专利名称：车钩高度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量技术领域，具体的特别涉及一种车钩高度测量仪。
技术背景《铁路货车厂修规程》的落成要求中对货车车钩中心线到轨道平面的垂直距离有特殊的规定，具体的守车的垂直距离规定为(870士10)mm，其它车型 的垂直距离规定为(880 ±10) mm。现有^^支术中通过手动检测来测量车钩中心线到轨道平面的垂直距离，在进 行手动检测时，通常采用车钩高度测量尺，该测量尺由一水平橫杆和垂直于该 水平横杆的竖直量尺組成，该竖直量尺上标有刻度，并且在该竖直量尺上有一 定位块，用于在测量过程中与待测量的车钩对准，并读取车钩的中线。在应用现有的车钩高度测量尺对车钩的高度进行测量时，需要经过以下基 本步骤1. 手动找中，手动操作者需要进行手动找中，找到车钩高度的中线。2. 计算中心值，由于手动找中后在标记车钩高度的位置上有一条粗约10 毫米的标记线，所以对于读取的车钩高度中线仍然需要继续经由人工分析后， 得出最接近中线的数值，计算出中心值。3. 手动对中，读取经过以上两步分析之后得到的数据。4. 计算高度，对得到的数据进行计算后完成了对车钩高度的一次测量。 由以上对现有手动检测垂直距离的描述可知，该方式需要人为手动进行操作，检测的步骤十分繁瑣，计算的过程较为复杂，并且容易受到人为操作因素 的影响，使得最终的测量结果与实际的距离之间产生较大的误差，导致测量结
果的准确性变差。 实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种车钩高度测量仪，以克服现有技术中由于 采用手动测量车钩高度的方式，容易导致测量结果的准确性变差，并且检测步 骤繁瑣计算过程复杂的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案 一种车钩高度测量仪，包括PLC控制器件，至少一个位移传感器及数据 显示屏，所述PLC控制器件与所述位移传感器和数据显示屏相连。所述测量仪进一 步包括为所述位移传感器提供轨道平面测量基准线的基 准平板。所述基准平板包括固定式基准平板或移动式基准平板，所述基准平板制 作材料包括铝合金。所述测量仪上固定一定位块，测量待测车钩高度时，所述定位块下部与待 测车钩的上平面面接触。所述PLC控制器件分别连接一个采集待测车钩到位移传感器高度值的激 光位移传感器，以及一个采集所述车钩高度测量仪到基准平板间高度值的超声 波位移传感器。所述PLC控制器件连接一个采集待测车钩到位移传感器的高度值以及采 集所述车钩高度测量仪到基准平板间高度值的激光位移传感器。所述测量仪进一步包括与所述PLC控制器件相连的测量待测车钩与轨 道平面间倾斜角度的电子水平仪。所述测量仪进一步包括与所述PLC控制器件相连的声光报警装置，该 声光报警装置在测量结果超出标准范围时输出报警信号。所述车钩高度测量仪与信息管理系统相连，对测量结果进行上传和统计。
所述测量仪通过连接的蓄电池为该测量仪的各个部分供电。 由以上本实用新型提供的技术方案可见，本实用新型的车钩高度测量仪包括PLC控制器件，至少一个位移传感器及数据显示屏，PLC控制器件分别与 位移传感器和数据显示屏相连，其中位移传感器采集待测车钩的中线至轨道平 面间的数据后，PLC控制器件接收该数据并计算出车钩中线至轨道平面间的高 度值，数据显示屏将计算出的高度值进行显示。另外，本实用新型的车钩高度 测量仪还可以进一步包括与PLC控制器件相连的测量车钩与轨道平面间倾斜 角度的电子水平仪，以及能够在测量结果超出标准范围时输出报警信号的声光 报警装置，当该车钩高度测量仪与外部信息管理系统相连时，能够对测量结果 进行上传和统计。应用本实用新型的车钩高度测量仪避免了人工手动测量操作 过程复杂，测量结果精度低的不足，通过精密电子仪器的自动测量并显示结果 使整个操作过程便捷灵活，效率提高，并且由于可以采用蓄电池供电，使得测 量过程安全可靠，以及通过声光报警提示测量结果不合格的数据，提高了整个 装置的准确性和对不合格数据的快速反应。
