CN110500961B - 一种动车组车体长度快速测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组车体长度快速测量装置及测量方法，测量装置包括机架，机架一侧设置有倒V形板，倒V形板的末端安装有伺服电缸的底座，机架上端与三连杆机构铰接，伺服电缸的输出端与三连杆机构铰接；三连杆机构的末端设置有踏板式压力传感器，踏板式压力传感器的端部通过万向关节球轴承与压板铰接，压板上分别设置有倾角传感器和红外测距传感器；测量方法包括将测量装置安装于车体两侧的立柱上,并将压板与车体前后端面贴合。本发明能够解决现有技术中缺乏对动车组车体长度进行准确测量的方法的问题，检测精度高、可调节性强、检测速度快。

Description

一种动车组车体长度快速测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种动车组车体长度快速测量装置及测量方法。

背景技术

动车组车体作为动车组中最关键的部件之一，直接影响着动车组车体的外观以及与底部面板的安装精度，同时车体尺寸还会影响着其内部结构的尺寸，工厂工人在对动车组检测的过程中，需要针对动车组不同的截面角度进行车体长度测量，从而来保证动车组的车体长度精度。

传统的测量手段需要工人直接进入行人架利用两端拉皮尺的测量时方法去进行测量，需要耗费大量的工时，考虑到外界的其他因素干扰，并且人为的重复测量精度低，造成了每次进行车体测量耗时耗力，增加了许多不必要的人为成本，加大了作业难度，延长了作业时间。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏对动车组车体长度进行准确测量的方法的问题的动车组车体长度快速测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种动车组车体长度快速测量装置，其包括机架，机架一侧设置有倒V形板，倒V形板的末端安装有伺服电缸的底座，机架上端与三连杆机构铰接，伺服电缸的输出端与三连杆机构铰接；三连杆机构的末端设置有踏板式压力传感器，踏板式压力传感器的端部通过万向关节球轴承与压板铰接，压板上分别设置有倾角传感器和红外测距传感器；机架上设置有控制器，伺服电缸、踏板式压力传感器、倾角传感器和红外测距传感器分别与控制器电连接。

上述技术方案中，优选的，三连杆机构包括与机架铰接的两个纵向杆，纵向杆的上端与横向杆铰接，踏板式压力传感器位于横向杆的末端；伺服电缸的输出端与纵向杆连接。

上述技术方案中，优选的，纵向杆间相互平行。

上述技术方案中，优选的，纵向杆分别与横向杆的端部和中部铰接；与横向杆端部铰接的纵向杆下部与伺服电缸的输出端铰接。

本发明还提供了一种基于上述动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

S1、分别将八个测量装置安装于车体两侧的立柱上，并将压板与车体前后端面贴合，使每个端面上分别固定有四个测量装置，且两端面上测量装置的位置相对应；

S2、通过控制器使伺服电缸驱动三连杆机构相对于机架移动，使压板相对车体移动，通过踏板式压力传感器实时读取压板与车体端面间载荷；当载荷到达设定值时，通过控制器使伺服电缸停止加载；

S3、通过红外测距传感器记录两个压板间的距离值d，通过倾角传感器记录两个压板的倾角值α、β，以得到修正距离值d’；

S4、将同一端面上的四个测量装置测得距离值取平均值

得到车体的长度值L；

S5、通过控制器使伺服电缸收缩，使压板与车体分离，完成测量。

进一步地，压板上红外测距传感器所在位置位于车体外侧。

进一步地，得到修正距离值d’的计算方法为：

S1、红外测距传感器测出两个压板间的距离值d：

d＝ct/2

其中，c为光速，t为红外测距传感器接收到发射的激光的时间；

S2、计算两个压板的倾角值反射角r：

r＝|α-β|；

S3、对两个压板间的距离值d进行修正，以得到修正后的距离值d’：

d′＝d*cos r+d*sin r*sinα。

进一步地，计算车体长度值L的方法为：

本发明提供的上述动车组车体长度快速测量装置的主要有益效果在于：

本发明通过在机架上设置三连杆机构，并设置伺服电缸带动其运动，方便其快速与车体端面贴合，或与车体分离，从而快速进入测量工位，提高测量速度；通过设置红外测距传感器与倾角传感器配合，能够快速测出车体长度，并能对由于动车组车体端面不垂直所造成的测量误差进行修正，从而保证测量数据的高效、精准和可靠性。

通过将三连杆机构设置为两个相互平行的纵向杆和横向杆铰接的结构，方便通过一个伺服电缸带动其整体运动，且能将四件杆机构折叠，以减小测量机构占空间大小。通过设置控制器驱动伺服电缸工作，从而实现自动化测量。

本发明提供的上述动车组车体长度快速测量装置的测量方法的主要有益效果在于：

通过伺服电缸带动三连杆机构运动，从而使测量装置能够快速的进入测量工位，很快的与动车组车体快速贴合，并且通过红外测距传感器能够快速的测出车体的长度，其测量结果误差小、可靠性高。

同时还能够对由于动车组车体端面不垂直所造成的测量误差能够自动修正，从而为动车组车体长度测量能够提供更加便捷、更精确、更可靠的测量数据。

通过万向关节球轴承连接压板，使得压板处于任意角度，均能通过伺服电缸保证压板与车体端面的连接效果，从而达到更便捷，更快速地车体长度测量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是测量装置与车体的位置关系示意图。

图3是通过倾角值修正距离值的方法示意图。

其中，1、机架，2、倒V形板，3、伺服电缸，4、三连杆机构，5、踏板式压力传感器，6、倾角传感器，7、车体，8、压板，9、万向关节球轴承，10、红外测距传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为动车组车体长度快速测量装置的结构示意图。

