一种轨道探伤仪自动对中与监控装置的制作方法

本发明属于轨道探伤技术领域，尤其涉及一种轨道探伤仪自动对中与监控装置。

背景技术：

铁路作为国民经济的大动脉，是国家最重要的基础设施之一，也是关系到我们每个公民最大众化的交通方式。在我国，随着列车速度提高和轴重的增加，加上环境原因导致金属的热胀冷缩，钢轨损伤速度也相应加快，使得检测周期亦有缩短的趋势，钢轨探伤工作是保证铁路行车安全的重要措施。

我国的钢轨探伤工作主要采用超声波检测方法，主要借用大型探伤车和小型探伤仪对钢轨进行检测。大型探伤车的探伤速度快，很好地适应了我国快速发展的铁路事业，但由于大型探伤车的设备成本高，灵活性较差，未能在钢轨检测工作上被推广使用。小型探伤仪通过置于小型推车上，藉由人工推行或自主驱动以进行检测待查路段，因为其体积小，质量轻，一两个轨道探伤工便得以将其搬上或搬下轨道，从而灵活地利用列车行驶间隙对轨道进行探伤作业。

探伤仪是根据钢轨伤损反射的超声回波来检测钢轨伤损的，在用超声波探头进行钢轨探伤时，必须使0°超声波探头对准钢轨截面的几何中心线。当超声波探头对准钢轨截面中心线时，如果钢轨没有伤损，超声波探头可以接受到比较强的轨底回波(底波)信号；如果钢轨有伤损，超声波探头就会收到伤损回波信号，从而检测出钢轨的伤损。而当超声波探头偏离钢轨时，底波信号强度就会减弱甚至消失，因而就很难甚至不能检测出钢轨伤损。然而，现有技术中双轨探伤车在高速作业探伤过程中，蛇形运动加剧，影响超声波探轮的工作，在作业前的标定可以运用手动调节来使得探轮处于最佳位置，但在高速探伤作业时手动调节无法满足探伤作业需求，另外，当检测至岔道有害空间时，探轮常常会从轨道上脱离，小车重新上轨的同时探轮得再经过调整以使得探轮与轨道顶面良好的耦合，大大的增加了人工劳力。

技术实现要素：

本发明的技术目的是提供一种轨道探伤仪自动对中与监控装置，以解决轨道探伤仪在高速探伤作业时蛇形运动加剧，手动调节无法使超声波探轮保持正常探测的技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明公开了一种轨道探伤仪自动对中与监控装置，包括：外框架和安装于外框架上的水平调节部、水平检测部和探轮固定部；水平调节部包括固定于外框架上的水平导向件、与水平导向件滑动连接的水平支撑件、以及用于驱动水平支撑件沿水平导向件水平位移的水平驱动件；水平检测部设有用于检测水平调节部水平位置的水平传感器，水平传感器与水平驱动件信号连接，探轮固定部用于固定轨道探伤仪的探轮，其中，响应于水平传感器的水平调节信号，水平驱动件驱动水平支撑件进行水平位置调节，以带动探轮固定部与轨道自动对中。

其中，水平导向件为光轴，光轴沿水平支撑件移动方向固定于外框架的两侧；

水平支撑件为水平支撑板，水平支撑板的两侧设有套设于光轴并与光轴滑动连接的滑动管道。

其中，水平驱动件为电动推杆或液压推杆或气动推杆，水平驱动件固定于外框架上并与水平支撑件驱动连接，以外框架为支撑推动水平支撑件水平位移。

其中，水平检测部包括固定于水平支撑件的传感器支撑件、与传感器支撑件可拆卸连接的传感器支架，以及用于安装水平传感器的传感器安装件。

具体地，传感器支架的一端沿轨道探伤仪行进方向与传感器支撑件的一端可拆卸连接，传感器支架与传感器支撑件的连接处位于传感器支撑件的端面中间，传感器支架的另一端与传感器安装件固定连接。传感器安装件包括底板、与底板连接的相互平行设置侧板，侧板之间设有导向轴，导向轴上套设有水平传感器和直线轴承，水平传感器包括第一水平传感器和第二水平传感器，直线轴承用以调节第一水平传感器和第二水平传感器之间的距离。

