列车裙板锁定位装置的制作方法

本实用新型属于列车裙板锁体的安装定位辅助装置领域，具体涉及一种列车裙板锁定位装置。

背景技术：

如图1至图5所示，轨道列车的裙板11是用于设备舱的翻转活门机构，裙板11的上部边缘上设有裙板锁插销机构1-2，裙板11的下部边缘设有裙板合页11-1，裙板11上部边缘设有锁芯插销11-2。裙板支架10的上端面与车体结构9的下端面平行，车体结构9外边缘的下方设有裙板锁插销座9-1，裙板支架10的外缘设有平行于水平y轴方向的斜筋板10-1，斜筋板10-1与裙板支架10的水平端面之间的夹角为β，斜筋板10-1的外侧倾斜端面上设有斜筋合页10-2。

向车体上安装裙板时，需要先将裙板合页11-1与斜筋合页10-2转动连接，使裙板11形成可绕合页翻转角度为α1的活门机构，此后再通过测量和定位工序，将裙板锁插销座9-1固连在车体结构9的外侧下边缘，并使设备舱t由裙板11密闭时，锁芯插销11-2刚巧能与裙板锁插销座9-1的锁孔同轴配合。

然而，由于制造和装配误差的存在，导致斜筋板10-1与车体结构9的下端面无法实现精确地彼此平行，造成以裙板支架10上端面的垂直法线作为铅锤基准线的测绘结果不够准确。裙板支架10的上端面与车体结构9的下端面的垂向间距较大，导致直接在车体结构9的下端面实施水平定位测量以及悬挂铅坠设置铅垂线的测绘作业难度较大，其需要操作者较长时间保持的仰视作业，劳动强度大，并且存在测量精度差、返工率高的问题。

此外，实际工作中，还可以使裙板11上沿连同锁芯插销11-2均绕合页旋转至贴近车体结构9的外侧下边缘的位置，从而使设备舱处于接近闭合的状态，从而将锁芯插销11-2直接插入裙板锁插销座9-1的锁孔内，进而利用锁芯插销11-2的位置确定裙板锁插销座9-1在车体结构9的下端面上安装位置。然而，在裙板锁插销座9-1安装之前，裙板11尚处绕合页自由旋转的非闭锁状态，因此，至少两名配合人员用手托举裙板11并使其接近闭合，第三名操作者在设备舱内裙板锁插销座9-1的实际位置对车体结构9画出标记。此过程需要人配合才能实施，无法由单人独立完成，生产效率低，并且存在配合人员劳动强度大、被存在裙板砸伤的安全隐患。

另一方面，中垂面是指能将具有对称结构的物体对称地分成互为镜像的两部分的剖切平面。

技术实现要素：

为了解决现有因斜筋板与车体结构的不平行，造成以裙板支架的垂直法线作为铅锤基准线的测绘结果误差较大、测绘难度大、耗费时间较长；以及直接利用锁芯插销的位置确定裙板锁插销座在车体结构的下端面上安装位置的方法，因沉重的裙板无法由单人独立实施托举并保持半关闭状态，导致其需要至少三名操作人员彼此配合才能实施，由此造成作业劳动强度大，生产效率低和存在作业安全隐患的技术问题，本实用新型提供一种列车裙板锁定位装置。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

