钢轨表面辅助机械扫查设备的制作方法

本实用新型涉及钢轨检测，更具体地，涉及一种钢轨表面辅助机械扫查设备。

背景技术：

道岔结构复杂，包括基本轨，尖轨，翼轨，护轨和心轨。高铁上常用可动心道岔，轨头踏面经过刨切为变截面。对道岔结构实现连续扫查很困难，但是由于道岔为薄弱环节，如有表面缺陷而没有及时发现，容易形成剥离掉块，或进一步发展造成钢轨断裂，后果不堪设想。另一方面，钢轨具有一定的宽度和长度，白天通车，不允许实施检测，检测工作要求在天窗点完成。

目前，国内对在役道岔钢轨表面不进行探伤作业，仅靠人眼观察来判断道岔钢轨质量。国外，德国铁路局采用4个通道的涡流探伤小车进行探伤。但是设备价格昂贵，目前还未推广应用。

涡流检测是指利用电磁感应原理，通过测量被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法。由于存在趋肤效应，涡流检测只能检查薄试件或厚试件的表面、近表面部位，但无法检测内部深层缺陷，特别是即有磁屏蔽作用的铁磁性的材料。涡流检测技术的优点是检测速度快，线圈与试件可不直接接触，无需耦合剂。但是，涡流检测局限于导电材料，只能检测表面及亚表面的缺陷，对形状复杂试件难于检查等。

便携式涡流检测方式接单个探头在钢轨表面的检测范围很有限，而多通道涡流检测虽然能够提高检测范围，但缺乏合理搭载多通道探头的机械扫查装置辅助检测，效率也不尽如人意。超声波探伤小车仅探测轨头宽度大于50mm 处钢轨内部的缺陷，由于存在表面检测盲区，不适合用于检测表面缺陷。采用单通道涡流检测技术搭配常规涡流探头，检测范围有限，检测效率低；一般采用手持操作方式，操作人员需要弯腰，劳动强度较大。多通道涡流检测技术可以连接多个探头，提高检测范围，但是如果没有合理的辅助机械装置，将无法实现与钢轨，特别是道岔良好贴合，造成提离效应，影响检测效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种钢轨表面辅助机械扫查设备，该机械扫查设备包括：

