴，能够方便插接板在连接板表面移动。通过设置底座、安装机构、测量仪、放置机构、调高机构、调节机构、安装板、定位螺栓、定位板、放置板、活动管、座管夹、套管、底板、连接板、插接板和定位孔的配合使用，具备方便对测量设备进行多角度调节，适合在不同环境下进行使用，提高测量效率的优点。

申请号为202320370990.2的实用新型专利公开了一种铁路轨道测量车，其包括轨道本体和第一段体，所述第一段体表面一侧的两方均转动连接有滑轮本体，所述滑轮本体滑动于轨道本体的表面，所述第一段体的一侧固定有转动连接件，所述转动连接件表面的另一侧固定有第二段体，所述第二段体表面的一侧固定有锁头，所述滑轮本体同样固定于第二段体表面的另一侧；本实用新型在使用时，工作人员将测量工具收起后，可以旋转第二段体，并且使其贴合在第一段体的表面，达到折叠便于收起的目的，并且工作人员还可以使用拉手，进而在固定机构的作用下，使得卡头对第二段体进行限位，使得第二段体固定于第一段体的表面。

上述测量车大多适用于钢轨的间距、磨损、形变等测量，但对于钢轨廓形的检测，往往是操作人员一边手持电脑、一边操作使用测量传感器，每隔一段距离对钢轨廓形进行采样测量并保存测量点集数据，这种测量方式存在采样位置间隔变动大、采样位置与廓形测量数据难以精确匹配、低效等问题。因此，有必要提供一种能够自动完成对已铺装钢轨廓形的在线非接触式连续扫描测量小车，以提高工作效率和精确度，助力对已铺装钢轨廓形真实状态快速便捷的三维数字化感知。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有钢轨廓形测量时存在的采样位置间隔变动大、采样位置与廓形测量数据难以精确匹配、低效的技术问题，提供一种钢轨廓形线上测量小车。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种钢轨廓形线上测量小车，包括分别放置在两侧轨道上并可沿轨道方向移动的钢轨行走测量机构、钢轨行走支顶机构，钢轨行走测量机构、钢轨行走支顶机构之间通过长度可调的伸缩可调横梁车架连接，并在伸缩可调横梁车架上设置有测量控制与数据处理器。

进一步地，钢轨行走测量机构包括测量机架，测量机架前端、后端对应设置有可贴紧在轨道上的前测量行走轮、前测量限位轮、后测量行走轮、后测量限位轮，测量机架上设有用于对轨道的顶面轮廓进行测量的第一顶部线激光轮廓测量传感器、用于对轨道的内侧面轮廓进行测量的第一侧面线激光轮廓测量传感器、用于刮除轨道顶部异物的第一刮板。

进一步地，钢轨行走支顶机构包括支顶机架，支顶机架前端、后端对应设置有可贴紧在轨道上的前支顶行走轮、前支顶限位轮、后支顶行走轮、后支顶限位轮，支顶机架上设有用于对轨道的顶面轮廓进行测量的第二顶部线激光轮廓测量传感器、用于对轨道的内侧面轮廓进行测量的第二侧面线激光轮廓测量传感器、用于刮除轨道顶部异物的第二刮板。

进一步地，伸缩可调横梁车架包括可伸缩横梁，可伸缩横梁上沿可伸缩横梁的长度方向依次设置有电气控制箱、竖向支撑推行架，测量控制与数据处理器安装在竖向支撑推行架顶部。

进一步地，可伸缩横梁包括平行设置的两根左横梁、两根右横梁，左横梁端部连接有第一横杆，第一横杆的两端均连接有侧连杆，侧连杆端部内侧设置有与左横梁长度方向垂直的滑动套，滑动套、侧连杆与第一横杆组成U型结构；两侧的U型结构之间设置有可沿左横梁长度方向移动的移动横梁，移动横梁与穿过滑动套的右横梁连接，移动横梁中部安装有驱动电机，驱动电机的输出轴连接有螺杆，螺杆另一端穿过第一横杆并与第一横杆螺纹连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型中，将小车置于轨道线路上，由手动推行或挂接在其它轨道移动装置上随行，快速自动完成对行走段钢轨廓形的测量控制与数据处理；该小车结构简单，操作方便，适应性好，能够提高对铺装钢轨廓形的测量截面数量和测量效率，减少人工成本.

