一种轨道高低差及跨度检测监测装置及方法与流程

1.本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种轨道高低差及跨度检测监测装置及方法。


背景技术：

2.随着国家工业化生产的发展，起重器械由于具有场地利用率高、作业范围广泛、适应面广、通用性强等特点被广泛应用于室外的货场、料场货、散货等地的装卸作业。起重机在运行过程中，始终由轨道承载车轮传递来的重载；两条轨道之间的跨度、高低差对起重器械本身的结构性能具有重要影响，并且也决定了工作过程的安全性、可靠性；在工作过程中轨道始终处于重载状态下，还可能导致轨道变形；因此在使用前需要对轨道的跨度、高低差进行检测，在使用时也需要进行监测。
3.现有的检测方法主要采用通过全站仪或轨道小车进行测量。全站仪需要人工多次操作，导致人力成本较高、测量精度较低。传统的轨道小车可以参照公布号为cn106627660a的发明专利所公开的一种用于起重机械轨道检测的小车，其行走轮和用于测距的导向轮为分体式布置，且一般仅在轨道上表面设置行走轮，难以保证稳定小车在轨道上稳定行走，并且当行走轮发生偏移时，导向轮的角度会发生变化，将对导向轮的测量结果的准确性造成影响。


技术实现要素：

4.为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种轨道高低差及跨度检测监测装置及方法，其具体技术方案如下。
5.一种轨道高低差及跨度检测监测装置，包括两组相对布置的车架、以及线性测距装置；所述线性测距装置分别与两组车架连接，用于测量车架的距离；所述车架包括：
6.支架组件，与线性测距装置连接；
7.行走组件，与支架组件连接，带动支架组件移动；所述行走组件包括行走轮组件、压覆轮和连接支架，所述行走轮组件包括行走轮支架、行走轮、导向轮、轮轴和连接轴；所述连接支架与行走轮支架转动连接；所述行走轮支架与轮轴连接，所述行走轮与轮轴转动连接并伸入轨道的侧槽内与顶板相抵；所述轮轴中间设有沿其轴向延伸的多边形槽，所述连接轴一端通过第一液压缸与行走轮支架连接，另一端穿过多边形槽后转动连接有导向轮，所述导向轮与轨道的腹板相抵；所述压覆轮与连接支架连接并压覆于轨道顶板的顶部，与行走轮配合夹紧轨道顶板；
8.厚度测量装置，与支架组件连接，随支架组件移动，用于测量顶板的厚度。
9.进一步的，所述行走轮包括骨架、变径轴、变径电机和多个变径单元；所述骨架包括轴套以及与轴套连接的轮壳，所述轴套与轮壳之间形成容腔，所述轮壳圆周上设有多个通孔；所述变径轴包括变径环、以及多个布置于变径环外圆周上的第一变径齿，所述变径环转动地套接于轴套上并伸入容腔内；所述变径电机与变径环传动连接，用于驱动变径环转
动；所述变径单元包括轮面、连接杆和第二变径齿，所述轮面位于骨架外侧且多个轮面形成环状并与骨架同轴布置，所述连接杆一端与轮面连接，另一端沿通孔伸入容腔内并与第二变径齿连接；所述第一变径齿和第二变径齿通过斜面相抵，变径轴转动时驱动轮面靠近或远离骨架。
10.进一步的，所述车架包括两组行走组件，所述行走组件包括四组行走轮组件，四组行走轮组件两两对称布置；所述连接支架包括四根支架体和一根主架体；四根支架体分别一一对应地与行走轮支架转动连接；所述主架体的两侧形成安装槽，所述支架体成l型，远离行走轮支架的一端连接有齿轮，所述齿轮伸入安装槽内并与主架体转动连接；所述主架体连接安装有扇形驱动电机，所述扇形驱动电机与齿轮传动连接，用于驱动支架体绕齿轮轴线转动。
11.进一步的，所述轮轴的端部连接有安装板，所述安装板上安装有两个导向轮；所述支架体的侧面连接有定位板，所述行走轮支架上连接有弹簧保护壳，所述弹簧保护壳内设有弧形槽道；所述定位板伸入弧形槽道内且定位板的两侧分别设有与弧形槽道端面相抵的平衡弹簧，使两个导向轮与轨道的腹板保持平行。
