CN2849650Y - 钢轨轨头断面检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢轨轨头断面检测仪，其包括机械测量装置和数据采集处理装置两部分，机械测量装置包括可自由摆动的转动臂(2)、机架(3)、激光位移传感器(1)和角度传感器(4)，所述转动臂(2)安装在机架(3)上，转动臂(2)的回转轴线与钢轨的型心线成一锐角，所述激光位移传感器(1)安装于转动臂(2)的前部，所述角度传感器(4)安装于转动臂(2)的后部，机架(3)上安装有至少5个磁座(5)。本实用新型检测效率高，在钢轨上装夹固定方便，重量轻，体积小，操作轻便，在数秒内可完成一次完整的轨头断面测量过程。

Description

钢轨轨头断面检测仪

                         技术领域

本实用新型涉及一种钢轨轨头断面的检测仪器，具体来说，涉及一种用于钢轨轨头断面轮廓几何尺寸的全面检测及分析的仪器。

                         技术背景

随着我国铁路的不断提速，高速、重载铁路的发展，使铁路钢轨的负荷急剧增加，加快了钢轨的磨损。准确、快速地提供钢轨的磨损状况是研究钢轨的磨损规律，及时进行钢轨修养，确保铁路行车安全的需要。目前铁路工务部门采用的钢轨磨损检测工具很多，普遍采用的是游标的测量原理，其共同的缺陷是检测的准确性差，测量结果依赖于检测者的操作，检测结果管理困难，且测量装置结构复杂，所以在现场的实用性差。

                         实用新型的内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，测量数据精确，不受测量者情绪干扰，可应用于计算机管理的钢轨轨头断面检测仪。

本实用新型进一步的目的在于提供一种在轨道上安装固定方便的钢轨轨头断面检测仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

采用激光扫描形式的极坐标法测量原理设计，其构成包括机械测量装置和数据采集处理装置两部分；其特征在于，机械测量装置主要由可自由摆动的转动臂、机架、激光位移传感器和角度传感器等组成；转动臂安装在机架上，转动臂的回转轴线与钢轨的型心线成一锐角(其中更合适的是10°-20°角，最优选的是15°角)；激光位移传感器安装于转动臂的前部，在转动臂的回转过程中，激光位移传感器绕钢轨轨头作回转运动，扫描钢轨轨头轮廓；角度传感器安装于转动臂的后部，可在转动臂转动的同时，测量转动臂回转的角度。

为实现本实用新型的进一步的目的，在机架上安装至少5个磁座：左侧前后各一个，用于于确保机架与钢轨的前后平行；机架下部至少2个(优选3个)，用于保证机架与钢轨顶部的贴合；右侧一个，起夹紧作用。

钢轨轨头的测量由数据采集处理装置控制。该数据采集处理装置以单片机(最好为嵌入式系统)为中心，可通过按键操作选择必要的参数，如：所测量的线路名称、测点位置、钢轨轨型等。检测的数据实时存储于内存中。

每次测量后可显示测量的结果和图形，可选择是否存储到大容量FLASH中。测量的结果可通过RS232接口或U盘导入到计算机中进行必要的后续处理：处理钢轨轨头的断面尺寸数据，按照有关的规定要求计算钢轨的磨损量，结果以报表的方式输出，用于指导工务维修作业。

本实用新型采用激光位移传感器的非接触测量方式，检测的精度高，测量结果可经坐标变换，利用模式识别技术与标准钢轨进行比照，据此计算钢轨轨头的磨耗。与普通的钢轨磨损测量尺相比，测量原理完全不同，从根本上排除了定位误差产生的测量误差。

