一种钢轨变形监测装置

1.本实用新型属于轨道监测设备技术领域，特别涉及一种钢轨变形监测装置。


背景技术：

2.钢轨是铺设在铁路线路上用于为列车提供承载和路线的轨道，钢轨是铁路轨道的主要组成部件，它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。
3.钢轨变形是指钢轨在使用过程中，产生裂纹、弯曲、拱起或沉降等影响和限制钢轨使用性能的变形损伤，钢轨变形会影响列车的行驶安全，所以必须定期对钢轨进行变形监测和修复。
4.目前，现有的钢轨变形监测装置是在钢轨上架设可移动的扫描仪器，对钢轨表面进行扫描，从而监测钢轨的变形程度，但是这种方法只能进行单根钢轨的表面变形监测，无法监测两根钢轨的相对形变。


技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种钢轨变形监测装置，可以同时对两根钢轨的表面和整体变形进行同步监测，监测结果快速准确。
6.本实用新型的技术方案是：一种钢轨变形监测装置，包括：
7.两个监测卡座，分别滑动卡接在两根待测钢轨上，用于监测钢轨的表面变形，每个监测卡座上表面沿钢轨方向平行设有两个铰接座；
8.四个刚性杆，每个所述铰接座与一个所述刚性杆下端铰接；
9.激光发射器，四个所述刚性杆的远端分别与所述激光发射器的侧面铰接；
10.驱动机构，设置在所述监测卡座前方的钢轨上，与所述监测卡座通过多根钢索连接，用于拉动监测卡座在钢轨上移动；
11.激光接收器，固定设置在所述驱动机构上，且与所述激光发射器水平对应。
12.进一步地，所述监测卡座包括：
13.凹型座，内侧面设有多个向内部延伸的柱槽；
14.多个压力传感器，每个所述柱槽内底部设有一个所述压力传感器；
15.多个压缩弹簧，每个所述柱槽内部设有一个所述压缩弹簧，且每个压缩弹簧均与所述压力传感器连接；
16.多个钢珠，每个所述压缩弹簧外端连接有一个所述钢珠，且钢珠一半位于所述柱槽内，另一半伸出柱槽。
17.进一步地，所述驱动机构包括：
18.钢梁，横跨设置在两根钢轨上；
19.两个滚轮，分别设置在所述钢梁下方两侧，且两个滚轮分别与对应钢轨卡接；
20.两个同步驱动电机，分别设置在所述钢梁内部，且每个同步驱动电机通过驱动杆
与一个滚轮连接。
21.进一步地，所述钢梁前侧还设有清扫机构，所述清扫机构包括：
22.两个第一锥齿轮，分别固定设置在两个所述驱动杆上；
23.两个第二锥齿轮，竖直设置在所述钢梁内部，且分别与所述第一锥齿轮啮合；
24.两个转轮，分别设置在所述钢梁前侧面，且每个转轮通过连接杆与所述第二锥齿轮对应连接，转轮边缘设有清扫刷毛。
25.进一步地，所述激光接收器通过多个支撑杆固定设置在所述钢梁上。
26.进一步地，所述支撑杆上还设有控制操作屏。
27.进一步地，所述激光接收器上设有太阳能供电装置。
28.本实用新型的工作原理：
29.设备架设步骤：将两个监测卡座的凹型座卡接在两根钢轨上，将驱动机构放置在监测卡座前方的钢轨上，并用钢索与监测卡座连接，在控制操作屏上设置前进速度等相应参数，同步驱动电机同步驱动滚轮在钢轨上转动，拉动监测卡座同步在两根钢轨上移动，清扫机构将钢轨上可能存在的杂物清扫掉，避免影响监测；
30.钢轨表面变形监测原理：凹型座卡接在钢轨表面后静止一段时间，将压力传感器的监测数据归零，当凹型座在钢轨上移动时，如钢轨表面存在凹陷、凸起、裂缝等变形或损伤，移动至变形损伤处的钢珠会被挤压或者陷落，与钢珠连接的压缩弹簧会产生相应的压缩或伸长，压力传感器监测到的压力数据会发生变化，根据压力数据变化可以判断钢轨表面变形或损伤的类型和位置；
31.钢轨主体变形监测原理：在初始状态时，将激光发射器发射的激光位置设为零点，当两个监测卡座同步在钢轨上移动时，如钢轨产生外扩、内靠、隆起或凹陷式形变，该位置处的监测卡座会发生向外、向内、向上或向下的位移，从而使激光发射器的发射方向产生偏移，根据激光接收器上接收到的激光轨迹即可判断钢轨主体变形类型和位置。
32.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种钢轨变形监测装置，通过在钢轨上设置监测卡座，利用监测卡座内部的弹簧和钢珠来监测钢轨表面的变形，监测精度高，并且不会影响监测卡座整体的移动稳定性，同时在两个监测卡座之间设置激光发射器，利用三角型稳定原理使激光发射器输出稳定，并且设置在驱动机构上设置激光接收器，当监测卡座移动至钢轨主体变形位置处，激光发射器的发射路径就会发生改变，根据改变方向可以判断变形情况，根据改变方向的幅度可以判断变形程度。总之，本实用新型具有结构新颖、使用方便、监测精度高等优点。