12.进一步的，所述支架组件包括固定板和两组分别与固定板连接并平行布置的浮动机构；所述浮动机构包括第一浮动连杆、第二浮动连杆和第三浮动连杆；所述第一浮动连杆、第二浮动连杆互相平行且分别与固定板铰接；所述第三浮动连杆与固定板平行且分别与第一浮动连杆、第二浮动连杆铰接；所述第一浮动连杆与第二浮动连杆之间连接有浮动阻尼器；所述连接支架与第三浮动连杆连接。
13.进一步的，所述厚度测量装置包括固定杆、测微计、测微计支架、l型支架、基座、第一导轮和第二导轮；所述固定杆分别与两个第三浮动连杆连接，所述测微计支架与固定杆连接，所述l型支架通过第一电推杆与测微计支架连接；所述测微计安装于基座上并与第一导轮连接，所述l型支架通过第二电推杆与测微计支架连接；所述第二导轮与l型支架连接并形成c型结构，使第一导轮和第二导轮分别位于轨道顶板的上下两侧；所述基座与l型支架连接，所述测微计用于测量第一导轮与基座的距离。
14.进一步的，所述固定杆上安装有第一丝杆组件，所述第一丝杆组件与竖向调节块连接，用于调节竖向调节块与固定杆的垂直距离；所述线性测距装置与竖向调节块连接，随竖向调节块移动。
15.进一步的，所述线性测距装置包括：测距外壳、充气尺、气泵和摄像装置，所述测距外壳中部设有波纹段；所述充气尺置于测距外壳内，一端与测距外壳的一端部连接，另一端呈绕卷状与测距外壳的另一端相抵；所述气泵与充气尺连接，用于向充气尺内充气；所述摄像装置安装于测距外壳靠近绕卷状的一端，用于拍摄充气尺表面的刻度。
16.进一步的，两组所述车架之间连接有菱形支架和支架阻尼器；所述菱形支架的对角线上连接有一第三电推杆，所述第三电推杆用于调节两车架间的距离。
17.一种利用上述任一项所述装置检测监测轨道高低差及跨度的方法，包括如下步骤：
18.调节两车架间的距离，使两车架的行走组件分别对齐两条轨道；
19.使行走轮伸入轨道的凹槽内并与轨道顶板相抵，使导向轮与轨道的腹板相抵；
20.带动车架移动，在移动过程中利用线性测距装置测量两车架之间的距离，从而测
量两条轨道的跨度；在移动过程中利用厚度测量装置分别测量两条轨道顶板的厚度，从而测量两条轨道的高度差。
21.有益效果：1.本发明所提供的一种轨道高低差及跨度检测监测装置，通过设置两组车架，每组车架分别通过行走轮和压覆轮夹紧轨道的顶板，并且使导向轮与行走轮之间相对固定，当轨道跨度改变时，行走轮随导向轮移动，保证行走轮始终能够在轨道上稳定行驶提高测量精度；另外通过第一液压缸能够调节导向轮与行走轮之间的相对位置，能够适应不同规格的轨道，保证导向轮能够与轨道的腹板相抵。
22.2.本发明所提供的一种轨道高低差及跨度检测监测装置，面对不同规格的轨道时，能够调整行走轮的直径，保证行走轮与压覆轮配合夹紧轨道的顶板，提高检测范围以及行走时的稳定性。
23.3.本发明所提供的一种轨道高低差及跨度检测监测装置，将行走轮安装至轨道侧槽的过程简单方便，并且适用于不行平、以及水平高度落差大的轨道。
附图说明
24.图1为本发明的整体示意图；
25.图2为本发明去除机壳后的示意图；
26.图3为行走组件的示意图；
27.图4为行走轮组件的爆炸示意图；
28.图5为行走轮的爆炸示意图；
29.图6为支架组件与厚度测量装置的示意图；
30.图7为线性测距装置的示意图；
31.图8线性测距装置的剖视图；
32.图9为两个支架组件的示意图；
33.图10为远程监测的框架示意图。
34.附图标记：1、机壳；2、线性测距装置；3、厚度测量装置；4、固定板；5、浮动机构；6、行走轮组件；7、压覆轮；8、连接支架；9、支架阻尼器；10、菱形支架；101、第三电推杆；
35.11、无线模块；12、伸缩段；
36.21、第一丝杆组件；22、竖向调节块；23、测距外壳；24、充气尺；25、气泵；26、摄像装置；27、高度传感器；28、波纹段；
