一种铁路道岔尖轨不足位移检测装置及方法与流程

本发明属于道岔尖轨检测技术领域，特别涉及一种铁路道岔尖轨不足位移检测装置及方法。

背景技术：

道岔是一种使列车从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。道岔数量多、构造复杂、养护维修投入大，是决定列车运行速度的关键点之一。

列车直向过岔时，在轮对一侧的车轮轮缘紧贴直股尖轨，另一侧车轮轮缘能顺利通过而不撞击曲尖轨的非工作边，此时曲尖轨在其最突出处的轮缘槽最小，即为最小轮缘槽。道岔转换状态异常，最小轮缘槽距离过小，极易导致挤岔事故，造成道岔设备的损坏并威胁行车安全。

道岔最小轮缘槽在基本轨和尖轨之间，空间狭小，过车振动剧烈，现有监测设备无法在这一位置稳定安装并有效运行。我国目前对于道岔最小轮缘槽距离的检查是由人工在天窗时期进行，无有效的实时监测手段，在列车运行较为密集时存在一定的安全隐患。

因此，道岔转换系统迫切需要可对尖轨不足位移在线监测、诊断的装置及方法。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明公开了一种铁路道岔尖轨不足位移检测装置，包括基座板，所述基座板通过顶铁螺栓安装在基本轨的顶铁上，所述基座板上设置距离检测单元，距离检测单元朝向尖轨检测最小轮缘槽宽度，所述距离检测单元的外侧设有减振防护结构。

优选的，所述距离检测单元包括超声波传感器。

优选的，所述减振防护结构为减振护套。

优选的，所述基座板包括顶板、螺栓垫片、背板和底板，所述螺栓垫片与顶板下表面连接，螺栓垫片与顶铁螺栓相对应；

所述顶板的一侧与顶铁轮廓相贴合，所述顶板的一端下表面连接所述背板，所述背板的下端连接所述底板；

所述背板上设有定位基座，所述定位基座与螺栓垫片连接，所述定位基座的中部设有基座插槽，定位基座上设置若干基座螺纹孔。

优选的，所述顶板的下表面设置导向键，所述顶板和底板均开设有卡槽，所述顶板靠近背板的一端设置上定位螺栓孔。

优选的，所述底板上开设有排水孔。

优选的，所述顶板的两端为三角形结构，所述顶板与螺栓垫片之间形成三角形加强结构。

优选的，所述定位基座上设置安装板，所述安装板包括安装面板，所述安装面板的中部开设有检测口，所述检测口与距离检测单元的探头相对应，所述安装面板上设有定位螺栓孔和安装螺栓孔，所述定位螺栓孔与基座螺纹孔相对应。

优选的，所述安装板的背面连接定位键，所述定位键与基座插槽相对应。

优选的，所述减振护套为弹性结构。

优选的，所述减振护套包括护套主体，以及开设在护套主体上的检测孔，所述检测孔与距离检测单元的探头相对应，在所述护套主体的检测孔一侧设有护套螺栓孔，所述护套螺栓孔与安装螺栓孔相对应。

优选的，所述基座板上可拆卸连接有防护罩，所述防护罩包括斜面外壳，所述斜面外壳的中部设有检测窗；

所述斜面外壳的一端上部开设有安装槽，所述斜面外壳的另一端的上下两部均设有安装键，所述斜面外壳上部的安装键与所述顶板下表面的开槽相对应，所述斜面外壳下部的安装键与所述底板上的开槽相对应；

所述斜面外壳靠近安装键的一端设置下定位螺栓孔，所述下定位螺栓孔与所述上定位螺栓孔相对应。

一种铁路道岔尖轨不足位移检测方法，包括：

在顶铁上安装距离检测单元；

通过距离检测单元检测最小轮缘槽宽度；

对所述最小轮缘槽宽度进行判断；

在所述最小轮缘槽宽度小于阈值时，通过轨道电路发出告警信息。

本发明的有益效果在于：

1、检测装置借用道岔最小轮缘槽处顶铁的安装位置布设距离检测单元，通过接收尖轨反射的方法进行距离监测，在不改变顶铁结构的前提下完成安装，实现对最小轮缘槽位置尖轨的有效定位和检测；

