專利名稱：一種用于測量鋼軌橫縱斷面輪廓的自動激光非接觸測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鐵道工程測量領(lǐng)域，涉及ー種鋼軌橫斷面與縱斷面輪廓面的測量裝置。
背景技術(shù)：
鋼軌橫斷面與縱斷面的檢測對于軌道工程來說非常重要，它在優(yōu)化輪軌接觸、檢測鋼軌磨損、保證行車安全等方面起著關(guān)鍵的作用。在鋼軌截面的磨耗和變形發(fā)生的早期階段，進(jìn)行鋼軌橫斷面檢測有助于制定合理的鉄路維護(hù)策略，以避免緊急狀況發(fā)生，使有限的人力和儀器設(shè)備資源得到更好的利用，有效節(jié)約軌道維護(hù)成本。而鋼軌縱斷面更是保證行車平順性與安全性的重要指標(biāo)，鋼軌軌面縱向不平順容易引起列車顛簸，加劇輪軌之間的沖擊力，甚至有引發(fā)脫軌的危險。目前，國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對鋼軌橫斷面和縱斷面的檢測方式進(jìn)行了研究，并成功研制了各種測量裝置，根據(jù)檢測方式的不同，測量裝置可以分為接觸式和非接觸式。其中，接觸式測量裝置的測量精度較高，但操作復(fù)雜，測量效率低，只適合靜態(tài)測量。非接觸式測量裝置適合動態(tài)測量，但精度低。但是目前為止，還沒有一種便攜裝置能夠同時測量鋼軌橫斷面與縱斷面，基于此，開發(fā)一種簡單、便攜、高精度、操作靈活、可以同時測量橫斷面和縱斷面的鋼軌檢測裝置就很有必要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種用于測量鋼軌橫縱斷面輪廓的自動激光非接觸測量裝置，既可以用于測量鋼軌橫斷面輪廓，又可以測量縱斷面輪廓；降低設(shè)備的生產(chǎn) 制造成本，攜帯方便。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案ー種自動激光非接觸測量裝置，包括支架、導(dǎo)軌和圓弧刻度盤，所述的導(dǎo)軌兩端分別固定干支架上，所述的導(dǎo)軌上架設(shè)有直線電機(jī)驅(qū)動器，所述的直線電機(jī)驅(qū)動器上固定有圓弧刻度盤。所述的支架為一體結(jié)構(gòu)，包括固定于鋼軌的部分以及外伸部分。所述的固定于鋼軌的部分為矩形框架式對稱結(jié)構(gòu)，通過固定裝置固定于待測鋼軌。所述的固定裝置包括底板和固定螺栓，支架固定于鋼軌的部分的上部通過固定螺栓固定于待測鋼軌的軌頂中心，固定于鋼軌的部分下部通過位于鋼軌底部的底板固定于待測鋼軌軌底。所述的支架的外伸部分為兩段懸臂梁，導(dǎo)軌的兩端固定于外伸部分。所述的直線電機(jī)驅(qū)動器架設(shè)在導(dǎo)軌上，可以沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)行和靜止在規(guī)定的位置，并利用導(dǎo)軌記錄其在導(dǎo)軌上的位置坐標(biāo)值。[0012]所述的圓弧刻度盤隨直線電機(jī)驅(qū)動器運(yùn)動或靜止。所述的圓弧刻度盤上設(shè)有刻度槽，刻度槽為半圓形， 指示范圍為0° 180°。所述的圓弧刻度盤的刻度槽上設(shè)有ニ維激光位移傳感器。在本測量裝置不工作時，激光位移傳感器可以拆卸下來。在使用本測量裝置時，可以根據(jù)所要測量的鋼軌部位，移動ニ維激光位移傳感器至刻度槽上對應(yīng)的角度位置并固定。所述的支架固定于鋼軌的部分的上方通過金屬絲固定栓固定有一與導(dǎo)軌相平行的細(xì)金屬絲。金屬絲固定栓的位置在前后支架頂面以下2cm處，其橫向位置只需要使得金屬絲在激光傳感器的照射范圍即可，該金屬絲可拆卸。本實用新型具有以下有益效果本實用新型提供的用于測量鋼軌橫縱斷面輪廓的自動激光非接觸測量裝置，比鋼軌輪廓測量中接觸式測量裝置的測量精度更高，又能克服其操作復(fù)雜、測量效率低、只適合靜態(tài)測量的缺點，既有非接觸式測量裝置的動態(tài)測量功能，又提高了其精度，大大降低了設(shè)備的制造成本，便于攜帶，安裝過程也簡單，并且能同時進(jìn)行鋼軌的橫斷面與縱斷面輪廓的測量。由于采用了上述方案，本實用新型的優(yōu)點是①便攜式；安裝簡單。②精度高大大降低了制造成本。④可同時測量鋼軌橫斷面與縱斷面；⑤開發(fā)和生產(chǎn)制造的周期短。