进一步优选地，还包括角度调节部，角度调节部包括固定于水平支撑件上的弧形导向件、与弧形导向件滑动连接的角度支撑件、以及用于驱动角度支撑件沿弧形导向件角度调节的角度驱动件，角度支撑件与探轮固定部连接，其中，弧形导向件的导向圆弧所在的圆心位于探轮固定部固定探轮的中心位置。

其中，弧形导向件为弧形导轨或弧形导槽，弧形导向件沿角度支撑件角度调节方向固定于水平支撑件的两侧；

角度支撑件为角度支撑板，角度支撑板的两侧设有与弧形导向件滑动连接的滑块或滑轮；角度支撑板远离水平支撑板的端面与探轮固定部连接。

其中，角度驱动件为电动推杆或液压推杆或气动推杆，水平支撑件上未设置弧形导向件的一端设有角度调整架，角度驱动件固定于角度调整架上并与角度支撑件驱动连接，以角度调整架为支撑推动角度支撑件角度调节。

进一步优选地，还包括垂直调节螺栓，角度支撑板经垂直调节螺栓与探轮固定部连接，垂直调节螺栓用于调整探轮固定部和角度支撑板的垂直位移。

具体地，外框架位于探轮固定部沿轨道方向的两侧设有导向轮和导向犁；

导向轮用于使探伤小车紧贴导轨；

导向犁用于防止探伤小车在过道岔有害空间时发生脱轨、掉道。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明采用水平传感器对探轮进行偏移量检测，在探伤小车高速行进时，当探轮偏移超出预设值时，水平传感器产生信号，在探伤软件中报警，并通过水平驱动件调节水平支撑件从而使超声波探轮进行复位，实现自动化控制，提高探测准确性并减少人工劳力；

2)本发明中的水平调节部、水平检测部和探轮固定部以探伤小车为参照物是独立可动的，当探伤小车在蛇形运动的情况下，也能实现自动复位，探轮保持与导轨的水平方向基本保持静止，使探轮始终保持与导轨顶面耦合；

3)本发明中装有导向轮、导向犁和弹性组件，在弹性组件的作用下，使导向轮紧贴轨道的工作面，保证超声波探轮能够时刻在钢轨的中心线上运行；导向犁用于防止探伤小车在过道岔有害空间时发生脱轨、掉道，提升安全可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的轨道探伤仪自动对中与监控装置的结构示意图；

图2为本发明的轨道探伤仪自动对中与监控装置的水平检测部结构示意图；

图3为本发明的轨道探伤仪自动对中与监控装置的对中部位结构示意图；

图4为本发明的轨道探伤仪自动对中与监控装置的外框架结构示意图；

图5为本发明的轨道探伤仪自动对中与监控装置的探轮调节部结构示意图。

附图标记说明：

1：探轮固定部；2：锁紧螺栓；3：水平支撑板；301：弧形导向件；302：滑动管道；303：接线盒；401：角度支撑板；402：导轨滑块；403：滑块安装板；404：角度调整架；405：角度驱动件；5：垂直调节螺栓；601：水平驱动安装块；602：水平驱动件；603：传感器支撑件；604：传感器支架；605：直线轴承；606：传感器安装架；607：水平传感器；608：导向轴；7：主框架；8：水平固定架；801：方梁主管；9：前框架；10：导向轮支架；11：光轴；12：水平导向安装座；13：导向轮；14：导向犁；15：预紧弹簧。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种轨道探伤仪自动对中与监控装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1、图3和图5，一种轨道探伤仪自动对中与监控装置包括：外框架和安装于外框架上的水平调节部、水平检测部和探轮固定部1；