2、本发明的定位基座分别与背板及一侧螺栓垫片连接，可加强基座板结构强度；

3、本发明的安装板通过定位键插入基座插槽，可在部分螺钉失效的情况下仍能固定距离检测单元；

4、本发明安装方便，且便于后期的拆卸和更换。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的结构；

图2示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的基座板的结构示意图；

图3示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的安装板的结构示意图；

图4示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的减振护套的结构示意图；

图5示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的防护罩的结构示意图；

图6示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测装置的实施示意图；

图7示出了本发明的一种道岔尖轨不足位移检测方法的流程图；

图中：1、超声波传感器；2、基座板；3、安装板；4、减振护套；5、防护罩；6、顶铁；7、顶铁螺栓；8、螺栓垫片；9、顶板；10、背板；11、底板；12、垫片螺栓孔；13、定位基座；14、基座插槽；15、基座螺纹孔；16、导向键；17、卡槽；18、上定位螺栓孔；19、排水孔；20、安装面板；21、检测口；22、定位螺栓孔；23、安装螺栓孔；24、定位键；25、护套主体；26、检测孔；27、护套螺栓孔；28、斜面外壳；29、检测窗；30、安装槽；31、安装键；32、下定位螺栓孔；33、不足位移检测装置；34、基本轨；35、尖轨。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1示出了一种道岔尖轨35不足位移检测装置33的结构示意图，一种道岔尖轨35不足位移检测装置33包括：超声波传感器1、基座板2、安装板3、减振护套4、防护罩5。需要说明的是，超声波传感器1仅作为一种示例性说明，距离检测工作还可通过其他距离检测装置完成，例如激光距离检测装置。基座板2借用顶铁6的安装位置，由顶铁螺栓7固定，与顶铁6轮廓贴合。超声波传感器1外部设置减振护套4，通过减振护套4对超声波传感器1进行减振保护，有效保证超声波传感器1的稳定工作，而超声波传感器1和减振护套4则通过螺丝与安装板3固定。安装板3内侧固定超声波传感器1和减振护套4，外侧插入基座板2，并通过螺丝将基座板2与安装板3固定。防护罩5通过卡槽17与基座板2连接，并通过螺栓固定。检测系统主要利用轨腰空间，与基本轨34、尖轨35均无直接接触。

图2示出了本发明的基座板2的结构示意图，基座板2由不锈钢制成，需要说明的是，基座板2还可以通过其他高强度材料制备，不锈钢材料仅作为基座板2的一种示例性说明。基座板2的主要结构包括：螺栓垫片8、顶板9、背板10、底板11、垫片螺栓孔12、定位基座13、基座插槽14、基座螺纹孔15、导向键16、卡槽17、上定位螺栓孔18、排水孔19。

顶板9水平设置，顶板9右侧靠近顶铁6的位置设有与顶铁6相配合的豁口，豁口使顶板9的右侧能配合顶铁6轮廓贴靠在顶铁6侧面，豁口的宽度大于顶铁6最左侧两组顶铁螺栓7的间距；顶板9的左右两端均形成三角形结构，三角形结构的斜面朝外，右侧的三角形结构的一直角边贴靠在顶铁6表面，左侧的三角型结构的最左端连接上定位螺栓孔18；顶板9的下表面连接两组螺栓垫片8，两组螺栓垫片8均垂直与顶板9，两组螺栓垫片8的上端连接在豁口边缘位置，使两组螺栓垫片8贴靠在顶铁6表面，两组螺栓垫片8与顶铁6上的顶铁螺栓7安装位置对应，其中一组螺栓垫片8位于豁口的最右端，另一组螺栓垫片8位于豁口的最左端。螺栓垫片8的中心位置设置垫片螺栓孔12，垫片螺栓孔12的孔径为螺栓垫片8的1/2。螺栓垫片8方形结构，右侧的螺栓垫片8的左边设置一三角加强结构，左侧的螺栓垫片8的右侧设置一三角加强结构；三角加强结构为一直角三角板，直角三角板分别连接顶板9和螺栓垫片8，直角三角板同时垂直于螺栓垫片8和顶板9；直角三角板连接在螺栓垫片8上的直角边宽度为螺栓垫片8宽度的1/4，直角三角板连接在顶板9上的直角边宽度与顶板9宽度相同。

顶板9的左部连接背板10，背板10垂直于顶板9，背板10的下端连接底板11，底板11垂直于背板10，背板10的右侧向外延伸并与左侧的螺栓垫片8连接，形成左侧无阻挡的槽体，槽体的上部均下部均设有卡槽17，即在顶板9的左侧以及底板11的左侧均开设有卡槽17，顶板9下表面设有一组导向键16，导向键16与卡槽17的长度相等，导向键16的右端与顶板9下表面左侧的直角三角板连接，通过直角三角板对导向键16进行支撑。

所述背板10的正面设有定位基座13，定位基座13的右侧与螺栓垫片8连接，定位基座13的上部与顶板9之间形成间隙，定位基座13的下部与底板11之间形成间隙，定位基座13的左侧与背板10的左侧边缘之间的距离为1/4。定位基座13的中部设有一高度为定位基座13高度1/2的开槽，开槽将定位基座13分为上部基座和下部基座的上下两个部分，上部基座和下部基座的厚度相等，均为定位基座13的1/4；其中上部基座的中部设有开口向下的定位口，下部基座的中部设有开口向上的定位口，定位口宽度为定位基座13的1/3，定位口的深度为定位基座13的1/8；在上部基座和下部基座的定位口两侧均设置基座螺纹孔15，基座螺纹孔15垂直与定位基座13开设。

