RU227207U1 - Измеритель возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам контроля параметров рельсового пути, а именно к измерителям возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов. Технический результат заключается в повышении точности измерений за счет исключения погрешности, вносимой в результаты измерений и обусловленной провисанием подвижной части рамы измерителя возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного. Технический результат достигается за счет того, что измеритель возвышения криволинейных рельсов и порогов металлоконструкций содержит раму, источник света, метку, два светоотражателя и приемник света. Рама включает в себя неподвижную часть, подвижную часть, соединенную с неподвижной частью и выполненную с возможностью перемещения вдоль неподвижной части, неподвижный упор, соединенный с неподвижной частью и расположенный в первом концевом сегменте неподвижной части, подвижный упор, соединенный с неподвижной частью и расположенный во втором концевом сегменте неподвижной части, и каретку, соединенную с подвижной частью, выполненную с возможностью перемещения вдоль подвижной части и включающую в себя шток, выполненный подвижным и с возможностью опирания своим концом на исследуемый объект. Источник света закреплен на неподвижной части рамы. Метка расположена на штоке и на заданном расстоянии от конца штока и выполнена с возможностью отражения излучения источника света. Два светоотражателя расположены на штоке на заданном расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью отражения излучения источника света. Приемник света закреплен на неподвижной части рамы и выполнен с возможностью принятия световых сигналов от светоотражателей и от метки и фиксирования изображений световых сигналов от светоотражателей и метки.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

[0001] Полезная модель относится к средствам контроля параметров рельсового пути, а именно к измерителям возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов.

Уровень техники

[0002] Из уровня техники известно техническое решение, раскрытое в патентном документе RU221083U1, опубликованном 17.10.2023 года, и принятое в качестве наиболее близкого аналога. Известное решение, включает в себя раму и средство измерения, закреплённое на раме. Рама включает в себя неподвижную часть, подвижную часть, неподвижный упор, подвижный упор и каретку. Подвижная часть рамы соединена с неподвижной частью рамы и выполнена с возможностью перемещения вдоль неподвижной части рамы. Неподвижный упор соединён с неподвижной частью рамы и расположен в первом концевом сегменте неподвижной части рамы. Подвижный упор соединён с неподвижной частью и расположен во втором концевом сегменте неподвижной части рамы. Каретка, соединена с подвижной частью рамы, выполнена с возможностью перемещения вдоль подвижной части и включает в себя подвижный шток, выполненный с возможностью опирания своим концом на исследуемый объект. Средство измерения включает в себя измеритель линейных перемещений подвижного штока, источник света, приёмник света и пульт управления, включающий в себя две кнопки управления и блок индикации. Измеритель линейных перемещений подвижного штока размещён в каретке и закреплён на ней посредством средства крепления. Приёмник света закреплён на неподвижной части рамы. Источник света закреплён на каретке.

[0003] Недостатком известного технического решения является повышенная масса узла каретки. Узел каретки содержит каретку и все закреплённые на ней устройства и расположенные в ней устройства. Повышенная масса узла каретки обусловлена тем, что на каретке закреплено по меньшей мере несколько устройств: источник света, средство крепления источника света на каретке, измеритель линейных перемещений подвижного штока, пульт управления, включающий в себя две кнопки управления и индикатор. В результате при проведении измерений подвижная часть рамы провисает под действием собственной массы узла каретки, а процесс измерения усложняется ввиду наличия дополнительного этапа, на котором вычисляют провисание подвижной части рамы. Например, провисание, обусловленное естественным износом некоторых деталей, узлов при перемещении каретки к концу подвижной части, приводило к ошибке измерения до 1,5-2 мм.

[0004] Технической проблемой является создание устройства, в котором устранён недостаток наиболее близкого аналога.

Раскрытие сущности полезной модели

[0005] Технический результат заключается в повышении точности измерений за счёт исключения погрешности, вносимой в результаты измерений и обусловленной провисанием подвижной части рамы измерителя возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного.