主体，主体能够沿着待检测钢轨的长度方向移动；

安装架，安装架连接到靠近待检测钢轨的主体的下侧，安装架用于安装用于扫查待检测钢轨的多个扫查设备；

摇臂，摇臂连接到主体的上侧，以控制主体的移动；和

控制装置，控制装置分别与多个扫查设备通信以接收并存储扫查数据。

在一个实施例中，主体包括：

主体架，主体架与安装架相连接，优选地，安装架通过挂钩连接到主体架；

前导轮和后轮，前导轮和后轮分别安装在主体架的两端，以使主体架能够沿着待检测钢轨的长度方向移动；和

多个限位轮，多个限位轮设置在主体架的侧面，多个限位轮中的每一个在扫查待检测钢轨的过程中能够压紧到待检测钢轨的侧面。

在一个实施例中，主体还包括两个弹簧压紧机构，两个弹簧压紧机构均与主体架相连接且垂直于主体架的长度方向，以将多个限位轮压紧到待检测钢轨的侧面。

在一个实施例中，安装架由多个横向件和多个竖向件组成，以将多个扫查设备分别连接到多个横向件和/或多个竖向件。

在一个实施例中，摇臂包括：

摇臂架，摇臂架的一端通过转轴连接到主体、另一端设置有推手；和

托盘，托盘设置在摇臂架的上侧，

优选地，托盘具有能够调节的宽度。

在一个实施例中，辅助机械扫查设备还包括：

横梁，横梁的一端与主体的内侧相连接、另一端能够搭在与待检测钢轨相对的另一侧的钢轨上，并且所述另一端具有夹紧轮，夹紧轮能够沿着另一侧的钢轨的外侧移动，

优选地，夹紧轮通过弹簧机构连接到所述另一端，以通过弹簧机构调节夹紧轮与主体之间的距离，

优选地，辅助机械扫查设备还包括控制装置安装座，控制装置安装座设置在横梁上以保持控制装置，

优选地，横梁由依次连接的多个横梁段组成，以在非工作状态下能够折叠横梁。

在一个实施例中，多个扫查设备分别被嵌入到多个柔性皮带中，多个柔性皮带中的每一个连接到安装架上。

在一个实施例中，多个扫查设备为八个，八个扫查设备中的五个靠近待检测钢轨的轨头顶面设置、三个靠近待检测钢轨的轨头侧面设置。

在一个实施例中，多个扫查设备均为涡流检测探头。

在一个实施例中，辅助机械扫查设备由铝合金材料或者碳纤维材料制成。

本实用新型公开的钢轨表面辅助机械扫查设备实现了对待检测钢轨的多通道探伤扫查，避免检测盲区，适用于正线钢轨和道岔表面缺陷扫查；通过采用多个限位轮，使主体在待检测钢轨上的走行更加稳定，从而保证多个扫查设备与待检测钢轨的表面保持稳定的扫查距离，提高扫查数据精度；操作人员可以使用摇臂推动主体移动，从而避免操作人员弯腰操作而造成的劳动强度提高。

附图说明

图1为根据本实用新型一个示例性实施例的钢轨表面辅助机械扫查设备的结构示意图；

图2为图1中所示的钢轨表面辅助机械扫查设备的主体1的结构示意图；

图3为图1中所示的钢轨表面辅助机械扫查设备的摇臂的结构示意图；

图4为图1中所示的钢轨表面辅助机械扫查设备的横梁的结构示意图；和

图5为图1中所示的钢轨表面辅助机械扫查设备的夹紧轮的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的说明性、非限制性实施例，对根据本实用新型的钢轨表面辅助机械扫查设备进行进一步说明。

参照图1，本实用新型公开的钢轨表面辅助机械扫查设备包括主体1、安装架2、摇臂3和控制装置5，其中安装架2和摇臂3均连接到主体1，控制装置5与安装在安装架2上的多个扫查设备(图中未示出)通信。

主体1是该辅助机械扫查设备的主要部分，可以沿着待检测钢轨的长度方向完成走行动作，从而使多个扫查设备可以均匀地扫查待检测钢轨。主体1 可以具有能够适应钢轨形状的任意形状，并且主体1的材料可以由本领域常用的强度高、塑性好的任意材料制成，例如铝合金材料，而为了减轻设备的整体重量，安装架2可以由强度高、质量更轻的碳纤维材料制成。

安装架2连接到靠近待检测钢轨的主体1的下侧，以安装用于扫查待检测钢轨的多个扫查设备(图中未示出)。安装架2可以具有便于安装扫查设备的任何结构，在此不做具体限定。将安装架2安装在主体1的下侧，使安装架2可以随着主体1的移动而沿着钢轨长度方向移动，进而使连接在安装架2上的多个扫查设备可以同时沿着钢轨长度方向移动。在保证主体1沿着钢轨长度方向均匀移动的情况下，安装架2与钢轨的距离保持不变，因此多个扫查设备与待检测钢轨的表面的相对距离保持不变，从而避免了因检测距离变化而引起的检测误差，使多个扫查设备的扫查数据具有更高的可靠性。同样地，安装架2可以由本领域常用的强度高、塑性好的材料制成，例如铝合金材料，而为了减轻设备的整体重量，安装架2可以由强度高、质量更轻的碳纤维材料制成。

