一種地鐵雙軌鋼軌探傷車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種地鐵雙軌鋼軌探傷車，包括車架、行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)，所述行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)均可拆卸地安裝于所述車架；所述行走子系統(tǒng)，響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制，驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)所述車架及其上部件沿著地鐵雙軌的行走；所述探傷子系統(tǒng)至少包括檢測時(shí)位于所述鋼軌兩側(cè)的用以超聲波探測的探傷輪；所述對(duì)中子系統(tǒng)響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制對(duì)所述探傷輪的位置和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述控制子系統(tǒng)響應(yīng)外部輸入或自動(dòng)對(duì)所述行走子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)進(jìn)行控制。
【專利說明】
一種地鐵雙軌鋼軌探傷車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及鋼軌探傷系統(tǒng)，尤其涉及一種結(jié)合超聲波掃描的地鐵雙軌鋼軌探傷車。
【背景技術(shù)】
[0002]列車在加速和制動(dòng)過程中以及通過鋼軌接縫、彎道和道岔時(shí)，對(duì)鋼軌造成摩擦、擠壓、彎曲和沖擊作用，在這些反復(fù)的作用下，鋼軌極易產(chǎn)生損傷。
[0003]目前，地鐵正成為人們外出出行越來越重要的交通工具，相較于一般鐵路，地鐵列車班次頻繁，客流量大。作為保障線路運(yùn)行安全的措施，鋼軌探傷是日常維護(hù)中重要的工作之一，而地鐵的運(yùn)行“天窗點(diǎn)”不同于普通鐵路，僅有后半夜至凌晨，需要在有限且固定的時(shí)間里完成數(shù)十公里的鋼軌傷損檢測及其他工作，傳統(tǒng)的手推式探傷儀器效率低下的弊端尤其凸顯。此外，地鐵站在施工、操作空間上受到限制，目前，手推式探傷小車作業(yè)率低。其檢測速度一般為2?3km/h，每天的作業(yè)量一般為7?10km。與大型探傷車相比，探傷速度太低，不能適應(yīng)當(dāng)前線路的要求。手工探傷作業(yè)方式需要投入大量人力，不符合工業(yè)自動(dòng)化的潮流趨勢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何提高探傷的檢測效率和操作方便性，以全面替代手推車的檢測工具。
[0005]為了解決這一技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種地鐵雙軌鋼軌探傷車，包括車架、行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)；
[0006]所述行走子系統(tǒng)，響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制，驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)探傷車沿著地鐵雙軌的行走；
[0007]所述探傷子系統(tǒng)至少包括檢測時(shí)位于所述鋼軌兩側(cè)的用以超聲波探測的探傷輪；
[0008]所述對(duì)中子系統(tǒng)響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制對(duì)所述探傷輪的位置和角度進(jìn)行調(diào)
-K-
T ；
[0009 ]所述控制子系統(tǒng)響應(yīng)外部輸入或自動(dòng)對(duì)所述行走子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)進(jìn)行控制。
[0010]可選的，所述對(duì)中子系統(tǒng)包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以調(diào)整所述探傷輪的向左右兩側(cè)的擺動(dòng)角度；
[0011]所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括圓弧軌道、角度調(diào)整電機(jī)、連桿、滑動(dòng)件，所述連桿一端通過所述滑動(dòng)件沿所述圓弧軌道滑動(dòng);所述角度調(diào)整電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述連桿的未連接所述滑動(dòng)件的一端伸縮，進(jìn)而使得所述連桿的另一端通過滑動(dòng)件沿所述圓弧軌道滑動(dòng);所述探傷輪隨所述連桿沿所述圓弧軌道的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)角度變化。
[0012]可選的，所述對(duì)中子系統(tǒng)包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用以沿垂直于鋼軌的方向調(diào)節(jié)所述探傷輪的水平位置;所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用以調(diào)節(jié)所述探傷輪的豎向位置。
[0013]可選的，所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括定位螺絲，所述探傷輪的豎向位置調(diào)節(jié)通過所述定位螺絲的預(yù)先調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。
[0014]可選的，所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括安裝于所述車架的導(dǎo)向輪和導(dǎo)向梨，所述導(dǎo)向輪和導(dǎo)向梨通過彈簧貼合鋼軌表面。
