用于接触式传感器的支架以及接触式检测装置和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于接触式传感器的支架以及接触式检测装置和接触式检测系统，其中，该支架包括传感器安装部（1）、导轨（2）和升降驱动部，该传感器安装部（1）在该升降驱动部的驱动下沿该导轨（2）在工作位置和非工作位置之间运动。通过上述技术方案，利用支架支撑接触式传感器在工作位置和非工作位置之间运动，因此能够在不需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到非工作位置，在需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到工作位置，从而能够保护传感器，避免传感器发生不必要的磨损，减少了传感器的更换和维护，提高了传感器的使用寿命。
【专利说明】用于接触式传感器的支架以及接触式检测装置和系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测及控制，具体地，涉及一种用于接触式传感器的支架、接触式检测装置和接触式检测系统。
【背景技术】
[0002]超声波检测是根据超声波在被检工件中传播时，遇到工件内部的缺陷阻碍而产生超声波的反射、透射、衍射等物理现象，来推断缺陷及其特征的一种无损检测方法，是现行的五大常规无损检测方法之一，在目前工业检测领域应用非常广泛。
[0003]超声波检测按换能器类型，也就是超声波产生的方式，可以分为压电超声、电磁超声、激光超声等，其中基于压电效应的超声换能器以其较高的转换效率，应用最为广泛，常用的换能器材料为压电陶瓷。在压电超声检测中，接触式的压电超声检测应用最为广泛，其最大的缺点是超声波传感器会随着大量的检测而产生磨耗，影响传感器的耦合性能，严重时还会导致传感器激发的超声波角度发生改变，因此缩短了传感器的使用寿命。
[0004]在铁路车轮在线超声波自动化检测中，如图1所示，图中的箭头方向指示车轮的旋转方向和前进方向，车轮在线超声波检测中，传感器沿车轮的滚动方向线性排列，车轮在这样的传感器线性阵列上滚动一周实现全部滚动面的检测。阵列中的每个传感器的工作位置会高出车轮滚动面最低点一定距离，传感器固定在传感器支架上，传感器支架对传感器弹性支撑，并将传感器偏压在工作位置。该传感器支架通常包括壳体201、盖板202和弹性件203，该弹性件203的下端固定在壳体201的下端，弹性件203的上端通过盖板202限制在壳体201之内，接触式传感器100安装在弹性件203的上端并能够将弹性件203向壳体201内压缩。
[0005]当车轮滚压传感器时，传感器支架被压缩，传感器的高度会随着与车轮的接触而下降，这个过程中传感器激发超声波进入车轮，实现车轮对应位置的超声波检测，传感器支架内部的弹力回复力用来保证传感器与车轮滚动面耦合良好。
[0006]目前，为了减少调车难度，增加检测的灵活性，基于这种压电镜片超声波传感器线性阵列的车轮在线检测设备的安装位置，通常都会选择安装在机车车辆进出检修库的必经之路上，这样每次进出检修库的机车车辆都有机会对其车轮进行检测，不会产生额外的调车工作。其缺点是出入库的所有车轮都经过了传感器阵列，包括需要检测的车轮和尚未到达检测周期的车轮。在现有的铁路车轮在线超声波检测设备上，用于夹持超声波传感器的支架都是固定的，传感器支架的位置或高度都不可调节，致使超声波传感器始终处于工作位置。当这些未到检测周期且不需要检测的车轮都滚压过传感器阵列时，传感器会产生无谓的磨耗，影响传感器性能，缩短超声波传感器的寿命。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种用于接触式传感器的支架，该支架能够调整接触式传感器位于工作位置或非工作位置。[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于接触式传感器的支架，其中，该支架包括传感器安装部、导轨和升降驱动部，该传感器安装部在该升降驱动部的驱动下沿该导轨在工作位置和非工作位置之间运动。
[0009]优选地，所述升降驱动部包括凸轮件、凸轮支架和驱动电机，该凸轮件偏心地安装在该凸轮支架上且可绕安装点旋转，所述凸轮支架安装在底板上，所述凸轮件的周缘支撑所述传感器安装部，该驱动电机驱动所述凸轮件在第一位置和第二位置之间旋转以推动所述传感器安装部在所述工作位置和所述非工作位置之间运动，当所述凸轮件位于该第一位置时，所述凸轮件在长半径处支撑所述传感器安装部，所述传感器安装部位于所述工作位置，当所述凸轮件位于该第二位置时，所述凸轮件在短半径处支撑所述传感器安装部，所述传感器安装部位于所述非工作位置。
[0010]优选地，所述升降驱动部设置在所述传感器安装部的下方，以沿竖直方向驱动所述传感器安装部。
