CN202885785U - 一种用于测量钢轨横纵断面轮廓的自动激光非接触测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于铁道工程测量领域，涉及一种钢轨横断面与纵断面轮廓面的测量装置。该自动激光非接触测量装置，包括支架（1）、导轨（5）和圆弧刻度盘（4），所述的导轨（5）两端分别固定于支架（1）上，所述的导轨（5）上架设有直线电机驱动器（2），所述的直线电机驱动器（2）上固定有圆弧刻度盘（4）。本装置大大降低了制造成本，安装过程也变得简单，并且携带方便。相比接触式钢轨断面测量仪来说精度极大提高，测量速度也得到提高，并且可以同时测量钢轨横断面与纵断面，实现了测量仪器的通用性。
Description
技术领域
本实用新型属于铁道工程测量领域，涉及一种钢轨横断面与纵断面轮廓面的测量装置。
背景技术
钢轨横断面与纵断面的检测对于轨道工程来说非常重要，它在优化轮轨接触、检测钢轨磨损、保证行车安全等方面起着关键的作用。在钢轨截面的磨耗和变形发生的早期阶段，进行钢轨横断面检测有助于制定合理的铁路维护策略，以避免紧急状况发生，使有限的人力和仪器设备资源得到更好的利用，有效节约轨道维护成本。而钢轨纵断面更是保证行车平顺性与安全性的重要指标，钢轨轨面纵向不平顺容易引起列车颠簸，加剧轮轨之间的冲击力，甚至有引发脱轨的危险。
目前，国内外许多研究机构和学者对钢轨横断面和纵断面的检测方式进行了研究，并成功研制了各种测量装置，根据检测方式的不同，测量装置可以分为接触式和非接触式。其中，接触式测量装置的测量精度较高，但操作复杂，测量效率低，只适合静态测量。非接触式测量装置适合动态测量，但精度低。但是目前为止，还没有一种便携装置能够同时测量钢轨横断面与纵断面，基于此，开发一种简单、便携、高精度、操作灵活、可以同时测量横断面和纵断面的钢轨检测装置就很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术中的缺陷而提供一种用于测量钢轨横纵断面轮廓的自动激光非接触测量装置，既可以用于测量钢轨横断面轮廓，又可以测量纵断面轮廓；降低设备的生产制造成本，携带方便。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种自动激光非接触测量装置，包括支架、导轨和圆弧刻度盘，所述的导轨两端分别固定于支架上，所述的导轨上架设有直线电机驱动器，所述的直线电机驱动器上固定有圆弧刻度盘。
所述的支架为一体结构，包括固定于钢轨的部分以及外伸部分。
所述的固定于钢轨的部分为矩形框架式对称结构，通过固定装置固定于待测钢轨。
所述的固定装置包括底板和固定螺栓，支架固定于钢轨的部分的上部通过固定螺栓固定于待测钢轨的轨顶中心，固定于钢轨的部分下部通过位于钢轨底部的底板固定于待测钢轨轨底。
所述的支架的外伸部分为两段悬臂梁，导轨的两端固定于外伸部分。
所述的直线电机驱动器架设在导轨上，可以沿导轨匀速运行和静止在规定的位置，并利用导轨记录其在导轨上的位置坐标值。
所述的圆弧刻度盘随直线电机驱动器运动或静止。
所述的圆弧刻度盘上设有刻度槽，刻度槽为半圆形，指示范围为0°～180°。
所述的圆弧刻度盘的刻度槽上设有二维激光位移传感器。在本测量装置不工作时，激光位移传感器可以拆卸下来。在使用本测量装置时，可以根据所要测量的钢轨部位，移动二维激光位移传感器至刻度槽上对应的角度位置并固定。
所述的支架固定于钢轨的部分的上方通过金属丝固定栓固定有一与导轨相平行的细金属丝。金属丝固定栓的位置在前后支架顶面以下2cm处,其横向位置只需要使得金属丝在激光传感器的照射范围即可，该金属丝可拆卸。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供的用于测量钢轨横纵断面轮廓的自动激光非接触测量装置，比钢轨轮廓测量中接触式测量装置的测量精度更高，又能克服其操作复杂、测量效率低、只适合静态测量的缺点，既有非接触式测量装置的动态测量功能，又提高了其精度，大大降低了设备的制造成本，便于携带，安装过程也简单，并且能同时进行钢轨的横断面与纵断面轮廓的测量。
由于采用了上述方案，本实用新型的优点是：①便携式；安装简单。②精度高；③大大降低了制造成本。④可同时测量钢轨横断面与纵断面；⑤开发和生产制造的周期短。
附图说明
图1是本实用新型实施例中自动激光非接触测量装置的三维示意图。
图2是本实用新型实施例中自动激光非接触测量装置的主视图。
图3是本实用新型实施例中自动激光非接触测量装置的左视图。
图4是本实用新型实施例中自动激光非接触测量装置的俯视图。
附图标注：
1支架，11固定于钢轨的部分，
12外伸部分，
2直线电机驱动器，3二维激光位移传感器，
4圆弧刻度盘，401刻度槽，
5导轨，
6金属丝，60金属丝固定栓，
9钢轨，
101底板，102固定螺栓。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
如图1-图4所示，一种自动激光非接触测量装置，包括支架1、导轨5和圆弧刻度盘4，导轨5两端分别固定于支架1上，导轨5上架设有直线电机驱动器2，直线电机驱动器2上固定有圆弧刻度盘4。
支架1为一体结构，包括固定于钢轨的部分11以及外伸部分12。
固定于钢轨的部分11为矩形框架式对称结构，通过固定装置10固定于待测钢轨9。
固定装置10包括底板101和固定螺栓102，支架1固定于钢轨的部分11的上部通过固定螺栓102固定于待测钢轨9的轨顶中心，固定于钢轨的部分11的下部通过位于钢轨底部的底板101固定于待测钢轨9轨底。
