一种轨面红线测量仪器顶紧装置的制作方法

1.本发明涉及于铁路设备技术领域，具体为一种轨面红线测量仪器顶紧装置。


背景技术：

2.随在铁路日常管理当中为防止故障的发生，实现安全优质出行，铁路上大都采用红线来进行测量，铁路标准线又称红线，是标画在接触网支柱内缘或隧道、桥梁、站台边墙上，用来表示运行中钢轨顶面标准高度的红横线。目前国内外对轨面红线的测量标画采用两种方式，第一种是采用的传统方式，即利用一根水平的丁字尺，将丁字尺的一侧搭在钢轨上，另一侧靠在支柱上，既能测量出侧面限界距离，又能通过上下水平调整测量红线位置，遇到曲线时再用丁字尺搭在高轨上调水平后测量出丁字尺与低轨的距离(也叫超高)，然后超高的1/2处延伸至支柱水平位置来确定红线位置。第二种方式是利用专业激光测量仪进行测量每到一根支柱将测量仪放在两根钢轨上，测量仪打出激光到支柱上，测量仪智能得出超高、侧面限界数据，在进行标画红线。这两种方法不仅人力消耗大同时数据测量误差较大。
3.随着轨道交通运输的货运量和客运量逐渐上升，铁路交通运营的维护与检修日益受到重视，这将对铁路轨面红线精准测量和定位工作提出更高的要求。其中，作为轨道线路变更转换设备的道岔，在工务线路技术指标中，是对线路条件要求最高、最繁杂的关键环节，其可靠性是铁路运输运营维护过程的重要方向，在检测小车驶过道岔过程中由于其与钢轨不能紧密的贴合，则不能得到准确地检测数据。然而我国目前对于道岔处的检查主要依靠人工进行检测和测量，则在列车运行较为密集时存在一定的安全隐患。
4.因此，为了实现钢轨上的精准定位，急需一款轨面红线测量顶紧装置来解决诸多问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种轨面红线测量仪器顶紧装置，用以解决轨面红线测量仪器在钢轨上的定位问题。
6.为实现上述目的，本发明公开了一种轨面红线测量仪器顶紧装置，包括：支腿，所述支腿上转动连接有主动轮、从动轮，所述支腿中部安装有激光传感器，所述支腿中部下端通过顶紧轮连接组件与顶紧轮连接，所述主动轮、从动轮与钢轨顶部贴合，所述顶紧轮与所述钢轨侧壁贴合，所述顶紧轮与所述顶紧轮连接组件转动连接。
7.优选地，所述轨面红线测量仪器为激光传感器。
8.优选地，所述支腿左端前后壁贯穿转动连接有第一转动杆，从动轮与所述支腿左端通过所述第一转动杆转动连接，所述支腿右端前后壁贯穿转动连接有第二转动杆，主动轮与所述支腿右端通过所述第二转动杆转动连接。
9.优选地，所述支腿顶部与支架把固定连接，所述支腿右端后壁固定连接有步进电机，所述步进电机输出轴贯穿所述支腿右端后壁与所述第二转动杆固定连接。
10.优选地，所述支腿底部两侧对称设有相同的所述顶紧轮连接组件，所述顶紧轮连接组件包括：第一安装板，所述第一安装板与所述支腿固定连接，所述第一安装板开设有方形凹槽；
11.所述第一安装板与所述支腿之间设有两组导柱，两组所述导柱两端分别与所述第一安装板和所述支腿固定连接，滑块贯穿所述导柱并与其滑动连接。
12.优选地，所述滑块与所述第一安装板贴合，两组第一弹簧分别套接于两组所述导柱外壁，所述第一弹簧两端分别与所述滑块和所述支腿前端固定连接，按压板两端穿过所述方形凹槽分别与两端所述滑块侧壁固定连接，所述滑块与顶紧轮固定块固定连接。
13.优选地，所述顶紧轮固定块依次开设有3组容纳槽，三组第三转动杆依次贯穿所述顶紧轮固定块与所述容纳槽，所述顶紧轮安装于所述容纳槽内并与所述第三转动杆转动连接。
