标定装置的制作方法

本发明涉及铁路技术领域，具体地涉及一种标定装置。

背景技术：

铁路车辆车轮踏面擦伤检测系统是当列车经过检测区时，通过安装在钢轨上的振动传感器测量车轮踏面擦伤对钢轨的冲击所产生的轮轨系统振动的大小来判断踏面擦伤程度的系统。一般情况下，在检测区内安装有多个振动传感器，车轮通过检测区域时，振动传感器将钢轨的振动转化为电荷量，经后端的电荷放大单元转换为电压信号传送至信号采集系统。不同的传感器之间性能的差异、安装位置的振动差异、每路电荷放大单元的电气特性差异，造成了接入传感器的采集信号存在偏差。为了保证多个振动传感器对相同大小的冲击当量转化为相同的电压幅值，需要对振动传感器进行标定。

目前，对振动传感器进行标定的方法主要有以下两种：采用钢锤以同样的力度敲击振动传感器安装位置的钢轨上表面或手持钢球在距裝卡振动传感器位置的钢轨上表面同一高度处释放钢球，使钢球自由落下敲击钢轨。这两种方法都会使标定结果产生较大的误差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种标定装置，该标定装置能够保证质量体对钢轨具有一致的冲击力，从而能够大大提高振动传感器的标定准确度。

为了实现上述目的，本发明提供一种标定装置，用于对钢轨的振动传感器进行标定，所述标定装置包括架体、夹具、卡座以及质量体；所述架体通过所述卡座可拆卸的安装于所述钢轨；所述夹具安装于所述架体并位于所述钢轨上方，所述夹具能够在承载所述质量体的承载状态以及释放所述质量体的释放状态之间切换；所述质量体能够被所述夹具释放掉落以撞击所述钢轨，从而使所述振动传感器通过所述质量体撞击所述钢轨产生的振动进行标定。

可选的，所述卡座包括间隔设置并能够相互靠近以夹持所述钢轨的第一卡板组件以及第二卡板组件。

可选的，所述第一卡板组件以及所述第二卡板组件均包括固定安装在所述架体上的板件，所述板件上设置有能够抵靠所述钢轨以使所述第一卡板组件和所述第二卡板组件夹持所述钢轨的抵靠件。

可选的，所述架体呈中空的立方体框架。

可选的，所述架体的上端、下端均敞口，所述夹具设置在所述架体的上端敞口处，所述架体的下端敞口对应所述钢轨的上表面设置。

可选的，所述夹具包括能够相互靠近以承载所述质量体以及相互远离以释放所述质量体的第一夹爪和第二夹爪。

可选的，所述第一夹爪和所述第二夹爪中的至少一者通过扭簧安装在所述架体上以在相互远离的释放状态及相互靠近的承载状态之间转换；所述夹具包括能够在止挡位置和分离位置之间移动的执行机构，所述执行机构在所述止挡位置能够使所述第一夹爪和所述第二夹爪保持所述承载状态，所述执行机构在所述分离位置能够使所述第一夹爪和所述第二夹爪转换为所述释放状态。

可选的，所述执行机构包括压杆以及与所述压杆连接的移动止挡件，所述移动止挡件能够在所述压杆的驱使下在所述止挡位置和所述分离位置之间移动：在所述止挡位置，所述移动止挡件与所述第一夹爪或所述第二夹爪抵接以阻止所述第一夹爪或所述第二夹爪进入所述释放状态，在所述分离位置，所述移动止挡件与所述第一夹爪或所述第二夹爪脱离以允许所述第一夹爪或所述第二夹爪进入所述释放状态。

可选的，所述架体开设有条形孔，所述移动止挡件上设置有与所述条形孔匹配的柱状件，所述压杆与所述柱状件连接以驱使所述柱状件沿所述条形孔的长度方向移动，使得所述柱状件带动所述移动止挡件在所述止挡位置和所述分离位置之间移动。

可选的，所述执行机构包括安装于所述架体并能够使得所述移动止挡件保持在所述止挡位置的弹性件。

本发明的标定装置能够对钢轨的振动传感器进行标定，在进行标定时，首先通过所述卡座将所述标定装置安装于所述钢轨，所述夹具与所述钢轨表面之间的距离为已知参数，使用所述夹具承载所述质量体，由于所述质量体的重量是已知的，所述质量体距离所述钢轨的表面的距离也是已知的，因此，通过所述夹具释放所述质量体而使所述质量体撞击所述钢轨产生的振动动能也应当是已知，因此振动传感器通过对该已知的振动动能的进行检测从而能够完成标定工作。

