厚度测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种测量装置，特别是涉及一种厚度测量装置。

背景技术：

铁路线路大修、中修时，必须清筛道床，补充道碴，并对基床翻浆冒泥地段进行整治。铁路碎石道床厚应符合相关规定。对于路基地段、隧道地段的道床厚度检测，有的铁路工务单位采用游标、水平尺、轨距尺、水准管等组装形成道床厚度检测装置，道床厚度检测装置能实现对铁路碎石道床厚进行检测。然而，检测效率仍然较低，可操作性较低。

技术实现要素：

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种厚度测量装置及铁路碎石道床厚检测方法，它能够提高检测效率，可操作性较高。

其技术方案如下：一种厚度测量装置，包括：立杆，所述立杆上设有可转动的转动轴；测量尺，所述测量尺与所述转动轴相连；及倾角仪，所述倾角仪设置于所述测量尺上，所述倾角仪用于获取所述测量尺相对于水平面的倾斜角度a。

上述的厚度测量装置，对待测物的厚度或者高度进行测量过程中，先使立杆调整于竖直状态，立杆的底部具体与待测物的底部处于同一水平高度，然后转动测量尺使得测量尺具体与待测物的顶部相接触，最后根据倾角仪上的读数a、由测量尺确定出的待测物的顶部与转动轴的轴线之间的距离lk以及立杆的底部与转动轴的轴线之间的距离hl便可以得到待测物的顶部到待测物的底部的厚度(也可以视为高度)。可以理解的是，若待测物具体为铁路碎石道床厚时，则通过上述的厚度测量装置直接获取铁轨的顶部与铁路碎石道的底部之间的距离，并根据铁轨的高度hg与轨枕高度hz便可以得到铁路碎石道床厚hd。如此，能够提高检测效率，可操作性较高。

在其中一个实施例中，所述测量尺可滑动地设置于所述转动轴上，所述测量尺上设置有限位块。

在其中一个实施例中，所述限位块位于所述测量尺的零刻度线处。

在其中一个实施例中，所述的厚度测量装置还包括限位件，所述限位件用于将所述测量尺限位于所述转动轴上。

在其中一个实施例中，所述转动轴上设有滑动孔与限位孔，所述限位孔与所述滑动孔相连通，所述测量尺可滑动地设置于所述滑动孔中，所述限位件穿过所述限位孔用于将所述测量尺限位于所述转动轴上。

在其中一个实施例中，所述限位件为螺栓、螺钉或螺杆，所述限位孔为与所述限位件相配合的螺纹孔。

在其中一个实施例中，所述测量尺上设置有磁吸件，所述倾角仪与所述磁吸件磁吸配合。

在其中一个实施例中，所述的厚度测量装置还包括水准管，所述水准管设置于所述立杆的顶部。

在其中一个实施例中，所述的厚度测量装置还包括安装支架，所述安装支架与所述立杆相连，所述安装支架用于装设计算器、手机、平板电脑或计算机。

在其中一个实施例中，所述立杆上设置有用于可转动地安装所述转动轴的轴孔，所述转动轴可转动地设置于所述轴孔中。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的厚度测量装置检测铁路碎石道床厚的工作状态示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的厚度测量装置的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例所述的厚度测量装置的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例所述的厚度测量装置中立杆、转动轴、限位件的组装结构示意图；

图5为本实用新型一实施例所述的厚度测量装置中转动轴的结构示意图。

附图标记：

10、立杆，20、测量尺，21、限位块，22、磁吸件，30、倾角仪，40、转动轴，41、滑动孔，42、限位孔，50、铁轨，60、轨枕，70、道床，80、限位件，91、水准管，92、安装支架，93、手机。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1及图2，一种厚度测量装置，包括立杆10、测量尺20及倾角仪30。所述立杆10上设有可转动的转动轴40。所述测量尺20与所述转动轴40相连。所述倾角仪30设置于所述测量尺20上，所述倾角仪30用于获取所述测量尺20相对于水平面的倾斜角度a。

上述的厚度测量装置，对待测物的厚度或者高度进行测量过程中，先使立杆10调整于竖直状态，立杆10的底部具体与待测物的底部处于同一水平高度，然后转动测量尺20使得测量尺20具体与待测物的顶部相接触，最后根据倾角仪30上的读数a、由测量尺20确定出的待测物的顶部与转动轴40的轴线之间的距离lk以及立杆10的底部与转动轴40的轴线之间的距离hl便可以得到待测物的顶部到待测物的底部的厚度(也可以视为高度)。可以理解的是，若待测物具体为铁路碎石道床70时，则通过上述的厚度测量装置直接获取铁轨50的顶部与铁路碎石道的底部之间的距离，并根据铁轨50的高度hg与轨枕60高度hz便可以得到铁路碎石道床70厚hd。如此，能够提高检测效率，可操作性较高。此外，将测量尺20转动折叠后，上述的厚度测量装置与道尺形状相似，方便携带。