37.31、固定杆；32、测微计；33、测微计支架；34、l型支架；35、基座；36、第一导轮；37、第二导轮；38、第二丝杆组件；
38.51、第一浮动连杆；52、第二浮动连杆；53、第三浮动连杆；54、浮动阻尼器；
39.61、行走轮支架；62、行走轮；63、导向轮；64、轮轴；65、连接轴；66、第一液压缸；67、安装板；68、弹簧保护壳；69、定位板；60、平衡弹簧；
40.71、第四电推杆；
41.621、骨架；622、变径轴；623、变径电机；624、变径单元；
42.6211、轴套；6212、轮壳；6213、端板；
43.6221、变径环；6222、变径齿；6223、驱动齿；
44.6241、轮面；6242、连接杆；6243、第二变径齿；
45.81、主架体；82、支架体；83、齿轮；84、扇形驱动电机。
具体实施方式
46.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.实施例1
49.本实施例提供了一种轨道高低差及跨度检测监测装置，能够用于对起重器械、轨道交通车辆等设备的轨道进行高低差以及跨度检测和监测，需要说明的是，本文中所指的高低差为两导轨的顶板之间的厚度差。
50.参照图2所示，该装置包括两组相对布置的车架和一个线性测距装置2，两个车架分别在两条轨道上行走，该线性测距装置2的两端分别与两个车架连接，通过线性测距装置2测量两个车架间的间距，从而测量两条轨道的的跨度。每个车架上分别安装有一个厚度测量装置3，该厚度测量装置3用于测量轨道顶板的厚度，对比两条轨道的厚度差从而测量轨道的高低差。
51.具体来说，参照图2所示，所述车架包括支架组件、两组行走组件和厚度测量装置3，参照图3所示，所述行走组件包括四组行走轮组件6、一组压覆轮7以及一个连接支架8。参照图4所示，所述行走轮组件6包括行走轮支架61、行走轮62、导向轮63、轮轴64和连接轴65；所述行走轮支架61与轮轴64连接形成l型形状，所述行走轮62与轮轴64转动连接并伸入轨道的侧槽内与顶板相抵，所述轮轴64中间设有沿其轴向延伸的多边形槽，所述轮轴64一端通过第一液压缸66与行走轮支架61连接，另一端穿过多边形槽后转动连接有导向轮63，所述导向轮63与轨道的腹板相抵。所述多边形槽可以任意多边形，其目的在于限制轮轴64与连接轴65之间的相对转动，但不限制连接轴65沿轴向方向相对轮轴64移动，使得安装该检测监测装置时，可以通过第一液压缸66调节导向轮63的位置，使导向轮63与轨道的腹板相抵，随后第一液压缸66便不再伸缩，当轨道的跨度发生变化时，导向轮63带动行走轮组件6一起移动，保证行走轮62在轨道上稳定行走。所述压覆轮7通过第四电推杆71与连接支架8连接，并压覆于轨道顶板的顶部，与行走轮62配合一起夹紧轨道顶板，提高在轨道上移动时的稳定性，并通过第四电动推杆可以调节压覆轮7的高度，便于将行走轮组件6安装于轨道
上。
52.具体来说，参照图5所示，所述行走轮62包括骨架621、变径轴622、变径电机623和多个变径单元624；所述骨架621包括轴套6211、轮壳6212和端板6213，所述轴套6211与轮壳6212连接，所述端板6213与轴套6211连接，使内部形成一个容腔，所述轴套6211通过第一轴承转动地套接于轮轴64上。所述变径轴622包括变径环6221、以及多个布置于变径环6221外圆周上的第一变径齿6222，所述变径环6221通过第二轴承转动地套接于轴套6211上并伸入容腔中。所述变径单元624包括轮面6241、连接杆6242和第二变径齿62436222，所述轮面6241位于骨架621外侧且多个轮面6241形成环状并与骨架621同轴布置，所述轮壳6212圆周上设有多个通孔，所述连接杆6242的一端与轮面6241连接，另一端沿通孔伸入容腔内并与第二变径齿62436222连接；所述第一变径齿6222和第二变径齿62436222通过斜面相抵，使得变径轴622转动时驱动轮面6241靠近或远离骨架621，从而改变行走轮62的直径，使行走轮62与轨道的顶板相抵。具体来说，所述变径轴622上设有驱动齿6223，所述变径电机623安装于行走轮支架61上并与驱动齿6223连接，从而驱动变径轴622转动。