[0006] Технический результат достигается за счёт того, что измеритель возвышения криволинейных рельсов и порогов металлоконструкций содержит:

[0007] раму, включающую в себя:

[0008] а) неподвижную часть,

[0009] б) подвижную часть, соединённую с неподвижной частью и выполненную с возможностью перемещения вдоль неподвижной части,

[0010] в) неподвижный упор, соединённый с неподвижной частью и расположенный в первом концевом сегменте неподвижной части,

[0011] г) подвижный упор, соединённый с неподвижной частью и расположенный во втором концевом сегменте неподвижной части,

[0012] д) каретку, соединённую с подвижной частью, выполненную с возможностью перемещения вдоль подвижной части и включающую в себя шток, выполненный подвижным и с возможностью опирания своим концом на исследуемый объект,

[0013] источник света, закреплённый на неподвижной части рамы,

[0014] метку, расположенную на штоке и на заданном расстоянии от конца штока и выполненную с возможностью отражения излучения источника света,

[0015] два светоотражателя, расположенных на штоке на заданном расстоянии друг от друга и выполненных с возможностью отражения излучения источника света,

[0016] приёмник света, закреплённый на неподвижной части рамы и выполненный с возможностью принятия световых сигналов от светоотражателей и от метки и фиксирования изображений световых сигналов от светоотражателей и метки.

[0017] В дополнительном аспекте предложенное техническое решении характеризуется тем, что приёмник света выполнен с возможностью передачи данных в по меньшей мере одно внешнее устройство.

[0018] В дополнительном аспекте предложенное техническое решении характеризуется тем, что метка расположена между светоотражателями.

Краткое описание чертежей

[0019] На фиг. 1 схематично представлен вариант выполнения предложенного технического решения в транспортном положении.

[0020] На фиг. 2 схематично представлен вариант выполнения предложенного технического решения в рабочем положении.

[0021] На фиг. 3 представлена функциональная схема средства измерения варианта выполнения предложенного технического решения.

Осуществление полезной модели

[0022] На фиг. 1 схематично представлен измеритель возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронный (далее – Измеритель 1). Измеритель 1 включает в себя раму и средство измерения.

[0023] Рама включает в себя неподвижную часть 2, подвижную часть 3, неподвижный упор 4, подвижный упор 5, средство прижатия подвижного упора 5, рукоятку 6 и каретку 7. В транспортном положении Измерителя 1 подвижная часть 3 рамы не выдвинута относительно неподвижной части 2 рамы. В рабочем положении Измерителя 1 подвижная часть 3 рамы может быть выдвинута относительно неподвижной части 2 рамы.

[0024] Неподвижная часть 2 рамы представляет собой известную из уровня техники неподвижную часть, например, металлический профиль прямоугольного сечения. При использовании Измерителя 1 неподвижная часть 2 жёстко фиксируется на ходовых рельсах.

[0025] Подвижная часть 3 рамы представляет собой известную из уровня техники подвижную часть, например, металлический профиль прямоугольного сечения. Подвижная часть 3 рамы подвижно соединена с неподвижной частью 2 рамы, выполнена с возможностью перемещения вдоль оси неподвижной части 2 рамы, в том числе тогда, когда Измеритель 1 установлен на ходовых рельсах.

[0026] Неподвижный упор 4 представляет собой известный из уровня техники угловой упор, жёстко соединён с неподвижной частью 2 рамы, расположен в первом концевом сегменте неподвижной части 2 рамы, выполнен с возможностью соединения с ходовым рельсом и содержит опорную поверхность 8 для опирания на головку ходового рельса и упорную поверхность 9 для упора в боковую поверхность головки ходового рельса со стороны противоположного ходового рельса. Кроме того, неподвижный упор 4 предназначен для установки Измерителя 1 на первый (дальний от исследуемых объектов) ходовой рельс и предпочтительно включает в себя средство фиксации на ходовом рельсе, выполненное в виде магнита и предназначенное для предотвращения перемещения неподвижного упора 4 по ходовому рельсу.