在一个实施例中，安装架2由多个横向件和多个竖向件组成。用于扫查待检测钢轨的多个扫查设备分别连接到多个横向件和/或多个竖向件上，从而实现对待检测钢轨的多通道扫查。在待检测钢轨的横截面的不同位置设置扫查装置，可以消除扫查盲区，使钢轨表面质量的扫查结果更加完整、准确。在一个实施例中，多个扫查设备分别被嵌入到多个柔性皮带(图中未示出) 中，然后将多个柔性皮带中的每一个连接到安装架2上，柔性皮带可以使嵌入的扫查设备更好地适应钢轨的廓形，与钢轨表面贴合，提高检测数据精度。优选地，多个扫查设备为八个。八个扫查设备可以分为两组，其中一组包括五个扫查设备、另一组包括三个扫查设备，并且五个为一组的扫查设备靠近待检测钢轨的轨头顶面设置，三个为一组的扫查设备靠近待检测钢轨的轨头侧面设置，从而实现对待检测钢轨轨头的多通道扫查。但是本领域技术人员应当理解的是，本实用新型中公开的辅助机械扫查设备可以搭载不同数量的扫查设备，而不限于八个，并且所搭载的扫查设备的布置方式也不以上述分组及布置方式为限。

摇臂3连接到主体1的上侧，操作人员可以通过摇臂3推动主体1沿着待检测钢轨的长度方向移动。同样地，摇臂3可以由本领域常用的强度高、塑性好的材料制成，例如铝合金材料，而为了减轻设备的整体重量，摇臂3 可以由强度高、质量更轻的碳纤维材料制成。

控制装置5分别与多个扫查设备通信以接收扫查数据，并且存储扫查数据以便后续对钢轨质量的追踪和分析。

下面结合图1说明本实用新型公开的钢轨表面辅助机械扫查设备的操作方法。将多个扫查设备分别连接到安装架2上的预定位置，并且将安装架2 连接到主体1的下侧；将主体1放置在待检测钢轨上，以使多个扫查设备分别靠近待检测钢轨轨头，并且保持主体1与待检测钢轨的相对位置；启动多个扫查设备并推动摇臂3，以使主体1沿着待检测钢轨的长度方向移动，多个扫查设备对待检测钢轨的轨头的不同位置进行扫查，并实时地将扫查数据传送至控制装置5，控制装置5接收并存储该扫查数据以供操作人员分析和后期追溯。

由上述说明可以知道，本实用新型公开的钢轨表面辅助机械扫查设备实现了对待检测钢轨的多通道扫查，避免检测盲区，可以适用于钢轨表面缺陷扫查；将多个扫查设备连接在安装架2上，并进一步将安装架2连接到可以沿着待检测钢轨长度方向稳定移动的主体1，可以使多个扫查设备与待检测钢轨的表面保持稳定的扫查距离，提高扫查数据准确度；另外，操作人员可以使用摇臂3推动主体1移动，从而避免操作人员弯腰操作而增加劳动强度。

参照图2，在本实用新型的一个实施例中，主体1包括主体架11、前导轮12、后轮13和多个限位轮14。

主体架11是主体1的主要部分，其与安装架2相连接以带动安装架2沿着待检测钢轨的长度方向移动。在一个实施例中，安装架2通过挂钩连接到主体架11，以便拆卸运输。本领域技术人员应当理解的是，安装架2与主体架11的连接是稳定的，以保证扫查过程中多个扫查设备相对于待检测钢轨距离保持不变，提高检测数据的准确性。前导轮12和后轮13分别安装在沿着主体架11的长度方向的两端。使用过程中，前导轮12和后轮13可以在待检测钢轨轨头的上表面滚动，从而使主体架11沿着待检测钢轨的长度方向移动。为了进一步限定主体架11与待检测钢轨的位置关系，在主体架11的侧面设置有多个限位轮14。扫查过程中，多个限位轮14中的每一个与待检测钢轨的侧面贴合，例如，多个限位轮14中的每一个与待检测钢轨轨头的侧面贴合。这样，通过前导轮12和后轮13与待检测钢轨轨头的上表面贴合、多个限位轮14与待检测钢轨的侧面贴合，可以保证主体架11严格地沿着待检测钢轨的长度方向移动，并且保持其稳定性。

优选地，主体1还包括两个弹簧压紧机构15。两个弹簧压紧机构15分别沿着垂直于主体架11的长度方向的方向连接到主体架11，用于调整多个限位轮14与待检测钢轨的位置关系以将其压紧到待检测钢轨的侧面。