[0015]可選的，所述探傷子系統(tǒng)還包括探傷模擬電路、信號(hào)處理與顯示電路，以及探傷控制電路；
[0016]所述探傷模擬電路，通過所述探傷輪的探頭實(shí)現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收，并將接收的回波進(jìn)行放大、過濾和電平轉(zhuǎn)換后傳至所述信號(hào)處理與顯示電路；
[0017]所述信號(hào)處理與顯示電路，將所述探傷模擬電路反饋而來的回波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過放大、整形后進(jìn)行算法處理，從而得到回波信號(hào)的波程、峰值及脈沖重復(fù)周期的序號(hào)，并將其顯示和反饋至所述探傷控制電路；
[0018]所述探傷控制電路，將所述信號(hào)處理與顯示電路反饋而來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并響應(yīng)外部輸入對(duì)所存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。
[0019]可選的，所述探傷模擬電路包括依次連接的超聲波發(fā)射與接收模塊、通道選擇模塊和信號(hào)調(diào)理模塊，所述超聲波發(fā)射與接收模塊連接所述探傷輪的探頭;所述信號(hào)處理與顯示電路包括依次模數(shù)采集模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊和雙RAM接口，所述信號(hào)處理模塊與一數(shù)據(jù)顯示模塊連接;所述探傷控制電路包括單片機(jī)和ROM存儲(chǔ)器，所述數(shù)字信號(hào)模塊通過所述單片機(jī)與所述雙RAM接口和外部輸入設(shè)備交互數(shù)據(jù)。
[0020]可選的，所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括向所述鋼軌噴淋耦合液的耦合噴淋機(jī)構(gòu)，所述耦合噴淋機(jī)構(gòu)包括耦合液容器、噴嘴和增壓栗，所述控制子系統(tǒng)通過對(duì)所述增壓栗對(duì)噴淋的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0021]可選的，所述耦合液容器底部設(shè)有稱重傳感器，所述稱重傳感器檢測到所述耦合液容器中的溶液低于一定程度后進(jìn)行反饋，進(jìn)而進(jìn)行報(bào)警。
[0022]可選的，所述行走子系統(tǒng)包括安裝于所述車架的主行走輪、輔助行走輪、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)源，所述控制子系統(tǒng)通過所述驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過所述傳動(dòng)軸傳動(dòng)所述主行走輪行走，所述主行走輪和輔助行走輪的輪轂采用鋁合金材質(zhì)。
[0023]可選的，所述控制子系統(tǒng)包括操作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)部分和反饋部分，所述反饋部分檢測所述行走子系統(tǒng)和/或?qū)χ凶酉到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述操作臺(tái)依據(jù)所確定的程序、和/或所述反饋部分的檢測反饋、和/或響應(yīng)外部控制，通過所述驅(qū)動(dòng)部分對(duì)所述行走子系統(tǒng)和對(duì)中子系統(tǒng)進(jìn)行控制。
[0024]可選的，所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括底板，所述車架可拆卸地安裝于所述底板上，所述行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)均可拆卸地安裝于所述車架和/或底板。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理自動(dòng)化，能夠連續(xù)對(duì)鋼軌進(jìn)行損傷檢測，具備一定的損傷判定功能，避免了人為因素影響;該自動(dòng)探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕、便于攜帶、操作簡便、檢測效率高，提高了軌道的檢修質(zhì)量，最大限度地減少安全隱患。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中地鐵雙軌鋼軌探傷車的系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中地鐵雙軌鋼軌探傷車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中車架和行走子系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中地鐵雙軌鋼軌探傷車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中底板的不意圖；
[0031]圖6是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中座椅和車架的示意圖；
[0032]圖7是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中耦合液容器與稱重傳感器的示意圖；
[0033]圖8是本實(shí)用新型一實(shí)施例中對(duì)中子系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖9和圖10是本實(shí)用新型一實(shí)施例中對(duì)中子系統(tǒng)的局部展開示意圖；
[0035]圖11是本實(shí)用新型一實(shí)施例中探傷子系統(tǒng)的示意圖；
[0036]圖12是本實(shí)用新型一實(shí)施例中操作臺(tái)的示意圖；