2、本实用新型中，钢轨行走测量机构安装在一侧的轨道上，钢轨行走支顶机构支撑在另一侧的轨道上，并将测量控制与数据处理器安装在位于两个机构之间的伸缩可调横梁车架上，一是可以适用于距离不同的轨道的测量，二是可以一边进行移动，另一边通过测量控制与数据处理器进行实时测量并保存测量数据，这种在线非接触式连续扫描的测量方式可以适用于采样位置间隔变动大、采样位置与廓形测量数据精确，大大提高钢轨廓形测量的工作效率和精确度，助力对已铺装钢轨廓形真实状态快速便捷的三维数字化感知。

3、本实用新型中，钢轨行走测量机构和钢轨行走支顶机构均包括安装在机架的前后位置的两组行走轮和限位轮，通过与轨道顶部、内侧面贴合的行走轮和限位轮，可使钢轨行走测量机构和钢轨行走支顶机构能够紧贴钢轨表面移动，便于其机架上安装的线激光轮廓测量传感器对轨道顶面、内侧面进行检测，采集相关数据，这样采样位置与廓形测量数据才会更加精确。

4、本实用新型中，该可伸缩横梁的移动横梁与穿过滑动套的右横梁连接，并通过驱动电机以及螺杆，可带动移动横梁在U型结构内移动、右横梁在滑动套中滑动，从而调节可伸缩横梁的长度，从而适用于距离不同的轨道的测量，提高该测量小车的适用范围。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中钢轨行走测量机构的结构示意图；

图3是本实用新型中钢轨行走支顶机构的结构示意图；

图4是本实用新型中伸缩可调横梁车架的结构示意图；

图5是本实用新型中可伸缩横梁的结构示意图；

1-钢轨行走测量机构、2-钢轨行走支顶机构、3-伸缩可调横梁车架、4-测量控制与数据处理器、5-轨道、11-前测量行走轮、12-后测量行走轮、13-前测量限位轮、14-后测量限位轮、15-第一顶部线激光轮廓测量传感器、16-第一侧面线激光轮廓测量传感器、17-第一刮板、18-测量机架、21-前支顶行走轮、22-后支顶行走轮、23-前支顶限位轮、24-后支顶限位轮、25-第二顶部线激光轮廓测量传感器、26-第二侧面线激光轮廓测量传感器、27-第二刮板、28-支顶机架、31-可伸缩横梁、32-竖向支撑推行架、33-电气控制箱、311-左横梁、315-右横梁、312-第一横杆、313-侧连杆、314-滑动套、317-移动横梁、316-驱动电机、318-螺杆。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种钢轨廓形线上测量小车，其用于对钢轨轨道的廓形进行检测、测量。

该钢轨廓形线上测量小车包括钢轨行走测量机构1、钢轨行走支顶机构2、伸缩可调横梁车架3以及测量控制与数据处理器4。

该钢轨行走测量机构1布置在小车行进方向的右侧，并放置在行进前方右侧的轨道5上，并可在轨道5上沿轨道5行进方向移动。该钢轨行走测量机构1包括测量机架18，测量机架18的前端、后端对应轨道廓形的正上方分别设置有前测量行走轮11、前测量限位轮13、后测量行走轮12、后测量限位轮14。其中，前测量行走轮11、后测量行走轮12对应轨道5的顶面设置，用于支撑钢轨行走测量机构1行走在轨道5上；前测量限位轮13、后测量限位轮14对应轨道5的内侧面(即靠近另一条轨道的侧面)设置，用于保持钢轨行走测量机构1在轨道廓形上的左右定位。在前测量行走轮11的轮轴上安装有旋转编码器，用于对小车的移动距离进行计数，以便能够对钢轨廓形测量截面位置进行定位。在钢轨行走测量机构1的测量机架18的中部对应轨道顶面上方的位置设置有第一顶部线激光轮廓测量传感器15，用于对轨道顶部廓形进行连续扫描、测量，在第一顶部线激光轮廓测量传感器15测量数据点集的范围内，轨道顶点和顶部廓形左右两边界端点的位移测量读数均在第一顶部线激光轮廓测量传感器15的测量行程范围内。在钢轨行走测量机构1的测量机架18的中部靠内侧的位置设置有平行于右侧轨道工作边侧面廓形直线段倾斜安装的第一侧面线激光轮廓测量传感器16，用于对右侧轨道工作边侧面廓形进行连续扫描测量，右侧轨道工作边侧面廓形待测曲线段在第一侧面线激光轮廓测量传感器16测量数据点集的范围内，右侧轨道工作边侧面廓形上下两边界端点的位移测量读数在第一侧面线激光轮廓测量传感器16的测量行程范围内。第一顶部线激光轮廓测量传感器15、第一侧面线激光轮廓测量传感器16投射到右侧轨道廓形上的激光束在小车行进方向上有1cm距离的前后错位，避免两激光束对测量的相互干扰。在钢轨行走测量机构1的测量机架18上还一前一后设置有两个L型的第一刮板17，第一刮板17可对轨道5上投射到轨道廓形上的两激光束围成的区域上的异物进行清除。第一顶部线激光轮廓测量传感器15、第一侧面线激光轮廓测量传感器16外部都安装有隔热防水防尘防干扰的防护罩，防护罩在两个激光投射与反射接受面上开窗，用于传感器的测量光路通道。