列车裙板锁定位装置，其包括转盘锁紧螺柱、滑动基座、滚轮、滚轮转轴、三个十字线激光器、两个基座定位螺钉、激光测距仪和两个气泡水平仪，滑动基座的中段设有滚轮安装通槽，滚轮嵌入滚轮安装通槽内并通过滚轮转轴与滑动基座转动连接；三个十字线激光器和三个气泡水平仪均固连于滚轮外侧壁的圆周上，气泡水平仪的水平基线平行于滚轮的旋转轴线；三个十字线激光器以滚轮的几何中心点o为圆心彼此按相同的圆周角等间隔地均布在滚轮的圆周外侧壁上，且每个十字线激光器的光轴延长线相交于滚轮的中心点o；激光测距仪的探头固连于滑动基座的一端，其探头的光轴平行于滚轮转轴，激光测距仪的主机和显示屏固连于滑动基座的上端面；滑动基座的另一端开设有平行于滚轮转轴的锁紧螺柱螺纹通孔；滑动基座的外侧壁上开设有平行于滚轮转轴的斜坡通槽；彼此平行的两个斜筋定位螺孔均位于斜坡通槽上方的滑动基座的外侧壁上，斜筋定位螺孔垂直贯通至斜坡通槽的凹槽内侧壁；每个基座定位螺钉均与一个对应的斜筋定位螺孔螺纹连接并插入到斜坡通槽内；滚轮的一个端面上设有圆弧槽，转盘锁紧螺柱与锁紧螺柱螺纹通孔螺纹连接，且转盘锁紧螺柱的前端插入圆弧槽内。

上述滑动基座包括滚轮安装通槽、锁紧端基座、测距端基座、斜坡通槽和斜筋定位螺孔，滑动基座的主体结构是宽度为l1矩形块，其上端面的中段开设有横向贯通的滚轮安装通槽，从而将矩形块分割为锁紧端底部相连的锁紧端基座和测距端基座；测距端基座的上端面设有测距仪安装端口，测距端基座的前端面开设有测距探头安装孔和测距端转轴通孔；激光测距仪的显示屏底部与测距仪安装端口固连，激光测距仪的探头与测距探头安装孔同轴固连；所述锁紧端基座的后端面上分别开设有水平的锁紧端转轴通孔和锁紧螺柱螺纹通孔；测距探头安装孔中心位于测距端基座的xoz直角坐标中垂面上，锁紧端转轴通孔和锁紧螺柱螺纹通孔均按水平y向距离d的长度值彼此对称地开设于测距端基座的xoz直角坐标中垂面的左、右两侧；斜坡通槽位于锁紧螺柱螺纹通孔的下方。

上述滚轮是直径为l1的圆柱结构，其几何中心点为质心o；滚轮的前后端面上设有沿其轴向的滚轮转轴通孔；滚轮转轴顺次穿过锁紧端转轴通孔、滚轮转轴通孔和测距端转轴通孔，且滚轮转轴的两端分别与锁紧端转轴通孔和测距端转轴通孔均同轴固连；激光测距仪的探头光轴与滚轮转轴的轴线平行。

上述滚轮转轴通孔的圆心为c点；圆弧槽的深度为滚轮轴向厚度值的六分之一，其槽口中心线为圆弧槽口中心线圆弧以滚轮转轴通孔的圆心c点为圆心，其圆弧半径r2等于l2；圆弧槽的槽口中心线的终点b到滚轮旋转中心线的距离为d，线段bc的中点恰落在滚轮旋转中心线上；线段ac与线段bc的夹角为α1，线段ac的长度l2等于d值的二倍，且l2的长度等于滚轮是直径为l1长度的三分之一。

上述滚轮侧壁的圆周上开设有三个沿其径向的直线激光器安装孔和平行于其旋转主轴线的三个水平仪安装槽，三个直线激光器安装孔按照60°的圆周角均布；三个水平仪安装槽也按60°的圆周角均布在滚轮外侧壁的圆周上，且水平仪安装槽与其临近的直线激光器安装孔的圆周夹角均为30°；所述三个直线激光器安装孔，其中一个直线激光器安装孔的轴线与滚轮转轴通孔的圆心点c均在滚轮的同一条直径上，另外两个直线激光器安装孔按均位于该条滚轮直径同一侧的圆周上，所述三个十字线激光器分别与一一对应的直线激光器安装孔同轴固连，三个气泡水平仪分别嵌入一一对应的水平仪安装槽并固连。