图1为本实用新型第一实施例的侧视图； 图2为本实用新型的第一实施例的框图； 图3为本实用新型的第二实施的剖面图； 图4为本实用新型第二实施例的框图； 图5为本实用新型第三实施例的剖面图； 图6为本实用新型第三实施例的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种车钩高度测量仪，该车钩高度测量仪主要采用位移传
感器作为数据采集单元，并通过工业PLC (可编程逻辑控制器件)芯片作为控 制单元对数据采集单元进行控制，以及在获取测量结果后通过PLC内部的计 算，将最终测量到的车钩高度结果显示在PLC的lt据显示屏上。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的 上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本 实用新型作进一步详细的说明。本实用新型第一实施例本实用新型第一实施例的侧视图如图1所示，图1示出了本实用新型车钩 高度测量仪在使用过程中与车钩的位置关系。该车钩高度测量仪包括把手 102，定位块103，测量仪主体104以及基准平板105。其中把手102固定在测 量仪主体104的上方，便于使用者在测量过程中提携该测量仪，该测量仪主体 104内包括PLC控制器件，至少一个位移传感器及数据显示屏，PLC控制器 件分别与位移传感器和数据显示屏相连，其中位移传感器可以是激光位移传感 器或者超声波位移传感器，位移传感器用来采集待测车钩101距离位移传感器 的高度值以及该车钩高度测量仪与基准平板105间的高度值，在采集这些高度 值时，主要通过基准平板105为位移传感器提供轨道平面测量基准线。测量仪 主体104内部的PLC控制器件还可以进一步连接测量待测车钩101与轨道平 面间倾斜角度的电子水平仪，以及在测量结果超出标准范围时输出报警信号的 声光报警装置。在测量过程中，定位块103的下部与待测车钩101的上平面面 接触，以保证该测量仪与待测车钩之间的位置关系稳定，便于得到准确的测量 结果。该测量仪可以通过外接蓄电池进行供电，蓄电池的电量充足稳定，能够 持续测量4交长时间。本实用新型第一实施例的框图如图1所示，图1将测量仪各个器件的功能 以模块的方式示出，该车钩高度测量仪包括基准平板201，数据采集单元202, PLC控制单元203，数据显示单元204。其中，基准平板201平行于轨道平面且与两条铁轨垂直放置，用于为数据 采集单元202提供轨道平面的测量基准线，该基准平板201可以为固定式基准
平板或者为可移动式基准平板，通过使用者的实际情况可以自由选择，该基准 平板的制作材料为铝合金和一些尼龙附件，基准平板的结构稳定方便操作。数据采集单元202用于采集待测车钩的中线至轨道平面间的数据，通常为 一个激光位移传感器，通过定位将该测量仪与待测车钩中线的上沿对齐，然后 应用激光位移传感器^r测并采集待测车钩的高度值，以及该车钩高度测量仪与 基准平板间的高度值；该数据采集单元202也可以包括一个激光位移传感器和 一个超声波位移传感器，用于分别检测并采集待测车钩的高度值以及该测量仪 与基准平板间的高度值。PLC控制单元203通常为一可编程的PLC控制器件，分别与测量仪内部 的各个功能器件相连，通过编程对这些功能器件进行控制。当接收到数据采集 单元202采集的数据后，4艮据这些数据计算出待测车钩的中线至轨道平面间的 高度值。具体的，该PLC控制单元203在接收到激光位移传感器测量出的高 度值后，根据该高度值，以及PLC控制单元203内部存储的基准平板至轨道 平面的高度值，激光位移传感器的垂直高度值，和定位块与该激光位移传感器 的垂直高度值计算出所需的车钩中线至轨道平面间的高度值。数据显示单元204用于将PLC控制单元203计算出的车钩中线至轨道平 面间的高度值显示出来，该数据显示屏可以采用彩色界面对测量结果进行显 示，使显示效果更加美观，便于使用者读取数据结果。进一步的，本实用新型的车钩高度测量仪还包括为数据采集单元202, PLC 控制单元203，数据显示单元204等供电的供电单元。该供电单元通常采用蓄 电池为各个功能模块供电，当使用蓄电池供电时，具有携带方便的优点，通常 蓄电池可以为测量仪提供3-5小时的电量。本实用新型第二实施例本实用新型第二实施例的剖面图如图3所示，该实施例示出的车钩高度测 量仪包括一个激光位移传感器和一个超声波位移传感器该车钩高度测量仪主 要采用便携式设计，该便携式检测装置上设置有把手303和定位部件304，把