[0027] Подвижный упор 5 представляет собой известный из уровня техники угловой упор, подвижно соединён с неподвижной частью 2 рамы, расположен во втором концевом сегменте неподвижной части 2 рамы, выполнен с возможностью примыкания к ходовому рельсу и с возможностью перемещения вдоль оси неподвижной части 2 рамы и содержит опорную поверхность 10 для опирания на головку ходового рельса и упорную поверхность 11 для упора в боковую поверхность головки ходового рельса со стороны противоположного ходового рельса. Подвижный упор 5 предназначен для установки Измерителя 1 на второй (ближний к исследуемым объектам) ходовой рельс.

[0028] Средство прижатия подвижного упора 5 включает в себя известное из уровня техники средство прижатия, например, содержащее известную из уровня техники пружину, предназначено для обеспечения постоянного давления на подвижный упор 5 с целью фиксации подвижного упора 5 на заданном ходовом рельсе и связано с подвижным упором 5 и неподвижной частью 2 рамы.

[0029] Рукоятка 6 представляет собой известную из уровня техники рукоятку, расположена на верхней стенке неподвижной части 2 рамы, предназначена для переноса Измерителя 1 и соединена с неподвижной частью 2 рамы.

[0030] Каретка 7 соединена с подвижной частью 3 рамы, выполнена с возможностью перемещения вдоль оси подвижной части 3 рамы и включает в себя корпус, шток 12 и средство стопорения, предназначенное для фиксирования каретки 7 в заданном неподвижном положении. Шток 12 выполнен подвижным, с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси Измерителя 1 и с возможностью контактирования с внешним исследуемым объектом и включает в себя нижний конец 13 (головку 13), выполненный с возможностью опирания на внешний исследуемый объект. На штоке 12 и на заданном и постоянном расстоянии L от нижнего конца 13 штока 12 расположена метка 14, представляющая собой известную из уровня техники щелевую метку.

[0031] На фиг. 3 представлена функциональная схема средство измерения. Средство измерения включает в себя источник 15 света, блок 16 отражателей и приёмник 17 света.

[0032] Источник 15 света представляет собой известное из уровня техники устройство, включающее в себя известный из уровня техники светодиод 18 и источник электропитания с кнопкой его включения, расположен в первом концевом сегменте неподвижной части 2 рамы Измерителя 1 и неподвижно закреплён на неподвижной части 2 рамы.

[0033] Блок 16 отражателей включает в себя упомянутую метку 14 и два известных из уровня техники светоотражателя 19. Светоотражатели 19 закреплены на верхней части штока 12 каретки 7 и расположены на заданном расстоянии друг от друга. Между светоотражателями 19 расположена метка 14. Светоотражатели 19 и метка 14 расположены с одной стороны штока 12 и выполнены с возможностью отражения излучения, генерируемого источником 15 света (источник 15 света, светоотражатели 19 и метка 14 ориентированы друг в направлении друга).

[0034] Приёмник 17 света представляет собой известную из уровня техники матричную фотокамеру 20, содержащую цифровую матрицу, расположен в первом концевом сегменте неподвижной части 2 рамы части Измерителя 1 и неподвижно закреплён сверху на неподвижной части 2 рамы. Приёмник 17 света выполнен с возможностью принятия света, излучённого источником 15 света и отражённого от светоотражателей 19 и от метки 14, фиксации положения на цифровой матрице принимаемых световых сигналов от светоотражателей 19 и от метки 14 с определением координат в пикселях и передачи этих данных во внешнее устройство. Посредством приёмника 17 света отслеживают положение светоотражателей 19 на штоке 12 и определяют высоту положения штока 12 по щелевой метке 14.

[0035] Измеритель работает, и его используют следующим образом.

[0036] Внешнее устройство выполнено с возможностью принятия переданных от приёмника 17 света координат (в пикселях) световых пятен на изображениях световых пятен от светоотражателей 19 и от метки 14 на цифровой матрице и по полученным данным осуществления необходимых расчётов для определения искомой величины возвышения dh точки измерения на исследуемом объекте относительно ходовых рельсов и расстояния S до точки измерения на исследуемом объекте.