[0011]优选地，所述升降驱动部还包括与所述传感器安装部连接的复位件，该复位件向所述传感器安装部施加使所述传感器安装部具有向非工作位置运动趋势的回复力。
[0012]优选地，所述凸轮件的长半径和短半径之间的夹角为90°。
[0013]优选地，所述长半径为18mm,所述短半径为6mm。
[0014]优选地，所述导轨包括沿竖直方向延伸的左侧导轨和右侧导轨，该左侧导轨和右侧导轨相对地设置在所述传感器安装部的两侧并与所述传感器安装部的滑动部相配合。
[0015]优选地，所述底板连接在所述左侧导轨和右侧导轨之间，所述升降驱动部安装在该底板上。
[0016]本实用新型还提供一种接触式检测装置，该接触式检测装置包括接触式传感器和支架，其中，该支架为本实用新型所述的支架。
[0017]本实用新型还提供一种接触式检测系统，该接触式检测系统包括接触式检测装置和控制器，其中，该接触式检测装置为本实用新型所述的接触式检测装置，该控制器与所述驱动电机连接。
[0018]通过上述技术方案，利用支架支撑接触式传感器在工作位置和非工作位置之间运动，因此能够在不需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到非工作位置，在需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到工作位置，从而能够保护传感器，避免传感器发生不必要的磨损，减少了传感器的更换和维护，提高了传感器的使用寿命。
[0019]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0021]图1是接触式传感器及根据现有技术的支架的示意图，图中左侧的接触式传感器及其支架位于工作位置，右侧的接触式传感器及其支架位于非工作位置；
[0022]图2是接触式传感器及根据本实用新型的优选实施方式的支架的示意图，图中左侧的接触式传感器及其支架位于工作位置，右侧的接触式传感器及其支架位于非工作位置。[0023]附图标记说明
[0024]I传感器安装部2导轨
[0025]21左侧导轨22右侧导轨
[0026]31凸轮件32凸轮支架
[0027]4底板
[0028]100接触式传感器201壳体
[0029]202盖板203弹性件【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型的【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实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0031]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常结合附图中所示的方向理解，或者根据技术方案的描述结合上下文进行适当解释。
[0032]本实用新型提供一种用于接触式传感器的支架，其中，该支架包括传感器安装部
1、导轨2和升降驱动部，该传感器安装部I在该升降驱动部的驱动下沿该导轨2在工作位置和非工作位置之间运动。
[0033]如图1所示为根据本实用新型优选实施方式的用于接触式传感器的支架，图中左侧的接触式传感器及支架处于工作位置，右侧的接触式传感器及支架处于非工作位置。
[0034]在本实用新型的技术方案中，该支架主要应用于接触式传感器，接触式传感器安装在传感器安装部I上，升降驱动部驱动该传感器安装部I沿导轨2运动，并且通过升降驱动部和导轨2将传感器安装部I限制在工作位置和非工作位置之间。
[0035]本实用新型对该支架的传感器安装部1、导轨2和升降驱动部的具体结构并不加以限定，任何能够适用于本实用新型的技术方案的具体结构都可以应用于此。而且本实用新型对工作位置和非工作位置之间的关系也不加以限定，这需要接合支架的具体结构进行设定。通常，工作位置相对于非工作位置要远离支架。而且升降驱动部可以在任意方向上驱动传感器安装部1，即接触式传感器可以在任何方向上伸缩，而并非仅限于竖直方向。
[0036]通过上述技术方案，利用支架支撑接触式传感器在工作位置和非工作位置之间运动，因此能够在不需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到非工作位置，在需要使用接触式传感器时通过支架将传感器移动到工作位置，从而能够保护传感器，避免传感器发生不必要的磨损，减少了传感器的更换和维护，提高了传感器的使用寿命。
[0037]优选地，所述升降驱动部包括凸轮件31、凸轮支架32和驱动电机，该凸轮件31偏心地安装在该凸轮支架32上且可绕安装点旋转，所述凸轮支架32安装在底板4上，所述凸轮件31的周缘支撑所述传感器安装部I，该驱动电机驱动所述凸轮件31在第一位置和第二位置之间旋转以推动所述传感器安装部I在所述工作位置和所述非工作位置之间运动，当所述凸轮件31位于该第一位置时，所述凸轮件31在长半径处支撑所述传感器安装部1，所述传感器安装部I位于所述工作位置，当所述凸轮件31位于该第二位置时，所述凸轮件31在短半径处支撑所述传感器安装部I，所述传感器安装部I位于所述非工作位置。