手303呈弧形设计，便于使用者携带和移动，定位部件304位于该测量仪的上 方，在测量待测车钩301高度值时，该定位部件304与待测车钩301的上沿通 过面接触对齐；该车钩高度测量仪还包括两个传感器，其中一个是向上检测的 激光位移传感器305，用来测量待测车钩301距离该激光位移传感器305的高 度值H,根据该高度值H可以计算出待测车钩301中心线的位置，另一个是 向下检测的超声波位移传感器306，用于检测该车钩高度测量仪下平面距离基 准平板302间的高度值A，由于基准平板302距离轨道平面的高度值D，两个 并行排列的传感器的高度B,以及定位部件304到两个传感器的上平面高度值 C均为已知常数；将这些已知常数值和测量结果值输入到PLC控制器件307， 通过公式A+B+D+H+(C-H) + 2计算得到的数值即为待测车钩301距离轨道平 面的高度值；该检测装置上固定有PLC数据显示屏308，最后得到的车钩高度 值通过该PLC数据显示屏308显示出来供使用者读取。本实用新型第二实施例的框图如图4所示，该车钩高度测量仪进一步具有 水平校正和声光"R警功能。该车钩高度测量仪包括PLC控制器件401，分别与PLC控制器件相连 的激光位移传感器402,超声波位移传感器403，电子水平仪404,数据显示 屏405,声光报警装置406以及外部信息管理系统407。在测量过程中，首先通过基准平板为位移传感器提供轨道平面的测量基准 线，基准平板可以为固定于轨道平面两根铁轨上的固定式基准平板，或者为可 以在两根铁轨上灵活移动的移动式基准平板，使用者可以根据自身情况自由选 择固定式或移动式的基准平板，通常该基准平板的制作材料为铝合金和一些尼 龙附件，基准平板的结构稳定方便操作。PLC控制器件401是一个可编程的逻辑控制器件，该PLC控制器件通过 预先编制的程序对与其相连的各个功能器件进行控制，包括对采集数据的计算 以及对计算结果的输出等控制。与PLC控制器件401相连的激光位移传感器402用于向上检测并采集待
测车钩距离该激光位移传感器402的高度值，并且与PLC控制器件401相连 的超声波位移传感器403用于向下检测并采集该车钩高度测量仪到基准平板 的高度值。这两个传感器将采集到的数据发送到PLC控制器件401，由于基准 平板至轨道平面的高度值，激光位移传感器402的垂直高度值以及该测量仪与 激光位移传感器的垂直高度值均为已知数值，因此PLC控制器件401根据这 些已知数值及接收到的采集数值进行计算，具体的将基准平板至轨道平面的高 度值，测量仪与基准平板间的高度值，激光位移传感器402的垂直高度值，待 测车钩距离激光位移传感器402的高度值，以及测量仪与传感器的垂直高度的 差值的 一半相加得到待测车钩中线至轨道平面间的高度值。与PLC控制器件401相连的电子水平仪404当待测车钩与轨道平面间存 在角度时测量得到该角度值，并将计算出的车钩中线至轨道平面的垂直高度与 测量得到角度的余弦值相乘得到该车钩中线至轨道平面间的垂直高度值。连接 该电子水平仪404是由于待测车钩为车体上的活动部件，因此在测量过程中车 钩与轨道平面间有时会形成一定的角度，由于该角度的存在使得最终的测量结 果会有所偏差，因此设置该水平校正单元对测量得到的误差进行纠正。应用该 电子水平仪404时，当在检测时测得车钩中心线至轨道平面的长度为a,电子 水平仪测得的车钩与轨道平面间的角度为m，则车钩中线至轨道平面的垂直距 离为axcosm的值，在计算该值时，将该电子水平仪测得的倾斜角度传送给 PLC控制器件401 ，并将最终得到的垂直距离传送给数据显示屏405进行显示。