在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有測量尺架，所述測量尺架上設(shè)有沿縱向移動(dòng)的測量小車，所述測量小車上設(shè)有用于測量鋼軌平直度的測量機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架上還設(shè)有多個(gè)平行并橫向布置的滑軌，所述滑軌上設(shè)有沿縱向設(shè)置的平移橫梁，所述平移橫梁與所述滑軌滑動(dòng)連接；所述機(jī)架上設(shè)有使所述平移橫梁在所述滑軌上橫向移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)；所述平移橫梁兩端設(shè)有使所述測量尺架做豎直運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。本發(fā)明具有能同時(shí)測量鋼軌頂面和側(cè)面的表面曲線且精度高、操作簡便的有益效果。
【專利說明】在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼軌檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼軌在生產(chǎn)過程出廠產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)之一的平直度的檢查主要還是以人工檢查為主，其主要是檢查鋼軌兩端0 — 1米、0 — 2米、1 一 3米的踏面平直度和側(cè)面平直度。通過人工手拿一根長度為2米的鋁鎂合金尺和塞尺，測量放在靜止的鋼軌踏面或側(cè)面，然后用塞尺不同規(guī)格去測量平尺與鋼軌間存在的間隙，來判斷平直度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣的操作方式存在著操作不便，壓力不均衡，測量不精確，數(shù)據(jù)紀(jì)錄不方便和易錯(cuò)等缺點(diǎn)。
[0003]在線檢查中還有一種方式是鋼軌動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)，頂面(踏面)和側(cè)面分別安裝激光頭對準(zhǔn)被測面來紀(jì)錄數(shù)據(jù)繪成曲線。其缺點(diǎn)是無法區(qū)分鋼軌行走時(shí)的抖動(dòng)與正常表面曲線，由于鋼軌標(biāo)準(zhǔn)中不同規(guī)格平直度要求在0.3-0.6mm之間，而鋼軌行走的抖動(dòng)往往造成曲線失真，無法作為最終的判定結(jié)論。因此現(xiàn)在各生產(chǎn)廠依然還是依靠人工測量為主。人工測量主要存在以下問題:
[0004]1)操作不便。鋁鎂合金尺較長(2米)，測量時(shí)壓在鋼軌表面特別是側(cè)面操作不便，測量需要兩人配合。
[0005]2)測量過程無法反應(yīng)整個(gè)測量表面(2米)情況，只能是發(fā)現(xiàn)最深點(diǎn)。
[0006]3)測量必須分兩步執(zhí)行，測量踏面和測量側(cè)面。
[0007]4)測量尺易變形。由于操作和放置不便，測量尺易產(chǎn)生變形。
[0008]5)沒有歷史數(shù)據(jù)和曲線可供返查。
[0009]6)測量中壓力不均衡，測量值易失真。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提出一種能同時(shí)測量鋼軌頂面和側(cè)面的表面曲線且精度高、操作簡便的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有測量尺架，所述測量尺架上設(shè)有沿縱向移動(dòng)的測量小車，所述測量小車上設(shè)有用于測量鋼軌平直度的測量機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)架上還設(shè)有多個(gè)平行并橫向布置的平移滑軌，所述平移滑軌上設(shè)有沿縱向設(shè)置的平移橫梁，所述平移橫梁與所述平移滑軌滑動(dòng)連接；所述機(jī)架上設(shè)有使所述平移橫梁在所述平移滑軌上橫向移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)；所述平移橫梁兩端設(shè)有使所述測量尺架做豎直運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述平移機(jī)構(gòu)包括沿橫向固定在機(jī)架上的平移基座，所述平移基座底部一側(cè)設(shè)有平移電機(jī)，所述平移電機(jī)的輸出端通過平移聯(lián)軸器與平移絲杠連接，所述平移絲杠上設(shè)有平移推板，所述平移推板與所述平移橫梁固定連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述平移基座上設(shè)有若干個(gè)定位傳感器。
[0014]更近一步地，所述自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述平移橫梁兩端的升降基座，所述升降基座頂部設(shè)有升降電機(jī)，所述升降電機(jī)的輸出端通過升降聯(lián)軸器與向下延伸的升降絲桿連接，所述升降絲桿從上至下依次設(shè)有固定座和移動(dòng)座，所述固定座與所述升降基座側(cè)部固定連接，所述移動(dòng)座通過連接部與所述測量尺架固定連接。
