测量装置及车钩自由角的测量方法与流程

本发明涉及电力机车的试验装置及试验方法技术领域，尤其涉及一种测量装置及车钩自由角的测量方法。

背景技术：

对于电力机车，特别是永磁直驱式电力机车而言，对车钩的自由角的测量已成为电力机车的设计和生产制造过程中必不可少的试验调试手段。现有技术中对车钩自由角的测量通常包含以下几种方法：其中之一，是采用位移传感器，如图1所示，通过对am、bo的距离计算，得到车钩自由角。然而，这种现有方法需要两套位移传感器，测量成本较高。其中另一，是在车钩上固定指南针，通过计算车钩在两侧极限位时角度的差值，得到车钩自由角。然而，这种现有方法无法保证测量精度。其中再一，是采用数显角度尺，测量车钩在两侧极限位时钩体侧立面和钩尾框前端面的角度差值，得到车钩自由角。然而，这种现有方法的测量效率较低。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种对车钩自由角的测量精度和测量效率较高且成本较低的测量装置。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采用上述测量装置的车钩自由角的测量方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种测量装置，用以测量钩缓装置的车钩的自由角；其中，所述测量装置包含支架、托梁、第一记录板以及第二记录板；所述支架用以承载所述钩缓装置的缓冲器；所述托梁相间隔地设置于所述支架一侧，并用以承载所述车钩；所述第一记录板设置于所述支架与所述托梁之间；所述第二记录板设置于所述托梁的一侧；其中，所述钩缓装置承载于所述支架和所述托梁时，所述第一记录板位于所述钩缓装置的钩尾销下方，所述第二记录板位于所述钩缓装置的任一位置的下方。

根据本发明的其中一个实施方式，所述测量装置还包含两块限位板；所述两块限位板分别可拆装地固定于所述支架，所述两块限位板间隔布置，用以在所述缓冲器承载于所述支架时，分别对所述缓冲器的两侧限位。

根据本发明的其中一个实施方式，所述限位板与所述支架的其中之一设置有安装孔，所述限位板与所述支架的其中另一设置有长孔，所述限位板与所述支架通过连接于所述安装孔和所述长孔的连接件可拆装且可调节地连接。

根据本发明的其中一个实施方式，所述限位板包含连接板部以及限位板部；所述连接板部可拆装地固定于所述支架；所述限位板部连接于所述连接板部的朝向另一块所述限位板的一端，并沿竖直方向延伸。

根据本发明的其中一个实施方式，所述限位板还包含加强筋；所述加强筋连接于所述连接板部与所述限位板部之间。

根据本发明的其中一个实施方式，所述托梁包含连接梁部以及承托梁部；所述连接梁部与所述支架相对固定；所述承托梁部设置于所述连接梁部上，用以承载所述车钩。

根据本发明的其中一个实施方式，所述限位板还包含多块垫板；所述多块垫板选择性地且可拆装地垫设于所述连接梁部与所述承托梁部之间，用以调节所述托梁的高度。

根据本发明的其中一个实施方式，所述钩缓装置承载于所述支架和所述托梁时，所述第二记录板位于所述车钩的钩舌的下方。

根据本发明的另一个方面，提供一种车钩自由角的测量方法；其中，所述车钩自由角的测量方法包含以下步骤：

将钩缓装置承载于权利要求1～8任一项所述的测量装置的所述支架和所述托梁上；

在所述第二记录板上，标记与所述车钩摆动至两侧极限位置分别相对应的两个第二参考点；

根据所述两个第二参考点测量所述车钩摆动至两侧极限位置时的侧向位移量；

根据所述侧向位移量和已知的所述钩尾销中心与所述车钩的距离计算所述车钩的自由角。

根据本发明的又一个方面，提供一种车钩自由角的测量方法；其中，所述车钩自由角的测量方法包含以下步骤：

将钩缓装置承载于本发明提出的并在上述实施方式中所述的测量装置的所述支架和所述托梁上；

在所述第一记录板上，标记与所述钩尾销中心相对应的第一参考点，并标记第一参考连线；

测量所述第一参考点与所述第一参考连线的第一距离；

在所述第二记录板上，标记与所述车钩摆动至两侧极限位置分别相对应的两个第二参考点，并标记第二参考连线；

测量所述两个第二参考点与所述第二参考连线的距离的平均值，记为第二距离；

将所述第一参考连线与所述第二参考连线之间的距离记为第三距离；

根据所述两个第二参考点测量所述车钩摆动至两侧极限位置时的侧向位移量；

根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述侧向位移量计算所述车钩的自由角。由上述技术方案可知，本发明提出的测量装置及车钩自由角的测量方法的优点和积极效果在于：