53.具体来说，每组行走组件均包含四组行走轮组件6，四组行走轮组件6呈两两对称地布置于轨道的两侧。所述连接支架8包括四根支架体82和一根主架体81，四根支架体82分别通过第三轴承一一对应地与行走轮支架61转动连接。当两条轨道不再平行而发生分叉时，此时跨度发生改变，导向轮63推动行走轮组件6相对主架体81转动，由于行走轮组件6在水平方向上相当于主架体81是刚性的，因此两个车架之间的距离会组件扩大或缩小，从而实现跨度的变化的检测。所述主架体81的两侧形成安装槽，所述支架体82呈l型，所述支架体82远离行走轮支架61的一端连接有齿轮83，所述齿轮83伸入安装槽内并与主架体81转动连接；所述主架体81连接安装有扇形驱动电机84，所述扇形驱动电机84与齿轮83传动连接，用于驱动支架体82绕齿轮83轴64线转动。当行走组件对齐轨道后，利用扇形驱动电机84驱动支架体82转动，从而带动行走轮组件6移动，使行走轮62进入轨道的侧槽内。
54.具体来说，所述轮轴64的端部连接有安装板67，所述安装板67上连接有两个导向轮63；所述支架体82的侧面连接有定位板69，所述行走轮支架61上连接有弹簧保护壳68，在弹簧保护壳68内设有弧形槽道；所述定位板69伸入弧形槽道内且定位板69的两侧分别设有与弧形槽的端面相抵的平衡弹簧60，使得两个导向轮63始终与轨道的腹板接触，保持与轨道腹板的平行。
55.具体来说，参照图9所示，所述支架组件包括固定板4和两组分别与固定板4连接并互相平行布置的浮动机构5；所述浮动机构5包括第一浮动连杆51、第二浮动连接杆6242和第三浮动连接；所述第一浮动连杆51、第二浮动连杆52互相平行且分别与固定板4铰接；所述第三浮动连杆53与固定板4平行且分别与第一浮动连杆51、第二浮动连杆52铰接；所述第一浮动连杆51与第二浮动连杆52之间连接有浮动阻尼器54；所述连接支架8与第三浮动连杆53连接。通过两组浮动连杆形成高度调节系统，当两条轨道的高度发生改变时，使得两个车架的行走轮62能够上下浮动，保证稳定行走。
56.具体来说，所述厚度测量装置3包括固定杆31、测微计32、测微计支架33、l型支架34、基座35、第一导轮36和第二导轮37；所述固定杆31分别与两个第三浮动连杆53连接，所述测微计支架33通过第二丝杆组件38与固定杆31连接，所述l型支架34通过第一电推杆与测微计支架33连接；所述测微计32安装于基座35上并与第一导轮36连接，所述l型支架34通
过第二电推杆与测微计支架33连接；所述第二导轮37与l型支架34连接并形成c型结构，使第一导轮36和第二导轮37分别位于轨道顶板的上下两侧；所述基座35与l型支架34连接，所述测微计32用于测量第一导轮36与基座35的距离。通过第二丝杆组件38调节第一导轮36和第二导轮37的水平位置，便于安装。在测量导轨顶板的厚度过程中，第一导轮36、第二导轮37始终夹紧顶板，通过测微计32测量第一导轮36在竖向方向上的移动距离，即可测量出第一导轮36和第二导轮37的相对位置，从而测量导轨顶板的厚度。
57.具体来说，所述固定杆31上还安装有第一丝杆组件21，所述第一丝杆组件21与竖向调节块22连接，用于调节竖向调节块22与固定杆31的垂直距离，所述线性测距装置2与竖向调节块22连接，随竖向调节块22移动。所述线性测距装置2的两端分别安装有高度传感器27，两个车架外还安装有一个机壳1，所述机壳1的中部设有伸缩段12以适应两个车架之间距离的变化。利用高度传感器27测量线性测距装置2与机壳1之间的距离，当机壳1处于水平，利用第一丝杆组件21进行调节，保证线性测距装置2处于水平状态，从而保证跨度测量的精度。