上述三个十字线激光器分别计作中部十字线激光器、插销定位十字线激光器和辅助十字线激光器，并将中部十字线激光器所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作中部激光器第一激光平面和中部激光器第二激光平面；将插销定位十字线激光器所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作插销定位激光器第一激光平面和插销定位激光器激光器第二激光平面；将辅助十字线激光器所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作辅助激光器第一激光平面和辅助激光器第二激光平面；安装三个十字线激光器时，使中部激光器第二激光平面、插销定位激光器激光器第二激光平面和辅助激光器第二激光平面与通过滚轮几何中心点o的直径平面四者均共面；中部激光器第一激光平面、插销定位激光器第一激光平面和辅助激光器第一激光平面均通过滚轮的旋转轴线，且插销定位激光器第一激光平面和辅助激光器第一激光平面均以30°的夹角姿态关于中部激光器第一激光平面镜像对称。

上述斜坡通槽与滑动基座底面之间的夹角为β，斜坡通槽沿该β角从下向斜上方开设；斜坡通槽开槽底面的最高点到滑动基座底面之间的高度值为h2；滚轮安装通槽的通槽底面到滑动基座底面之间的高度值为h3，且h2小于h3；斜筋定位螺孔的轴线与滑动基座底面之间的夹角为γ是夹角为β的余角。

本实用新型的有益效果是：该列车裙板锁定位装置能通过其斜坡通槽实现与斜筋板的配合滑动，并在气泡水平仪的配合下实现水平定位，从而构成一个能在x轴向上任意位置精准定位的基础滑台。

滚轮转轴通孔的圆心为c点；圆弧槽的槽口中心线圆弧以滚轮转轴通孔的圆心c点为圆心；槽口中心线的终点b到滚轮旋转中心线的距离为d，线段bc的中点恰落在滚轮旋转中心线上；线段ac与线段bc的夹角为α1，线段ac的长度l2等于d值的二倍，且l2的长度等于滚轮是直径为l1长度的三分之一，滚轮壁的圆周上所开设的三个直线激光器安装孔按照60°的圆周角均布在滚轮外侧壁的圆周上，其一个直线激光器安装孔的轴线与滚轮转轴通孔的圆心点c均在滚轮的同一条直径上，另外两个直线激光器安装孔按均位于该条滚轮直径同一侧的圆周上。这些尺寸关系链使得以滚轮转轴为旋转轴的旋转滚轮能够以偏心轮的形式从滚轮安装通槽内将其三个十字线激光器旋转并漏出，从而使十字线激光器的激光平面不受可以滚轮安装通槽底面的制约和遮挡，进而覆盖更大的圆周角扫描范围，大幅拓展其适用性。转盘锁紧螺柱用于对圆弧槽进行锁紧定位，从而使滚轮及其十字线激光器可以在给定的圆周角位置上保持其转角姿态。滚轮完全旋回并藏入滚轮安装通槽内部时，滑动基座则起到对滚轮十字线激光器的保护作用。

本实用新型的三个直线激光器安装孔按照60°的圆周角均布在滚轮外侧壁的圆周上，并使其三者的中部激光器第二激光平面、插销定位激光器激光器第二激光平面和辅助激光器第二激光平面与通过滚轮几何中心点o的直径平面四者均共面。中部激光器第一激光平面、插销定位激光器第一激光平面和辅助激光器第一激光平面均通过滚轮的旋转轴线，且插销定位激光器第一激光平面和辅助激光器第一激光平面均以30°的夹角姿态关于中部激光器第一激光平面镜像对称，该设置使插销定位激光器第一激光平面和辅助激光器第一激光平面在竖直yoz平面内的总夹角远远大于单一直线激光器的最大探测夹角，从而使列车裙板锁定位装置可以同时对裙板锁插销座和锁芯插销实现yoz垂向共面定位以及其二者在yoz平面内实现绕合页转角为给定值α1的轴心定位，进而克服了单一激光器无法满足大张角测绘需求的问题，并通过非接触式远定位方式免除操作者人工画线的繁重劳动，提高作业安全性，使对裙板锁插销座的快捷安装定位工作仅需一人就可独立完成。激光测距仪还可配合辅助十字线激光器共同使用，实现对设备舱内其它部件的辅助定位或尺寸校验，从而提高定位和验收效率。

