本實用新型涉及鋼軌檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量鋼軌端面垂直度的裝置。

背景技術(shù)：

鋼軌在冷卻過程中易產(chǎn)生彎曲，鋼軌焊接接頭處是易產(chǎn)生軌面不平直的部位，垂直度作為鋼軌焊接接頭外觀質(zhì)量的重要指標(biāo)，其合格與否直接關(guān)系到列車運行平穩(wěn)性及乘坐舒適性。在鋪軌作業(yè)中，垂直度不合格的鋼軌既增加了鋼軌精調(diào)的難度又難以保證鋼軌的長期穩(wěn)定性，所以在兩段鋼軌焊接前確保焊接接口處垂直度合格對于確保整條鐵路線整體穩(wěn)定性意義重大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種測量鋼軌端面垂直度的裝置，以便更精確便捷地對鋼軌端面垂直度進行檢查。

為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型一種測量鋼軌端面垂直度的裝置，包括機座、激光位移傳感器、傳感器固定座、托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)、機柜以及控制臺；所述機柜中設(shè)置有交換機，控制臺設(shè)置有計算機、鍵盤、顯示器，所述激光位移傳感器與交換機連接，交換機與計算機通過千兆網(wǎng)連接；在機座前端，位于鋼軌正前下方45度處及位于鋼軌右側(cè)前方45度處通過傳感器固定座分別布置激光位移傳感器，在機座后端，位于鋼軌正后下方45度處及位于鋼軌右側(cè)后方45度處通過傳感器固定座分別布置激光位移傳感器，共4個激光位移傳感器；所述托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)由托輥、位于托輥下方的彈簧組件、與托輥連接的第一氣缸、以及布置在鋼軌兩側(cè)的一對導(dǎo)向滾輪組成；所述鋼軌對中及壓緊機構(gòu)由布置在鋼軌兩側(cè)的一對氣缸組成，所述一對氣缸為一個大氣缸和一個小氣缸，所述壓緊機構(gòu)由布置在鋼軌軌底兩側(cè)的擺桿以及與擺桿連接的第二氣缸組成。

在上述技術(shù)方案中，所述激光位移傳感器為Leuze激光位移傳感器。

在上述技術(shù)方案中，本裝置包括托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)，沿鋼軌設(shè)置3個托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)，其中每2個托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)的中間安裝1個鋼軌對中及壓緊機構(gòu)。

鋼軌未進入測量裝置的狀態(tài)下，托輥的滾輪處于托起狀態(tài)，保證鋼軌在輥道線上移動時不會撞到測量裝置上的各部件；鋼軌進入測量裝置的狀態(tài)下，與托輥接觸，發(fā)生振動時，由托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)中的彈簧組件限制滾輪的振幅，從而控制鋼軌在一定范圍內(nèi)振動，起到鋼軌定位作用；當(dāng)鋼軌端部處于測量位置時，托輥上的氣缸會將滾輪下壓，鋼軌落在相應(yīng)的檢測平臺基準(zhǔn)平面上，以實現(xiàn)同一檢測基準(zhǔn)；此時鋼軌與導(dǎo)向滾輪相對，導(dǎo)向滾輪通過旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)整鋼軌中心位置。當(dāng)托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)確保鋼軌在豎直方向上的基準(zhǔn)后，鋼軌對中及壓緊機構(gòu)的大氣缸前推，推動鋼軌軌底至氣缸極限位，之后小氣缸前推，使軌底處于大小氣缸之間，確保鋼軌的中心位置滿足測量要求，壓緊機構(gòu)可通過擺桿將鋼軌軌底壓在檢測基準(zhǔn)面上，保證檢測基準(zhǔn)的唯一性。

在上述技術(shù)方案中，機座主要由型材焊接而成，用于支承各個測量部件，為各測量部件提供水平基準(zhǔn)。

在上述技術(shù)方案中，從離機座平面由低至高的方向，分別安裝有托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、傳感器固定座、Leuze激光傳感器；從軌頭至軌尾方向，機座上依次安裝有托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)、機柜、托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、控制臺、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)、托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)，其中機柜和控制臺在鋼軌同側(cè)距鋼軌一定距離處。

本實用新型測量鋼軌端面垂直度的裝置，利用激光測量技術(shù)，在鋼軌靜止不動的情況下，停在某一固定位置時，采用4個固定在機座傳感器固定座上的Leuze激光位移傳感器采集鋼軌端面數(shù)據(jù)，通過測定每個點到鋼軌端面的距離，獲取鋼軌的端面水平方向和垂直方向的空間擬合直線和水平方向的空間擬合直線，通過計算這空間直線的兩個夾角，實現(xiàn)對端面垂直度的測量。

本實用新型測量裝置中，各設(shè)備及其功能為：（1）Leuze激光位移傳感器：掃描軌端面水平方向與垂直方向的點數(shù)據(jù)，擬合成空間直線，用于測定軌頭的垂直度。（2）傳感器固定座：用于將4個Leuze激光位移傳感器固定在機座上。（3）托輥以及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)：實現(xiàn)鋼軌豎直方向的統(tǒng)一基準(zhǔn)。（4）對中及壓緊機構(gòu)：實現(xiàn)鋼軌水平方向的統(tǒng)一基準(zhǔn)。（5）交換機：連接各個線激光傳感器和計算機，用于計算機接收線激光傳感器采集的數(shù)據(jù)。（6）計算機：連接交換機，用于處理檢測結(jié)果，實現(xiàn)系統(tǒng)的所有軟件功能。