14.优选地，还包括：回弹止锁组件，所述回弹止锁组件固定连接于两组第一安装板之间，所述回弹止锁组件包括：
15.止锁盒，所述止锁盒与回弹止锁组件外壳内壁上端固定连接，所述回弹止锁组件外壳固定连接于两组所述第一安装板之间；
16.拉手，所述拉手下端贯穿所述止锁盒外壳和所述回弹止锁组件外壳中部并与第一连接块固定连接，所述第一连接块下端与所述止锁盒外壳内壁之间设有第二弹簧，所述第二弹簧两端分别与所述第一连接块下端和所述止锁盒外壳内壁固定连接。
17.优选地，所述回弹止锁组件还包括：止锁驱动组件，以所述第一连接块为中心轴对称设有相同的止锁驱动组件，所述止锁驱动组件包括：第一连杆，所述第一连接块与转盘之间设有所述第一连杆，所述第一连杆两端分别与所述第一连接块和转盘转动连接，所述转盘上设有第一驱动齿；
18.从动齿块，所述从动齿块与所述第一驱动齿啮合，所述从动齿块下端与第二连杆上端固定连接，所述第二连杆下端与所述止锁盒外壳内壁下端左右滑动连接；
19.第二连接块，所述第二连杆靠近第一连接块的一侧与所述第二连接块固定连接，所述第二连接块远离第二连杆的一侧上下对称固定连接两组止锁杆，所述止锁杆贯穿所述止锁盒外壳并与其左右滑动连接；
20.第三弹簧，所述第三弹簧套接在所述止锁杆外壁，所述第三弹簧两端分别与所述第二连接块和所述止锁盒外壳内壁固定连接；
21.第四弹簧，两组所述第四弹簧对称固定连接于所述回弹止锁组件外壳内壁；
22.第三连杆，所述第三连杆上端与所述第四弹簧下端固定连接，所述第三连杆下端贯穿平衡杆、限位柱和所述回弹止锁组件外壳内壁下端，所述第三连杆与所述平衡杆固定连接，所述第三连杆与所述限位柱上下滑动连接；
23.制动杆，所述制动杆贯穿所述平衡杆并与其固定连接，所述制动杆下端与所述回弹止锁组件外壳内壁之间设有第五弹簧，所述第五弹簧两端与所述制动杆下端与所述回弹止锁组件外壳内壁固定连接；
24.安装套，所述安装套套接在所述制动杆外壁并与其固定连接；
25.两组左右对称的设置在安装套两侧的缓冲组件，所述缓冲组件包括：第四连杆，所述第四连杆两端分别与安装套和第五连杆铰接，所述第五连杆设有第一限位槽，第六连杆
一端通过第一滑块在所述第一限位槽内上下滑动连接，所述第六连杆另一端与所述回弹止锁组件外壳内壁铰接，所述第一限位槽内设有第六弹簧，所述第六弹簧两端分别与所述第六连杆和所述第一限位槽上端固定连接；
26.两组所述第三连杆伸出所述回弹止锁组件外壳的一端贯穿按压板并与其固定连接。
27.优选地，还包括：紧急制动组件，所述紧急制动组件安装于位于从动轮一侧的支腿上端，所述紧急制动组件包括：
28.紧急制动组件外壳，所述紧急制动组件外壳安装于位于从动轮一侧的支腿上端；
29.所述紧急制动组件外壳内设置：
30.拉杆，所述拉杆贯穿所述紧急制动组件外壳并与其上下滑动连接，所述拉杆上端贯穿所述紧急制动组件外壳上端，伸入所述紧急制动组件外壳内壁的所述拉杆下端开设有第二限位槽；
31.限位杆，所述限位杆安装于所述第二限位槽内并与其上下滑动连接；
32.第七连杆，两组所述第七连杆两端对称设置，且所述第七连杆两端头分别与所述限位杆和第一固定块铰接，所述第一固定块与所述紧急制动组件外壳内壁贴合；
33.第八连杆，所述第八连杆上端贯穿所述拉杆下端并伸入第二限位槽内与所述限位杆固定连接，所述第八连杆与所述拉杆下端上下滑动连接；
34.第九连杆，两组所述第九连杆以所述第八连杆为中心轴对称设置，所述第九连杆右端与所述第八连杆下端铰接，