本发明提出的测量装置，通过支架承载钩缓装置的缓冲器，并通过与支架相间隔的托梁承载钩缓装置的车钩。在此基础上，本发明利用第一记录板和第二记录板测量钩缓装置的车钩的特定位置至钩尾销中心位置的距离，并利用第二记录板记录测量车钩摆至两侧极限位时的侧向位移量，从而根据该距离和侧向位移量计算车钩的自由角。相比于现有测量方案，本发明具有更加简单的结构，测量成本较低，且测量精度和测量效率较高。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是一种现有测量方法的工艺示意图；

图2是另一种现有测量方法的工艺示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种测量装置的结构示意图；

图4是图3示出的测量装置承载钩缓装置时的结构示意图；

图5是图3示出的测量装置的一部分的放大图；

图6是图3示出的测量装置的另一部分的放大图；

图7是图6示出的垫板的结构示意图；

图8至图10分别是根据一示例性实施方式示出的一种车钩自由角的测量方法的工艺示意图。

附图标记说明如下：

100.钩缓装置；

110.缓冲器；

120.车钩；

121.钩舌；

130.钩尾销；

210.支架；

220.托梁；

221.连接梁部；

222.承托梁部；

223.垫板；

2231.避让槽；

230.第一记录板；

231.第一定位块；

240.第二记录板；

241.第二定位块；

250.限位板；

251.长孔；

252.螺栓；

253.连接板部；

254.限位板部；

255.加强筋。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

参阅图3，其代表性地示出了本发明提出的结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的测量装置是以应用于测量钩缓装置的车钩，特别是带有推顶式复原机构钩缓装置的车钩的自由角为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的钩缓装置的车钩的自由角测量或其他测量工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的测量装置的原理的范围内。

如图3所示，在本实施方式中，本发明提出的测量装置能够用于测量钩缓装置100的车钩120的自由角。其中，该测量装置包含支架210、托梁220、第一记录板230以及第二记录板240。配合参阅图4至图7，图4中代表性地示出了测量装置承载钩缓装置100时的结构示意图；图5中代表性地示出了测量装置的一部分的放大图；图6中代表性地示出了测量装置的另一部分的放大图；图7中代表性地示出了垫板223的结构示意图。以下将结合上述附图，对本发明提出的测量装置的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图3至图7所示，在本实施方式中，支架210用以承载钩缓装置100的缓冲器110。托梁220相间隔地设置于支架210一侧，托梁220用以承载车钩120。第一记录板230设置于支架210与托梁220之间。第二记录板240设置于托梁220的一侧。在此基础上，钩缓装置100承载于支架210和托梁220时，第一记录板230位于钩缓装置100的钩尾销130下方，第二记录板240位于车钩120的任一位置的下方。据此，本发明提出的测量装置能够通过支架210承载钩缓装置100的缓冲器110，并通过与支架210相间隔的托梁220承载钩缓装置100的车钩120。在此基础上，本发明提出的测量装置能够利用第一记录板230和第二记录板240测量钩缓装置100的车钩120的特定位置至钩尾销130中心位置的距离，并利用第二记录板240记录测量车钩120摆至两侧极限位时的侧向位移量，从而根据该距离和侧向位移量计算车钩120的自由角。相比于现有测量方案，本发明具有更加简单的结构，测量成本较低，且测量精度和测量效率较高。

可选地，如图3至图5所示，在本实施方式中，本发明提出的测量装置还可以包含两块限位板250。具体而言，这两块限位板250分别可拆装地固定于支架210，两块限位板250间隔布置。据此，在钩缓装置100的缓冲器110承载于支架210时，两块限位板250分别对缓冲器110的两侧限位。通过上述设计，本发明能够利用两块限位板250定位缓冲器110，使得钩缓装置100的车钩120在测量摆动过程中，不会产生晃动位移而影响测量结果，进一步优化本发明的测量精确度和可靠度。

进一步地，如图5所示，基于测量装置包含两块限位板250的设计，在本实施方式中，对于每一块限位板250而言，限位板250上可以开设长孔251，且支架210的用于设置限位板250的位置上可以开设安装孔，安装孔与长孔251相对应，以供例如螺栓252的连接件穿设于长孔251与安装孔，从而实现将限位板250可调节地且可拆装地固定于支架210。通过上述设计，由于在使用天车等吊装设备将钩缓装置100放置到测量装置时的放置位置存在不确定性，因此通过上述限位板250的可调节和可拆装的设计，能够在吊装放置后，根据钩缓装置100的缓冲器110在支架210上的位置进行调整，确保限位板250与缓冲器110完全贴靠，并通过连接件与支架210紧固。