圖1是本實用新型實施例中自動激光非接觸測量裝置的三維示意圖。圖2是本實用新型實施例中自動激光非接觸測量裝置的主視圖。圖3是本實用新型實施例中自動激光非接觸測量裝置的左視圖。圖4是本實用新型實施例中自動激光非接觸測量裝置的俯視圖。附圖標(biāo)注I支架，11固定于鋼軌的部分，12外伸部分，2直線電機(jī)驅(qū)動器，3 ニ維激光位移傳感器，4圓弧刻度盤，401刻度槽，5 導(dǎo)軌，6金屬絲,60金屬絲固定栓，9 鋼軌，101底板，102固定螺栓。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示實施例對本實用新型作進(jìn)ー步的說明。實施例1如圖1-圖4所示，ー種自動激光非接觸測量裝置，包括支架1、導(dǎo)軌5和圓弧刻度盤4，導(dǎo)軌5兩端分別固定干支架I上，導(dǎo)軌5上架設(shè)有直線電機(jī)驅(qū)動器2，直線電機(jī)驅(qū)動器2上固定有圓弧刻度盤4。支架I為一體結(jié)構(gòu)，包括固定于鋼軌的部分11以及外伸部分12。[0036]固定于鋼軌的部分11為矩形框架式對稱結(jié)構(gòu)，通過固定裝置10固定于待測鋼軌9。固定裝置10包括底板101和固定螺栓102，支架I固定于鋼軌的部分11的上部通過固定螺栓102固定于待測鋼軌9的軌頂中心，固定于鋼軌的部分11的下部通過位于鋼軌底部的底板101固定于待測鋼軌9軌底。支架I的外伸部分12為兩段懸臂梁，導(dǎo)軌5的兩端固定于外伸部分12。圓弧刻度盤4上設(shè)有刻度槽401，為半圓形，指示范圍為0° 180°。圓弧刻度盤4的刻度槽401相應(yīng)的角度位置上固定有ニ維激光位移傳感器3。ニ維激光位移傳感器3在本測量裝置不工作時，可以拆卸下來。在使用本測量裝置時，可以根據(jù)所要測量的鋼軌部位，固定在圓弧刻度盤4上的刻度槽401上相應(yīng)的角度位置。圓弧刻度盤4隨直線電機(jī)驅(qū)動器2運(yùn)動或靜止。直線電機(jī)驅(qū)動器2架設(shè)在導(dǎo)軌5上，可以沿導(dǎo)軌5勻速運(yùn)行或靜止在規(guī)定的位置，并利用導(dǎo)軌記錄其在導(dǎo)軌上的位置坐標(biāo)值。支架I的斜上方通過金屬絲固定栓60，固定有一與導(dǎo)軌5相平行的細(xì)金屬絲6。即鋼軌工作邊的上方傳感器可以照射到的任一角度位置，該金屬絲可拆卸。圖1為本實用新型的一種用于測量鋼軌橫縱斷面輪廓的自動激光非接觸測量裝置的實例結(jié)構(gòu)。如圖所示，包括支架1，底板101，固定螺栓102，金屬絲固定栓60，直線電機(jī)驅(qū)動器2,導(dǎo)軌5,圓弧刻度盤4, ニ維激光位移傳感器3。使用時用底板101與固定螺栓102將支架兩端固定于鋼軌上,導(dǎo)軌5位于鋼軌非工作邊ー側(cè)。圓弧刻度盤4的刻度槽401用于安裝激光位移傳感器。ニ維激光位移傳感器3可安裝于圓弧刻度盤4的任意角度上，以測量任意位置的鋼軌斷面。可以安裝一臺激光位移傳感器3，通過轉(zhuǎn)換角度來測量鋼軌全斷面，也可以同時安裝兩臺激光位移傳感器3，同時測量鋼軌斷面。`導(dǎo)軌5與支架I固定，直線電機(jī)驅(qū)動器2安裝于導(dǎo)軌5上，直線電機(jī)2靜止不動吋，可以測量鋼軌的橫斷面輪廓；直線電機(jī)2沿導(dǎo)軌5勻速運(yùn)動時，可以同時測量鋼軌的橫斷面與縱斷面輪廓。直線電機(jī)2沿導(dǎo)軌5勻速運(yùn)動時，導(dǎo)軌可記錄其隨時間的坐標(biāo)值，以用于測量鋼軌縱斷面輪廓時確定鋼軌表面坐標(biāo)。直線電機(jī)驅(qū)動器2在導(dǎo)軌5上運(yùn)行測量鋼軌縱斷面輪廓時，為克服由于導(dǎo)軌5的撓度而造成的鋼軌縱斷面數(shù)據(jù)發(fā)生沉浮式偏移，導(dǎo)軌5采用剛度系數(shù)較大的材料制作，如對精度要求不高的鋼軌縱斷面測量可直接使用上述方案。如對精度要求較高，那么可以在支架I兩端的金屬絲固定栓60上固定一條水平細(xì)金屬絲6，可以在測量前進(jìn)行標(biāo)定，測量撓度對金屬絲的影響，以便在鋼軌縱斷面數(shù)據(jù)上進(jìn)行修正，也可以在測量時使用水平金屬絲，用以直接修正導(dǎo)軌5的撓度對鋼軌縱斷面數(shù)據(jù)的影響。