[0038]在本实用新型的优选实施方式中，升降驱动部包括偏心旋转的凸轮件31，通过该凸轮件31来支撑传感器安装部I。具体地，由于凸轮件31的周缘支撑传感器安装部1，在偏心安装的凸轮件31绕其旋转中心旋转的过程中，由于凸轮件31的周缘上的各个点到旋转中心的距离不同，因此凸轮件31的周缘支撑所述传感器安装部I距离凸轮件31的旋转中心的距离就不同，而凸轮件31的旋转中心是固定的，凸轮件31与传感器安装部I不连接，但是凸轮件31的周缘始终保持与传感器安装部I相接处以支撑传感器安装部1，因此传感器安装部I就会在凸轮件31的周缘的支撑下相对于凸轮件31的旋转中心进行直线运动。
[0039]当凸轮件31位于第一位置时，凸轮件31在长半径处支撑传感器安装部1，即传感器安装部I位于距离凸轮件31的中心较远的位置，此时传感器安装部I位于工作位置；当凸轮件31位于第二位置时，凸轮件31在短半径处支撑传感器安装部1，即传感器安装部I位于距离凸轮件31的中心较近的位置，此时传感器安装部I位于非工作位置。
[0040]其中，“长半径”指到凸轮件31的旋转中心的距离较远的凸轮件31的周缘上的点，优选为指到凸轮件31的旋转中心的距离最远的凸轮件31的周缘上的点，“短半径”指指到凸轮件31的旋转中心的距离较近凸轮件31的周缘上的点，优选为指到凸轮件31的旋转中心的距离最近的凸轮件31的周缘上的点，这样传感器安装部I相对于底板4之间的距离随着凸轮件31的旋转单调地变化。由于凸轮件31偏心的旋转，因此沿凸轮件31的周缘上的各个点到凸轮件31的旋转中心的距离连续地变化，在凸轮件31旋转的过程中，凸轮件的周缘并不与传感器安装部I连接，但是始终支撑传感器安装部1，由于传感器安装部I沿直线相对于凸轮件31的旋转中心运动，而传感器安装部I与凸轮件31的旋转中心的距离即为凸轮件31的周缘到凸轮件31的旋转中心的距离，因此随着凸轮件31旋转，传感器安装部I距离凸轮件31的旋转中心的距离也连续地变化。且优选地，当传感器安装部I距离凸轮件31的旋转中心最远时位于工作位置，当传感器安装部I距离凸轮件31的旋转中心最近时位于非工作位置。
[0041]优选地，所述升降驱动部设置在所述传感器安装部I的下方，以沿竖直方向驱动所述传感器安装部I。
[0042]在本实用新型的优选实施方式中，该接触式传感器优选地为沿竖直方向运动，SP升降驱动部能够控制传感器安装部I沿竖直方向运动。在【背景技术】所提供的一种应用情况中，在轨道列车的车轮检测中，接触式传感器通常承受车轮施加的竖直方向上的压力，因此优选地，该升降驱动部设置在传感器安装部I的下方，从而便于沿竖直方向驱动所述传感器安装部I。
[0043]优选地，所述升降驱动部还包括与所述传感器安装部I连接的复位件，该复位件向所述传感器安装部I施加使所述传感器安装部I具有向非工作位置运动趋势的回复力。
[0044]由于接触式传感器大多数时间处于非工作的状态，为了防止由于支架的状态设置的错误而导致接触式传感器的磨损，在本优选实施方式中设置了复位件，该复位件能够对传感器安装部I施加回复力，该回复力使得传感器安装部I具有向非工作位置运动趋势。
[0045]在上述的采用凸轮件31作为升降驱动部的优选实施方式中，当凸轮件31位于第二位置时，凸轮件31在短半径处支撑传感器安装部1，当凸轮件31从第二位置向第一位置运动时，传感器安装部I从非工作位置向工作位置运动，由于此时凸轮件31的周缘距离旋转中心的半径逐渐增加，因此始终保持对传感器安装部I施加沿径向向外的支撑力。
[0046]而当凸轮件31从第一位置向第二位置运动时，传感器安装部I从工作位置向非工作位置运动，由于此时凸轮件31的周缘距离旋转中心的半径逐渐减小，传感器安装部I通常依靠自身重力的作用从距离凸轮件31的旋转中心较远的工作位置返回到距离旋转中心较近的非工作位置运动，但是如果发生卡滞等现象导致使传感器安装部I回复到非工作位置的作用力小于传感器安装部I受到的阻力，就会使得传感器安装部I无法回到非工作位置，增大了接触式传感器的磨损。
[0047]而且，为了避免接触式传感器发生不必要的磨损，通常使传感器安装部I只有在工作时伸出到工作位置，在不工作时保持缩回到非工作位置，因此设置复位件以对传感器安装部I施加向非工作位置的回复力，该复位件通常为弹簧等弹性件(未图示)，该弹性件的一端与传感器安装部I连接，另一端与底板4或者其他固定不动的基架连接以将传感器安装部I朝向凸轮件31的旋转中心一侧偏压。
[0048]优选地，所述凸轮件31的长半径和短半径之间的夹角为90°。优选地，所述长半径为18_，所述短半径为6_。上述参数为如图2所示的优选实施方式中优选地设置的参数，本领域技术人员可以根据实际情况进行相应的调整，本实用新型对此并不加以限制。