[0037]圖13是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中操作臺(tái)的示意圖；
[0038]圖中，1-車架；10-座椅；11-底板;2-行走子系統(tǒng);21-主行走輪;22-傳動(dòng)軸;23-輔助行走輪;3-探傷子系統(tǒng);30-探傷輪;31-0度探頭;32-70度探頭;33-37.5度探頭;4-對(duì)中子系統(tǒng);41-角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);410-圓弧軌道;411-角度調(diào)節(jié)電機(jī);412-連桿;413-滑動(dòng)件;414-第一板件;415-連接板;42-豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);420-定位螺絲;421-第二板件;422-第三板件;43-水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);430-水平調(diào)節(jié)電機(jī);431-滑塊結(jié)構(gòu);432-滑軌;433-第一推塊;44-微調(diào)縮進(jìn)塊;45-安裝板組件;5-控制子系統(tǒng)；50-操作臺(tái)；51-顯示屏;6-導(dǎo)向結(jié)構(gòu);61-導(dǎo)向輪;62-導(dǎo)向梨;63-彈簧;7-耦合噴淋機(jī)構(gòu);71-耦合液容器;710-稱重傳感器;8-電池。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下將結(jié)合圖1至圖8對(duì)本實(shí)用新型提供的地鐵雙軌鋼軌探傷車進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本實(shí)用新型可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本實(shí)用新型精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0040]請(qǐng)參考圖1至圖8，本實(shí)用新型提供了一種地鐵雙軌鋼軌探傷車，包括車架1、行走子系統(tǒng)2、探傷子系統(tǒng)3、對(duì)中子系統(tǒng)4和控制子系統(tǒng)5，所述行走子系統(tǒng)2、探傷子系統(tǒng)3、對(duì)中子系統(tǒng)4和控制子系統(tǒng)5均可拆卸地安裝于所述車架I;本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例中，車架I可采用圓管焊接或插拔連接而成。各個(gè)子系統(tǒng)采用可拆除、模塊化的方式連接在基礎(chǔ)的車架I上。
[0041]所述行走子系統(tǒng)2，響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制，驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)探傷車沿著地鐵雙軌的行走;這里所稱探傷車，自然包括車架1(可選方案中包括底板11以及車架I上的座椅等等)、探傷子系統(tǒng)3、對(duì)中子系統(tǒng)4和控制子系統(tǒng)5;
[0042]所述探傷子系統(tǒng)至少包括檢測時(shí)位于所述鋼軌兩側(cè)的用以超聲波探測的探傷輪30；
[0043]所述對(duì)中子系統(tǒng)4響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)5的控制對(duì)所述探傷輪的位置和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)然，其并不排除手動(dòng)對(duì)探傷輪30的位置和角度調(diào)節(jié)的方案，只要同時(shí)也采用了響應(yīng)控制子系統(tǒng)5進(jìn)行探傷輪30的調(diào)節(jié)，則落在本實(shí)用新型的方案，例如下文中，豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42則不被控制子系統(tǒng)5控制。
[0044]所述控制子系統(tǒng)5響應(yīng)外部輸入或自動(dòng)對(duì)所述行走子系統(tǒng)2、對(duì)中子系統(tǒng)4進(jìn)行控制。
[0045]在本實(shí)用新型圖4和圖5示意的實(shí)施例中，地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括底板11，所述車架I可拆卸地安裝于所述底板11上，所述行走子系統(tǒng)2、探傷子系統(tǒng)3、對(duì)中子系統(tǒng)4和控制子系統(tǒng)5均可拆卸地安裝于所述車架I和/或底板11。
[0046]在本實(shí)用新型可選的方案中，車架I上設(shè)有座椅10，車架I與座椅10可拆分，如圖2和圖3示意的實(shí)施例中，配備兩個(gè)座椅10，在圖4示意的實(shí)施例中，可根據(jù)客戶要求配備后座椅，也為可拆分式，均采用圓管插拔定位，梅花螺栓鎖緊。座椅10拆下后均可依靠底部的滑輪進(jìn)行推行，成為零件轉(zhuǎn)運(yùn)架。
[0047]在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述對(duì)中子系統(tǒng)4包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41，用以調(diào)整所述探傷輪30的向左右兩側(cè)的擺動(dòng)角度；
[0048]請(qǐng)著重參考圖4至圖6，并結(jié)合其他附圖，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41包括圓弧軌道410、角度調(diào)整電機(jī)411、連桿412、滑動(dòng)件413，所述連桿412—端連接所述滑動(dòng)件413，其應(yīng)為旋轉(zhuǎn)連接，可以通過另行布置連接軸(圖未示)來實(shí)現(xiàn)，即隨著連桿另一端的移動(dòng)，連桿412繞其與滑動(dòng)件413連接的一端旋轉(zhuǎn)，所述連桿412—端通過所述滑動(dòng)件413沿所述圓弧軌道410滑動(dòng);所述角度調(diào)整電機(jī)411驅(qū)動(dòng)所述連桿412的未連接所述滑動(dòng)件413的一端伸縮，進(jìn)而使得所述連桿412的另一端通過滑動(dòng)件413沿所述圓弧軌道410滑動(dòng);所述探傷輪30隨所述連桿412沿所述圓弧軌道410的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)角度變化；