[0037] Перед использованием Измерителя 1 выполняют его поверку на заводе-изготовителе. Со ссылкой на фиг. 1, Измеритель 1 в транспортном положении устанавливают на стенд, при этом Измеритель 1 опирается на стенд через неподвижный упор 4 и подвижный упор 5. Опускают шток 12 до контакта нижнего конца 13 штока 12 с поверхностью горизонтального упора. Поверхность горизонтального упора расположена на одном уровне 21 с опорной плоскостью 8 неподвижного упора 4 и опорной поверхностью 10 подвижного упора 5. Упомянутый уровень 21 проходит через верхние точки головок ходовых рельс и является уровнем головок ходовых рельс, а такое положение штока 12 соответствует нулевому возвышению точки измерения на исследуемом объекте (точки возвышения) относительно ходовых рельсов. Опорный уровень 22 и текущий уровень 23 метки 14 совпадают. Включают источник 15 света и приёмник 17 света. Формируют на цифровой матрице приёмника 17 света изображение светового пятна от метки 14 и два изображения световых пятен от светоотражателей 19. Данные о расположении световых пятен передают от приёмника 17 света во внешнее устройство. Принимают данные о расположении световых пятен во внешнем устройстве и записывают данные о расположении световых пятен на машиночитаемый носитель внешнего устройства. Расположение светового пятна от света, отражённого от метки 14, соответствует нулевому значению искомой величины возвышения. Взаимное расположение световых пятен от светоотражателей 19, соответствует нулевому значению отстояния точки измерения на исследуемом объекте от ходового рельса, ближнего к точке измерения.

[0038] Со ссылкой на фиг. 1, Измеритель 1 в транспортном положении устанавливают на ходовые рельсы, при этом Измеритель 1 опирается на рельсы через неподвижный упор 4 и подвижный упор 5.

[0039] Со ссылкой на фиг. 2, Измеритель 1 переводят в рабочее положение, при необходимости смещают подвижную часть 3 рамы, перемещают каретку 7 и располагают её над исследуемым объектом. Исследуемый объект может представлять собой порог или криволинейный рельс. Опускают шток 12 до контакта нижнего конца 13 штока 12 с исследуемым объектом, на уровень 24 исследуемого объекта. Включают источник 15 света и приёмник 17 света. На цифровой матрице приёмника 17 света формируется изображение светового пятна от метки 14 и два изображения световых пятен от светоотражателей 19. Данные о расположении световых пятен передают от приёмника света 17 во внешнее устройство. Посредством внешнего устройства, например, способом, описанным в наиболее близком аналоге, вычисляют дальность S до точки измерения (например, по расстоянию в пикселях между изображениями светоотражателей 19 на цифровой матрице приёмника 17 света) и возвышение dh точки измерения на исследуемом объекте относительно ходовых рельсов (например, по расстоянию в пикселях между световым пятном от метки 14 при текущем положении штока 12 и световом пятном от метки 14 при нулевом значении возвышения, данные о котором записаны на машиночитаемом носителе при поверке Измерителя 1). Возвышение dh точки измерения на исследуемом объекте относительно ходовых рельсов есть разница между уровнем 24 исследуемого объекта (текущим уровнем нижнего конца 13 штока 12) и уровнем 21 головок ходовых рельс или разница между опорным уровнем 22 метки 14 и текущим уровнем 23 метки 14.

[0040] Решение технической проблемы и достижение технического результаты продемонстрированы выше на предпочтительном варианте выполнения предложенного технического решения. Специалисту в данной области техники очевидны иные варианты выполнения признаков предложенного технического решения посредством известных из уровня техники материально-технических средств. Ниже представлены примеры вариантов выполнения некоторых признаков предложенного технического решения.

[0041] В других вариантах выполнения предложенного технического решения источник 15 света может представлять собой по меньшей мере один известный из уровня техники излучатель электромагнитной энергии, например, в оптической, видимой областях спектра.