35.两组套管，与两组所述第九连杆一一对应，所述套管上端与所述紧急制动组件外壳内壁固定连接，套管内设有第六弹簧和安装杆，两组套管内的所述第六弹簧两端分别与对应的所述安装杆和套管内壁固定连接，所述第九连杆左端与安装杆连接；
36.第一抱臂，所述第一抱臂两端分别与所述第一固定块下端和第二抱臂固定连接。
附图说明
37.图1为本发明主体结构的主视图；
38.图2为本发明主体结构的侧视图；
39.图3为本发明主体结构的俯视图；
40.图4为本发明中顶紧轮连接组件结构示意图；
41.图5为本发明中顶紧轮固定块结构示意图；
42.图6为本发明回弹止锁组件安装位置示意图；
43.图7为本发明回弹止锁组件结构示意图
44.图8为本发明紧急制动组件安装位置示意图；
45.图9为本发明紧急制动组件结构示意图。
46.图中：1、导柱；2、滑块；3、主动轮；4、从动轮；5、支架把；6、支腿；7、步进电机；8、顶紧轮；9、第一弹簧；10、钢轨；11、激光传感器；12、第一转动杆；13、第二转动杆；14、顶紧轮固定块；15、第一安装板；16、方形凹槽；17、按压板；18、容纳槽；19、第三转动杆；20、回弹止锁组件；21、回弹止锁组件外壳；22、第四弹簧；23、拉手；24、止锁盒；25、止锁盒外壳；26、第一连接块；27、第二弹簧；28、第一连杆；29、转盘；30、第一驱动齿；31、从动齿块；32、第二连杆；
33、第二连接块；34、止锁杆；35、第三弹簧；36、第三连杆；37、平衡杆；38、限位柱；39、制动杆；40、安装套；41、第五弹簧；42、第五连杆；43、第一限位槽；44、第六连杆；45、第六弹簧；46、紧急制动组件；47、紧急制动组件外壳；48、拉杆；49、第二限位槽；50、限位杆；51、第四连杆；52、第一固定块；53、第八连杆；54、第九连杆；55、滑杆；56、第一抱臂；57、第二抱臂；58、第七连杆；59、套管；60、第六弹簧；61、顶紧轮连接组件。
具体实施方式
47.在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.实施例1
49.本发明实施例提供了一种轨面红线测量仪器顶紧装置，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：支腿6，所述支腿6上转动连接有主动轮3、从动轮4，所述支腿6上安装有轨面红线测量仪器，所述支腿6中部下端通过顶紧轮连接组件13与顶紧轮8连接，所述主动轮3、从动轮4与钢轨10顶部贴合，所述顶紧轮8与所述钢轨10侧壁贴合，所述顶紧轮8与所述顶紧轮连接组件61转动连接。
50.优选的，所述轨面红线测量仪器为激光传感器11，且安装在支腿6中部；
51.优选的，请参阅图2
‑
5，所述支腿6左端前后壁贯穿转动连接有第一转动杆12，从动轮4与所述支腿6左端通过所述第一转动杆12转动连接，所述支腿6右端前后壁贯穿转动连接有第二转动杆13，主动轮3与所述支腿6右端通过所述第二转动杆13转动连接。
52.所述支腿6顶部与支架把5固定连接，所述支腿6右端后壁固定连接有步进电机7，所述步进电机7输出轴贯穿所述支腿6右端后壁与所述第二转动杆13固定连接。
53.上述技术方案的工作原理机器有益效果为：通过激光传感器11实现钢轨10轨面红线测量，其测量效率高，使用灵活，且在过道岔时其顶紧部位的顶紧轮8将与钢轨10内侧进行顶紧从而使小车(轨面红线测量仪器顶紧装置)平稳的经过道岔，步进电机7提供的动力使主动轮3在钢轨上运动，顶紧轮8与钢轨10内侧贴紧实现顶紧，确保小车的精准定位，可以实现轨上任意点轨面红线的精准测量，测量方便、使用灵活、效率高。