在一个实施例中，请参阅图1与图2，所述测量尺20可滑动地设置于所述转动轴40上，所述测量尺20上设置有限位块21。如此，测量过程中，通过使转动轴40带动测量尺20转动，以及驱动测量尺20相对于转动轴40滑动使限位块21与待测物的顶部抵触配合，这样便能够根据测量尺20上与转动轴40的轴线相对应的刻度得到lk。由于测量尺20上的限位块21与待测物的顶部抵触配合，使得测量工作较为简单方便。

进一步地，所述限位块21位于所述测量尺20的零刻度线处。如此，测量尺20上与转动轴40的轴线相对应的刻度便相应为lk，使得测量工作较为简单方便。

在一个实施例中，请参阅图3至图5，所述的厚度测量装置还包括限位件80。所述限位件80用于将所述测量尺20限位于所述转动轴40上。如此，测量过程中，当测量尺20移动到待测物的顶部时，通过限位件80将测量尺20限位于转动轴40上，然后再进行读数，提高可操作性。

进一步地，请参阅图3至图5，所述转动轴40上设有滑动孔41与限位孔42。所述限位孔42与所述滑动孔41相连通，所述测量尺20可滑动地设置于所述滑动孔41中，所述限位件80穿过所述限位孔42用于将所述测量尺20限位于所述转动轴40上。如此，测量过程中，限位件80先松开测量尺20，使测量尺20相对于转动轴40的滑动孔41滑动，待测量尺20的限位块21与待测物的顶部抵触时，立即通过限位件80将测量尺20限位固定于转动轴40上。

请再参阅图4及图5，其中，可以理解的是，滑动孔41既可以开设于转动轴40的其中一端部，并位于立杆10外，这样能便于测量尺20相对于转动轴40滑动，同时转动测量尺20能将测量尺20与立杆10折叠在一起。此外，可选地，滑动孔41也可以开设于转动轴40的中部，此时立杆10相应开设避让测量尺20的避让孔即可，测量尺20通过避让孔贯穿立杆10，测量尺20既可以沿着转动轴40的滑动孔41滑动，同时也可以随着转动轴40相对于立杆10转动。

在一个实施例中，为了使得转动轴40可转动地设置于立杆10上，立杆10上设置有用于可转动地安装转动轴40的轴孔，转动轴40可转动地设置于轴孔中。进一步地，为了提高测量精度，轴孔的轴线垂直于立杆10的中心线，使得测量过程中，测量尺20的转动处于竖直面上。

具体而言，所述限位件80为螺栓、螺钉或螺杆，所述限位孔42为与所述限位件80相配合的螺纹孔。

在一个实施例中，请再参阅图1或图2，所述测量尺20上设置有磁吸件22，所述倾角仪30与所述磁吸件22磁吸配合。如此，倾角仪30能便于拆装固定于测量尺20的磁吸件22上，拆装操作较为方便。具体而言，磁吸件22为短钢板或铁板等等。倾角仪30可以直接叠置安装于磁吸件22上，稳固性较好。

在一个实施例中，请再参阅图1或图2，所述的厚度测量装置还包括水准管91。所述水准管91设置于所述立杆10的顶部。如此，通过水准管91能够确定出立杆10是否处于竖直状态，从而便可以保证立杆10处于竖直状态下进行读数操作，确保检测精度。其中，水准管91的矫正方法具体为，先将立杆10调整到竖直状态，然后调整水准管91使得水准管91中的气泡处于水准管91的中心部位，如此，便可以根据气泡是否位于水准管91的中心部位来相应判断立杆10是否调整到竖直状态。

在一个实施例中，请再参阅图1或图2，所述的厚度测量装置还包括安装支架92。所述安装支架92与所述立杆10相连，所述安装支架92用于装设计算器、手机93、平板电脑或计算机。如此，可以将计算器、手机93、平板电脑或计算机等智能电子运算设备设置于安装支架92上，将读取到的数据，例如倾角仪30上的读数a、由测量尺20确定出的待测物的顶部与转动轴40的轴线之间的距离lk，以及立杆10的底部与转动轴40的轴线之间的距离hl，铁轨50的高度hg与轨枕60高度hz输入到智能电子运算设备中，由智能电子运算设备根据计算公式得到铁路碎石道床70厚，无需人为进行计算，工作方便，可行性较高。此外，还可以通过手机93对道床70边坡进行拍照，获取道床70边坡的图像信息并进行存储，有利于后续分析处理工作。