[0042] В других вариантах выполнения предложенного технического решения светоотражатель 19 может представлять собой известное из уровня техники средство, выполненное с возможностью отражения излучения, сгенерированного посредством источника 15 света. Светоотражатель 19 может представлять собой известный из уровня техники светоотражатель, устройство, содержащее отражающую поверхность, зеркало. Использование по меньшей мере двух светоотражателей 19 предпочтительно поскольку достигается заданный баланс между минимальной массой и заданной точностью измерения. Обеспечение минимальной массы предотвращает провисание подвижной части 3 рамы при использовании предложенного технического решения. Использование по меньшей мере двух светоотражателей 19 необходимо для расчёта дальности от приёмника 17 света до штока 12. Для расчёта дальности до точки измерения необходимо знать угловой размер расстояния между светоотражателями 19 и по его значению и известному линейному значению расстояния между светоотражателями 19 вычисляется дальность до точки измерения.

[0043] В других вариантах выполнения предложенного технического решения приёмник 17 света может представлять собой по меньшей мере один известный из уровня техники приёмник света, выполненный с возможностью обнаружения, измерения излучения, генерированного источником 15 света, а также выполнен с возможностью принятия световых сигналов от излучающих объектов и (или) отражающих объектов и фиксации, записи и анализа (например, для определения их расположения, координат, в частности, в пикселях) изображений принятых световых сигналов. Изображение светового сигнала может представлять собой непосредственное изображение (например, оптическое) излучающего и (или) отражающего объекта и(или) изображение светового пятна (пятна света), полученного в результате отражения от отражающего объекта или сгенерированное излучающим объектом. Например, изображение светового сигнала может представлять собой оптическое изображение по меньшей мере одного светоотражателя 19, оптическое изображение метки 14, по меньшей мере одно световое пятно, полученное в результате, например, отражения, от по меньшей мере одного светоотражателя 19 или от метки 14. Приёмник 17 света может представлять собой камеру, например, фотокамеру, видеокамеру, при этом камера может включать в себя по меньшей мере один известный из уровня техники матричный фотодиодный чувствительный элемент, матричный фотоприёмник, фотоматрицу. Приёмник 17 света может быть выполнен с возможностью вычисления данных, например, выполнения расчётов, которые проводились внешним устройством в приведённом выше примере. Приёмник 17 света может включать в себя известное из уровня техники средство связи и может быть выполнен с возможностью обмена данными с по меньшей мере одним внешним устройством посредством проводного и (или) беспроводного канала связи, при этом данные могут представлять собой, например, изображения объектов, результаты вычислений, результаты обработки и анализа данных, в том числе изображений. Данные о расстоянии между светоотражателями 19 и (или) данные о расстоянии между меткой 14 и нижним концом 13 штока 12 могут быть записаны на машиночитаемом носителе в приёмнике 17 света и могут быть переданы во внешнее устройство или быть записаны на машиночитаемом носителе внешнего устройства.

[0044] В других вариантах выполнения предложенного технического решения метка 14 может представлять собой известный из уровня техники знак, выполненный на поверхности штока 12 и (или) представляющий собой отдельное устройство, закреплённое на штоке 12. Метка 14 может быть выполнена с возможностью отражения излучения источника 15 света. При этом знак может представлять собой участок на поверхности штока 12, представляющий собой по меньшей мере одну выемку различной формы, конфигурации и размеров. Расположение метки 14 между двумя светоотражателями 19 обусловлено необходимостью достижения минимальной массы штока 12, а значит и предотвращения провисания подвижной части 3 рамы. При ином расположении метки 14 необходимо увеличивать размеры штока 12, что приведёт к повышению его массы, а значит и повышению вероятности провисания подвижной части 3 рамы.

[0045] В других вариантах выполнения предложенного технического решения оно может содержать по меньшей мере один известный из уровня техники источник питания, например, автономный, для обеспечения питанием электронных устройств предложенного технического решения. В других вариантах выполнения предложенного технического решения оно может содержать по меньшей мере один известный из уровня техники пульт управления, например, содержащий множество кнопок, сенсорный экран, например, для управления устройствами предложенного технического решения. В других вариантах выполнения предложенного технического решения оно может содержать по меньшей мере одно известное из уровня техники средство световой и (или) звуковой индикации, например, дисплей, выполненный с возможностью отображения графической, буквенной и (или) цифровой информации.