本實用新型一種用于測量鋼軌橫縱斷面輪廓的自動激光非接觸測量裝置，既有鋼軌斷面輪廓測量中接觸式測量裝置的測量精度高的優(yōu)點，又能克服其操作復(fù)雜、測量效率低、只適合靜態(tài)測量的缺點，既有非接觸式測量裝置的動態(tài)測量功能，又由于ニ維激光傳感器與導(dǎo)軌的引入提高了其精度，大大降低了設(shè)備的制造成本，便于攜帶，安裝過程也簡單，并且能同時進(jìn)行鋼軌的橫斷面與縱斷面輪廓的測量。[0049]上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的掲示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自動激光非接觸測量裝置，其特征在于包括支架(I)、導(dǎo)軌(5)和圓弧刻度盤(4)，所述的導(dǎo)軌(5)兩端分別固定于支架(I)上，所述的導(dǎo)軌(5)上架設(shè)有直線電機(jī)驅(qū)動器(2)，所述的直線電機(jī)驅(qū)動器(2)上固定有圓弧刻度盤(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的支架(I)為一體結(jié)構(gòu)，包括固定于鋼軌的部分(11)以及外伸部分(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的固定于鋼軌的部分(11)為矩形框架式對稱結(jié)構(gòu)，通過固定裝置(10)固定待測鋼軌(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的固定裝置(10)包括底板(101)和固定螺栓(102)，支架(I)固定于鋼軌的部分(11)的上部通過固定螺栓(102)固定于待測鋼軌(9)的軌頂中心，固定于鋼軌的部分(11)的下部通過位于鋼軌底部的底板(101)固定于待測鋼軌(9)的軌底。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的支架(I)的外伸部分(12)為兩段懸臂梁，導(dǎo)軌(5)的兩端固定于外伸部分(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的圓弧刻度盤(4)隨直線電機(jī)驅(qū)動器(2)運(yùn)動或靜止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的圓弧刻度盤(4)上設(shè)有刻度槽(401)，刻度槽(401)為半圓形，指示范圍為0° 180。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的圓弧刻度盤(4)的刻度槽(401)上設(shè)有二維激光位移傳感器(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動激光非接觸測量裝置，其特征在于所述的支架(I)固定于鋼軌的部分(11)的上方通過金屬絲固定栓(60)固定有一與導(dǎo)軌(5)相平行的細(xì)金屬絲(6)。金屬絲固定栓(60)的位置在前后支架頂面以下2cm處，其橫向位置使得金屬絲(6)在激光傳感器的照射范圍內(nèi)。
專利摘要本實用新型屬于鐵道工程測量領(lǐng)域，涉及一種鋼軌橫斷面與縱斷面輪廓面的測量裝置。該自動激光非接觸測量裝置，包括支架(1)、導(dǎo)軌(5)和圓弧刻度盤(4)，所述的導(dǎo)軌(5)兩端分別固定于支架(1)上，所述的導(dǎo)軌(5)上架設(shè)有直線電機(jī)驅(qū)動器(2)，所述的直線電機(jī)驅(qū)動器(2)上固定有圓弧刻度盤(4)。本裝置大大降低了制造成本，安裝過程也變得簡單，并且攜帶方便。相比接觸式鋼軌斷面測量儀來說精度極大提高，測量速度也得到提高，并且可以同時測量鋼軌橫斷面與縱斷面，實現(xiàn)了測量儀器的通用性。
文檔編號G01B11/24GK202885785SQ20122049143
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者周宇, 王少鋒, 許玉德, 李海鋒, 王天一, 毛曉君 申請人:同濟(jì)大學(xué)