该钢轨行走支顶机构2布置在小车行进方向的左侧，并放置在行进前方左侧的轨道5上，并可在轨道5上沿轨道5行进方向移动。该钢轨行走支顶机构2包括支顶机架28，支顶机架28的前端、后端对应轨道廓形的正上方分别设置有前支顶行走轮21、前支顶限位轮23、后支顶行走轮22、后支顶限位轮24。其中，前支顶行走轮21、后支顶行走轮22对应轨道5的顶面设置，用于支撑钢轨行走支顶机构2行走在轨道5上；前支顶限位轮23、后支顶限位轮24对应轨道5的内侧面(即靠近另一条轨道的侧面)设置，用于保持钢轨行走支顶机构2在轨道廓形上的左右定位。在前支顶行走轮21的轮轴上安装有旋转编码器，用于对小车的移动距离进行计数，以便能够对钢轨廓形测量截面位置进行定位。在钢轨行走支顶机构2的支顶机架28的中部对应轨道顶面上方的位置设置有第二顶部线激光轮廓测量传感器25，用于对轨道顶部廓形进行连续扫描、测量，在第二顶部线激光轮廓测量传感器25测量数据点集的范围内，轨道顶点和顶部廓形左右两边界端点的位移测量读数均在第二顶部线激光轮廓测量传感器25的测量行程范围内。在钢轨行走支顶机构2的支顶机架28的中部靠内侧的位置设置有平行于左侧轨道工作边侧面廓形直线段倾斜安装的第二侧面线激光轮廓测量传感器26，用于对左侧轨道工作边侧面廓形进行连续扫描测量，左侧轨道工作边侧面廓形待测曲线段在第二侧面线激光轮廓测量传感器26测量数据点集的范围内，左侧轨道工作边侧面廓形上下两边界端点的位移测量读数在第二侧面线激光轮廓测量传感器26的测量行程范围内。第二顶部线激光轮廓测量传感器25、第二侧面线激光轮廓测量传感器26投射到左侧轨道廓形上的激光束在小车行进方向上有1cm距离的前后错位，避免两激光束对测量的相互干扰。在钢轨行走支顶机构2的支顶机架28上还一前一后设置有两个L型的第二刮板27，第二刮板27可对轨道5上投射到轨道廓形上的两激光束围成的区域上的异物进行清除。第二顶部线激光轮廓测量传感器25、第二侧面线激光轮廓测量传感器26外部都安装有隔热防水防尘防干扰的防护罩，防护罩在两个激光投射与反射接受面上开窗，用于传感器的测量光路通道。

伸缩可调横梁车架3通过止口与螺纹的方式连接在钢轨行走测量机构1、钢轨行走支顶机构2的顶部安装面上，伸缩可调横梁车架3通过钢轨行走测量机构1、钢轨行走支顶机构2横跨在左右两侧的轨道5之间，并且伸缩可调横梁车架3的长度可调，从而适用于轨距不同的轨道5。伸缩可调横梁车架3包括可伸缩横梁31，可伸缩横梁31的长度可调。在可伸缩横梁31上沿可伸缩横梁31的长度方向设置有电气控制箱33、竖向支撑推行架32，电气控制箱33、竖向支撑推行架32在可伸缩横梁31上的位置可调。竖向支撑推行架32的左右两侧设置有手握把，用于人工手动推动小车行进。测量控制与数据处理器4安装在竖向支撑推行架32顶部，且测量控制与数据处理器4与第一顶部线激光轮廓测量传感器15、第一侧面线激光轮廓测量传感器16、第二顶部线激光轮廓测量传感器25、第二侧面线激光轮廓测量传感器26以及行走轮内的编码器电连接，从而获取并保存传感器的实时检测数据、以及编码器的数据。

测量控制与数据处理器4采集编码器的高速脉冲计数信号，获得小车基于测量起始位置点的相对行进距离值，再根据相对行进距离值触发其上的四个传感器进行测量，并采集其瞬时廓形非接触式扫描测量点集数据，获得小车行进距离内左右两侧轨道顶部廓形及其工作边侧面廓形的三维成像数据与图形。