底板11的右侧底部设有排水孔19，排水孔19位于底板11和背板10的连接处，排水孔19的长度为底板11长度的1/4。

螺栓垫片8置于顶铁6与顶铁螺栓7之间，由穿过垫片螺栓孔12的顶铁螺栓7压紧完成固定。顶板9连接两侧螺栓垫片8和背板10，并设置导向键16、卡槽17和上定位螺栓孔18；顶板9两侧设置成三角形，可在保证结构强度的前提下减轻重量。背板10设置定位基座13，定位基座13与一侧螺栓垫片8连接，可消除大部分过车振动；中部设置基座插槽14，两端设置基座螺纹孔15。底板11除设置卡槽17外，还设置排水孔19，可避免雨雪天气积水。

图3示出了本发明的安装板3的结构示意图，安装板3由不锈钢制成，需要说明的是，安装板3还可以通过其他高强度材料制备，不锈钢材料仅作为安装板3的一种示例性说明，安装板3主要结构包括：安装面板20、检测口21、定位螺栓孔22、安装螺栓孔23、定位键24。超声波传感器1固定于安装面板20后部，安装面板20通过安装螺栓孔23与定位基座13进行固定连接，保护超声波传感器1的接头部分免受飞溅异物冲击；检测探头伸出检测口21需要说明的是，检测口21的数量并不唯一，在实际生产制造过程中，根据传感器的探头情况进行设置，在本发明中，对本发明中对检测口21的数量和形状上的改造，应均属于本发明的保护范围。安装板3通过定位键24插入基座插槽14，并通过定位螺栓孔22与基座螺纹孔15配合，由螺栓固定。可防止安装板3因过车振动产生位移。

示例性的，安装板3为方形结构，并在安装板3的拐角均设有定位螺栓孔22，定位螺栓孔22与定位基座13的基座螺纹孔15相对应，需要说明的是，定位螺栓孔22根据定位基座13上的基座螺纹孔15设置，其数量并不限定，本实施例仅以定位基座13上设置四组基座螺纹孔15为例进行说明，此时安装板3上也设置四组定位螺栓孔22。安装板3贴靠在定位基座13的一侧设置定位键24，定位键24与定位基座13上的基座插槽14相对应，通过定位键24和基座插槽14的对应，即可方便将安装板3安装在定位基座13上，定位键24的形状和数量均不限定，在本实施例中，以安装板3靠近定位基座13一侧设置两组定位键24进行说明，且在本实施例中，为方便将定位键24插入基座插槽14中，在定位键24的下端设置导向结构，导向结构可以为倾斜切面或者弧形斜面结构，倾斜切面或者弧形斜面朝外设置，以此方便将定位键24插入到基座插槽14中。

图4示出了本发明的减振护套4的结构示意图，减振护套4由橡胶制成，需要说明的是，减振护套4还可以通过其他弹性材料制备，橡胶材料仅作为减振护套4的一种示例性说明，减振护套4主要结构包括：护套主体25、检测孔26、护套螺栓孔27。减振护套4由护套主体25包裹于超声波传感器1外部，减振护套4对超声波传感器1的包裹效果并不限定，但是通过提高减振护套4对超声波传感器1的包裹效果，能有效提高对超声波传感器1的减振处理效果，并且减振护套4与超声波传感器1的连接方式也并不限定，将减振护套4与超声波传感器1一体化连接能够有效提高减振护套4与超声波传感器1连接的稳定性，而采用嵌套方式进行减振护套4与超声波传感器1进行连接，可方便对超声波传感器1进行拆卸和安装工作，以此可方便后期对超声波传感器1或者减振护套4进行拆卸更换工作；检测探头伸出检测孔26，检测孔26的结构并不限定，检测孔26的结构主要满足于超声波传感器1探头的检测需要，检测孔26的数量也可以为多个；护套螺栓孔27与安装螺栓孔23配合，使减振护套4固定于安装面板20后定位键24之间，可吸收因过车产生的部分振动，护套螺栓孔27用于方便螺丝穿过安装螺栓孔23与超声波传感器1进行连接，因而护套螺栓孔27的结构并不限定，护套螺栓孔27可以为多个相邻的螺栓孔结构，亦可以将多个相邻螺栓孔结构连通，形成腰孔结构。