[0049]优选地，所述导轨2包括沿竖直方向延伸的左侧导轨21和右侧导轨22，该左侧导轨21和右侧导轨22相对地设置在所述传感器安装部I的两侧并与所述传感器安装部I的滑动部相配合。
[0050]在本优选实施方式中，导轨2包括左侧导轨21和右侧导轨22，该左侧导轨21和右侧导轨22设置在传感器安装部I的相对地两侧，即在图2中所示的左侧和右侧，并且传感器安装部I上设置有滑动部，该滑动部能够与导轨2配合并沿导轨滑动。
[0051]本实用新型对导轨2的设置方式并不加以限制，具体地，对导轨2的数量，设置方向等都不加以限制，以上仅结合附图2提供了一种优选的实施方式。
[0052]优选地，所述底板4连接在所述左侧导轨21和右侧导轨22之间，所述升降驱动部安装在该底板4上。
[0053]在本优选实施方式中，底板4连接在左侧导轨21和右侧导轨22之间，即该左侧导轨21、底板4和右侧导轨22形成一个直角半框的结构，如图2所示，传感器安装部I设置在左侧导轨21和右侧导轨22之间，升降驱动部安装在底板4之间，以驱动该传感器安装部I沿左侧导轨21和右侧导轨22相对于底板4沿直线运动。
[0054]本实用新型还提供一种接触式检测装置，该接触式检测装置包括接触式传感器和支架，其中，该支架为本实用新型所述的支架。
[0055]本实用新型还提供一种接触式检测系统，该接触式检测系统包括接触式检测装置和控制器，其中，该接触式检测装置为本实用新型所述的接触式检测装置，该控制器与所述驱动电机连接。
[0056]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0057]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0058]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种用于接触式传感器的支架，其特征在于，该支架包括传感器安装部(I)、导轨(2)和升降驱动部，该传感器安装部(I)在该升降驱动部的驱动下沿该导轨(2)在工作位置和非工作位置之间运动。
2.根据权利要求1所述的支架，其特征在于，所述升降驱动部包括凸轮件(31)、凸轮支架(32 )和驱动电机，该凸轮件(31)偏心地安装在该凸轮支架(32 )上且可绕安装点旋转，所述凸轮支架(32)安装在底板(4)上，所述凸轮件(31)的周缘支撑所述传感器安装部(1)，该驱动电机驱动所述凸轮件(31)在第一位置和第二位置之间旋转以推动所述传感器安装部(I)在所述工作位置和所述非工作位置之间运动，当所述凸轮件(31)位于该第一位置时，所述凸轮件(31)在长半径处支撑所述传感器安装部(I )，所述传感器安装部(I)位于所述工作位置，当所述凸轮件(31)位于该第二位置时，所述凸轮件(31)在短半径处支撑所述传感器安装部(I )，所述传感器安装部(I)位于所述非工作位置。
3.根据权利要求2所述的支架，其特征在于，所述升降驱动部设置在所述传感器安装部(I)的下方，以沿竖直方向驱动所述传感器安装部(I)。
4.根据权利要求2所述的支架，其特征在于，所述升降驱动部还包括与所述传感器安装部(I)连接的复位件，该复位件向所述传感器安装部(I)施加使所述传感器安装部(I)具有向非工作位置运动趋势的回复力。
5.根据权利要求2所述的支架，其特征在于，所述凸轮件(31)的长半径和短半径之间的夹角为90°。
6.根据权利要求2所述的支架，其特征在于，所述长半径为18mm，所述短半径为6mm。
7.根据权利要求2所述的支架，其特征在于， 所述导轨(2)包括沿竖直方向延伸的左侧导轨(21)和右侧导轨(22)，该左侧导轨(21)和右侧导轨(22)相对地设置在所述传感器安装部(I)的两侧并与所述传感器安装部(I)的滑动部相配合。
8.根据权利要求7所述的支架，其特征在于， 所述底板(4)连接在所述左侧导轨(21)和右侧导轨(22)之间，所述升降驱动部安装在该底板(4)上。
9.一种接触式检测装置，该接触式检测装置包括接触式传感器(100)和支架，其特征在于，该支架为权利要求1-8中任意一项所述的支架。
10.一种接触式检测系统，该接触式检测系统包括接触式检测装置和控制器，其特征在于，该接触式检测装置为权利要求9所述的接触式检测装置，该控制器与所述驱动电机连接。
【文档编号】G01N29/22GK203658317SQ201320825156
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】薛埃生, 杨巨平, 袁明, 辛民, 石兴, 黄维, 黄永巍, 任明照 申请人:中国神华能源股份有限公司, 中国神华能源股份有限公司铁路货车运输分公司, 中国铁道科学研究院金属及化学研究所