参照图3，在一个实施例中，摇臂3包括摇臂架31和托盘(图中未示出)。摇臂架31的一端通过转轴连接到主体1、另一端具有推手32。这样，摇臂3 可以绕转轴相对于主体1旋转，即，在水平方和竖直两个方向上调整摇臂3 相对于主体1的延伸方向，以适应操作人员的身高、操作习惯以及现场工况等。托盘设置在摇臂架31的上侧，用于固定计算机等设备。计算机可以通过蓝牙、无线网络或者电缆等连接方式与控制装置5通信，以从控制装置5获取多个扫查设备的扫查数据，便于操作人员实时查看和分析。在一个实施例中，托盘具有可调节的宽度，以适应不同的电脑尺寸。该设计简单、易于实现，并且在实际应用中非常实用。

参照图1和5，辅助机械扫查设备还包括横梁4。横梁4的一端与主体1 的内侧相连接、另一端搭在与待检测钢轨相对的另一侧的钢轨上。同时，在横梁4的另一端具有夹紧轮41，夹紧轮41可以沿着另一侧的钢轨的外侧移动，即，夹紧轮41可以与主体1沿着待检测钢轨和另一侧钢轨的长度方向同步移动，以使整个辅助机械扫查设备在操作人员的控制下稳定移动。这样，在相对的两根钢轨之间通过横梁4支撑该辅助机械扫查设备并使主体1和探头架稳定走行，以在检测过程中保证探头架不会偏离轨道并对准待检测钢轨的检测部分。优选地，夹紧轮41通过弹簧机构42连接到横梁4的所述另一端，以通过弹簧机构42调节夹紧轮41与主体1之间的距离，即，调节横梁4的横向宽度，从而适应轨距的变化，保证夹紧轮41和多个限位轮14可以分别压紧在两个钢轨上，使主体1不会发生倾斜。

在一个实施例中，横梁4由依次连接的多个横梁段组成，以便于折叠收纳。图4中示出了横梁4展开时的状态，多个横梁段依次连接以在主体1和另一侧钢轨之间形成支撑。折叠横梁4时，横梁4的所述另一端被拆卸下来，组成横梁4其它部分的两个横梁段折叠，这样可以缩小横梁4的横向宽度，便于收纳、运输。

再次参照图1，辅助机械扫查设备还包括控制装置安装座43。控制装置安装座43设置在横梁4上，用于保持控制装置5。

在本实用新型的一个实施例中，多个扫查设备均为涡流检测探头。涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，适用于导电材料。当导体置于交变磁场之中，导体中就会有感应电流产生，这种电流称为涡流。由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象来判知导体性质、状态及有无缺陷的检测方法，叫做涡流检测方法。涡流探头线圈与工件之间距离变化会引起涡流检测线圈阻抗的变化，涡流检测是以研究涡流与被测工件的相互关系为基础的一种常规无损检测方法，用于导电材料的检测。使用本实用新型公开的道岔钢轨辅助机械扫查设备搭载多个涡流检测探头，可以适应道岔钢轨变截面和变化的轨距，使涡流检测探头始终对准检测区域，适应钢轨及道岔的型面，减少提离效应和边缘效应，提高检测效率。

下面结合图1-5说明本实用新型公开的钢轨表面辅助机械扫查设备的使用方法。将多个扫查设备分别连接到安装架2的预定位置，并且将安装架2 连接到主体1的下侧；连接横梁4和主体1，将主体1放置在待检测钢轨上，以使多个扫查设备分别靠近钢轨轨头的预定位置，并且保持主体1与待检测钢轨的相对位置，同时没有与主体1连接的横梁4的另一端搭在与待检测钢轨相对的另一侧钢轨上，并调整弹簧机构42以使夹紧轮41贴紧在另一侧钢轨的外侧；启动多个扫查设备、控制装置5以及计算机，推动摇臂3，以使主体1沿着待检测钢轨的长度方向移动，多个扫查设备对待检测钢轨的轨头的不同位置进行扫查，并实时地将扫查数据传送至控制装置5；控制装置5接收并存储该扫查数据，同时计算机从控制装置5获取扫查数据以供操作人员实时分析。