附图说明

图1是本发明的标定装置与钢轨配合安装的结构示意图；

图2是本发明的标定装置的一种实施方式的结构示意图；

图3是图2中A部分的放大示意图；

图4是本发明的标定装置的侧视图；

图5是本发明的标定装置的移动止挡件与第一夹爪配合的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1～4所示，本发明的用于对钢轨50的振动传感器进行标定的标定装置包括架体10、夹具、卡座以及质量体40；架体10通过卡座可拆卸的安装于钢轨50；夹具安装于架体10并位于钢轨50上方，夹具能够在承载质量体40的承载状态以及释放质量体40的释放状态之间切换；质量体40能够被夹具释放掉落以撞击钢轨50，从而使振动传感器通过质量体40撞击钢轨50产生的振动进行标定。

在进行标定时，首先通过卡座将标定装置安装于钢轨50，夹具与钢轨50表面之间的距离为已知参数，使用夹具承载质量体40，由于质量体40的重量是已知的，质量体40距离钢轨50的表面的距离也是已知的，因此，通过夹具释放质量体40而使质量体40撞击钢轨50产生的振动动能也应当是已知，因此振动传感器通过对该已知的振动动能的进行检测从而能够完成标定工作。由于本发明的标定装置能够保证质量体40的重量以及下落的高度不变，因此能够大大提高振动传感器的标定准确度。

通常，沿钢轨50的长度方向会间隔设置多个振动传感器，对某一个振动传感器进行标定时，都需要将标定装置安装于待标定的振动传感器的上方，以保证标定的准确度。因此，为了能够方便地对间隔设置多个振动传感器都进行标定，可选的，卡座包括间隔设置并能够相互靠近以夹持钢轨50的第一卡板组件以及第二卡板组件。也就是说，在对一个振动传感器进行了标定之后，只需要操作第一卡板组件以及第二卡板组件释放钢轨50就能够把标定装置从钢轨50上拆卸下来，接着再将该标定装置安装在下一个待标定的振动传感器的上方，再操作第一卡板组件以及第二卡板组件相互靠近夹持钢轨50之后即可开始标定工作。

应当理解的是，第一卡板组件以及第二卡板组件可以设计为多种形式以实现能够夹持钢轨50的功能，例如，第一卡板组件以及第二卡板组件包括能够通过滚珠丝杠结构相互靠近或远离的两个卡板，通过两个卡板夹持钢轨50。在本发明的一种实施方式中，为了简化标定装置整体的结构，方便后续的运维工作，可选的，如图2所示，第一卡板组件以及第二卡板组件均包括固定安装在架体10上的板件31，板件31上设置有能够抵靠钢轨50以使第一卡板组件和第二卡板组件夹持钢轨50的抵靠件32，抵靠件32可以是安装于板件31的螺栓。这样设置，由于板件31并不会相互靠近，仅仅通过拧紧或拧松螺栓来实现夹持钢轨50或释放钢轨50的目的，大大简化了整体结构。

架体10有两个主要作用，一是保证整个标定装置的稳定性，二是使夹具与钢轨50之间存在距离，才能够使质量体40经自由落体撞击钢轨50。所以，本发明并不限制架体10的具体结构形式，只要架体10能够实现上述两个主要作用即可。在本发明的一种实施方式中，架体10呈中空的立方体框架，并且架体10的上端、下端均敞口，夹具设置在架体10的上端敞口处，架体10的下端敞口对应钢轨50的上表面设置。通过这种实施方式，质量体40在夹具释放之后将会从架体10的上端敞口经过架体10的内部掉落至架体10的下端敞口，并最终撞击在钢轨50上，在这种实施方式中，相当于架体10的四个立杆都对夹具起到支撑的作用，从而大大提高了夹具承载质量体40的稳定性。

应当理解的是，夹具可以采用多种形式，其只要能够实现承载质量体40并释放质量体40即可，在本发明的一种实施方式中，如图3所示，夹具包括能够相互靠近以承载质量体40以及相互远离以释放质量体40的第一夹爪21和第二夹爪22。在该实施方式中，质量体40为球体，为保证夹具能够稳定地承载球体的质量体40，第一夹爪21和第二夹爪22具有与质量体40的球体表面相匹配的弧形面。并且为了使质量体40的下落更加接近于自由落体，夹具与质量体40之间设置为刚性接触，这样能够在夹具释放质量体40时减小摩擦。

