专利名称：手持式激光轮缘测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量装置，特别涉及一种手持式激光轮缘测量仪。
背景技术：
铁路是我国交通运输的主命脉，是我国交通运输发展的重要方向。随着铁路运输的安 全性、舒适性越来越被重视。火车轮缘具有不规则的形态，它的几何状态参数对列车的安 全运行十分重要，影响到列车运行的速度与平稳度。传统的检测手段较为复杂，同时都是 机械式读数，通常是用带有游标的机械式测量尺，使用复杂，精度不高。中国专 利CN88202326, 中国专利CN2146700， 中国专利CN2442907的技术均为机械式测量，人 工读数，误差大，并只能测量轮缘厚度和磨损深度。这种尺子操作复杂，测量误差受人为 因素影响比较大，同时不能实现检测数据的数字化管理。
随着我国铁路事业的发展，列车运行速度越来越快，火车轮缘状态参数的精确快速检 修和数字化管理已经提到议事日程。为了保证铁路运输安全，快速、高精度、便携式的轮 缘检测仪器的需求变得越来越迫切。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有的技术存在的缺陷，提供一种可以连续快速测量，实现 轮缘高度、宽度、轮辋厚度多参数测量数字化，精度高，简单实用，操作简便的手持式激 光轮缘测量仪。
为达到上述目的，本实用新型提供的手持式激光轮缘测量仪，包括壳体，所述壳体表 面安装有键盘，内腔安装有一微处理器，所述壳体内设有支架，所述支架上安装有测量装 置，所述测量装置包括激光反射式传感器、定位板、定位柱和扫描驱动装置，定位板和定 位柱相互正交放置，用于定位被检测的轮缘，扫描驱动装置的运动方向与被检测的轮缘平 行，所述激光反射式传感器、扫描驱动装置和键盘分别与所述微处理器相互连接。
本实用新型手持式激光轮缘测量仪，其中所述扫描驱动装置包括电机、扫描导轨、丝 杠和与所述丝杠配合的第二滑块，所述电机和扫描导轨安装在所述支架上，所述激光反射 式传感器安装在所述第二滑块上。
本实用新型手持式激光轮缘测量仪，其中所述微处理器设有与外接PC机连接的RS232禾口/或USB接口。
本实用新型手持式激光轮缘测量仪，其中所述壳体表面安装有与所述微处理器相连的 液晶显示器，内腔安装有电池，所述支架上安装有强力磁铁。
为达到上述目的，本实用新型提供的另一种手持式激光轮缘测量仪，包括壳体，所述 壳体表面安装有键盘，内腔安装有一微处理器，所述壳体内设有支架，所述支架上安装有 测量装置，所述测量装置包括被检测轮缘的定位装置、激光反射式传感器和扫描驱动装置， 所述扫描驱动装置的运动方向与被检测的轮缘平行，所述激光反射式传感器、扫描驱动装 置和键盘分别与所述微处理器相互连接。
本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪，其中所述定位装置包括定位导轨、与所述 定位导轨配合的第一滑块和弹簧，所述定位导轨安装在所述支架上，所述弹簧的两端分别 与所述第一滑块和所述支架相抵，所述第一滑块上安装有定位板，所述定位板的上端安装 有定位柱，所述定位导轨的下端安装有定位挡块，所述定位板和定位柱相互正交放置，与 所述定位挡块一起用于被检测轮缘的定位。
本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪，其中所述扫描驱动装置包括电机、扫描导 轨、丝杠和与所述丝杠配合的第二滑块，所述电机和扫描导轨安装在所述支架上，所述激 光反射式传感器安装在所述第二滑块上。
本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪，其中所述微处理器设有与外接PC机连接 的RS232和/或USB接口。
本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪，其中所述壳体表面安装有与所述微处理器 相连的液晶显示器，内腔安装有电池，所述支架上安装有强力磁铁。
本实用新型手持式激光轮缘测量仪采用现代传感器技术、单片机处理系统和简洁稳定 的机械结构开发了便携式的轮缘自动检测仪。可方便精确的对等几何状态参数进行连续快 速测量，实现了轮缘高度、宽度、轮辋厚度等参数测量的数字化。该系统还有与计算机通 讯的功能，把数据传输到计算机，便于数据管理。其优点主要是
1、 自动检测，无需人工读数、记录，减少人为误差。
2、 全数字化显示出测量结果，无需人工再次换算。
3、 能够快速， 一次性测量多个参数。
4、 通过RS232接口与计算机通信，能够将所测量的数据传输到计算机生成报表，实 现信息化、数字化科学管理。
55、 解放人力，要能大大减少工人的劳动强度。
6、 仪器简单实用，操作简便，适合工人使用。
下面结合实施例参照附图进行详细说明，以求对本实用新型的目的、特征和优点得到 更深入的理解。