[0049]進(jìn)一步具體來說，角度調(diào)整電機(jī)411輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過絲杠螺母組件、齒輪齒條組件等等方式，將其轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)連桿412做伸縮的直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然，具體的轉(zhuǎn)化方式并不限于以上的舉例?；瑒?dòng)件413可以如圖所示包括兩組，每個(gè)連接軸兩端套設(shè)于一組的滑動(dòng)件413內(nèi)，故而，滑動(dòng)件413和連接軸隨著圓弧軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生了擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，只要使得探傷輪30與滑動(dòng)件413和/或連接軸等同步發(fā)生擺動(dòng)，便可實(shí)現(xiàn)探傷輪30的擺動(dòng)，其中，如圖6所述，還可設(shè)置第二推塊416實(shí)現(xiàn)連接軸與連桿412之間的傳動(dòng)。在圖示實(shí)施例中，滑動(dòng)件413和/或連接軸與圖中示意的第一板件414固接，第一板件414可以通過安裝組件直接安裝探傷輪30及其安裝所需部件，在圖示實(shí)施例中，第一板件414連接于豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42，通過其與探傷輪30連接，故而，探傷輪30及豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42—同實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在此基礎(chǔ)上，還能通過豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42實(shí)現(xiàn)豎向的調(diào)節(jié)，有關(guān)豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42如何實(shí)現(xiàn)，下文還會(huì)展開。
[0050]請(qǐng)參考圖4至圖6示意的實(shí)施例中，所述對(duì)中子系統(tǒng)包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41和豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42，所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41用以沿垂直于鋼軌的方向調(diào)節(jié)所述探傷輪30的水平位置；所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42用以調(diào)節(jié)所述探傷輪30的豎向位置。
[0051]有關(guān)所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41，其包括水平調(diào)節(jié)電機(jī)430、滑塊結(jié)構(gòu)431和滑軌432，通過水平調(diào)節(jié)電機(jī)430驅(qū)動(dòng)所述滑塊結(jié)構(gòu)431沿滑軌432移動(dòng)。具體來說，水平調(diào)節(jié)電機(jī)430輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過絲杠螺母組件、齒輪齒條組件等等方式，將其轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)431沿滑軌432移動(dòng)。如何使得滑塊結(jié)構(gòu)431的移動(dòng)與探傷輪30的同步水平移動(dòng)，本實(shí)用新型可選方案有諸多可能。在圖示的實(shí)施例中，其通過驅(qū)動(dòng)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41間接驅(qū)動(dòng)豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42，最終驅(qū)動(dòng)豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42下的探傷輪30做水平移動(dòng)。進(jìn)一步具體來說，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41包括連接板415，圓弧軌道410設(shè)于連接板415，連接板415與滑塊結(jié)構(gòu)431固定連接，實(shí)現(xiàn)同步滑動(dòng)，再進(jìn)一步來說，水平調(diào)節(jié)電機(jī)430可以通過第一推塊433驅(qū)動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)431的移動(dòng)。