54.实施例2
55.在实施例1中的基础上，请参阅图4
‑
5，
56.所述支腿6底部两侧对称设有相同的所述顶紧轮连接组件13，所述顶紧轮连接组件13包括：第一安装板15，所述第一安装板15与所述支腿6固定连接，所述第一安装板15开设有方形凹槽16。
57.所述第一安装板15与所述支腿6之间设有两组导柱1，两组所述导柱1两端分别与所述第一安装板15和所述支腿6固定连接，滑块2贯穿所述导柱1并与其滑动连接。
58.所述滑块2与所述第一安装板15贴合，两组第一弹簧9分别套接于两组所述导柱1
外壁，所述第一弹簧9两端分别与所述滑块2和所述支腿6前端固定连接，按压板17两端穿过所述方形凹槽16分别与两端所述滑块2侧壁固定连接，所述滑块2与顶紧轮固定块14固定连接。
59.所述顶紧轮固定块14依次开设有3组容纳槽18，三组第三转动杆19依次贯穿所述顶紧轮固定块14与所述容纳槽18，所述顶紧轮8安装于所述容纳槽18内并与所述第三转动杆19转动连接。
60.上述技术方案的工作原理及有益效果为：
61.将该装置放置在钢轨10轨道上，等待下发任务指令，顶紧装置接收测量指令时，通过间隙配合的方式安装在导柱1上的滑块2及顶紧轮8，可以实现该装置与钢轨10的贴合，如图6所示，顶紧装置通过步进电机7提供动力在轨道上进行行走，由于主动轮3和从动轮4与钢轨10贴合，如图2所示，顶紧轮8上边沿在钢轨16mm以下，其下边沿在44mm以上，在此范围内则可以达到顶紧的作用，在行驶过程中与钢轨顶紧可保证装置的平稳性，进而在过道岔时可平稳驶过。顶紧轮8与钢轨10顶紧进行行走，在进行轨面红线测量时，如图1所示，其激光传感器将信号进行输出，能够精准测量出其与支柱的距离，该装置可在复杂道岔处实现平稳的行走，此发明可节约人力、物力，且操作方便，节约时间，同时得到的数据精确。
62.实施例3
63.在实施例1
‑
2中任一项的基础上，请参阅图6
‑
7，回弹止锁组件20，所述回弹止锁组件20固定连接于两组第一安装板15之间，所述回弹止锁组件20包括：
64.止锁盒24，所述止锁盒24与回弹止锁组件外壳21内壁上端固定连接，所述回弹止锁组件外壳21固定连接于两组所述第一安装板15之间；
65.拉手23，所述拉手23下端贯穿所述止锁盒外壳25和所述回弹止锁组件外壳21中部并与第一连接块26固定连接，所述第一连接块26下端与所述止锁盒外壳25内壁之间设有第二弹簧27，所述第二弹簧27两端分别与所述第一连接块26下端和所述止锁盒外壳25内壁固定连接。
66.止锁驱动组件，以所述第一连接块26为中心轴对称设有相同的止锁驱动组件，所述止锁驱动组件包括：第一连杆28，所述第一连接块26与转盘29之间设有所述第一连杆28，所述第一连杆28两端分别与所述第一连接块26和转盘29转动连接，所述转盘29上设有第一驱动齿30；
67.从动齿块31，所述从动齿块31与所述第一驱动齿30啮合，所述从动齿块31下端与第二连杆32上端固定连接，所述第二连杆32下端与所述止锁盒外壳25内壁下端左右滑动连接；
68.第二连接块33，所述第二连杆32靠近第一连接块26的一侧与所述第二连接块33固定连接，所述第二连接块33远离第二连杆32的一侧上下对称固定连接两组止锁杆34，所述止锁杆34贯穿所述止锁盒外壳25并与其左右滑动连接；
69.第三弹簧35，所述第三弹簧35套接在所述止锁杆34外壁，所述第三弹簧35两端分别与所述第二连接块33和所述止锁盒外壳25内壁固定连接；