[0015]更進(jìn)一步地所述平移橫梁兩端還設(shè)有使測量尺架做升降運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)，所述手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)包括安裝在所述升降基座側(cè)部的手柄支撐座，所述手柄支撐座支撐有手柄組件，所述手柄組件的輸出端通過升降聯(lián)軸器與升降絲桿連接。
[0016]更近一步地，所述測量尺架上設(shè)有測量電機(jī)、與所述測量電機(jī)傳動(dòng)連接的齒形輪及與所述齒形輪嚙合的齒形帶，所述齒形帶上通過的連接板與測量小車連接，所述測量小車與設(shè)置在所述測量尺架的測量滑軌滑動(dòng)連接。
[0017]再進(jìn)一步地，所述測量機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述測量小車上分別采集鋼軌踏面和鋼軌側(cè)面的表面形狀數(shù)據(jù)的激光測距頭。
[0018]本發(fā)明的有益效果:1、選用高精度激光測距傳感器，保證測量的分辨力足夠高。2、側(cè)面平直度通過運(yùn)用圓弧型軌道設(shè)計(jì)和伺服控制，第一可保證測量機(jī)構(gòu)在鋼軌表面的壓力能夠均衡；第二可防止因軌道的偏斜造成測量誤差。3、踏面平直度通過運(yùn)用兩個(gè)伺服電機(jī)控制下壓，可以保證測量尺下壓鋼軌踏面時(shí)壓力均勻，即使鋼軌踏面(上表面)處于非水平狀態(tài)，只要不超過設(shè)備的測量范圍，均可保證壓力均勻。4、通過與機(jī)組的信號交互，控制鋼軌自動(dòng)走停到測量位置，對鋼軌進(jìn)行測量。5、選用大理石作為標(biāo)準(zhǔn)板，保證測量前設(shè)備測量尺的自校正(或清零)。6、測量數(shù)據(jù)圖示化。7、結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)判定。8、數(shù)據(jù)全部保存，通過網(wǎng)絡(luò)可用于數(shù)據(jù)返查和遠(yuǎn)程查看。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0021]圖3為圖1的后視圖；
[0022]圖4為測量小車結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖5為自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6為平移機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖中:機(jī)架1、平移橫梁2、平移滑軌3、平移絲桿4、平移基座5、平移電機(jī)6、平移聯(lián)軸器7、定位傳感器8、平移軸承座9、平移推板10、升降電機(jī)底板11、升降電機(jī)12、升降梯形豎板13、升降豎板14、升降聯(lián)軸器15、第一傘形齒輪16、固定座17、移動(dòng)座18、升降L型座19、升降絲桿20、山型座21、圓柱銷22、圓弧滑軌23、圓弧軸承24、升降底座25、第二傘形齒輪26、手柄支撐座27、安全銷28、手柄組件29、方形軸30、單向安全扣31、測量尺架32、測量尺電機(jī)33、齒形帶34、齒形輪35、小車連接板36、測量小車37、激光測距頭38、小車滑軌39、L型靠尺40、手柄軸承座41、大理石標(biāo)塊42、平板電腦43、功能按鈕44。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0027]實(shí)施例:如圖1所示的一種在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，包括機(jī)架1，所述機(jī)架1上設(shè)有測量尺架32，所述測量尺架32上設(shè)有沿縱向移動(dòng)的測量小車37，所述測量小車37上設(shè)有用于測量鋼軌平直度的測量機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架1上還設(shè)有多個(gè)平行并橫向布置的平移滑軌3，所述平移滑軌3上設(shè)有沿縱向設(shè)置的平移橫梁2，所述平移橫梁2與所述平移滑軌3滑動(dòng)連接；所述機(jī)架1上設(shè)有使所述平移橫梁2在所述平移滑軌3上橫向移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)；所述平移橫梁2兩端設(shè)有使所述測量尺架32做豎直運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。
[0028]所述平移機(jī)構(gòu)包括沿橫向固定在機(jī)架1上的平移基座5，所述平移基座5底部一側(cè)設(shè)有平移電機(jī)6，所述平移電機(jī)6的輸出端通過平移聯(lián)軸器7與平移絲杠4連接，所述平移絲杠4上設(shè)有平移推板10，所述平移推板10與所述平移橫梁2固定連接。
[0029]所述平移基座5上設(shè)有若干個(gè)定位傳感器8。