图1是本实用新型手持式激光轮缘测量仪的外形图； 图2是本实用新型手持式激光轮缘测量仪的结构示意图； 图3是本实用新型手持式激光轮缘测量仪中测量装置的结构示意图； 图4是本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪中测量装置的结构示意图。
具体实施方式
鉴于火车轮缘的形状的不规则性，本实用新型手持式激光轮缘测量仪选用火车轮对的 内侧和轮缘顶部作为基准，分别用定位板和定位柱定位，并采用电机通过扫描导轨带动位 移传感器扫描轮缘轮廓。
参见图1，本实用新型手持式激光轮缘测量仪，壳体1表面安装有键盘7和液晶显示 器8，参见图2，内腔安装有电池9和一微处理器4。壳体1内设有支架3，支架3上安装 有测量装置5和强力磁铁6。强力磁铁6用于在使用时将仪器与被检测轮缘相互固定。参 见图3，测量装置5包括激光反射式传感器50、定位板51 、定位柱52和扫描驱动装置53。 定位板51和定位柱52相互正交放置，用于定位被检测的轮缘。扫描驱动装置53的运动方 向与被检测的轮缘平行。扫描驱动装置53包括电机500、扫描导轨502、丝杠501和与丝 杠501配合的第二滑块503，电机500和扫描导轨502安装在支架3上，激光反射式传感 器50安装在第二滑块503上。
激光反射式传感器50、扫描驱动装置53、键盘7和液晶显示器8分别与微处理器4 相互连接。微处理器4设有外接PC机的RS232和/或USB接口。
本实用新型手持式激光轮缘测量仪的这个实施例，用于测量轮缘高度、宽度，不测量 轮辋厚度的方案，即把电机500、丝杠501、带动传感器50的扫描导轨502等直接固定在 定位板51上。
参见图4，在本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪中，测量装置5'包括定位装置 54、激光反射式传感器50'和扫描驱动装置53'。定位装置54包括定位导轨506、与定位导轨506配合的第一滑块507和弹簧508。定 位导轨506安装在支架3'上，弹簧508的两端分别与第一滑块507和支架3'相抵，第 一滑块507上安装有定位板5V，定位板51'的上端安装有定位柱52'，定位导轨506的 下端安装有定位挡块509。定位板51'和定位柱52'相互正交放置，与定位挡块509—起 用于被检测轮缘的定位。
扫描驱动装置53'的运动方向与被检测的轮缘平行。扫描驱动装置53'包括电机50CT 、 扫描导轨502'、丝杠501'和与丝杠501'配合的第二滑块503'，电机500'和扫描导轨 502'安装在支架3'上，激光反射式传感器50'安装在第二滑块503'上。
本实用新型另一种手持式激光轮缘测量仪的实施例，用于测量轮缘高度、宽度、轮辋 厚度和轮子直径的方案，即把电机500'、丝杠501'、带动传感器50'的扫描导轨502' 固定在定位导轨506上，定位导轨506通过第一滑块504再与定位板51'连接。使用时定 位板51'固定在轮缘上，同时定位挡块509在弹簧508的作用下顶住轮辋内侧，这样即可 测量轮缘厚度。
下面以实施例说明本实用新型手持式激光轮缘测量仪的测量方法。
手持式轮缘测量仪以激光反射式传感器为测量传感器，当传感器在电机丝杠的带动下 沿精密丝杠运动时，激光传感器模沿直线方向扫描轮缘形状。在使用时，以火车轮对的内 侧和轮缘顶部作为基准，先把仪器放置好，强力磁铁6 (或6')会使仪器与被检测轮缘相 互固定。打开电源，开始测量，这时电机500 (或500')通过丝杠501 (或50V)和扫描 导轨502 (或502')带动激光传感器50 (或50')运动到轮缘顶部内侧最左侧起始位置， 然后电机500 (或500')带动传感器50 (或50')向右运动扫描测量轮缘轮廓，同时记录 整个轮缘数据。扫描完毕后，通过微处理器4即可换算得出整个轮缘轮廓曲线，进而可以 求得轮缘宽度、轮缘高度、轮子半径、轮辋厚度、70mm磨损量和磨损面积等参数，并通 过计算即可得出轮廓图形。它不仅可以测量在线运行列车测量论对的磨损，还可以在生产 线上对轮对的尺寸进行合格分选，生成检测报告、表格，以筛选不合格轮对。其技术指标 为
1. 70mm处的磨量0-10mm，精度0.1mm;
2. 轮缘厚度20—40mm,精度0.1mm;
3. 轮缘高度20—40mm，精度0.1mm;4. 轮辋厚度50-80mm,精度0.2mm;
5. 车轮直径，精度0.5mm;
6. 轮缘轮廓扫描行程总长，145mm;
7. 显示分辨率，0.01mm;
8. 存储数组容量，2000组；
9. 可充电电池供电，可连续工作时间8小时。
本实用新型手持式轮缘测量仪的微处理器通过外接PC机的RS232和/或USB接口 能把测量的数据上传，生成数据库，利用先进的后处理软件对火车轮缘进行数字化管理。
以上所述的实施例，仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新 型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员 对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确 定的保护范围内。