此外该列车裙板锁定位装置还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是现有裙板与车体结构、裙板支架装配关系的结构示意图；

图2是图1中i部分的局部放大图；

图3是图1的装配原理示意简图；

图4是现有裙板与裙板锁插销座锁孔的装配关系示意图；

图5是图3的右视结构示意图；

图6是本实用新型列车裙板锁定位装置的立体结构示意图；

图7是本实用新型列车裙板锁定位装置的俯视结构示意图；

图8是图6的爆炸装配示意图；

图9是图6的后视结构示意图；

图10是本实用新型滑动基座和滚轮在另一视角下的立体结构示意图；

图11是本实用新型滚轮的轴向中垂面位置的剖面图；

图12是本实用新型滚轮的主视结构示意图；

图13是本实用新型列车裙板锁定位装置所射出六个激光平面的空间姿态关系图；

图14是本实用新型中部十字线激光器和插销定位十字线激光器所射出四个激光平面的空间姿态关系图；

图15是本实用新型列车裙板锁定位装置的x轴向应用示意原理图；

图16是图15中ii部分的局部放大图；

图17是图15的右视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图6至图14所示，本实用新型的列车裙板锁定位装置包括：转盘锁紧螺柱1、滑动基座2、滚轮3、滚轮转轴4、三个十字线激光器5、两个基座定位螺钉6、激光测距仪7和三个气泡水平仪8，滑动基座2的中段设有滚轮安装通槽2-1，滚轮3嵌入滚轮安装通槽2-1内并通过滚轮转轴4与滑动基座2转动连接；三个十字线激光器5和三个气泡水平仪8均固连于滚轮3外侧壁的圆周上，气泡水平仪8的水平基线平行于滚轮3的旋转轴线；三个十字线激光器5以滚轮3的几何中心点o为圆心彼此按相同的圆周角等间隔地均布在滚轮3的圆周外侧壁上，且每个十字线激光器5的光轴延长线相交于滚轮3的中心点o；激光测距仪7的探头固连于滑动基座2的一端，其探头的光轴平行于滚轮转轴4，激光测距仪7的主机和显示屏固连于滑动基座2的上端面；滑动基座2的另一端开设有平行于滚轮转轴4的锁紧螺柱螺纹通孔2-2-2；滑动基座2的外侧壁上开设有平行于滚轮转轴4的斜坡通槽2-4；彼此平行的两个斜筋定位螺孔2-5均位于斜坡通槽2-4上方的滑动基座2的外侧壁上，斜筋定位螺孔2-5垂直贯通至斜坡通槽2-4的凹槽内侧壁；每个基座定位螺钉6均与一个对应的斜筋定位螺孔2-5螺纹连接并插入到斜坡通槽2-4内；滚轮3的一个端面上设有圆弧槽3-1，转盘锁紧螺柱1与锁紧螺柱螺纹通孔2-2-2螺纹连接，且转盘锁紧螺柱1的前端插入圆弧槽3-1内。