[0052]對(duì)于角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41與水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)43的關(guān)系，還需補(bǔ)充說明，本實(shí)用新型圖示的實(shí)施例還引入了安裝板組件45，其安裝于車架I上，角度調(diào)節(jié)電機(jī)411和水平調(diào)節(jié)電機(jī)430均安裝于安裝板組件45上，包括相應(yīng)的絲杠螺母組件或齒輪齒條組件等，也可安裝于安裝板組件45上。再進(jìn)一步可選方案中，安裝板組件45可以包括第一安裝板和第二安裝板，水平調(diào)節(jié)電機(jī)430安裝于第一安裝板，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)41安裝于第二安裝板，水平調(diào)節(jié)電機(jī)430驅(qū)動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)431水平移動(dòng)時(shí)，同步驅(qū)動(dòng)角度調(diào)節(jié)電機(jī)411做相應(yīng)的水平移動(dòng)，以保證在角度調(diào)整電機(jī)430未工作時(shí)，角度調(diào)整電機(jī)411、連桿412、以及連接其上的連接軸、第二推塊、絲杠螺母組件，均做同步的移動(dòng)。
[0053]有關(guān)所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42，所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42包括定位螺絲420，所述探傷輪30的豎向位置調(diào)節(jié)通過所述定位螺絲420的預(yù)先調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。具體來說，豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42還包括第二板件421和第三板件422，通過定位螺絲420可以調(diào)節(jié)第一板件414、第二板件421與第三板件422之間的位置關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)豎向調(diào)節(jié)，探傷輪30及其安裝組件安裝于第三板件422之上，當(dāng)然，定位螺絲420也可進(jìn)一步調(diào)整探傷輪的安裝組件等相對(duì)于第二板件421與第三板件422之間的位置，只要實(shí)現(xiàn)了板件之間的調(diào)整，或者說最終通過定位螺絲420的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了探傷輪30的豎向位置調(diào)節(jié)，就是本實(shí)用新型可選的方案。
[0054]可見對(duì)中子系統(tǒng)能保證超聲波的探傷輪30的調(diào)節(jié)控制，使探傷輪30獨(dú)立于導(dǎo)向輪61在軸向左右移動(dòng)，相對(duì)于鋼軌軌面在徑向作左右擺動(dòng);通過預(yù)先調(diào)節(jié)定位螺絲420實(shí)現(xiàn)垂向調(diào)節(jié)，使超聲波的探傷輪30對(duì)鋼軌頂面有一定的壓緊力，確保超聲波探輪與鋼軌頂面對(duì)中與耦合良好。
[0055]通過以上詳細(xì)闡述，對(duì)本實(shí)用新型對(duì)中子系統(tǒng)4中如何實(shí)現(xiàn)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型的構(gòu)思，三種運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式絕不限于此，以上只是對(duì)本實(shí)用新型一些優(yōu)選或可選方案的一種列舉。
[0056]在本實(shí)用新型圖示的實(shí)施例中，所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6包括安裝于所述車架I的導(dǎo)向輪61和導(dǎo)向梨62，當(dāng)然，這種安裝可以是間接也可以是直接的。導(dǎo)向犁可以在過道岔有害空間時(shí)發(fā)生脫軌掉道等情況的發(fā)生，以保證車的正常行進(jìn)和探傷需求，導(dǎo)向輪61內(nèi)法蘭面時(shí)刻緊貼軌道的工作面，保證了超聲波探輪能夠時(shí)刻在鋼軌的中心線上運(yùn)行。故而，在本實(shí)用新型可選方案中，所述導(dǎo)向輪61和導(dǎo)向梨62通過彈簧63貼合鋼軌表面。當(dāng)然這種貼合不僅限于彈簧63作用，還包括豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42的作用來實(shí)現(xiàn)。
[0057]有關(guān)所述探傷子系統(tǒng)3，請(qǐng)參考圖7，探傷子系統(tǒng)采用高速采集設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，采集后的數(shù)據(jù)通過軟件的分析處理，能對(duì)鋼軌傷損進(jìn)行一定的預(yù)判，所述探傷子系統(tǒng)3還包括探傷模擬電路、信號(hào)處理與顯示電路，以及探傷控制電路;具體來說:
[0058]超聲波探輪的輪子由透聲樹脂材料制作，內(nèi)充透聲液，軸上裝固定9個(gè)探頭，其中包括:70度探頭32六個(gè)、37.5度探頭33兩個(gè)、O度探頭31 —個(gè)以及其他安裝探頭的附件。探傷時(shí)，探傷輪30隨車運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，而其中的探頭芯不動(dòng)，以保持聲波的發(fā)射和接收方向不變。
[0059]所述探傷模擬電路，通過所述探傷輪的探頭實(shí)現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收，并將接收的回波進(jìn)行放大、過濾和電平轉(zhuǎn)換后傳至所述信號(hào)處理與顯示電路;換言之，主要實(shí)現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收，接收回波后的放大濾波，電平轉(zhuǎn)換后送入信號(hào)處理與顯示電路。其中，所述探傷模擬電路包括依次連接的超聲波發(fā)射與接收模塊、通道選擇模塊和信號(hào)調(diào)理模塊，所述超聲波發(fā)射與接收模塊連接所述探傷輪的探頭；