电气控制箱33为小车上的测量控制与数据处理器4、传感器和编码器等提供直流24V供电。

可伸缩横梁31包括两根平行设置的横梁，两根横梁在中部靠左的位置分成两截左横梁311、右横梁315。在左横梁311的靠近右横梁315一侧的端部连接有第一横杆312，第一横杆312沿垂直于左横梁311的长度方向设置。沿小车行进方向一前一后设置的两根左横梁311的端部分别与第一横杆312的两端连接。第一横杆312的两端均连接有侧连杆313，侧连杆313与左横梁311同轴线。在侧连杆313端部的内侧(即靠近另一侧的侧连杆)设置有滑动套314，滑动套314的设置方向与左横梁311的长度方向垂直，且滑动套314的中心通孔的轴线与左横梁311的长度方向平行。同一侧的滑动套314、侧连杆313与第一横杆312组成U型结构。在两侧的U型结构之间设置有移动横梁317，移动横梁317的两端分为抵接在两侧的U型结构底部(即侧连杆313内侧面)，且移动横梁317可沿侧连杆313的长度方向移动。右横梁315的端部穿过滑动套314的中心通孔后与移动横梁317连接，并在移动横梁317中部位置安装有驱动电机316，且驱动电机316的输出轴连接有螺杆318，螺杆318的另一端穿过第一横杆312，螺杆318与第一横杆312螺纹连接。

当需要调整可伸缩横梁31的长度时，驱动电机316带动螺杆318旋转，转动的318由于与第一横杆312螺纹连接，且第一横杆312无法与螺杆318一同旋转，因而第一横杆312就只能在螺杆318上沿螺杆318的轴向移动，将第一横杆312、移动横梁317相互拉进或相互背离开，从而实现可伸缩横梁31(即伸缩可调横梁车架3)的长度调节。

Claims (5)

1.一种钢轨廓形线上测量小车，其特征在于：包括分别放置在两侧轨道(5)上并可沿轨道(5)方向移动的钢轨行走测量机构(1)、钢轨行走支顶机构(2)，钢轨行走测量机构(1)、钢轨行走支顶机构(2)之间通过长度可调的伸缩可调横梁车架(3)连接，并在伸缩可调横梁车架(3)上设置有测量控制与数据处理器(4)。

2.如权利要求1所述的一种钢轨廓形线上测量小车，其特征在于：钢轨行走测量机构(1)包括测量机架(18)，测量机架(18)前端、后端对应设置有可贴紧在轨道(5)上的前测量行走轮(11)、前测量限位轮(13)、后测量行走轮(12)、后测量限位轮(14)，测量机架(18)上设有用于对轨道(5)的顶面轮廓进行测量的第一顶部线激光轮廓测量传感器(15)、用于对轨道(5)的内侧面轮廓进行测量的第一侧面线激光轮廓测量传感器(16)、用于刮除轨道(5)顶部异物的第一刮板(17)。

3.如权利要求1所述的一种钢轨廓形线上测量小车，其特征在于：钢轨行走支顶机构(2)包括支顶机架(28)，支顶机架(28)前端、后端对应设置有可贴紧在轨道(5)上的前支顶行走轮(21)、前支顶限位轮(23)、后支顶行走轮(22)、后支顶限位轮(24)，支顶机架(28)上设有用于对轨道(5)的顶面轮廓进行测量的第二顶部线激光轮廓测量传感器(25)、用于对轨道(5)的内侧面轮廓进行测量的第二侧面线激光轮廓测量传感器(26)、用于刮除轨道(5)顶部异物的第二刮板(27)。

4.如权利要求1所述的一种钢轨廓形线上测量小车，其特征在于：伸缩可调横梁车架(3)包括可伸缩横梁(31)，可伸缩横梁(31)上沿可伸缩横梁(31)的长度方向依次设置有电气控制箱(33)、竖向支撑推行架(32)，测量控制与数据处理器(4)安装在竖向支撑推行架(32)顶部。

5.如权利要求4所述的一种钢轨廓形线上测量小车，其特征在于：可伸缩横梁(31)包括平行设置的两根左横梁(311)、两根右横梁(315)，左横梁(311)端部连接有第一横杆(312)，第一横杆(312)的两端均连接有侧连杆(313)，侧连杆(313)端部内侧设置有与左横梁(311)长度方向垂直的滑动套(314)，滑动套(314)、侧连杆(313)与第一横杆(312)组成U型结构；两侧的U型结构之间设置有可沿左横梁(311)长度方向移动的移动横梁(317)，移动横梁(317)与穿过滑动套(314)的右横梁(315)连接，移动横梁(317)中部安装有驱动电机(316)，驱动电机(316)的输出轴连接有螺杆(318)，螺杆(318)另一端穿过第一横杆(312)并与第一横杆(312)螺纹连接。