水平调节部包括固定于外框架上的水平导向件、与水平导向件滑动连接的水平支撑件、以及用于驱动水平支撑件沿水平导向件水平位移的水平驱动件602；

水平检测部设有用于检测水平调节部水平位置的水平传感器607，

水平传感器607与水平驱动件602信号连接，探轮固定部1用于固定轨道探伤仪的探轮，

其中，响应于水平传感器607的水平调节信号，水平驱动件602驱动水平支撑件602进行水平位置调节，以带动探轮固定部1与轨道自动对中。

现对本实施例进行详细说明：

参看图3，在本实施例中，水平调节部用于对探轮水平方向上进行控制，水平调节部包括：水平导向件、水平支撑件和水平驱动件602；水平检测部用于检测探轮水平位置，水平检测部设置于水平调节部的水平支撑件上，水平检测部与水平调节部之间信号连接。

另外，在本实施例中，探轮固定部1用于固定超声波探轮，探轮固定部1包括：探轮安装架和两个探轮子支架，探轮安装架设置于水平调节部下方，两个探轮子支架平行对称设置于探轮安装架的两侧，探轮安装架与两个探轮子支架构成设置超声波探轮的空间，此外，设有连通两个探轮子支架之间的连接杆，超声波探轮套设于该连接杆上；探轮固定部1的探轮安装架通过燕尾槽固定在角度支撑件的下端面，并通过锁紧螺栓2锁紧；探轮在探伤小车的前进动力的帮助下，使探轮进行探伤作业。

此外，上述探轮固定部1、水平调节部均设置在外框架上，外框架起到固定连接作用；较优地，水平支撑件上还装有接线盒303，起到保护电线和连接电线的作用。较优地，探伤小车的两端均可装有本实施例，使得探伤小车前进过程中，同时探伤同一轨道的两条钢轨。

参看图3和图4，具体地，水平导向件为光轴11，光轴11沿水平支撑件移动方向固定于外框架的两侧；水平支撑件为水平支撑板3，水平支撑板3的两侧设有套设于光轴11并与光轴11滑动连接的滑动管道302。水平驱动件602为电动推杆或液压推杆或气动推杆，水平驱动件602固定于外框架上并与水平支撑件驱动连接，以外框架为支撑推动水平支撑件水平位移。

参看图3和图4，在本实施例中，水平导向件为平行设置的两根光轴11，该光轴11与外框架固定连接，光轴11设置的方向与本实施例前进方向相垂直。水平支撑件为水平支撑板3，水平支撑板3靠近光轴11的两侧均设有相对称的两组滑动管道302，上述滑动管道302内安装直线轴承和孔用挡圈，光轴11穿过上述直线轴承，使水平支撑板3套设于光轴11并滑动连接；

水平支撑板3的上端面设有水平驱动件602和用以安装水平驱动件602的水平驱动安装块601，水平驱动件602可以为电动推杆或液压推杆或气动推杆；水平驱动件602的一端为固定端，与外框架连接，其另一端为驱动端，与水平支撑板3驱动连接；当本实施例的水平传感器607探测过程中发现探轮发生水平方向的偏移，水平驱动件602以外框架为支撑件推动水平支撑板3，从而带动探轮在水平方向上移动，使探轮与轨道水平相对位置依旧不变，使探轮与轨道较好地耦合。

参看图1和图2，其中，水平检测部包括固定于水平支撑件的传感器支撑件603、与传感器支撑件603可拆卸连接的传感器支架604，以及用于安装水平传感器607的传感器安装件。具体地，传感器支架604的一端沿轨道探伤仪行进方向与传感器支撑件603的一端可拆卸连接，传感器支架604与传感器支撑件603的连接处位于传感器支撑件603的端面中间，传感器支架604的另一端与传感器安装件固定连接。具体地，传感器安装件包括底板、与底板连接的相互平行设置侧板，侧板之间设有导向轴608，导向轴608上套设有水平传感器607和直线轴承605，水平传感器607包括第一水平传感器和第二水平传感器，直线轴承605用以调节第一水平传感器和第二水平传感器之间的距离。