附图说明
33.图1为本实用新型的整体结构示意图；
34.图2是本实用新型的监测卡座侧视图；
35.图3是本实用新型的监测卡座内部结构示意图；
36.图4是本实用新型的驱动机构结构示意图。
37.其中，1-监测卡座、10-铰接座、11-凹型座、12-柱槽、13-压力传感器、14-压缩弹簧、15-钢珠、2-刚性杆、3-激光发射器、4-驱动机构、40-钢索、41-钢梁、42-滚轮、43-同步驱动电机、431-驱动杆、44-清扫机构、441-第一锥齿轮、442-第二锥齿轮、443-转轮、5-激光接
收器、51-支撑杆、6-控制操作屏、7-太阳能供电装置。
具体实施方式
38.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
39.实施例：如图1所示，一种钢轨变形监测装置，包括两个监测卡座1、四个刚性杆2、激光发射器3、驱动机构4和激光接收器5。其中，
40.如图2所示，两个监测卡座1分别滑动卡接在两根待测钢轨上，用于监测钢轨的表面变形，每个监测卡座1上表面沿钢轨方向平行设有两个铰接座10，如图3所示，监测卡座1包括凹型座11、多个压力传感器13、多个压缩弹簧14和多个钢珠15，凹型座11内侧面设有多个向内部延伸的柱槽12；每个柱槽12内底部设有一个压力传感器13；每个柱槽12内部设有一个压缩弹簧14，且每个压缩弹簧14均与压力传感器13连接；每个压缩弹簧14外端连接有一个钢珠15，且钢珠15一半位于柱槽12内，另一半伸出柱槽12；
41.每个铰接座10与一个刚性杆2下端铰接；四个刚性杆2的远端分别与激光发射器3的侧面铰接；
42.驱动机构4设置在监测卡座1前方的钢轨上，与监测卡座1通过多根钢索40连接，用于拉动监测卡座1在钢轨上移动，如图4所示，驱动机构4包括钢梁41、两个滚轮42和两个同步驱动电机43，钢梁41横跨设置在两根钢轨上；两个滚轮42分别设置在钢梁41下方两侧，且两个滚轮42分别与对应钢轨卡接；两个同步驱动电机43分别设置在钢梁41内部，且每个同步驱动电机43通过驱动杆431与一个滚轮42连接；钢梁41前侧还设有清扫机构44，清扫机构44包括两个第一锥齿轮441、两个第二锥齿轮442和两个转轮443，两个第一锥齿轮441分别固定设置在两个驱动杆431上；两个第二锥齿轮442竖直设置在钢梁41内部，且分别与第一锥齿轮441啮合；两个转轮443分别设置在钢梁41前侧面，且每个转轮443通过连接杆与第二锥齿轮442对应连接，转轮443边缘设有清扫刷毛；
43.激光接收器5固定设置在驱动机构4上方，且与激光发射器3水平对应，激光接收器5通过多个支撑杆51固定设置在钢梁41上，支撑杆51上还设有控制操作屏6，激光接收器5上设有太阳能供电装置7。
44.上述实施例的工作原理是：
45.设备架设步骤：将两个监测卡座1的凹型座11卡接在两根钢轨上，将驱动机构4放置在监测卡座1前方的钢轨上，并用钢索40与监测卡座1连接，在控制操作屏6上设置前进速度等相应参数，同步驱动电机43同步驱动滚轮42在钢轨上转动，拉动监测卡座1同步在两根钢轨上移动，清扫机构4将钢轨上可能存在的杂物清扫掉，避免影响监测；
46.钢轨表面变形监测原理：凹型座11卡接在钢轨表面后静止一段时间，将压力传感器13的监测数据归零，当凹型座11在钢轨上移动时，如钢轨表面存在凹陷、凸起、裂缝等变形或损伤，移动至变形损伤处的钢珠15会被挤压或者陷落，与钢珠15连接的压缩弹簧14会产生相应的压缩或伸长，压力传感器13监测到的压力数据会发生变化，根据压力数据变化可以判断钢轨表面变形或损伤的类型和位置；
47.钢轨主体变形监测原理：在初始状态时，将激光发射器3发射的激光位置设为零点，当两个监测卡座1同步在钢轨上移动时，如钢轨产生外扩、内靠、隆起或凹陷式形变，该
位置处的监测卡座1会发生向外、向内、向上或向下的位移，从而使激光发射器3的发射方向产生偏移，根据激光接收器5上接收到的激光轨迹即可判断钢轨主体变形类型和位置。
48.上述电子元件的具体型号未作特殊指定，均可以选用市售的普通产品，只要能够满足本实用新型的使用需求即可。
49.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。