与PLC控制器件401相连的数据显示屏405将PLC控制器件401计算出 的车钩中线至轨道平面间的高度值通过彩色显示界面显示出来，使显示效果更 加美观，便于使用者读取数据结果。与PLC控制器件401相连的声光报警装置406在当PLC控制器件401计 算出的车钩中线至轨道平面间的高度值超出标准范围时，通过声光方式输出报 警信号，该标准范围即为《铁路货车厂修规程》的落成要求中对货车车钩中心 线到轨道平面的垂直距离的规定，具体的守车的垂直距离规定为(870±10) mm，其它车型的垂直距离规定为(880土10)mm。PLC控制器件401还可以连接外部信息管理系统407，并将计算出的车钩 高度值输入到该信息管理系统407中，然后对输出的结果值进行数据的统计。进一步的，该车钩高度测量仪通过蓄电池为PLC控制器件401，激光位移 传感器402，超声波位移传感器403,电子水平仪404，数据显示屏405以及 声光报警装置406等功能模块供电，采用蓄电池供电具有携带方便的优点，通 常蓄电池可以为测量仪提供3-5小时的电量。本实用新型第三实施例本实用新型第三实施例的剖面图如图5所示，该实施例示出的车钩高度测 量仪仅包含一个激光位移传感器该车钩高度测量仪主要采用便携式设计，该 便携式检测装置上设置有把手503和定位部件504，把手503呈弧形设计，便 于使用者携带和移动，定位部件504位于该测量仪的上方，在测量待测车钩 501高度值时，该定位部件504与待测车钩501的上沿通过面接触对齐；该高 度测量仪仅包括一个是激光位移传感器505，用来测量待测车钩501距离该激 光位移传感器505的高度值H,以及该车钩高度测量仪距离基准平板502间的 高度值A,由于基准平板502距离轨道平面的高度值D，激光位移传感器505 的高度值为B，以及定位部件504到激光位移传感器505上平面的高度值C 均为已知常数；将这些已知常数值和测量结果值输入到PLC控制器件507，通 过公式A+B+D+H+(C-H) + 2计算得到的数值即为待测车钩501距离轨道平面 的高度值；该检测装置上固定有PLC数据显示屏508，最后得到的高度值通过 该PLC数据显示屏508显示出来供使用者读取。本实用新型第三实施例的电路原理图如图6所示该电路原理图主要包括PLC控制器件601，激光传感器602,电子水平 仪603，以及数据显示屏604，其中激光传感器602，电子水平仪603和数据 显示屏604分别与PLC控制器件601相连，该PLC控制器件601为可编程的 逻辑控制器件。与PLC控制器件601相连的激光位移传感器602用于向上检测并采集待
测车钩距离该激光位移传感器602的高度值，同时用于向下检测并采集该测量 仪与基准平板的高度值。激光位移传感器602将采集到的数据发送到PLC控 制器件601,由于基准平板至轨道平面的高度值，激光位移传感器602的垂直 高度值以及该测量仪与激光位移传感器602的垂直高度值均为已知数值，因此 PLC控制器件601根据这些已知数值及接收到的采集数值进行计算，具体的将 基准平板至轨道平面的高度值，测量仪与基准平板间的高度值，激光位移传感 器602的垂直高度值，待测车钩距离激光位移传感器602的高度值，以及测量 仪与传感器的垂直高度的差值的一半相加得到待测车钩中线至轨道平面间的 高度值。与PLC控制器件601相连的电子水平仪603当待测车钩与轨道平面 间存在角度时测量得到该角度值，并将计算出的车钩中线至轨道平面的垂直高 度与测量得到角度的余弦值相乘得到该车钩中线至轨道平面间的垂直高度值。 与PLC控制器件601相连的数据显示屏604将PLC控制器件601计算出的车 钩中线至轨道平面间的高度值通过彩色显示界面显示出来，使显示效果更加美 观，便于使用者读取数据结果。由以上实施例可见，本实用新型的车钩高度测量仪通过位移传感器采集待 测车钩的中线至轨道平面间的数据后，PLC控制器件接收该数据并计算出车钩 中线至轨道平面间的高度值，数据显示屏将计算出的高度值进行显示。另外， 本实用新型的车钩高度测量仪还可以进一步包括与PLC控制器件相连的测量 车钩与轨道平面间倾斜角度的电子水平仪，以及能够在测量结果超出标准范围 时输出报警信号的声光报警装置。应用本实用新型的车钩高度测量仪避免了人 工手动测量操作过程复杂，测量结果精度低的不足，通过精密电子仪器的自动 测量并显示结果使整个操作过程便捷灵活，并且由于可以采用蓄电池供电，使 得测量过程安全可靠，以及通过声光报警提示测量结果不合格的数据，提高了 整个装置的准确性和对不合格数据的快速反应。虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这 些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。
