一种多功能钢轨断面参数检测装置的制作方法

本实用新型涉及钢轨断面参数检测技术领域，尤其是涉及一种多功能钢轨断面参数检测装置。

背景技术：

铁路轨道由于其特殊性，使用非常频繁，所受的力也非常复杂，很容易造成轨道的位移、磨损，轨道位移将会导致轨距的变化，轨道磨损最常见的就是波磨，这给列车运行带来巨大的安全隐患，因此，定期对轨距、波磨进行检测就显得非常必要，由于我国铁路线很长而且复杂，所以高效、快速、准确的钢轨断面参数检测装置显得尤为重要。

轨距的测量方法一般分为接触式和非接触式两种测量方法。接触式测量方法是通过采用涡流式传感器来实现轨距的检测，这种测量方法不但检测速度低、测量精度低，并且检测设备容易被损坏，随着行车速度的提高，接触式轨距测量方法己不再适应需求，目前广泛采用的轨距检测方式是非接触式测量方法，各国采用的非接触式轨距测量法的原理和结构有所不同，但都普遍存在着稳定性差，受环境影响大，价格昂贵等缺点。

传统的钢轨波磨测量方法主要有人工卡尺法、惯性基准法、弦测法和机器视觉方法，人工卡尺法通过一个与轨道表面接触的游标卡尺沿1m直尺走形带内的高低起伏变化，作为该段位置的波磨曲线，这种方法效率太低，且直尺与轨道表面接触零点的位置，受到钢轨变形以及表面伤损的影响，通常不在同一水平面上，从而影响了测量精度，惯性基准法通常用于高速轨检车上，它在车体上安装加速度计，在轴箱上安装光电位移计，测量轴箱相对加速度固定点的位移来作为该点的波磨。该方法可以精确描绘波长100mm～50m的钢轨波磨，但测量精度受行车速度、车轮踏面不平顺的影响较大。弦测法利用多个位移传感器构造出的弦测值与波磨值间的固有传递函数关系，通过设计相应的逆滤波器来对弦测值进行二次处理，使得输出波形逼近轨道波磨的真实面貌，和惯性基准法相比，其测量值不受车体运行速度的影响，但由于车体行进过程中可能发生的多自由度随机振动，难以保证测量点始终位于轨顶有效范围内，机器视觉方法对整幅钢轨图像抽取gabor纹理特征，然后应用k-近邻方法进行波磨识别，取得了比较高的识别效果，但是该方法基于钢轨图像的全局特征，gabor滤波速度比较慢，而且它还需要离线的模型训练过程，使用不够方便，现有的检测装置仅仅只能检测轨距或者钢轨波磨，不能统合且功能较单一。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多功能钢轨断面参数检测装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能钢轨断面参数检测装置，用以检测钢轨断面参数，包括轨距和钢轨波磨，该装置包括沿待测钢轨运行的轨道小车、安装在轨道小车车体上的工业电脑、固定在车体前端面上的钢轨断面参数检测架以及位置和角度均可调节的安装在钢轨断面参数检测架左右两端的gocator传感器，所述的gocator传感器通过光缆与工业电脑通信连接。

所述的钢轨断面参数检测架包括上下垂直调节机构、安装在上下垂直调节机构上的左右水平调节机构以及安装在左右水平调节机构两端的上下旋转调节机构，所述的上下旋转调节机构与gocator传感器连接，所述的上下垂直调节机构通过钢轨断面参数检测架连接板固定在车体上。

所述的轨道小车车体上安装用以放置工业电脑的工业电脑安装臂。

所述的工业电脑安装臂上设置有轨道小车扶手。

所述的轨道小车车体侧板上设有用以安装驱动及供电设备的安装箱。

所述的上下垂直调节机构为一竖直滑轨和、左右水平调节机构为一水平滑轨，所述的上下旋转调节机构包括在左右水平调节机构上滑动的滑块以及与滑块相互铰接且与gocator传感器固定的gocator传感器连接板。

在测量轨距时，钢轨断面参数检测架左右两端的gocator传感器位于待测钢轨的内侧斜上方。

在测量钢轨波磨时，钢轨断面参数检测架左右两端的gocator传感器位于待测钢轨的正上方。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型功能多样，既可以测量轨距，也可以测量钢轨波磨，使用灵活方便，钢轨断面参数检测架可实现gocator传感器的上下垂直调节，左右水平调节以及上下旋转调节，对于各种不同形制的钢轨均可适用。