[0060]所述信號(hào)處理與顯示電路，將所述探傷模擬電路反饋而來的回波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過放大、整形后進(jìn)行算法處理，從而得到回波信號(hào)的波程、峰值及脈沖重復(fù)周期的序號(hào)，并將其顯示和反饋至所述探傷控制電路;其中，所述信號(hào)處理與顯示電路包括依次模數(shù)采集模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊和雙RAM接口，所述信號(hào)處理模塊與一數(shù)據(jù)顯示模塊連接;換言之:通過探傷模擬電路中信號(hào)調(diào)理模塊的處理，超聲波的回波信號(hào)被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在經(jīng)過放大與整形，送入高速的模數(shù)采集模塊。經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化數(shù)據(jù)送入數(shù)字信號(hào)處理芯片(即信號(hào)處理模塊)內(nèi)部進(jìn)行各種算法處理，將記錄下回波信號(hào)的波程、峰值及脈沖重復(fù)周期的序號(hào)，形成數(shù)據(jù)文件送到數(shù)據(jù)顯示模塊。定期將處理過的數(shù)據(jù)存入雙口RAM供探傷控制電路的芯片讀取。
[0061]所述探傷控制電路，將所述信號(hào)處理與顯示電路反饋而來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并響應(yīng)外部輸入對(duì)所存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。其中，所述探傷控制電路包括單片機(jī)和ROM存儲(chǔ)器，所述數(shù)字信號(hào)模塊通過所述單片機(jī)與所述雙RAM接口和外部輸入設(shè)備交互數(shù)據(jù)?？梢岳斫鉃椋絺刂齐娐钒≧OM存儲(chǔ)器、數(shù)字信號(hào)處理芯片、USB/RS232接口和外設(shè)，為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，采用高速單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理芯片(即信號(hào)處理模塊)構(gòu)成一個(gè)主從系統(tǒng)，這樣數(shù)字信號(hào)處理芯片僅僅需要完成復(fù)雜的算法，控制采集外部數(shù)據(jù)、輸出控制信號(hào)和完成人機(jī)交互的工作交由單片機(jī)完成。使用雙口 RAM作為數(shù)字信號(hào)處理芯片與單片機(jī)之間的通訊媒體，可以快速可靠的實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳遞。單片機(jī)定期讀取由信號(hào)處理與顯示電路存入雙口 RAM的數(shù)據(jù)，再將其轉(zhuǎn)存到ROM中，可將探傷結(jié)果通過USB/RS232接口轉(zhuǎn)存到其他計(jì)算機(jī)中，便于探傷完成后進(jìn)一步分析和處理。在探傷檢測過程中，可通過鍵盤、鼠標(biāo)等外設(shè)對(duì)顯示部分實(shí)時(shí)控制和對(duì)檢測參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0062]在本實(shí)用新型可選的實(shí)施例中，所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車還包括向所述鋼軌噴淋耦合液的耦合噴淋機(jī)構(gòu)7，所述耦合噴淋機(jī)構(gòu)7包括耦合液容器71、噴嘴和增壓栗，所述控制子系統(tǒng)通過對(duì)所述增壓栗對(duì)噴淋的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。當(dāng)然這種控制可以是自動(dòng)的，也可以是響應(yīng)外部操作的。采用該耦合噴淋機(jī)構(gòu)7可以滿足為長距離探傷提供耦合液的要求。
[0063]在本實(shí)用新型進(jìn)一步可選的實(shí)施例中，所述耦合液容器71底部設(shè)有稱重傳感器710，所述稱重傳感器710檢測到所述耦合液容器中的溶液低于一定程度后進(jìn)行反饋，進(jìn)而進(jìn)行報(bào)警。需要指出的是，稱重傳感器710負(fù)責(zé)檢測反饋，進(jìn)行報(bào)警的功能可以由另設(shè)的報(bào)警組件實(shí)現(xiàn)，也可以由控制子系統(tǒng)中的顯示屏51、或操作臺(tái)50等進(jìn)行反饋，本發(fā)明不對(duì)具體的報(bào)警方式進(jìn)行限定，只要進(jìn)行了檢測反饋，就不脫離本實(shí)用新型可選方案的保護(hù)范圍。
[0064]通過對(duì)中子系統(tǒng)4、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6和耦合噴淋機(jī)構(gòu)7，保證了雙軌自動(dòng)探傷系統(tǒng)的超聲波探輪和鋼軌頂面對(duì)中的耦合良好，確保超聲波的無損傳播。
[0065]請(qǐng)參考圖3，并結(jié)合其他附圖，所述行走子系統(tǒng)2包括安裝于所述車架I的主行走輪21、輔助行走輪23、傳動(dòng)軸22和驅(qū)動(dòng)源(圖未示)，所述控制子系統(tǒng)5通過所述驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軸22旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過所述傳動(dòng)軸傳動(dòng)所述主行走輪21行走，所述主行走輪21和輔助行走輪23的輪轂采用鋁合金材質(zhì)。當(dāng)然，主行走輪21、輔助行走輪23、傳動(dòng)軸22和驅(qū)動(dòng)源均安裝于車架I。走行輪的輪轂采用鋁合金，外表面附著一層聚氨酯，具有絕緣、高承載、高動(dòng)態(tài)負(fù)荷、耐磨、低噪音和輕質(zhì)的特點(diǎn)。