[0046] Предложенное техническое решение по сравнению с наиболее близким аналогом обладает рядом преимуществ:

[0047] 1. Достигнуто значительно упрощение строения узла каретки 7 за счёт переноса источника 15 света на неподвижную часть 2 рамы и исключения необходимости в измерителе линейных перемещений подвижного штока, и как следствие пропала необходимость в размещении на каретке 7 прочих электронных устройств и средства крепления источника 15 света и измерителя линейных перемещений подвижного штока. В результате было достигнуто снижение массы узла каретки 7, что уменьшило провисание подвижной части 3 рамы. Размещение источника 15 света и приёмника 17 света на неподвижной части 2 рамы позволило перенести всю основную нагрузку, оказываемое массами источника 15 света и приёмника 17 света, на неподвижную части 2 рамы, разгрузив тем самым подвижную часть 3 рамы и значительно уменьшив её провисание.

[0048] 2. Размещение источника 15 света и приёмника 17 света на неподвижной части 2 рамы, а светоотражателей 19 и метки 14 на штоке 12 исключило необходимость в дополнительном этапе, на котором вычисляют поправку на провисание подвижной части 3 рамы (измерение величины провисания подвижной части 3 рамы по вертикали относительно приёмника 17 света), что снизило нагрузку на пользователя, упростило способ работы и использования предложенного технического решения. В конструкции предложенного технического решения измерения производят независимо от наличия или отсутствия провисания подвижной части 3 рамы, поскольку для вычисления используют только изменение положения штока 12 в пространстве, на которое упомянутое провисание не влияет. Иными словами, исключается влияние провисания подвижной части 3 рамы предложенного технического решения на результаты измерения, что приводит к повышению точности измерений.

[0049] Позиции на чертежах:

1 – измеритель возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронный

2 – неподвижная часть рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

3 – подвижная часть рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

4 – неподвижный упор рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

5 – подвижный упор рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

6 – рукоятка рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

7 – каретка рамы измерителя 1 возвышения порогов металлоконструкций и криволинейных рельсов электронного

8 – опорная поверхность неподвижного упора 4

9 – упорная поверхность неподвижного упора 4

10 – опорная поверхность подвижного упора 5

11 – упорная поверхность подвижного упора 5

12 – шток

13 – нижний конец штока 12

14 – метка

15 – источник света

16 – блок отражателей

17 – приёмник света

18 – светодиод

19 – светоотражатель

20 – фотокамера

21 – уровень головок ходовых рельсов (нулевой, опорный уровень)

22 – опорный уровень метки 14

23 – текущий уровень метки 14

24 – уровень исследуемого объекта (уровень измерения)

Claims (3)

1. Измеритель возвышения криволинейных рельсов и порогов металлоконструкций, содержащий раму, включающую в себя неподвижную часть, подвижную часть, соединённую с неподвижной частью и выполненную с возможностью перемещения вдоль неподвижной части, неподвижный упор, соединённый с неподвижной частью и расположенный в первом концевом сегменте неподвижной части, подвижный упор, соединённый с неподвижной частью и расположенный во втором концевом сегменте неподвижной части, каретку, соединённую с подвижной частью, выполненную с возможностью перемещения вдоль подвижной части и включающую в себя шток, выполненный подвижным и с возможностью опирания своим концом на исследуемый объект; источник света, закреплённый на неподвижной части рамы; метку, расположенную на штоке и на заданном расстоянии от конца штока и выполненную с возможностью отражения излучения источника света; два светоотражателя, расположенных на штоке на заданном расстоянии друг от друга и выполненных с возможностью отражения излучения источника света; приёмник света, закреплённый на неподвижной части рамы и выполненный с возможностью принятия световых сигналов от светоотражателей и от метки и фиксирования изображений световых сигналов от светоотражателей и метки.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что приёмник света выполнен с возможностью передачи данных в по меньшей мере одно внешнее устройство.

3. Измеритель по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что метка расположена между светоотражателями.