需说明的是，在其他实施方式中，安装孔与长孔251的设置位置亦可互换，即，限位板250上可以开设安装孔，且支架210用于设置限位板250的位置上可以开设长孔251。或者，亦可采用多个贯序间隔排列的安装孔替代本实施方式中的长孔251，均不以本实施方式为限。

进一步地，如图5所示，基于测量装置包含两块限位板250的设计，在本实施方式中，对于每一块限位板250而言，限位板250可以包含连接板部253以及限位板部254。具体而言，连接板部253可拆装地固定于支架210。限位板部254连接于连接板部253的朝向另一块限位板250的一端，并沿竖直方向延伸。据此，钩缓装置100的缓冲器110放置于支架210时，缓冲器110的两侧分别是由两块限位板250的各自的限位板部254限位。

进一步地，如图5所示，基于限位板250包含连接板部253以及限位板部254的设计，同时基于限位板250上开设有长孔251或者安装孔的设计，在本实施方式中，长孔251或者安装孔时开设在限位板250的连接板部253上。

进一步地，图5所示，基于限位板250包含连接板部253以及限位板部254的设计，在本实施方式中，对于每一块限位板250而言，限位板250还可以包含加强筋255。具体而言，加强筋255连接于限位板250的连接板部253与限位板部254之间。通过上述设计，能够加强限位板250的结构强度，从而进一步优化支架210和限位板250对钩缓装置100的缓冲器110的定位效果，进一步提升测量装置的测量精确度和可靠度。

可选地，如图6所示，在本实施方式中，托梁220可以包含连接梁部221以及承托梁部222。具体而言，连接梁部221与支架210相对固定，即，连接梁部221相间隔地相对固定于支架210一侧。承托梁部222设置于连接梁部221上，用以承载钩缓装置100的车钩120。

进一步地，如图6和图7所示，基于托梁220包含连接梁部221以及承托梁部222的设计，在本实施方式中，托梁220还可以包含多块垫板223。具体而言，多块垫板223选择性地且可拆装地垫设于连接梁部221与承托梁部222之间，用以调节托梁220的高度。通过上述设计，本发明能够通过托梁220对垫板223数量的选择，调节托梁220承托车钩120的高度，从而保证钩缓装置100处于水平位置，进一步提升测量装置的测量精确度和可靠度。

进一步地，如图6和图7所示，基于托梁220包含垫板223的设计，在本实施方式中，连接梁部221与承托梁部222可以通过连接于两者的连接件(例如穿设于两者的螺栓)相连接，在此基础上，垫板对应于连接件的位置上可以开设有避让槽2231，从而便于垫板223由连接梁部221与承托梁部222的一侧安装，进一步提升对托梁220的承托高度调节的便利性。

可选地，如图3和图4所示，在本实施方式中，第二记录板240可以设置于托梁220的远离支架210的一侧。

进一步地，如图3和图4所示，在本实施方式中，基于第二记录板240设置于托梁220的远离支架210的一侧的设计，在本实施方式中，钩缓装置100承载于支架210和托梁220时，第二记录板240可以位于车钩120的钩舌121的下方。在其他实施方式中，通过调整第二记录板240的位置，亦可使第二记录板240在钩缓装置100承载于支架210和托梁220时，位于车钩120的任一位置的下方，并不以本实施方式为限。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的测量装置仅仅是能够采用本发明原理的许多种测量装置中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的测量装置的任何细节或测量装置的任何部件。

参阅图8至图10，三者分别示出了本发明提出的一种车钩自由角的测量方法的工艺示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的车钩自由角的测量方法是以应用于测量钩缓装置的车钩，特别是带有推顶式复原机构的钩缓装置100的车钩120的自由角为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的钩缓装置的车钩的自由角测量或其他测量工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的车钩自由角的测量方法的原理的范围内。

如图8至图10所示，在本实施方式中，本发明提出的车钩自由角的测量方法包含以下步骤：

将钩缓装置100承载于本发明提出的并在上述实施方式中的测量装置的支架210和托梁220上；

在第一记录板230上，标记与钩尾销130中心相对应的第一参考点，并标记第一参考连线；

测量第一参考点与第一参考连线的第一距离；

在第二记录板240上，标记与车钩120摆动至两侧极限位置分别相对应的两个第二参考点，并标记第二参考连线；

测量两个第二参考点与第二参考连线的距离的平均值，记为第二距离；

将第一参考连线与第二参考连线之间的距离记为第三距离；

根据两个第二参考点测量车钩120摆动至两侧极限位置时的侧向位移量；

根据第一距离、第二距离、第三距离和侧向位移量计算车钩的自由角。

具体而言，对于“利用第一记录板230标记第一参考点、第一参考连线，并据此测量第一距离”的步骤而言，如图8所示，可以在位于钩尾销130下方的第一记录板230上标记钩尾销130中心所对应的位置，记为o点，该o点即为上述的第一参考点。并且，测量o点与第一记录板230上定义的一参考连线ef的第一距离(例如垂直距离)og，该连线ef即为上述的第一参考连线。