[0066]請(qǐng)參考圖1，在本實(shí)用新型可選的實(shí)施例中，所述控制子系統(tǒng)5包括操作臺(tái)50、驅(qū)動(dòng)部分和反饋部分，所述反饋部分檢測所述行走子系統(tǒng)和/或?qū)χ凶酉到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述操作臺(tái)50依據(jù)所確定的程序、和/或所述反饋部分的檢測反饋、和/或響應(yīng)外部控制，通過所述驅(qū)動(dòng)部分對(duì)所述行走子系統(tǒng)2和對(duì)中子系統(tǒng)4進(jìn)行控制。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)控制，控制子系統(tǒng)5還包括顯示屏51。
[0067]進(jìn)一步來說，控制子系統(tǒng)將可編程控制器、傳感器、電源、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及操盒作連接，實(shí)現(xiàn)鋼軌探傷系統(tǒng)的走行、對(duì)中和耦合噴淋控制，并可與其它子系統(tǒng)集成如圖8。主要包括操作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)部分和反饋部分，其中:
[0068]操作臺(tái)將各個(gè)子系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立單元進(jìn)行控制，通過可編程控制器作為控制系統(tǒng)核心，來控制各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行;操作人員通過手控操作盒發(fā)出指令給可編程控制器，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話；
[0069]驅(qū)動(dòng)部分將各個(gè)子系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對(duì)于對(duì)中子系統(tǒng)，采用高精度的直線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；而對(duì)于系統(tǒng)的前后移動(dòng)，采用無刷永磁直流電機(jī)通過傳動(dòng)鏈對(duì)伸縮傳動(dòng)軸22上的鏈輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0070]反饋部分主要采用角位移編碼器、限位開關(guān)和零位開關(guān)等實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的反饋，克服步進(jìn)電機(jī)失步和機(jī)械安裝間隙等誤差，從而提高系統(tǒng)跟蹤和定位精度。
[0071]可見，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)合超聲波掃描的雙軌自動(dòng)探傷系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)地鐵鋼軌的超聲波自動(dòng)探傷和定位，特別適用于檢測鋼軌頭部橫向疲勞裂紋(核傷)、螺栓孔裂紋、腰部斜裂紋和鋼軌縱向水平裂紋等損傷。
[0072]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理自動(dòng)化，能夠連續(xù)對(duì)鋼軌進(jìn)行損傷檢測，具備一定的損傷判定功能，避免了人為因素影響;該自動(dòng)探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕、便于攜帶、操作簡便、檢測效率高，提高了軌道的檢修質(zhì)量，最大限度地減少安全隱患。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:包括車架、行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)； 所述行走子系統(tǒng)，響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制，驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)探傷車沿著地鐵雙軌的行走； 所述探傷子系統(tǒng)至少包括檢測時(shí)位于所述鋼軌兩側(cè)的用以超聲波探測的探傷輪； 所述對(duì)中子系統(tǒng)響應(yīng)所述控制子系統(tǒng)的控制對(duì)所述探傷輪的位置和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)； 所述控制子系統(tǒng)響應(yīng)外部輸入或自動(dòng)對(duì)所述行走子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)進(jìn)行控制。2.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述對(duì)中子系統(tǒng)包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以調(diào)整所述探傷輪的向左右兩側(cè)的擺動(dòng)角度； 所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括圓弧軌道、角度調(diào)整電機(jī)、連桿、滑動(dòng)件，所述連桿一端通過所述滑動(dòng)件沿所述圓弧軌道滑動(dòng);所述角度調(diào)整電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述連桿的未連接所述滑動(dòng)件的一端伸縮，進(jìn)而使得所述連桿的另一端通過滑動(dòng)件沿所述圓弧軌道滑動(dòng);所述探傷輪隨所述連桿沿所述圓弧軌道的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)角度變化。