支架1的外伸部分12为两段悬臂梁，导轨5的两端固定于外伸部分12。
圆弧刻度盘4上设有刻度槽401，为半圆形，指示范围为0°～180°。
圆弧刻度盘4的刻度槽401相应的角度位置上固定有二维激光位移传感器3。二维激光位移传感器3在本测量装置不工作时，可以拆卸下来。在使用本测量装置时，可以根据所要测量的钢轨部位，固定在圆弧刻度盘4上的刻度槽401上相应的角度位置。
圆弧刻度盘4随直线电机驱动器2运动或静止。直线电机驱动器2架设在导轨5上，可以沿导轨5匀速运行或静止在规定的位置，并利用导轨记录其在导轨上的位置坐标值。
支架1的斜上方通过金属丝固定栓60，固定有一与导轨5相平行的细金属丝6。即钢轨工作边的上方传感器可以照射到的任一角度位置，该金属丝可拆卸。
图1为本实用新型的一种用于测量钢轨横纵断面轮廓的自动激光非接触测量装置的实例结构。如图所示，包括：支架1，底板101，固定螺栓102，金属丝固定栓60，直线电机驱动器2，导轨5，圆弧刻度盘4，二维激光位移传感器3。使用时用底板101与固定螺栓102将支架两端固定于钢轨上，导轨5位于钢轨非工作边一侧。
圆弧刻度盘4的刻度槽401用于安装激光位移传感器。二维激光位移传感器3可安装于圆弧刻度盘4的任意角度上，以测量任意位置的钢轨断面。可以安装一台激光位移传感器3，通过转换角度来测量钢轨全断面，也可以同时安装两台激光位移传感器3，同时测量钢轨断面。
导轨5与支架1固定，直线电机驱动器2安装于导轨5上，直线电机2静止不动时，可以测量钢轨的横断面轮廓；直线电机2沿导轨5匀速运动时，可以同时测量钢轨的横断面与纵断面轮廓。
直线电机2沿导轨5匀速运动时，导轨可记录其随时间的坐标值，以用于测量钢轨纵断面轮廓时确定钢轨表面坐标。
直线电机驱动器2在导轨5上运行测量钢轨纵断面轮廓时，为克服由于导轨5的挠度而造成的钢轨纵断面数据发生沉浮式偏移，导轨5采用刚度系数较大的材料制作，如对精度要求不高的钢轨纵断面测量可直接使用上述方案。如对精度要求较高，那么可以在支架1两端的金属丝固定栓60上固定一条水平细金属丝6，可以在测量前进行标定，测量挠度对金属丝的影响，以便在钢轨纵断面数据上进行修正，也可以在测量时使用水平金属丝，用以直接修正导轨5的挠度对钢轨纵断面数据的影响。
本实用新型一种用于测量钢轨横纵断面轮廓的自动激光非接触测量装置，既有钢轨断面轮廓测量中接触式测量装置的测量精度高的优点，又能克服其操作复杂、测量效率低、只适合静态测量的缺点，既有非接触式测量装置的动态测量功能，又由于二维激光传感器与导轨的引入提高了其精度，大大降低了设备的制造成本，便于携带，安装过程也简单，并且能同时进行钢轨的横断面与纵断面轮廓的测量。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动激光非接触测量装置，其特征在于：包括支架（1）、导轨（5）和圆弧刻度盘（4），所述的导轨（5）两端分别固定于支架（1）上，所述的导轨（5）上架设有直线电机驱动器（2），所述的直线电机驱动器（2）上固定有圆弧刻度盘（4）。
2.根据权利要求1所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的支架（1）为一体结构，包括固定于钢轨的部分（11）以及外伸部分（12）。
3.根据权利要求2所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的固定于钢轨的部分（11）为矩形框架式对称结构，通过固定装置（10）固定待测钢轨（9）。
4.根据权利要求3所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的固定装置（10）包括底板（101）和固定螺栓（102），支架（1）固定于钢轨的部分（11）的上部通过固定螺栓（102）固定于待测钢轨（9）的轨顶中心，固定于钢轨的部分（11）的下部通过位于钢轨底部的底板（101）固定于待测钢轨（9）的轨底。
5.根据权利要求2所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的支架（1）的外伸部分（12）为两段悬臂梁，导轨（5）的两端固定于外伸部分（12）。
6.根据权利要求1所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的圆弧刻度盘（4）随直线电机驱动器（2）运动或静止。
7.根据权利要求1所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的圆弧刻度盘（4）上设有刻度槽（401），刻度槽（401）为半圆形，指示范围为0°～180°。
8.根据权利要求1所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的圆弧刻度盘（4）的刻度槽（401）上设有二维激光位移传感器（3）。
9.根据权利要求2所述的自动激光非接触测量装置，其特征在于：所述的支架（1）固定于钢轨的部分（11）的上方通过金属丝固定栓（60）固定有一与导轨（5）相平行的细金属丝（6）。金属丝固定栓（60）的位置在前后支架顶面以下2cm处，其横向位置使得金属丝（6）在激光传感器的照射范围内。
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