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权利要求1、一种手持式激光轮缘测量仪，包括壳体(1)，所述壳体(1)表面安装有键盘(7)，内腔安装有一微处理器(4)，其特征在于所述壳体(1)内设有支架(3)，所述支架(3)上安装有测量装置(5)，所述测量装置(5)包括激光反射式传感器(50)、定位板(51)、定位柱(52)和扫描驱动装置(53)，定位板(51)和定位柱(52)相互正交放置，扫描驱动装置(53)的运动方向与被检测的轮缘平行，所述激光反射式传感器(50)、扫描驱动装置(53)和键盘(7)分别与所述微处理器(4)相互连接。
2、 根据权利要求1所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述扫描驱动装置(53)包括电机(500)、扫描导轨(502)、丝杠(501)和与所述丝杠(501)配合的第二滑块(503)，所述电机(500)和扫描导轨(502)安装在所述支架(3)上，所述激光反射式传感器(50)安装在所述第二滑块(503)上。
3、 根据权利要求1或2所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述微处理器(4)设有与外接PC机连接的RS232和/或USB接口。
4、 根据权利要求3所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述壳体(1)表面安装有与所述微处理器(4)相连的液晶显示器(8)，内腔安装有电池(9)，所述支架(3)上安装有强力磁铁(6)。
5、 另一种手持式激光轮缘测量仪，包括壳体(1)，所述壳体(1)表面安装有键盘(7)，内腔安装有一微处理器(4),其特征在于所述壳体(1)内设有支架(3'),所述支架(3')上安装有测量装置(5')，所述测量装置(5')包括被检测轮缘的定位装置(54)、激光反射式传感器(50')和扫描驱动装置(53'),扫描驱动装置(53')的运动方向与被检测的轮缘平行，所述激光反射式传感器(50')、扫描驱动装置(53')和键盘(7)分别与所述微处理器(4)相互电连接。
6、 根据权利要求5所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述定位装置(54)包括定位导轨、与所述定位导轨(506)配合的第一滑块(507)和弹簧(508)，所述定位导轨(506)安装在所述支架(3')上，所述弹簧(508)的两端分别与所述第一滑块(507)和所述支架(3')相抵，所述第一滑块(504)上安装有定位板(51O，所述定位板(51')的上端安装有定位柱(52')，所述定位导轨(506)的下端安装有定位挡块(509)，所述定位板(51')和定位柱(52')相互正交放置，与所述定位挡块(509) —起用于被检测轮缘的定位。
7、 根据权利要求5或6所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述扫描驱动装置(53')包括电机(50CT )、扫描导轨(502')、丝杠(501')和与所述丝杠(501')配合的第二滑块(503')，所述电机(500')和扫描导轨(502')安装在所述支架(3')上，所述激光反射式传感器(50')安装在所述第二滑块(503')上。
8、 根据权利要求7所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述微处理器(4)设有与外接PC机连接的RS232和/或USB接口。
9、 根据权利要求8所述的手持式激光轮缘测量仪，其特征在于其中所述壳体(1)表面安装有与所述微处理器(4)相连的液晶显示器(8)，内腔安装有电池(9)，所述支架(3')上安装有强力磁铁(6')。
专利摘要本实用新型提供的手持式激光轮缘测量仪，壳体表面安装有键盘和液晶显示器，内腔安装有电池和微处理器，壳体内的支架上安装有测量装置和用于与被检测轮缘固定的强力磁铁。测量装置包括激光反射式传感器、定位板、定位柱和扫描驱动装置，扫描驱动装置包括电机、扫描导轨、丝杠和滑块，激光反射式传感器、扫描驱动装置、键盘和液晶显示器分别与微处理器相互连接。本实用新型还提供了另一种手持式激光轮缘测量仪。本实用新型手持式激光轮缘测量仪的优点是由于采用现代传感器技术、单片机处理系统和简洁稳定的机械结构，可以连续快速测量，实现轮缘高度、宽度、轮辋厚度多参数测量数字化，精度高，简单实用，可与计算机通讯，便于数据管理。
文档编号G01B11/00GK201285281SQ20082012380
公开日2009年8月5日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者丽 王, 韩丙虎 申请人:韩丙虎