具体而言，智能电子运算设备为手机93，手机93通过手机93支架固定在立杆10上。手机93中预先安装app应用程序，应用程序中采用的路基地段道床70厚度hd计算公式为：

hd＝hl+lk×sina-hg-hz-(lk+1435/2)×i(1)

式中，hd——道床70高度(mm)；

hl——立杆10高度(mm)，取立柱中心处测量尺底面到立杆10下端的距离，在制造时即确定该值，为某一定值；

lk——测量尺读数(mm)；

a——倾角仪30读数(°)；

hg——铁轨高度(mm)，按新轨标准高度；

hz——轨枕60高度(mm)，按承轨槽到轨底的垂直距离取值，含轨下胶垫厚度(默认为12mm)；

i——路拱横坡(°)，默认值为4％，即取0.04。

桥梁地段道床70厚度hd计算公式为：

hd＝hl+lk×sina-hg-hz(2)

式中各变量含义同式(1)

在一个实施例中，请参阅图1及图2，一种铁路碎石道床厚检测方法，采用了上述任一实施例所述的厚度测量装置，包括如下步骤：

s10、使立杆10调整于竖直状态，立杆10的底部与铁路碎石道的底部处于同一水平高度；

s20、使得测量尺20与铁路碎石道上的铁轨50的顶部相接触；

s30、获取倾角仪30上的读数a，由测量尺20确定出的铁轨50的顶部与转动轴40的轴线之间的距离lk；

s40、根据hd＝hl+lk×sina-hg-hz-(lk+1435/2)×i得到路基地段道床70厚hd，或者根据hd＝hl+lk×sina-hg-hz得到桥梁地段道床70厚hd。

上述的铁路碎石道床70厚检测方法，能够提高检测效率，可操作性较高。

在一个实施例中，在s40步骤之后还包括s50，可以将计算器、手机93、平板电脑或计算机等智能电子运算设备设置于安装支架92上，将读取到的数据，例如倾角仪30上的读数a、由测量尺20确定出的待测物的顶部与转动轴40的轴线之间的距离lk，以及立杆10的底部与转动轴40的轴线之间的距离hl，铁轨50的高度hg与轨枕60的高度hz输入到智能电子运算设备中，由智能电子运算设备根据计算公式得到铁路碎石道床70厚，无需人为进行计算，工作方便，可行性较高。

在一个实施例中，s10中，使得立杆10调整于竖直状态的具体方法为，通过观察立杆10顶部的水准管91，当水准管91中的气泡处于水准管91的中部时，便可以判断立杆10调整到竖直状态，反之，则需要继续调整立杆10。

在一个实施例中，s20中，转动测量尺20，同时推拉测量尺20，将测量尺20按图1所示状态放在铁轨50的顶部，使得限位块21顶在铁轨50的外侧边。

在一个实施例中，上述步骤s10与步骤s20可以相互替换顺序，即先使得测量尺20与铁路碎石道上的铁轨50的顶部相接触，然后再使得立杆10调整于竖直状态，立杆10的底部与铁路碎石道的底部处于同一水平高度。并具体而言，将测量尺20按图1所示状态放在铁轨50的顶部，使得限位块21顶在铁轨50的外侧边，然后将立杆10下端置于道床70边坡坡脚处，紧握测量尺，推拉立杆10上端，水准管91气泡位于中间时，停止推拉。

综上，本实施例所述的厚度测量装置及铁路碎石道床70厚检测方法具有如下技术效果：

(1)精度高：测量尺20的精度为mm级别，上述的厚度测量装置的测量精度可控制在±10mm以内，满足道床70厚度测量要求。

(2)检测速度快：预计一个测点检查时间可缩短至1分钟以内。

(3)结构可靠：测量尺和立柱可以采用方形结构，不易损坏。

(4)数据全面：充分考虑了路拱横坡、轨下胶垫等，数据更精确；拍照有利于分析道床70边坡信息。

(5)线桥偏心测量：将立柱下端置于挡砟块处，该仪器可辅助用于线桥偏心检测。

(6)携带方便：将测量尺20转动折叠后，上述的厚度测量装置与道尺形状相似，方便携带。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。