滑动基座2包括滚轮安装通槽2-1、锁紧端基座2-2、测距端基座2-3、斜坡通槽2-4和斜筋定位螺孔2-5，滑动基座2的主体结构是宽度为l1矩形块，其上端面的中段开设有横向贯通的滚轮安装通槽2-1，从而将矩形块分割为锁紧端底部相连的锁紧端基座2-2和测距端基座2-3；测距端基座2-3的上端面设有测距仪安装端口2-3-3，测距端基座2-3的前端面开设有测距探头安装孔2-3-2和测距端转轴通孔2-3-1；激光测距仪7的显示屏底部与测距仪安装端口2-3-3固连，激光测距仪7的探头与测距探头安装孔2-3-2同轴固连；所述锁紧端基座2-2的后端面上分别开设有水平的锁紧端转轴通孔2-2-1和锁紧螺柱螺纹通孔2-2-2；如图9所示，测距探头安装孔2-3-2中心位于测距端基座2-3的xoz直角坐标中垂面上，锁紧端转轴通孔2-2-1和锁紧螺柱螺纹通孔2-2-2均按水平y向距离d的长度值彼此对称地开设于测距端基座2-3的xoz直角坐标中垂面的左、右两侧；斜坡通槽2-4位于锁紧螺柱螺纹通孔2-2-2的下方。

如图11和图12所示，所述滚轮3是直径为l1的圆柱结构，其几何中心点为质心o；滚轮3的前后端面上设有沿其轴向的滚轮转轴通孔3-2；滚轮转轴4顺次穿过锁紧端转轴通孔2-2-1、滚轮转轴通孔3-2和测距端转轴通孔2-3-1，且滚轮转轴4的两端分别与锁紧端转轴通孔2-2-1和测距端转轴通孔2-3-1均同轴固连；激光测距仪7的探头光轴7-1与滚轮转轴4的轴线平行。

滚轮转轴通孔3-2的圆心为c点；圆弧槽3-1的深度为滚轮3轴向厚度值的六分之一，其槽口中心线为圆弧槽口中心线圆弧以滚轮转轴通孔3-2的圆心c点为圆心，其圆弧半径r2等于l2；圆弧槽3-1的槽口中心线的终点b到滚轮3旋转中心线的距离为d，线段bc的中点恰落在滚轮3旋转中心线上；线段ac与线段bc的夹角为α1，线段ac的长度l2等于d值的二倍，且l2的长度等于滚轮3是直径为l1长度的三分之一。

滚轮3侧壁的圆周上开设有三个沿其径向的直线激光器安装孔3-3和平行于其旋转主轴线的三个水平仪安装槽3-4，三个直线激光器安装孔3-3按照60°的圆周角均布；三个水平仪安装槽3-4也按60°的圆周角均布在滚轮3外侧壁的圆周上，且水平仪安装槽3-4与其临近的直线激光器安装孔3-3的圆周夹角均为30°；所述三个直线激光器安装孔3-3，其中一个直线激光器安装孔3-3的轴线与滚轮转轴通孔3-2的圆心点c均在滚轮3的同一条直径上，另外两个直线激光器安装孔3-3按均位于该条滚轮3直径同一侧的圆周上，所述三个十字线激光器5分别与一一对应的直线激光器安装孔3-3同轴固连，三个气泡水平仪8分别嵌入一一对应的水平仪安装槽3-4并固连。

三个十字线激光器5分别计作中部十字线激光器5a、插销定位十字线激光器5b和辅助十字线激光器5c，并将中部十字线激光器5a所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作中部激光器第一激光平面5a-m和中部激光器第二激光平面5a-n；将插销定位十字线激光器5b所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作插销定位激光器第一激光平面5b-m和插销定位激光器激光器第二激光平面5b-n；将辅助十字线激光器5c所能投射出的两个彼此直线激光平面分别计作辅助激光器第一激光平面5c-m和辅助激光器第二激光平面5c-n；则，安装三个十字线激光器5时，使中部激光器第二激光平面5a-n、插销定位激光器激光器第二激光平面5b-n和辅助激光器第二激光平面5c-n与通过滚轮3几何中心点o的直径平面四者均共面；中部激光器第一激光平面5a-m、插销定位激光器第一激光平面5b-m和辅助激光器第一激光平面5c-m均通过滚轮3的旋转轴线，且插销定位激光器第一激光平面5b-m和辅助激光器第一激光平面5c-m均以30°的夹角姿态关于中部激光器第一激光平面5a-m镜像对称。