附图说明

图1为本实用新型的工作状态结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的侧视图。

图4为图1的俯视图。

图5为轨道小车的结构示意图。

图6为钢轨断面参数检测架的结构示意图。

图7为激光三角测量原理图。

其中：1、钢轨，2、车轮，3、安装箱，4、车体，5、工业电脑安装臂，6、轨道小车扶手，7、工业电脑，8、钢轨断面参数检测架连接板，9、gocator传感器连接板，10、上下旋转调节机构，11、上下垂直调节机构，12、左右水平调节机构，13、gocator传感器，14、激光发射器，15、相机，16、被测物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

为使本实用新型实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。应当指出的是，下面通过附图描述的实施例是参考性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示，本实用新型专利公开了一种多功能钢轨断面参数检测装置，该装置可对钢轨轨距、钢轨波磨等钢轨断面参数进行检测，该检测装置包括轨道小车、工业电脑7、钢轨断面参数检测架和gocator传感器13。轨道小车能够沿钢轨1滑动；工业电脑7安装于轨道小车上，用来处理gocator传感器13传输回来的各种数据，并把所需测量的钢轨断面参数显示在工业电脑7的屏幕上；钢轨断面参数检测架与轨道小车相连，具体包括上下垂直调节机构11、左右水平调节机构12和上下旋转调节机构10，上下垂直调节机构11可实现gocator传感器13的上下垂直调节，左右水平调节机构12可实现gocator传感器13的左右水平调节，上下旋转调节机构10可实现gocator传感器13的上下角度的旋转调节，gocator传感器13安装于钢轨断面参数检测架上，并通过光缆与工业电脑7相连，将实时检测数据传输给工业电脑7。

轨道小车包括车体4、车轮2、驱动装置及供电装置的安装箱3、工业电脑安装臂5和轨道小车扶手6。

工业电脑7安装于轨道小车上的工业电脑安装臂5上，用来处理gocator传感器13传输回来的各种数据，并把所需测量的钢轨断面参数显示在工业电脑7屏幕上。

钢轨断面参数检测架与轨道小车相连，具体包括上下垂直调节机构11、左右水平调节机构12、上下旋转调节机构10、钢轨断面参数检测架连接板8、gocator传感器连接板9，钢轨断面参数检测架连接板8用来把钢轨断面参数检测架安装到轨道小车上，gocator传感器连接板9用来安装gocator传感器13。

如图7所示，gocator传感器13将激光线投射到被测物16上。gocator传感器13的相机15从一个角度探测被测物16上的激光线，并捕获从目标上反射回来的激光。相机15每次曝光捕获一个轮廓，从某种意义上说是捕获一个截面。激光反射回相机15的不同位置，具体取决于被测物16与gocator传感器13之间的距离。gocator传感器13的激光发射器14、相机15和被测物16构成一个三角形。gocator传感器13使用激光发射器14与相机15之间的已知距离以及两个已知角度(其中一个角度取决于相机上激光返回的位置)来计算gocator传感器13与被测物16之间的距离。该距离转换为被测物16的高度。这种计算距离的方法称为激光三角测量。被测物16通常在传送带或其他运输装置(在安装于固定位置的gocator传感器13下方)上移动。gocator传感器13也可以安装在机器人手臂上，在被测物16上方移动。在移动过程中，gocator传感器13捕获一系列轮廓，从而完成对被测物16的完整扫描。

如图7所示，激光发射器14发出的激光垂直照射在被测物16上，激光源p1与相机采光点p2之间的距离d1是一固定值，激光束倾角a1由机械定位为90°，相机在p2点处的采集角为a2，这样激光源与被测点pa之间的距离da可以通过三角计算得到，即：da＝d1tga2。

轨距的测量是先将钢轨断面参数检测架安装于车体4上，并将gocator传感器13与工业电脑7相连，再调节上下垂直调节机构11使gocator传感器13位于钢轨1轨面的上方，然后调节左右水平调节机构12使gocator传感器13位于钢轨1内侧，接着调节上下旋转调节机构10使gocator传感器13停留在合适的角度，最终gocator传感器13位于钢轨1的内侧斜上方，操作工业电脑7控制gocator传感器13便可得到轨距的测量数据。

钢轨波磨的测量是先将钢轨断面参数检测架安装于车体上，并将gocator传感器13与工业电脑7相连，再调节上下垂直调节机构11使gocator传感器13位于钢轨1轨面的上方，然后调节左右水平调节机构12使gocator传感器13位于钢轨1正上方，接着调节上下旋转调节机构10使gocator传感器13停留在与钢轨1轨面平行的位置，最终gocator传感器13位于钢轨1的正上方，操作工业电脑7控制gocator传感器13便可得到钢轨波磨的测量数据。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域内的技术人员来说，本实用新型可以有多种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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