专利名称：钢轨廓形测试小车的制作方法
技术领域：
本 发明涉及一种用于检测铁路钢轨廓形的非接触式快速连续检测装置。属铁路部件检测技术领域。
背景技术：
列车运行过程中，车轮与钢轨由于接触摩擦，均会不断磨耗、磨损，使钢轨的廓形发生改变，进而导致轮轨关系发生改变，影响行车的安全性和平稳性。准确检测出钢轨的廓形可为钢轨磨耗评估、维修与更换、研究轮轨关系提供依据。目前铁路钢轨廓形检测手段主要有接触式断面测量、PSD (位置敏感器件)半导体激光器检测法和基于CCD(电荷耦合器件)检测技术等几种。接触式断面测量包括针式磨耗检测仪和滚轮接触式测磨仪，其中针式磨耗检测仪是利用两个卡尺分别检测钢轨头部垂直和侧面的廓形来评判磨耗；滚轮接触式测磨仪是利用平行四边形原理，在平行四边形的一个角附近设置一个滚动小轮，小轮沿轨头周边滚动，在平行四边形的对角附近设一画笔，小轮沿轨头周边滚动的过程中，画笔即在纸上连续地划出钢轨轨头轮廓线。PSD半导体激光器检测法是运用一维PSD检测出光点的一维位置坐标，根据光学三角测量方法的原理，配以伺服驱动扫描装置，在微处理器的控制下，实现钢轨廓形轨迹的自动检测。PSD的输出信号由A/D、数据采集、微处理器(测量仪) 等软硬件实施，配以PP40绘图智能打印机，输出钢轨剖面磨耗的轨迹(参见《南昌航空工业学院学报》2000年6月第14卷第2期“一维PSD位置敏感光电器件的应用研究”)。基于 CCD检测技术，参见《中国铁道科学》2006年1月第27卷第1期“光电式钢轨磨损实时检测系统”，是利用CCD器件结合面激光器的使用，光源发射系统产生的强度均勻的窄光带投射在轨道上进行扫描，被安装在与投射光成一定角度位置的接收系统(CCD摄像机)采集投射到钢轨上的反射光，并将其转换成对应的电信号，再经图像采集卡，把模拟电信号转换成相应的数字信号，发送给由一台微机(中央处理器)、黑白图像采集卡、图像处理显示器、存储器和图像打印设备等组成的图像处理系统，图像处理系统根据目标的形状特点及对图像处理的要求，确定对图像处理的方案并进行处理，形成具有影响边界的钢轨轮廓，同时将钢轨轮廓数字化，识别出轨形并与标准轨比较计算得出钢轨的磨损数值。这几种检测方法均属于静态测量，缺点是只能用于抽点测量，检测范围小，不能连续自动化全程在线测量钢轨廓形，工作量大、效率低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种能在现场准确、连续、快速测量出钢轨廓形的测试小车。实现本发明目的的钢轨廓形测试小车由框架式车架、安装在车架底部的轨道行走轮、安装在车架上的电源、与电源连接的交换器、测量仪和对称安装在车架两侧的三维激光位移传感器所组成，其中，三维激光位移传感器与交换器电连接，交换器与测量仪电连接。工作时将轨道行走轮放在待测钢轨上，手推小车即可使测试小车在钢轨上运动。随着小车的运动，安装在小车车架两侧的三维激光传感器发射激光线，扫描钢轨的轨腰及轨头部分以捕获钢轨的廓形数据信息。捕获的钢轨廓形数据信息传递到交换器，交换器将数据信息传递到测量仪，经测量仪内设的专用数据信息处理软件处理，即可得到钢轨的磨损量值和钢轨的廓形。所测得的钢轨的磨损量值和钢轨的廓形可显示在测量仪的显示屏上。从而完成钢轨廓形的在线连续测量。 可在车架底部设置一可拆放式辅助轨道行走轮，测试时放下可拆放辅助轨道行走轮到另一边钢轨上，使小车在两平行钢轨上平稳运行。还可在车架底部设置一可在地面上行走的地面行走轮，这样做的好处是在测试完后方便小车在地面行走，减轻搬运强度。可在所述的车架底部设置一可在钢轨上滚动的编码器，编码器的信号输出端接交换器。在测试时编码器的滚动发出的信号传递给交换器，好处是可记录测试小车在钢轨上滚动的距离，从而可以方便地得出钢轨上任一断面的廓形情况。本发明的优点是结构简单，应用方便，且技术成熟靠。可以在现场快速准确连续地测试出钢轨的空间廓形。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意2是图1的俯视3是图1的左视4是本发明的电原理框图
具体实施例方式参见图1 4，本钢轨廓形测试小车由框架式车架4、安装在车架4底部的两个轨道行走轮9、安装在车架上的电源5、与电源5连接的交换器13、测量仪1和对称安装在车架两侧的三维激光位移传感器3所组成，其中，三维激光位移传感器3与交换器13电连接，交换器13与测量仪1电连接。图中7为可拆放式辅助轨道行走轮，安装在可拆放臂12上，用铰链15将可拆放臂12铰接在轨道行走轮9的轮轴上完成拆放。测量时放下可拆放臂12将辅助轨道行走轮7放到另一边钢轨上，和轨道行走轮9 一起使小车在两股钢轨14上行走， 可以让小车运行更加稳固。图中2为小车的手推扶手，6为编码器，8为地面行走轮。测量仪1可选用带有图像处理系统的微处理器，或者装有专用数据采集处理软件的笔记本电脑担任。编码器6可选用型号为DFS60E-BECK01000的德国SICK编码器；三维激光位移传感器3可选用型号为D50的美国MTS位移传感器；交换器13可选用SMC Networks SMCGS5 ； 电源5可选用爱玛可充电蓄电池。各电器零部件之间的电连接关系系公知技术，故未给出具体的电路图。还可给在车架上安装一个使小车勻速运动的驱动机构，构成一个全自动的钢轨廓形在线连续测试小车。
权利要求
1.钢轨廓形测试小车，其特征是所述的钢轨廓形测试小车由框架式车架、安装在车架底部的轨道行走轮、安装在车架上的电源、与电源连接的交换器、测量仪和对称安装在车架两侧的三维激光位移传感器所组成，其中，三维激光位移传感器与交换器电连接，交换器与测量仪电连接。
2.如权利要求1所述的钢轨廓形测试小车，其特征是所述的车架底部设有一可拆放式辅助轨道行走轮。
3.如权利要求1所述的钢轨廓形测试小车，其特征是所述的车架底部设有一可在地面上行走的地面行走轮。
4.如权利要求1所述的钢轨廓形测试小车，其特征是所述的车架底部设有一可在钢轨上滚动的与交换器电连接的编码器。
全文摘要
钢轨廓形测试小车，属铁路部件检测技术领域。由框架式车架、安装在车架底部的轨道行走轮、安装在车架上的电源、与电源连接的交换器、测量仪和对称安装在车架两侧的三维激光位移传感器所组成，其中，三维激光位移传感器与交换器电连接，交换器与测量仪电连接。优点是结构简单，应用方便，可以在现场快速准确连续地测试出钢轨的空间廓形。
文档编号B61K9/08GK102310869SQ201110145628
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者刘哲, 徐浩, 汤碧红, 王平, 肖杰灵, 郭利康, 陈嵘 申请人:刘哲, 徐浩, 汤碧红, 王平, 肖杰灵, 郭利康, 陈嵘