3.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述對(duì)中子系統(tǒng)包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用以沿垂直于鋼軌的方向調(diào)節(jié)所述探傷輪的水平位置;所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用以調(diào)節(jié)所述探傷輪的豎向位置。4.如權(quán)利要求3所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述豎向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括定位螺絲，所述探傷輪的豎向位置調(diào)節(jié)通過所述定位螺絲的預(yù)先調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。5.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括安裝于所述車架的導(dǎo)向輪和導(dǎo)向梨，所述導(dǎo)向輪和導(dǎo)向梨通過彈簧貼合鋼軌表面。6.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述探傷子系統(tǒng)還包括探傷模擬電路、信號(hào)處理與顯示電路，以及探傷控制電路； 所述探傷模擬電路，通過所述探傷輪的探頭實(shí)現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收，并將接收的回波進(jìn)行放大、過濾和電平轉(zhuǎn)換后傳至所述信號(hào)處理與顯示電路； 所述信號(hào)處理與顯示電路，將所述探傷模擬電路反饋而來的回波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過放大、整形后進(jìn)行算法處理，從而得到回波信號(hào)的波程、峰值及脈沖重復(fù)周期的序號(hào)，并將其顯示和反饋至所述探傷控制電路； 所述探傷控制電路，將所述信號(hào)處理與顯示電路反饋而來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并響應(yīng)外部輸入對(duì)所存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。7.如權(quán)利要求6所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述探傷模擬電路包括依次連接的超聲波發(fā)射與接收模塊、通道選擇模塊和信號(hào)調(diào)理模塊，所述超聲波發(fā)射與接收模塊連接所述探傷輪的探頭;所述信號(hào)處理與顯示電路包括依次模數(shù)采集模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊和雙RAM接口，所述信號(hào)處理模塊與一數(shù)據(jù)顯示模塊連接;所述探傷控制電路包括單片機(jī)和ROM存儲(chǔ)器，所述數(shù)字信號(hào)模塊通過所述單片機(jī)與所述雙RAM接口和外部輸入設(shè)備交互數(shù)據(jù)。8.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:還包括向所述鋼軌噴淋耦合液的耦合噴淋機(jī)構(gòu)，所述耦合噴淋機(jī)構(gòu)包括耦合液容器、噴嘴和增壓栗，所述控制子系統(tǒng)通過對(duì)所述增壓栗對(duì)噴淋的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。9.如權(quán)利要求8所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述耦合液容器底部設(shè)有稱重傳感器，所述稱重傳感器檢測到所述耦合液容器中的溶液低于一定程度后進(jìn)行反饋，進(jìn)而進(jìn)行報(bào)警。10.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述行走子系統(tǒng)包括安裝于所述車架的主行走輪、輔助行走輪、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)源，所述控制子系統(tǒng)通過所述驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過所述傳動(dòng)軸傳動(dòng)所述主行走輪行走，所述主行走輪和輔助行走輪的輪轂采用鋁合金材質(zhì)。11.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:所述控制子系統(tǒng)包括操作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)部分和反饋部分，所述反饋部分檢測所述行走子系統(tǒng)和/或?qū)χ凶酉到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述操作臺(tái)依據(jù)所確定的程序、和/或所述反饋部分的檢測反饋、和/或響應(yīng)外部控制，通過所述驅(qū)動(dòng)部分對(duì)所述行走子系統(tǒng)和對(duì)中子系統(tǒng)進(jìn)行控制。12.如權(quán)利要求1所述的地鐵雙軌鋼軌探傷車，其特征在于:還包括底板，所述車架可拆卸地安裝于所述底板上，所述行走子系統(tǒng)、探傷子系統(tǒng)、對(duì)中子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)均可拆卸地安裝于所述車架和/或底板。
【文檔編號(hào)】B61K9/08GK205524254SQ201620367239
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】杜新光, 匡俊, 郭建志, 陳強(qiáng), 馮興鵬, 王立杰, 陸淵
【申請(qǐng)人】上海市東方海事工程技術(shù)有限公司