[0030]所述自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述平移橫梁2兩端的升降基座，所述升降基座頂部設(shè)有升降電機(jī)12，所述升降電機(jī)12的輸出端通過升降聯(lián)軸器15與向下延伸的升降絲桿20連接，所述升降絲桿20從上至下依次設(shè)有固定座17和移動(dòng)座18，所述固定座17與所述升降基座側(cè)部固定連接，所述移動(dòng)座18通過連接部與所述測量尺架32固定連接。
[0031]所述平移橫梁2兩端還設(shè)有使測量尺架32做升降運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)，所述手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)包括安裝在所述升降基座側(cè)部的手柄支撐座27，所述手柄支撐座27支撐有手柄組件29，所述手柄組件29的輸出端通過升降聯(lián)軸器15與升降絲桿20連接。
[0032]所述測量尺架32上設(shè)有測量電機(jī)33、與所述測量電機(jī)33傳動(dòng)連接的齒形輪35及與所述齒形輪35嚙合的齒形帶34，所述齒形帶34上通過的連接板36與測量小車37連接，所述測量小車37與設(shè)置在所述測量尺架32的測量平移滑軌39滑動(dòng)連接。
[0033]所述測量機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述測量小車37上分別采集鋼軌踏面和鋼軌側(cè)面的表面形狀數(shù)據(jù)的激光測距頭38。
[0034]本發(fā)明的工作原理為:
[0035]1、測量鋼軌動(dòng)作。當(dāng)設(shè)備接收到機(jī)組信號開始測量或執(zhí)行手動(dòng)測量鋼軌指令時(shí)，平移部件電機(jī)6得電帶動(dòng)平移部件絲桿4，通過平移部件推板6推動(dòng)平移部件橫梁2移動(dòng)使得整個(gè)測量機(jī)構(gòu)前行，當(dāng)L型靠尺40接觸到鋼軌時(shí)，將反作用力通過圓弧滑軌23和圓弧軸承24電控柜的伺服控制器，測量尺架32也會受力發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)使得2塊L型靠尺40壓住鋼軌側(cè)面，當(dāng)伺服控制器中測得的扭力達(dá)到要求時(shí)，伺服控制器會鎖住平移部件電機(jī)6使得平移部件橫梁2不再前行，然后2臺升降電機(jī)12得電后通過升降聯(lián)軸器15帶動(dòng)升降絲桿20旋轉(zhuǎn)，使得移動(dòng)座18移動(dòng)從而帶動(dòng)固定在一起的升降豎板14和升降梯形豎板13下行，升降L型座也隨之下行，通過圓柱銷22使得山型座21、圓弧軸承24、圓弧滑軌23下行，帶動(dòng)測量尺架32下移，采用兩臺電機(jī)作用是保證在下壓時(shí)2塊L型靠尺40能夠以同樣的壓力壓在鋼軌上并保證壓力一致，即使鋼軌在輥道上頭高一頭低壓力也會保持一致。待壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，伺服控制器鎖住升降電機(jī)12。隨后，測量尺架32上測量尺電機(jī)32帶動(dòng)齒形輪35旋轉(zhuǎn)，與其嚙合的齒形帶34開始移動(dòng)，固定在齒形帶34上的小車連接板36受力后推動(dòng)測量小車37沿著小車平移滑軌39橫向移動(dòng)，安裝在測量小車上的2個(gè)激光測距頭38分別會采集鋼軌踏面和側(cè)面的表面形狀數(shù)據(jù)。當(dāng)測量完畢時(shí)，測量小車37退回起始位。測量尺架32在2臺2臺升降電機(jī)12作用下提升，然后平移部件電機(jī)6得電使得平移部件橫梁2起始位停止。
[0036]2、對大理石標(biāo)塊42測量,校準(zhǔn)測量尺。設(shè)備自標(biāo)定是通過對大理石標(biāo)塊42測量來進(jìn)行的，其測量值作為基準(zhǔn)值，用于測量鋼軌時(shí)得到的原始數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值間的差值即是鋼軌表面曲線測量的真實(shí)值。
[0037]當(dāng)設(shè)備接收到內(nèi)部自標(biāo)定指令時(shí)開始大理石標(biāo)塊42過程，平移部件橫梁2在平移部件電機(jī)6作用下后退到大理石標(biāo)塊42上方，然后執(zhí)行與測量鋼軌上面第1條同樣的動(dòng)作，測量數(shù)據(jù)記錄在電腦中，用于校正測量尺。
[0038]3、手動(dòng)提升測量尺架32。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障造成了測量尺架32無法提升時(shí)，為了及時(shí)退出測量狀態(tài)不影響產(chǎn)線工作，可以通過手動(dòng)方式及時(shí)將測量尺架32提升，使得其抬高后不再影響鋼軌的運(yùn)行。