58.具体来说，参照图8所示，所述线性测距装置2包括测距外壳23、充气尺24、气泵25和摄像装置26，在所述测距外壳23中部设有波纹段28便于测距外壳23伸缩；所述充气尺24为柔性材料制成，呈扁平状，表面标识有刻度，其内部设有气腔。所述充气尺24置于测距外壳23内，其一端与测距外壳23的一端部连接，另一端呈绕卷状并与外壳的另一端相抵；所述气泵25安装于测距外壳23外部，并与充气尺24连接，用于向充气尺24内部充气。所述摄像装置26安装于测距外壳23靠近绕卷状的一端，用于拍摄充气尺24表面的刻度。当两个车架的距离增大时，测距外壳23伸长，充气尺24的绕卷状段在气泵25的作用下展开并始终与测距外壳23的端部相抵，反之则充气尺24的绕卷状段继续绕卷；通过摄像装置26拍摄充气尺24表面的刻度即可得知两车架之间的距离变化，从而实现轨道跨度的测量。需要说明的是，在本实施例中既可以使用充气尺24作为距离标识依据，也可以使用卷尺作为距离标识依据；另外，也可以用传感器测量两车架之间的距离。
59.具体来说，参照图9所示，两组所述车架之间连接有菱形支架10和支架阻尼器9；所述菱形支架10的对角线上连接有一第三电推杆101，所述第三电推杆101用于调节两车架间的距离。在调节两车架的距离时，利用第三电推杆101菱形支架10的角度，当距离调节完成后，关闭第三电推杆101，使两车架在支架阻尼器9的作用下保持连接。
60.具体来说，本装置可以实现远程监测，所述机壳1外侧还安装有无线模块11，所述无线模块11与远程监测平台通信连接，通过无线模块11将测量结果传递至远程监测平台。
61.实施例2
62.本实施例提供了一种利用实施例1中所提供的装置检测监测轨道高低差及跨度的方法，包括如下步骤：
63.s1、调节两车架间的距离，使两车架的行走组件分别对齐两条轨道；
64.具体过程包括，调节第三电推杆101使菱形支架10变形，当两车架的行走组件分别对齐两条轨道后，关闭第三电推杆101。
65.s2、使行走轮62伸入轨道的凹槽内并与轨道顶板相抵，使导向轮63与轨道的腹板相抵；
66.具体过程包括，通过第四电推杆71调节压覆轮7的高度，使压覆轮7紧贴轨道顶板
的上表面；利用扇形驱动电机84驱动支架体82转动，使行走轮62伸入轨道的侧槽内；利用变径电机623驱动变径轴622转动，使行走轮62的直径增大从而与轨道顶板的下表面相抵，行走轮62的直径不宜过大，使行走轮62与轨道的底板之间存在一定的间隙，便于行走轮62滚动。再利用第一液压缸66驱动导向轮63移动，使导向轮63与轨道的腹板相抵。另外，还通过第二丝杆组件38调节第一导轮36和第二导轮37的水平位置，使第一导轮36和第二导轮37从侧面装配至轨道上；再调节第二电推杆使第一导轮36和第二导轮37夹紧轨道的顶板，然后关闭第二电推杆。
67.s3、带动车架移动，在移动过程中利用线性测距装置2测量两车架之间的距离，从而测量两条轨道的跨度；在移动过程中利用厚度测量装置3分别测量两条轨道顶板的厚度，从而测量两条轨道的高度差。
68.具体来说，在测量轨道的跨度时，导向轮63随轨道的跨度变化而水平移动，从而使车架发生水平移动，测距外壳23随之伸缩，使得充气尺24随之展开或收拢，利用摄像装置26拍摄充气尺24的表面即可测得轨道的跨度变化。在测量两条轨道的高度差时，第一导轮36随顶板厚度的变化而上下移动，通过测微计32测量第一导轨的移动距离从而得到顶板的厚度，计算两条轨道顶板厚度的差值即可得到轨道的高低差。
69.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。