可选地，如图8所示，在本实施方式中，在第一记录板230上标记对应于钩尾销130中心的o点的标记方法可以包含：在第一记录板230的对应于钩尾销130下方位置处标记a、b、c、d四个点，分别连接ac和bd，形成的ac连线与bd连线的交点o即为第一记录板230上的于钩尾销130中心相对应的第一参考点。

可选地，如图8所示，在本实施方式中，在第一记录板230上定义第一参考连线ef的标记方法可以包含：在第一记录板230上设置间隔布置的两个第一定位块231，这两个第一定位块231即分别代表e点和f点，两者之间的连线即为上述的第一参考连线ef。在此基础上，由o点起始向第一参考连线ef作垂线，该垂线与第一参考连线ef的交点定义为g点，即得到上述的第一距离og。

具体而言，对于“在第二记录板240上标记两个第二参考点，并据此测量车钩120摆动至两侧极限位置时的侧向位移量”的步骤而言，如图9所示，可以将第二记录板240设置在车钩120的钩舌121下方。在此基础上，可以标记车钩120摆动到两侧极限位时某一特定位置(p点)的侧向位移量。其中，车钩120摆动至一侧极限位时，在第二记录板240上标记p点所在位置p1，即一个第二参考点，车钩120摆动至另一侧极限位时，标记p点所在位置p2，即另一个第二参考点。据此，测量出上述两个第二参考点之间的距离，即为上述的侧向位移量p1p2。

具体而言，对于“在第二记录板240上标记第二参考连线，并测量第二距离”的步骤而言，如图9所示，测量第二距离的方法可以包含：在第二记录板240上设置间隔布置的两个第二定位块241，这两个第二端口即分别代表m点和n点，两者之间的连线定义上述的第二参考连线mn。在此基础上，p1、p2两个第二参考点距离第二记录板240上的第二参考连线mn的距离分别为p1q1、p2q2，据此，取p1q1和p2q2的平均值，能够得到第二记录板240上的第二距离。因此，p点至钩尾销130中心距离l即上述的第一距离、第二距离与第三距离的和，该第三距离为第一参考连线与第二参考连线的距离，其中，由于第一参考连线与第二参考连线分别是由本发明提出的测量装置的第一记录板230和第二记录板240的相关结构定义，因此两个参考连线的距离能够确定。

具体而言，对于“根据第一距离、第二距离、第三距离和侧向位移量计算车钩120的自由角”的步骤而言，如图10所示，可以采用自由角计算公式计算得出车钩自由角。

其中，在计算车钩自由角时，如果上述标记的特定位置p点与钩尾销130中心的距离l为已知，则车钩自由角的计算公式为：

因此，当车钩120的特定位置p点与钩尾销130中心的距离l为已知时，本发明提出的车钩自由角的测量方法可以包含以下步骤：

将钩缓装置100承载于本发明提出的并在上述实施方式中的测量装置的支架210和托梁220上；

在第二记录板240上，标记与车钩120摆动至两侧极限位置分别相对应的两个第二参考点；

根据两个第二参考点测量车钩120摆动至两侧极限位置时的侧向位移量；

根据侧向位移量和已知的钩尾销130中心与所述车钩120的距离计算车钩自由角。

或者，在计算车钩自由角时，如果上述标记的特定位置p点与钩尾销130中心的距离l为未知，则车钩自由角计算公式为：

其中，上述两个计算公式中的“600”是以本实施方式中，第一记录板230的第一定位块231与第二记录板240的第二定位块241之间的距离为600mm为例进行定义，即第一参考连线ef与第二参考连线mn的距离为600mm。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的车钩自由角的测量方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种测量方法中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的车钩自由角的测量方法的任何细节或任何步骤。

综上所述，本发明提出的测量装置及车钩自由角的测量方法，通过支架承载钩缓装置的缓冲器，并通过与支架相间隔的托梁承载车钩。在此基础上，本发明利用第一记录板和第二记录板测量钩缓装置的车钩的特定位置至钩尾销中心位置的距离，并利用第二记录板记录测量车钩摆至两侧极限位时的侧向位移量，从而根据该距离和侧向位移量计算车钩的自由角。相比于现有测量方案，本发明可以采用在测量装置上作标记的方式测量车钩在两侧极限位的侧向位移，测量工具只需要纸、笔、尺，不需要位移传感器等昂贵的测量器件，测量成本较低，并且能够保证足够的精度，操作简单，适合批量测量车钩自由角。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的测量装置及车钩自由角的测量方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的测量装置及车钩自由角的测量方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。