参看图1和图2，在本实施例中，传感器支撑件603与水平支撑板3连接，传感器支撑件603随着水平支撑板3同步水平位移。传感器支架604一端与传感器支撑件603通过锁紧螺栓2连接，并且连接处为传感器支撑件603的端面中心，传感器支架604另一端与传感器安装件连接。其中，传感器安装件为u型结构，其开口朝向轨道，传感器安装件的两侧板平行设置，两侧板之间设有两根导向轴608，导向轴608上套设有直线轴承605以及传感器安装架606，传感器安装架606有一个，用于固定第一水平传感器，第二水平传感器与传感器安装件的底板连接。其中，水平传感器607为激光传感器。由于钢轨型号(轨头宽度)的不同，因此通过直线轴承605调节传感器安装架606与第二水平传感器之间的距离，使其距离间隔等于轨头宽度，调整完成后通过锁紧螺栓2使传感器安装架606与两侧壁螺栓连接。当然，第二水平传感器也可以通过传感器安装架固定。

现对本实施例中探轮水平方向调整进行说明：本实施例中的两个激光传感器，当其中一个激光传感器检测到轨道，而另一个激光传感器未检测到轨道，则判断为探轮处于偏离状态。水平传感器607向检测软件发送电信号进行报警，并向水平驱动件602发出调整信号，水平驱动件602接收信号后推动水平支撑板3向检测到钢轨的一侧位移，位移过程中当两个激光传感器刚好都检测不到钢轨时，说明探轮已对准钢轨截面的几何中心，从而实现探轮水平方向上的自动复位。当年，本实施例也可在运行前通过手动控制水平驱动件602调整探轮水平位置。

参看图3和图5，较优地，还包括角度调节部，角度调节部包括固定于水平支撑件上的弧形导向件301、与弧形导向件301滑动连接的角度支撑件、以及用于驱动角度支撑件沿弧形导向件301角度调节的角度驱动件405，角度支撑件与探轮固定部1连接，其中，弧形导向件301的导向圆弧所在的圆心位于探轮固定部1固定探轮的中心位置。

具体地，弧形导向件301为弧形导轨或弧形导槽，弧形导向件301沿角度支撑件角度调节方向固定于水平支撑件的两侧；角度支撑件为角度支撑板401，角度支撑板401的两侧设有与弧形导向件301滑动连接的滑块或滑轮；角度支撑板401远离水平支撑板3的端面与探轮固定部1连接。其中，角度驱动件405为电动推杆或液压推杆或气动推杆，水平支撑件上未设置弧形导向件301的一端设有角度调整架404，角度驱动件405固定于角度调整架404上并与角度支撑件驱动连接，以角度调整架404为支撑推动角度支撑件角度调节。

参看图3和图5，在本实施例中，弧形导向件301为弧形导轨或弧形导槽，弧形导向件301沿角度支撑件角度调节方向固定于水平支撑件的两侧，且位于水平支撑件的滑动管道302的下方，具体而言，弧形导向件301所在的圆心位于探轮固定部1固定探轮的中心位置；

角度支撑件为角度支撑板401，设置于介于水平支撑板3与探轮固定部1之间，角度支撑板401的下端面与探轮固定部1的探轮安装架连接；角度支撑板401的两端装有导轨滑块402或滑轮，导轨滑块402或滑轮安装于靠近弧形导向件301的角度支撑板401两端，导轨滑块402或滑轮通过滑块安装板403固定于角度支撑板401上，也可以直接与角度支撑板401连接，角度支撑板401通过导轨滑块402或滑轮与水平支撑件的弧形导向件301滑动连接；