为了能够更加容易地控制第一夹爪21和第二夹爪22释放质量体40，并使释放动作更加迅速可靠，在本发明的一种实施方式中，如图3所示，第一夹爪21和第二夹爪22分别通过扭簧23安装在架体10上以在相互远离的释放状态及相互靠近的承载状态之间转换(在第一夹爪21和第二夹爪22仅受到扭簧23的作用力的情况下，第一夹爪21和第二夹爪22呈相互远离的释放状态)。夹具包括能够在止挡位置和分离位置之间移动的执行机构，执行机构在止挡位置能够使第一夹爪21和第二夹爪22保持承载状态，执行机构在分离位置能够使第一夹爪21和第二夹爪22转换为释放状态。也就是说，在初始状态下，执行机构在止挡位置使第一夹爪21和第二夹爪22克服扭簧23的作用力而保持承载状态，当需要释放质量体40时，执行机构移动至分离位置使得第一夹爪21和第二夹爪22仅受到扭簧23的作用力而转换为释放状态。扭簧23的结构简单、相应迅速，非常适合释放动作需要迅速可靠的夹具使用。在本发明的其他实施方式中，也可以使第一夹爪21和第二夹爪22中的一者通过扭簧23安装在架体10上，也就是说第一夹爪21和第二夹爪22中的一者保持固定，而另一者可以在扭簧23的作用力下远离，同样能够达到释放质量体40的目的。

具体的，执行机构包括压杆24以及与压杆24连接的移动止挡件25，移动止挡件25能够在压杆24的驱使下在止挡位置和分离位置之间移动：在止挡位置，移动止挡件25与第一夹爪21或第二夹爪22抵接以阻止第一夹爪21或第二夹爪22进入释放状态，在分离位置，移动止挡件25与第一夹爪21或第二夹爪22脱离以允许第一夹爪21或第二夹爪22进入释放状态。

如图3和图4所示，图中的移动止挡件25在止挡位置，移动止挡件25的上端止挡在第一夹爪21下端的右侧，从而能够使第一夹爪21克服扭簧23的作用力以保持在承载状态。如果通过按动压杆24而移动止挡件25向下移动，移动止挡件25就会进入分离位置，在分离位置时，移动止挡件25的上端的水平高度低于第一夹爪21的下端的水平高度，也就是说，移动止挡件25与第一夹爪21相互脱离，这就使得第一夹爪21在扭簧23的作用下向逆时针方向转动，因此第一夹爪21的上端也就会远离质量体40，从而释放质量体40使其掉落。第二夹爪22的工作原理与第一夹爪21的工作原理相同，都是通过移动止挡件25的止挡与脱离实现，在此不做赘述。

为使移动止挡件25的移动轨迹更加稳定，可选的，架体10开设有条形孔11，移动止挡件25上设置有与条形孔11匹配的柱状件26，压杆24与柱状件26连接以驱使柱状件26沿条形孔11的长度方向移动，使得柱状件26带动移动止挡件25在止挡位置和分离位置之间移动。也就是说，条形孔11与柱状件26的配合相当于导轨与滑块的配合，从而能够保证移动止挡件25的移动轨迹稳定。在本发明的一种实施方式中，如图4所示，条形孔11是沿竖直方向开设在架体10上的，柱状件26是与移动止挡件25螺纹配合的，柱状件26垂直于条形孔11的长度方向并能够在条形孔11中移动。在图4中的柱状件26处于条形孔11的顶端位置，这时的与柱状件26固定连接的移动止挡件25保持在止挡位置。

当外力向下压动压杆24时，柱状件26随压杆24向下移动，移动止挡件25随着柱状件26向下移动，当柱状件26移动到条形孔11的底端位置时，移动止挡件25也就进入了分离位置，移动止挡件25与第一夹爪21相互脱离，第一夹爪21在扭簧23的作用下向逆时针方向转动，第一夹爪21的上端也就会远离质量体40，从而释放质量体40使其掉落。

在本发明的一种实施方式中，如图5所示，移动止挡件25的上端与第一夹爪21的下端具有相互匹配的楔形面结构，这就使得只要移动止挡件25向下移动即可使第一夹爪21逆时针转动，而不必使得移动止挡件25与第一夹爪21完全脱离即可进入分离位置，这样的好处是，移动止挡件25在分离位置竖直地向上移动即可对第一夹爪21产生作用力，使得第一夹爪21克服扭簧23的作用力，从而使得第一夹爪21能够简单地在承载状态和释放状态直接转换。

为进一步简化操作，可选的，执行机构包括安装于架体10并能够使得移动止挡件25保持在止挡位置的弹性件27。具体的，如图3～5所示，弹性件27作用于压杆24。一旦撤去向下按压压杆24的外力，压杆24就会在弹性件27的作用下向上移动，从而带动柱状件26以及移动止挡件25向上移动，使移动止挡件25由分离位置进入止挡位置，即，使第一夹爪21由释放状态进入承载状态。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。