70.第四弹簧22，两组所述第四弹簧22对称固定连接于所述回弹止锁组件外壳21内壁；
71.第三连杆36，所述第三连杆36上端与所述第四弹簧22下端固定连接，所述第三连
杆36下端贯穿平衡杆37、限位柱38和所述回弹止锁组件外壳21内壁下端，所述第三连杆36与所述平衡杆37固定连接，所述第三连杆36与所述限位柱38上下滑动连接；
72.制动杆39，所述制动杆39贯穿所述平衡杆37并与其固定连接，所述制动杆39下端与所述回弹止锁组件外壳21内壁之间设有第五弹簧41，所述第五弹簧41两端与所述制动杆39下端与所述回弹止锁组件外壳21内壁固定连接；
73.安装套40，所述安装套40套接在所述制动杆39外壁并与其固定连接；
74.两组左右对称的设置在安装套40两侧的缓冲组件，所述缓冲组件包括：第四连杆51，所述第四连杆51两端分别与安装套40和第五连杆42铰接，所述第五连杆42设有第一限位槽43，第六连杆44一端通过第一滑块在所述第一限位槽43内上下滑动连接，所述第六连杆44另一端与所述回弹止锁组件外壳21内壁铰接，所述第一限位槽43内设有第六弹簧45，所述第六弹簧45两端分别与所述第六连杆44和所述第一限位槽43上端固定连接；
75.两组所述第三连杆36伸出所述回弹止锁组件外壳21的一端贯穿按压板17并与其固定连接。
76.上述技术方案的工作原理及其有益效果为：需要该装置停留在某一位置进行长时间精确测量时，为了保证其稳定性，在顶紧轮8与某一轨面贴合后，按压板17会带动两组第三连杆36在限位柱38向上移动将第四弹簧22压缩，限位柱38的设置可以保证第三连杆36在移动时不发生偏转保证其稳定性，第三连杆36在上移的同时通过平衡杆37带动制动杆39向上移动，此时，第一滑套40通过第四连杆51带动第五连杆42向上移动，第五连杆42内的第六弹簧45拉伸，制动杆39下方的第五弹簧41也同时拉伸，此时，制动杆39上端头移动到两组止锁杆34范围内，操作人员拉动拉手23带动第一连接块26上移，第一连杆28会带动转盘29旋转，与转盘29上第一驱动齿30啮合的从动齿块31会带动第二连杆32将两组止锁杆34相向推动将制动杆39限制在该范围内，在测量结束后，操作人员松开拉手23，第二弹簧27和第三弹簧35发生回弹将止锁杆34复位，而制动杆39失去限制，通过已拉伸的第五弹簧41和第六弹簧45的回弹力将制动杆39复位，该装置的设置可以在该装置停留在某一位置进行长时间精确测量时，保证其稳定性，提高测量精度，测量方便和灵活。
77.实施例4
78.在实施例1
‑
3中任一项的基础上，请参阅图8
‑
9，还包括：还包括：紧急制动组件46，所述紧急制动组件46安装于位于从动轮4一侧的支腿6上端，所述紧急制动组件46包括：
79.紧急制动组件外壳47，所述紧急制动组件外壳47安装于位于从动轮4一侧的支腿6上端；
80.所述紧急制动组件外壳47内设置：
81.拉杆48，所述拉杆48贯穿所述紧急制动组件外壳47并与其上下滑动连接，所述拉杆48上端贯穿所述紧急制动组件外壳47上端，伸入所述紧急制动组件外壳47内壁的所述拉杆48下端开设有第二限位槽49；
82.限位杆50，所述限位杆50安装于所述第二限位槽49内并与其上下滑动连接；
83.第七连杆58，两组所述第七连杆58两端对称设置，且所述第七连杆58两端头分别与所述限位杆50和第一固定块52铰接，所述第一固定块52与所述紧急制动组件外壳47内壁贴合；