[0039]出現(xiàn)故障后，人為切斷設(shè)備電源，所有的設(shè)備電機(jī)沒有電流通過，不會自鎖。然后，人工將所有安全銷22拔出，用手推動(dòng)手柄組件29，使得其前行，其上的三根定位銷穿過手柄軸承座上開的3個(gè)孔，同時(shí)方形軸30進(jìn)入手柄組件29中心的方孔，然后將安全銷22放回原位，防止手柄旋轉(zhuǎn)時(shí)后退造成方形軸30與手柄組件29中心的方孔脫離使得測量尺組件失去動(dòng)力下墜地。當(dāng)手柄組件29受力旋轉(zhuǎn)時(shí)，方形軸30也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝其上的第二傘形齒輪26也旋轉(zhuǎn)，與其嚙合的第一傘形齒輪16也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)了升降絲桿20旋轉(zhuǎn)，從而移動(dòng)座18受升降絲桿20旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而帶動(dòng)升降L型座19、圓柱銷22、山型座21、圓弧軸承24、圓弧滑軌23、測量尺軌底座25和測量尺架32移動(dòng)。移動(dòng)中，手柄停止受力轉(zhuǎn)動(dòng)，測量尺架32由于自身重力通過一系列零件會帶動(dòng)升降絲桿20發(fā)生旋轉(zhuǎn)，此時(shí)由于單向安全扣31鎖扣是單向的，會頂住手柄組件29上的圓柱銷，從而阻止了測量尺架29的下墜。
[0040]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，包括機(jī)架(I)，所述機(jī)架(I)上設(shè)有測量尺架(32)，所述測量尺架(32)上設(shè)有沿縱向移動(dòng)的測量小車(37)，所述測量小車(37)上設(shè)有用于測量鋼軌平直度的測量機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)架(I)上還設(shè)有多個(gè)平行并橫向布置的平移滑軌(3)，所述平移滑軌(3)上設(shè)有沿縱向設(shè)置的平移橫梁(2)，所述平移橫梁(2)與所述平移滑軌(3)滑動(dòng)連接；所述機(jī)架(I)上設(shè)有使所述平移橫梁(2)在所述平移滑軌(3)上橫向移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)；所述平移橫梁(2)兩端設(shè)有使所述測量尺架(32)做豎直運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述平移機(jī)構(gòu)包括沿橫向固定在機(jī)架(I)上的平移基座(5)，所述平移基座(5)底部一側(cè)設(shè)有平移電機(jī)(6)，所述平移電機(jī)￠)的輸出端通過平移聯(lián)軸器(7)與平移絲杠(4)連接，所述平移絲杠(4)上設(shè)有平移推板(10)，所述平移推板(10)與所述平移橫梁(2)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述平移基座(5)上設(shè)有若干個(gè)定位傳感器(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述平移橫梁(2)兩端的升降基座，所述升降基座頂部設(shè)有升降電機(jī)(12)，所述升降電機(jī)(12)的輸出端通過升降聯(lián)軸器(15)與向下延伸的升降絲桿(20)連接，所述升降絲桿(20)從上至下依次設(shè)有固定座(17)和移動(dòng)座(18)，所述固定座(17)與所述升降基座側(cè)部固定連接，所述移動(dòng)座(18)通過連接部與所述測量尺架(32)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述平移橫梁(2)兩端還設(shè)有使測量尺架(32)做升降運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)，所述手動(dòng)升降結(jié)構(gòu)包括安裝在所述升降基座側(cè)部的手柄支撐座(27)，所述手柄支撐座(27)支撐有手柄組件(29)，所述手柄組件(29)的輸出端通過升降聯(lián)軸器(15)與升降絲桿(20)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述測量尺架(32)上設(shè)有測量電機(jī)(33)、與所述測量電機(jī)(33)傳動(dòng)連接的齒形輪(35)及與所述齒形輪(35)嚙合的齒形帶(34)，所述齒形帶(34)上通過的連接板(36)與測量小車(37)連接，所述測量小車(37)與設(shè)置在所述測量尺架(32)的測量滑軌(39)滑動(dòng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌平直度自動(dòng)測量儀，其特征在于:所述測量機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述測量小車(37)上分別采集鋼軌踏面和鋼軌側(cè)面的表面形狀數(shù)據(jù)的激光測距頭(38)。
【文檔編號】G01B11/30GK104390609SQ201410650169
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】李小杰, 楊國義, 楊少鋒, 劉學(xué)春, 關(guān)菊梅, 畢士龍, 張昌強(qiáng), 熊治林, 趙在群, 蔣宗偉 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司