权利要求1、一种车钩高度测量仪，其特征在于，包括PLC控制器件，至少一个位移传感器及数据显示屏，所述PLC控制器件与所述位移传感器和数据显示屏相连。
2、 根据权利要求1所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述测量仪进 一步包括为所述位移传感器提供轨道平面测量基准线的基准平板。
3、 根据权利要求2所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述基准平板 包括固定式基准平板或移动式基准平板，所述基准平板制作材料包括铝合金。
4、 根据权利要求2所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述测量仪上 固定一定位块，测量待测车钩高度时，所述定位块下部与待测车钩的上平面面 接触。
5、 根据权利要求2所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述PLC控制 器件分别连接一个采集待测车钩到位移传感器高度值的激光位移传感器，以及 一个采集所述车钩高度测量仪到基准平板间高度值的超声波位移传感器。
6、 根据权利要求2所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述PLC控制 器件连接一个采集待测车钩到位移传感器的高度值以及釆集所述车钩高度测 量仪到基准平板间高度值的激光位移传感器。
7、 根据权利要求2至6任意一项所述的车钩高度测量仪，其特征在于， 所述测量仪进一步包括与所述PLC控制器件相连的测量待测车钩与轨道平 面间倾斜角度的电子水平仪。
8、 根据权利要求7所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述测量仪进 一步包括与所述PLC控制器件相连的声光报警装置，该声光报警装置在测 量结果超出标准范围时输出报警信号。
9、 根据权利要求8所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述车钩高度 测量仪与信息管理系统相连，对测量结果进行上传和统计。
10、 根据权利要求8所述的车钩高度测量仪，其特征在于，所述测量仪通 过连接的蓄电池为该测量仪的各个部分供电。
专利摘要本实用新型公开了一种车钩高度测量仪，包括PLC控制器件，至少一个位移传感器及数据显示屏，所述PLC控制器件与所述位移传感器和数据显示屏相连。位移传感器采集待测车钩的中线至轨道平面间的数据后，PLC控制器件接收该数据并计算出车钩中线至轨道平面间的高度值，数据显示屏将计算出的高度值进行显示，应用本实用新型的车钩高度测量仪避免了人工手动测量操作过程复杂，测量结果精度低的不足，通过精密电子仪器的自动测量使整个操作过程便捷灵活，并且由于可以采用蓄电池供电，使得测量过程安全可靠，以及通过声光报警提示测量结果不合格的数据，提高了整个装置的准确性和对不合格数据的快速反应。
文档编号G01B21/02GK201034572SQ200720140979
公开日2008年3月12日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者维 于, 煜 刘, 吴天元, 孟祥革, 彭传水, 王福全, 黄奕程 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司