本发明的动车组车体长度快速测量装置包括机架1，机架1一侧设置有倒V形板2，倒V形板2的末端安装有伺服电缸3的底座，机架1上端与三连杆机构4铰接，伺服电缸3的输出端与三连杆机构4铰接，三连杆机构4的末端设置有踏板式压力传感器5。

具体的，三连杆机构4包括与机架1铰接的两个纵向杆，纵向杆的上端与横向杆铰接，踏板式压力传感器5位于横向杆的末端；伺服电缸3的输出端与纵向杆连接。

纵向杆间相互平行，纵向杆分别与横向杆的端部和中部铰接；与横向杆端部铰接的纵向杆下部与伺服电缸3的输出端铰接。

踏板式压力传感器5的端部通过万向关节球轴承9与压板8铰接，压板8上分别设置有倾角传感器6和红外测距传感器10；机架1上设置有控制器，伺服电缸3、踏板式压力传感器5、倾角传感器6和红外测距传感器10分别与控制器电连接。

可选的，控制器为单片机，以便于记录测量数据并处理。

下面是本发明提供的上述动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

S1、分别将八个测量装置安装于车体7两侧的立柱上，并将压板8与车体7前后端面贴合，使每个端面上分别固定有四个测量装置，且两端面上测量装置的位置相对应。

使相对应的两个测量装置的红外测距传感器10相对，并保证压板8上红外测距传感器10所在位置位于车体7外侧，红外测距传感器10的测距装置和接收装置位于车体7长度方向两侧的同一高度，以完成测量前的准备工作。

S2、控制器使伺服电缸3驱动三连杆机构4相对于机架1移动，使压板8相对车体7移动，通过踏板式压力传感器5实时读取压板8与车体7端面间载荷；当载荷到达设定值时，通过控制器使伺服电缸3停止加载。

通过伺服电缸3推送纵向杆机架1转动，带动横向杆向车体7方向移动，实现对压板8加载的过程。

S3、红外测距传感器记录两个压板间的距离值d，通过倾角传感器记录两个压板的倾角值α、β，以得到修正距离值d’。

具体地，其计算方法包括如下步骤：

S3-1、红外测距传感器测出两个压板间的距离值d：

d＝ct/2

其中，c为光速，t为红外测距传感器接收到发射的激光的时间；

S3-2、计算两个压板的倾角值反射角r：

r＝|α-β|；

S3-3、对两个压板间的距离值d进行修正，以得到修正后的距离值d’：

d′＝d*cos r+d*sin r*sinα。

S4、将同一端面上的四个测量装置得到的修正距离值d’取平均值

得到车体的长度值L。

通过四个测量装置的共同测量，以修正单个测量装置测量带来的***误差。计算车体的长度值L的具体计算方法为：

S5、通过控制器使伺服电缸3收缩，使压板8与车体7分离，完成测量。

使测量装置通过三连杆机构4收回，以方便将车体7推出，完成测量。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种动车组车体长度快速测量装置，其特征在于，包括机架，机架一侧设置有倒V形板，倒V形板的末端安装有伺服电缸的底座，机架上端与三连杆机构铰接，所述伺服电缸的输出端与三连杆机构铰接；三连杆机构的末端设置有踏板式压力传感器，踏板式压力传感器的端部通过万向关节球轴承与压板铰接，压板上分别设置有倾角传感器和红外测距传感器；机架上设置有控制器，所述伺服电缸、踏板式压力传感器、倾角传感器和红外测距传感器分别与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的动车组车体长度快速测量装置，其特征在于，所述三连杆机构包括与机架铰接的两个纵向杆，纵向杆的上端与横向杆铰接，所述踏板式压力传感器位于横向杆的末端；所述伺服电缸的输出端与纵向杆连接。

3.根据权利要求2所述的动车组车体长度快速测量装置，其特征在于，所述纵向杆间相互平行。

4.根据权利要求3所述的动车组车体长度快速测量装置，其特征在于，所述纵向杆分别与横向杆的端部和中部铰接；与横向杆端部铰接的纵向杆下部与伺服电缸的输出端铰接。

5.一种根据权利要求1至4任一所述的动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、分别将八个测量装置安装于车体两侧的立柱上，并将压板与车体前后端面贴合，使每个端面上分别固定有四个测量装置，且两端面上测量装置的位置相对应；

S2、控制器使伺服电缸驱动三连杆机构相对于机架移动，使压板相对车体移动，通过踏板式压力传感器实时读取压板与车体端面间载荷；当载荷到达设定值时，通过控制器使伺服电缸停止加载；

S3、红外测距传感器测量两个压板间的距离值d，结合倾角传感器测量的两个压板的倾角值α、β，得到修正距离值d’；

S4、将同一端面上的四个测量装置得到的修正距离值d’取平均值

得到车体的长度值L；

S5、通过控制器使伺服电缸收缩，使压板与车体分离，完成测量。

6.根据权利要求5所述的动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其特征在于，所述压板上红外测距传感器所在位置位于车体外侧。

7.根据权利要求5所述的动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其特征在于，所述得到修正距离值d’的计算方法为：

S3-1、红外测距传感器测出两个压板间的距离值d：

d＝ct/2

其中，c为光速，t为红外测距传感器接收到发射的红外光束的时间；

S3-2、计算两个压板的倾角值反射角r：

r＝|α-β|；

S3-3、对两个压板间的距离值d进行修正，以得到修正后的距离值d’：

d′＝d*cosr+d*sinr*sinα。

8.根据权利要求5所述的动车组车体长度快速测量装置的测量方法，其特征在于，所述得到车体长度值L的方法为：

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