如图9所示，所述斜坡通槽2-4与滑动基座2底面之间的夹角为β，斜坡通槽2-4沿该β角从下向斜上方开设；斜坡通槽2-4开槽底面的最高点到滑动基座2底面之间的高度值为h2；滚轮安装通槽2-1的通槽底面2-1-1到滑动基座2底面之间的高度值为h3，且h2小于h3；斜筋定位螺孔2-5的轴线与滑动基座2底面之间的夹角为γ是夹角为β的余角。

具体应用本实用新型的列车裙板锁定位装置时，激光测距仪7选用myantenna摩天牌m1型激光测距仪，气泡水平仪8选用衡水博强精密水准仪器有限公司生产的型水准泡，十字线激光器5选用深圳市富喆科技有限公司生产的fu63511c10-bd22型十字线激光器。

如图15至图17所示，使滑动基座2与斜筋板10-1二者构成滑动连接副。开启中部十字线激光器5a和插销定位十字线激光器5b，并以斜坡通槽2-4作为导向槽沿斜筋板10-1横向移动滑动基座2，直至插销定位激光器激光器第二激光平面5b-n的投影光条照射到锁芯插销11-2的外侧壁上。通过观察滚轮3上的任意一个气泡水平仪8调整滑动基座2与水平面之间的倾角，直至滑动基座2达到水平姿态，并使插销定位激光器激光器第二激光平面5b-n的投影光条与锁芯插销11-2圆柱外径上的中线重合，然后将两个基座定位螺钉6分别旋入其各自对应的斜筋定位螺孔2-5内，并通过基座定位螺钉6的端部压紧斜筋板10-1，从而利用静摩擦力使滑动基座2与裙板支架10固连。

接着，旋转滚轮3，使转盘锁紧螺柱1的端头与圆弧槽3-1的槽口中心线的起点a分离，并在圆弧槽3-1的导向作用下向圆弧槽3-1的槽口中心线的终点b所在的方向转动，直至使与插销定位激光器激光器第二激光平面5b-n共面的中部激光器第一激光平面5a-m在车体结构9的下端面上投影形成沿y轴的投影光条线，从而形成裙板锁插销座9-1在车体结构9的下端面上安装时的y向参考定位线。

此后，进一步旋转滚轮3，使转盘锁紧螺柱1的端头受到圆弧槽3-1的槽口中心线的终点b阻挡和限位，并利用转盘锁紧螺柱1对圆弧槽3-1进行锁紧定位，从而使垂直于插销定位激光器第二激光平面5b-n的中部激光器第二激光平面5a-n在车体结构9的下端面上投影形成平行于沿x轴向的投影光条线，并作为裙板锁插销座9-1的x向参考定位线。

最后，将裙板锁插销座9-1以正确的安装姿态贴合在车体结构9的下端面上，并使前述由中部激光器第一激光平面5a-m投影形成的y向参考定位线与裙板锁插销座9-1中心孔的直径重合，同时，使裙板锁插销座9-1中心孔的另一条直径也与中部激光器第二激光平面5a-n投影形成的x向参考定位线重合，至此即完成了对裙板锁插销座9-1中心孔的定位，并可以开始进行裙板锁插销座9-1与车体结构9的下端面紧固安装的后续作业。

在滑动基座2沿横向移动斜筋板10-1时，光测距仪7的探头光轴7-1始终保持激沿x轴向水平移动，从而使光测距仪7可用于对x轴向上的设备舱门框等位置已知的实体标靶进行精确测距和误差校验。当同一裙板11上设有沿x轴向布置的多组锁芯插销11-2时，可依据光测距仪7的测量各组锁芯插销11-2的间距值误差。此外，光测距仪7还可配合辅助十字线激光器5c共同使用，实现对设备舱内其它部件的辅助定位或尺寸校验。