該裝置的工作流程為：（1）鋼軌端部進入測量裝置；（2）Leuze激光位移傳感器通過交換機發(fā)送數(shù)據(jù)給計算機；（3）計算機計算測量結(jié)果，上傳數(shù)據(jù)，實時顯示檢測結(jié)果。

本實用新型優(yōu)點如下：

1. 鋼軌停在固定位置，通過設(shè)備兩端4個激光位移傳感器實現(xiàn)了對鋼軌的非接觸靜態(tài)測量，測量點較多，可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減小誤差。

2. 設(shè)計使用托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)，控制鋼軌在豎直方向和水平方向上的基準(zhǔn)統(tǒng)一性和穩(wěn)定性。

3.將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)，然后通過計算機軟件分析點云數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)擬合，計算出垂直度，方法高效簡潔。在上位機內(nèi)部編寫程序?qū)Σ杉降狞c云數(shù)據(jù)進行分析，可在上位機實時顯示檢測結(jié)果并記錄保存結(jié)果，若發(fā)現(xiàn)不合格鋼軌便于即時處理，避免焊接后帶來的安全隱患。

4.本實用新型裝置能夠有效地檢測鋼軌端部垂直度，大幅度提高鋼軌的利用率，降低后續(xù)使用過程中的安全隱患。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型中激光位移傳感器的布置示意圖。

圖3是本實用新型的托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的鋼軌對中及壓緊機構(gòu)示意圖。

其中：1機座，2激光位移傳感器，3托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)，4鋼軌對中及壓緊機構(gòu)，5鋼軌，3.1托棍，3.2彈簧組件，3.3導(dǎo)向滾輪，4.1大氣缸，4.2小氣缸，4.3擺桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細描述，但該實施例不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。

如圖1至4所示，本實用新型實施例提供一種測量鋼軌端面垂直度的裝置，包括機座1、激光位移傳感器2、傳感器固定座、托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)3、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)4、機柜以及控制臺；所述機柜中設(shè)置有交換機，控制臺設(shè)置有計算機、鍵盤、顯示器，所述激光位移傳感器與交換機連接，交換機與計算機通過千兆網(wǎng)連接；在機座前端，位于鋼軌正前下方45度處及位于鋼軌右側(cè)前方45度處通過傳感器固定座分別布置激光位移傳感器2，在機座后端，位于鋼軌正后下方45度處及位于鋼軌右側(cè)后方45度處通過傳感器固定座分別布置激光位移傳感器2，共4個激光位移傳感器；所述托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)3由托輥3.1、位于托輥下方的彈簧組件3.2、與托輥連接的第一氣缸、以及布置在鋼軌兩側(cè)的一對導(dǎo)向滾輪3.3組成；所述鋼軌對中及壓緊機構(gòu)4由布置在鋼軌兩側(cè)的一對氣缸組成，所述一對氣缸為一個大氣缸4.1和一個小氣缸4.2，所述壓緊機構(gòu)由布置在鋼軌軌底兩側(cè)的擺桿4.3以及與擺桿連接的第二氣缸組成。

在上述實施例中，所述激光位移傳感器為Leuze激光位移傳感器。

在上述實施例中，本裝置包括托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)、鋼軌對中及壓緊機構(gòu)，沿鋼軌設(shè)置3個托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)，其中每2個托輥及鋼軌導(dǎo)向機構(gòu)的中間安裝1個鋼軌對中及壓緊機構(gòu)。

本實施例通過激光位移傳感器對停在固定位置的鋼軌端面進行水平和垂直方向的垂直度測量，檢測結(jié)果實時顯示并同步錄入系統(tǒng)記錄中，便于及時處理。

本裝置的測量原理為，位于下方的激光位移傳感器橫向放置，與水平方向的夾角大約為45°，位于側(cè)方的激光位移傳感器豎直放置，與鋼軌端面所在平面夾角大約為45°。啟動位于機座前端和后端的傳感器，傳感器采集點云數(shù)據(jù)，將前端和后端的傳感器采集到的點云數(shù)據(jù)分為兩組分別在坐標(biāo)系中表達出來，進行直線擬合，每組擬合成兩條空間直線，并計算他們的夾角，作為鋼軌端面的垂直度。

本實施例的軟件部分主要包含以下部分：網(wǎng)口通信程序，即首先創(chuàng)建負責(zé)監(jiān)聽的IP地址以及端口號，然后建立連接并且開始接收數(shù)據(jù)，進而將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線直接傳輸?shù)缴衔粰C，減少對上位機端口的使用；數(shù)據(jù)采集程序，當(dāng)點擊啟動按鈕時，上位機將4個激光位移傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過上位機內(nèi)部編寫的算法轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的坐標(biāo)存儲在計算機內(nèi)部。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。