84.第八连杆53，所述第八连杆53上端贯穿所述拉杆48下端并伸入第二限位槽49内与
为所述顶紧轮8的静摩擦摩擦系数，τ为所述顶紧轮8材料的泊松比，δ为所述顶紧轮8摩擦面材料在正常工作温度27℃条件下的磨损率(通过查询摩擦材料检验报告可得)，s1为所述顶紧轮8与所述钢轨11侧壁接触面的面积，π为圆周率，π取3.14，e为自然常数，取值为2.72；
101.步骤三：所述控制器将步骤二计算的所述顶紧轮8的综合磨损系数与所述顶紧轮8预设的综合磨损系数进行比较，当步骤二计算的所述顶紧轮8的综合磨损系数大于所述顶紧轮8预设的综合磨损系数时，所述控制器控制所述报警器发出报警提示。
102.假设所述顶紧轮8在行走过程中，若干所述力传感器一检测得到f1＝5n，所述顶紧轮8在静止过程中，若干所述力传感器一检测得到f2＝3n，所述顶紧轮8在所述钢轨11侧壁上的最大行进速度v1＝0.5m/s，所述顶紧轮8在所述钢轨11侧壁上的最小行进速度v2＝0.1m/s，所述顶紧轮8与所述钢轨11侧壁接触面的面积s1＝0.003m2，所述力传感器一、速度传感器的精度的乘积k＝0.03，得到所述顶紧轮8在行走过程中对钢轨11侧壁的综合挤压系数0＝0.85；
103.假设所述顶紧轮8的动摩擦摩擦系数μ1＝0.28，所述顶紧轮8的静摩擦摩擦系数μ2＝0.12，所述顶紧轮8材料的泊松比τ＝0.31，所述顶紧轮8摩擦面材料在正常工作温度27℃条件下的磨损率(通过查询摩擦材料检验报告可得)δ＝10
‑7cm3/n
·
m，π为圆周率，π取3.14，e为自然常数，取值为2.72，得到所述顶紧轮8的综合磨损系数γ＝1.32，此计算得到的所述顶紧轮8的综合磨损系数γ＝1.32大于所述顶紧轮8预设的综合磨损系数0.85，所述控制器控制所述报警器发出报警提示，及时通知相关工作人员对测量仪器行停止作业，提高了设备的智能性。
104.上述技术方案的有益效果为：
105.通过设置若干力传感器、用于记录所述顶紧轮8在行走过程中对钢轨11侧壁的挤压力，通过设置速度传感器，用于记录所述顶紧轮8的行走速度，以及公式(1)来计算所述顶紧轮8在行走过程中对钢轨11侧壁的综合挤压系数，同时，根据公式(1)的计算结果以及公式(2)可以计算得到所述顶紧轮8的综合磨损系数，当所述顶紧轮8的综合磨损系数大于所述顶紧轮8预设的综合磨损系数时，所述控制器控制所述报警器发出报警提示，以通知相关工作人员对顶紧轮8的使用状态进行判断，以保证其安全性，通过设置控制器控制报警器报警，及时通知相关工作人员对测量仪器行停止作业，提高了设备的智能性，其中，表示顶紧轮8在从运动到静止的过程中，速度的变换导致顶紧轮8对钢轨11侧壁的挤压力的影响参数，从中可以得到顶紧轮8随着(f1v1‑
f2v2)2的差值不断变大(f1和f2一直在动态变换)，而r2(f1‑
f2)2中r为定值，所以r2(f1‑
f2)2其变换幅度远小于|f1v
12
‑
f2v
22
|的差值变化幅度，所以综合挤压系数会不断变大，δ2|μ1‑
μ2|r2(f1‑
f2)表示由于顶紧轮8在运动过程中受到自身材料磨损率与摩擦系数对于挤压力的影响参数，τs
12
表示顶紧轮8自身材料的泊松比在相对接触面积下的修正参数，通过公式1计算得到的综合挤压系数与相计算得到所述顶紧轮8的综合磨损系数，其中表示各个传感器的综合精度的乘积来对综合挤压系数和综合磨损系数进行的修正，使得计算结果更加精
确。
106.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。