本实用新型检测效率高，在钢轨上装夹固定方便，重量轻，体积小，操作轻便，在数秒内可完成一次完整的轨头断面测量过程。

                         附图说明

图1为本实用新型一实施例的机械测量装置侧视图；

图2为图1所示机械测量装置主视图；

图3为图1所示实施例的数据采集处理系统结构框图。

图4为图3所示数据采集处理系统的主界面图。

                         具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的一个实施例加以说明。

参见附图1和附图2，本实施例的机械测量装置由激光位移传感器1，转动臂2，机架3，角度传感器4，磁座5、左侧夹紧块6、盒盖7组成；激光位移传感器1安装在转动臂2的前端，转动臂2和机架3通过轴承联接，使转动臂2回转中心与机架3保持为15°的角度；转动臂2的后部安装有角度传感器4，盒盖7对其起保护的作用，同时在盒盖7上还安装了与数据采集处理装置连接的接口8；在机架3上还安装了5个磁座5，其中安装于机架3侧面的2个可保证机架3中心线与被测钢轨轨头型心线基本平行，机架3底部3个磁座保证机架3与钢轨的顶面贴合；夹紧块6通过直线轴承与机架3相连，夹紧块6上也安装了1个磁座，保证机架3左侧与被测钢轨的定位。仪器安装于钢轨上后，转动臂2的回转轴线与钢轨型心线成一斜角，转动臂2转动时，安装于转动臂2前部的激光位移传感器1即可绕钢轨轨头转动。激光位移传感器1和角度传感器4测量的信号通过接口8与数据采集处理装置连接，在数据采集处理装置的控制下，等间距地记录激光位移传感器1和角度传感器4的数值，据此作为检测钢轨轨头断面轮廓的原始数据。

图3为本实用新型的数据采集处理系统结构框图。本实施例之单片机采用LPC2100嵌入式系统，系统自带A/D转换和标准的RS232接口和UART接口，设计了16键的触摸键盘作为输入装置，液晶屏作为输出显示器，采用了大存储量的FLASH芯片作为系统存储器。软件系统建立在μCOSII操作系统上，采用C语言编程。激光位移传感器和角度传感器信号通过各自的信号调理电路进入系统的主板，以角度传感器的输入作为时标信号，控制进行等间距的数据采样。测量后进行数据处理，以图形方式显示测量的钢轨轨头平面图。测量结果存入到大容量的FLASH芯片中，可以通过RS232接口通讯或通过U盘将测量结果导入计算机中。

图4是图3所示数据采集处理系统的主界面图，其包括了6项功能。(1)钢轨测量：在进行测量前可通过按键操作选择进行钢轨的轨型、线路名称、行别、左右轨、测点里程、测量人姓名等参数的输入，进行钢轨的测量时转动转动臂，系统自动记录测量结果，结束时以图形方式显示测量结果；(2)查询数据：可查看已测量钢轨的记录情况和轨头断面轮廓；(3)导出数据：记录于系统存储器中的数据通过RS232接口与计算机进行通讯，或采用U盘将结果导入计算机中，以进行后续处理；(4)状态监测：可实时查看电源电压和传感器的输出结果；(5)系统设置：可为测量系统设置日期和时间，格式化系统内存，为处理系统设定线路名称、检测人员姓名等；(6)退出系统：测量结束后，退出关机。

Claims (5)

1、一种钢轨轨头断面检测仪，包括机械测量装置和数据采集处理装置两部分，其特征在于，机械测量装置包括可自由摆动的转动臂(2)、机架(3)、激光位移传感器(1)和角度传感器(4)，所述转动臂(2)安装在机架(3)上，转动臂(2)的回转轴线与钢轨的型心线成一锐角，所述激光位移传感器(1)安装于转动臂(2)的前部，所述角度传感器(4)安装于转动臂(2)的后部。

2、根据权利要求1所述的钢轨轨头断面检测仪，其特征在于，所述转动臂(2)的回转轴线与钢轨的型心线成10°-20°锐角。

3、根据权利要求2所述的钢轨轨头断面检测仪，其特征在于，所述转动臂(2)的回转轴线与钢轨的型心线成15°锐角。

4、根据权利要求1或2或3所述的钢轨轨头断面检测仪，其特征在于，所述机架(3)上安装有至少5个磁座(5)，其中左侧前后各一个，机架下部至少2个，右侧一个。

5、根据权利要求4所述的钢轨轨头断面检测仪，其特征在于，所述机架(3)下部安装的磁座为3个。

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