示例性的，减振护套4为方形结构，减振护套4的高度等于定位基座13的上部基座和下部基座之间的距离，减振护套4能卡入上部基座和下部基座之间，减振护套4靠近安装板3的一侧设有方形检测孔26，检测孔26的左侧设置两组与安装板3上的安装螺栓孔23相对应的护套螺栓孔27，超声波传感器1嵌套式安装在减振护套4内侧；减振护套4的左侧为开口结构，超声波传感器1通过减振护套4左侧的开口放入到减振护套4内部。

图5示出了本发明的防护罩5的结构示意图，防护罩5由工程塑料制成，需要说明的是，防护罩5还可以通过其他耐腐蚀材料制备，工程塑料由于成本低廉，可塑性好，寿命长作为减振护套4的一种示例性说明。防护罩5主要结构包括：斜面外壳28、检测窗29、安装槽30、安装键31、下定位螺栓孔32。斜面外壳28增加了防护罩5的等效厚度，提升其防护能力；上部斜面可减小雨雪在测试系统顶部的堆积，斜面外壳28的上部斜面结构并不限定，可采用平面斜面或者弧面斜面；下部斜面可避免防护罩5在密贴状态下与尖轨35或心轨发生干涉，同样的，斜面外壳28的下部斜面结构并不限定，可采用平面斜面或者弧面斜面。检测窗29与超声波传感器1检测探头存在一定距离，使超声波传感器1的检测盲区内置于防护罩5以内，方便使用；检测窗29采用倾斜设计，减小了检测系统在雨雪天的进水概率。安装槽30、安装键31分别插入基座板2的导向键16、卡槽17；下定位螺栓孔32与基座板2的上定位螺栓孔18通过螺栓连接，可使连接稳固，拆装方便。

示例性的，斜面外壳28的上部斜面和下部斜面均为平面斜面，上部斜面水平向下倾斜，形成45°倾斜斜面，下部斜面水平向上倾斜，形成45°倾斜西面。在上部斜面和下部斜面之间设有微斜面，微斜面的中部开设检测窗29，微斜面与垂直方向形成5～10°的夹角，以此避免雨雪进入检测窗29。检测窗29设置为方形检测窗，上部斜面的上部边缘以及下部斜面的下部边缘均向后延伸形成水平的延伸部，上部斜面的延伸部的上表面连接有水平的安装键31，下部斜面的延伸部的下表面连接有水平的安装键31，上下的两组安装键31位于同一垂直平面上，斜面外壳28的安装键31分别与顶板9和底板11的卡槽17相对应。斜面外壳28的左侧为一垂直的侧边框，侧边框上设有一开口，侧边框的开口与减振护套4左侧的开口相对应，以方便将超声波传感器1的接线接出。斜面外壳28的右侧为一方形垂直平面，方形垂直平面的左侧连接至上部斜面和微斜面，方形垂直平面的上部边缘向后延伸形成延伸部，方形垂直平面的延伸部上表面连接一安装槽30，安装槽30与顶板9下表面的导向键16相对应。在斜面外壳28的左侧上部设置一组下定位螺栓孔32，下定位螺栓孔32与上定位螺栓孔18相对应。

图6示出了本发明的实施示意图，将两组螺栓垫片8贴靠在顶铁螺栓7的安装位置上，通过安装顶铁螺栓7将螺栓垫片8安装在顶铁螺栓7侧面；将超声波传感器1通过减振护套4侧面的开口放入到减振护套4内，通过减振护套4连通超声波传感器1放入到定位基座13中；通过安装板3背面的定位键24与定位基座13的基座插槽14的对应，将安装板3安装在定位基座13上，在安装板3的定位螺栓孔22上安装螺栓，将安装板3与定位基座13牢固连接，在安装螺栓孔23内安装螺栓，螺栓穿过护套螺栓孔27与超声波传感器1连接，以此将超声波传感器1与安装板3固定。通过导向键16与安装槽30的配合，以及安装键31与卡槽17的配合，使防护罩5由左向右卡放到安装板3外侧，之后在上定位螺栓孔18和下定位螺栓孔32上安装螺栓，将防护罩5与顶板9连接。

图7示出了一种道岔尖轨35不足位移检测方法的流程图，包括：

在顶铁6上安装距离检测单元；

通过距离检测单元检测最小轮缘槽宽度；

对所述最小轮缘槽宽度进行判断；

在所述最小轮缘槽宽度小于阈值时，通过轨道电路发出告警信息。

示例性，道岔转换过程中，不足位移检测装置33向尖轨35发射超声波信号，通过接收尖轨35轨腰表面反射回超声波信号转换的电流信号分析出距离，计算后转化为最小轮缘槽数值，通过数据线回传至控制单元。尖轨35与基本轨34密贴状态下，若不足位移检测装置33检测、计算到最小轮缘槽数值小于阈值65mm，则控制单元向轨道电路发出告警信息，提示列车制动并通知工作人员及时检修道岔。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。