参看图5，水平支撑板3未装有滑动轨道的一端装有角度调整架404，同时，角度驱动件405安装于角度调整架404；角度驱动件405可以为电动推杆或液压推杆或气动推杆，角度驱动件405的一端为固定端，该固定端与角度调整架404固定连接；角度驱动件405的另一端为驱动端，该驱动端与角度支撑板401驱动连接，用以推动角度支撑板401；当本实施例在探伤前发现探轮前进角度与导轨存在偏移，可人为控制角度驱动件405以角度调整架404为支撑推动角度支撑板401，从而带动角度支撑件的导轨滑块402或滑轮在弧形导向件301上滑动，由于探轮固定部1与角度支撑板401连接在一起，因此，当角度支撑板401发生滑动时，进而带动探轮固定部1，改变探轮与导轨之间的角度，从而改变探轮的前进方向，使探轮与导轨保持耦合。

参看图3和图5，较优地，还包括垂直调节螺栓5，角度支撑板401经垂直调节螺栓5与探轮固定部1连接，垂直调节螺栓5用于调整探轮固定部1和角度支撑板401的垂直位移。

在本实施例中，角度支撑板401经垂直调节螺栓5与探轮固定部1的探轮安装架连接，垂直调节杆经水平支撑板3的开口与垂直调节螺栓5连接，当探伤小车停止工作后，使用垂直调节杆使探轮固定部1上升，从而带动探轮上升；当探伤小车开始工作时，使用垂直调节杆使探轮固定部1下降，从而带动探轮下降与轨道耦合。

参看图4，外框架包括：主框架7、水平固定架8、前框架9、方梁主管801和导向轮支架10；主框架7与前框架9连接，主框架7经方梁主管801与水平固定架8连接；导向轮支架10与前框架9连接，导向轮支架10经方梁主管801与主框架7连接；水平调节部、角度调节部和探轮固定部1均设置于主框架7、水平固定架8和前框架9构成的空间内；水平导向件依次与前框架9、水平固定架8和主框架7连接。

在本实施例中，外框架主要由主框架7、水平固定架8、前框架9组成，主框架7承担本实施例的主要连接部件，分别与前框架9连接，与水平固定架8经方梁主管801连接，与导向轮支架10经方梁主管801连接，此外，与探伤小车的拆分式车架通过两颗可调定位手柄连接锁紧；前框架9主要用于与水平导向件的一端连接，水平导向件另一端经水平固定架8与主框架7的水平导向安装座12连接；

水平固定架8上设有直线轴承，水平导向件穿过水平固定架8的直线轴承固定光轴11；

导向轮支架10安装于前框架9与方梁主管801之间，导向轮支架10用以安装导向轮13和导向犁14。

参看图3和图4，具体地，外框架位于探轮固定部1沿轨道方向的两侧设有导向轮13和导向犁14；导向轮13用于使探伤小车紧贴导轨；导向犁14用于防止探伤小车在过道岔有害空间时发生脱轨、掉道。

在本实施例中，类似探轮固定于探轮固定部1，导向轮13和导向犁14相邻安装于导向轮支架10上；在本实施例中有两组导向轮13和导向犁14，分别位于探轮固定部1的前后；导向轮13帮助探轮在导轨的中心线上运行；导向犁14会随着探伤小车沿轨道横向运动，起到阻挡的作用，防止发生脱轨、掉道等情况的发生。

参看图3和图4，较优地，外框架还包括弹性件，弹性件一端与方梁主管801连接，弹性件另一端与主框架7连接。

在本实施例中，弹性件为预紧弹簧15，由于预紧弹簧15与方梁主管801相邻设置，方梁主管801又分别与导向轮支架10和水平固定架8连接，因此预紧弹簧15会使导向轮13的轮缘对导轨侧面具有弹力，此外，也会对水平固定架8提供弹性压力；因此预紧弹簧15会尽可能减少因探伤车蛇形运行或经过弧形轨道导致导向轮13的倾斜，使探轮尽可能减少相对于导轨的水平位移，方便本实施例进行自我调节，获得更为准确的测试数据。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。