一种铁路扣件结构伤损探测车的制作方法

1.本发明涉及铁路检测技术领域，特别涉及一种铁路扣件结构伤损探测车。


背景技术：

2.对于设置小阻力扣件的无砟轨道无缝线路，在温度荷载、列车荷载共同作用下，大跨长联桥梁梁端由于梁轨相对位移大，引起弹条与绝缘块、绝缘块与钢轨、钢轨与复合垫板、复合垫板与铁垫板等界面的相互作用加剧，导致复合垫板窜出频繁、并往往伴随有绝缘块拉裂，与设计要求的小阻力扣件性能状态不符，高温和低温季节该现象更为普遍。复合垫板窜出后，垫板与钢轨的有效支撑面积减小、减振效果降低，扣件纵横阻力也将产生变化，同时钢轨与铁垫板之间可能存在刚性接触，这一系列影响可能造成轮轨动力作用加大，对轨道结构的冲击加剧，加速轨道结构损伤的产生和发展。这些病害会随着运营时间的推移不断恶化，导致梁轨系统约束关系更为复杂，局部受力状态更为不利，加上高温或低温季节钢轨温度力巨大，可能造成大跨长联桥上无砟轨道无缝线路其他位置出现新的病害，过早达到或超越服役极限状态，威胁到线路结构安全和行车安全、加大高速铁路运营潜在风险，因此需要对铁路扣件结构定期进行伤损检测。
3.由于现有设备在运行时车体晃动会影响检测结果，同时长时间振动对设备内的精密仪器造成影响，出现零部件松动和掉落状况，降低了仪器的使用寿命，且一些精密仪器在不用时没有保护结构，容易磕碰损坏，并进一步加速了设备的损耗，因此亟需一种全新的铁路扣件结构伤损探测的设备，以解决现有技术的不足。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能检测铁路扣件结构伤损的设备，能更好地支撑、保护内部的精密仪器，提升检测精度和使用寿命。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种铁路扣件结构伤损探测车，包括底板，所述底板的下表面设置有多个弹性滚轮机构，所述弹性滚轮机构能在轨道上移动，并对所述底板弹性支撑，所述底板上设置有架体，所述架体上设置有升降驱动部，所述升降驱动部与仪器安装部弹性连接，所述仪器安装部由所述升降驱动部驱动而穿过所述底板升降，所述仪器安装部包括探测器以及支撑所述探测器的调整机构，所述调整机构能调整倾斜角度，所述底板上还设置有开闭机构，所述开闭机构位于所述仪器安装部的升降位置。
6.其中，所述弹性滚轮机构包括固定设置在所述底板下表面的套柱，所述套柱的内部设置第一弹簧，同时所述套柱内部滑动设置有活塞，所述第一弹簧的一端与所述活塞连接，另一端与所述底板的下表面连接，所述活塞的底端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的底端设置支撑架，所述支撑架的底端转动设置有滚轮，所述套柱及内部结构一共设置四组，分布于所述底板的四个对角位置，同一位置两侧的所述套柱间距与轨道的间距适配，使设备沿铁路线检测时所述滚轮能在对应的轨道上滚动。
7.其中，所述升降驱动部包括设置在所述架体侧面的第一电机，所述第一电机的动
力输出轴连接第一转动杆，所述第一转动杆的两端与所述架体两侧转动连接，所述第一转动杆的中部设置有第一齿轮，所述第一齿轮与一移动杆上的齿条啮合，所述仪器安装部包括活动设置在所述移动杆底端的固定架，所述固定架的底端设置有多个弹性浮动支撑结构，所述弹性浮动支撑结构同时与一固定板连接，所述固定板通过所述升降驱动部驱动而升降，所述底板以及固定板在运行时的晃动通过弹性浮动支撑结构缓冲。
8.其中，所述弹性浮动支撑结构包括多个固定杆，所述固定架与所述固定杆滑动连接，所述固定杆的底端与所述固定板固定连接，顶端与一顶板固定连接，所述固定杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧分为两段，上段的所述第二弹簧两端分别与所述固定架以及所述顶板连接，下段的所述第二弹簧两端分别与所述固定架以及所述固定板连接。
9.进一步地，所述移动杆的底端还套设有第三弹簧，所述第三弹簧分为两段，分别设置在所述固定架顶面的上下两侧，两段所述第三弹簧的一端与所述固定架连接，另一端与所述移动杆上的两个挡块分别连接。通过第二弹簧和第三弹簧的共同作用，确保底板的晃动在弹性缓冲作用下减少对固定架上精密仪器的影响，提高探测精度。
10.进一步地，所述固定板的两侧分别设置有第一导向杆，两个所述第一导向杆的顶端与所述架体上部固定设置的隔板固定连接，所述第一导向杆的底端固定在底板上，所述第一导向杆与所述固定板滑动连接，对所述固定板的升降进行导向。
11.其中，所述调整机构包括固定设置在所述固定架内部的连接板，所述连接板上设置有第二电机，所述第二电机的动力输出轴连接有固定环，所述固定环的两侧分别固定设置有一连接杆，所述连接杆的外端设置有一滑杆，所述滑杆的顶端与所述连接杆铰接，所述滑杆的底端与一支撑板固定连接，所述探测器设置在所述支撑板的下表面中部，所述支撑板下表面的前后两侧均设置有传感器，所述支撑板的上表面中部转动连接有一支撑杆，所述支撑杆的顶端与所述连接板固定连接。
12.其中，所述固定板的中部开设有第一通孔，所述第一通孔的下方设置有开设在底板上的第二通孔，所述第一通孔以及所述第二通孔的尺寸均大于所述支撑板的尺寸，使所述支撑板能沿所述第一通孔和所述第二通孔上下穿过所述底板以及所述固定板。
13.其中，所述开闭机构包括设置在所述第二通孔下方的挡板，为使所述第一电机驱动所述探测仪升降时开闭机构同步开闭，所述第一转动杆的两端分别设置有第二齿轮，所述第一转动杆的两侧设置有第二转动杆，所述第二转动杆的顶端设置有第一蜗杆且与所述第二齿轮啮合，所述第二转动杆的上部与所述隔板转动连接，下部与所述底板转动连接，所述第二转动杆的底端设置有第二蜗杆，所述第二蜗杆与一螺杆中部设置的第三齿轮啮合，所述螺杆的两端均转动设置有一竖板，所述竖板的顶端与所述底板固定连接，所述螺杆以所述第三齿轮为分界线的左右两部分外螺纹方向相反，且分别套设有一移动块，所述移动块开设有与所述外螺纹契合的内螺纹，所述螺杆旋转时能利用相反的外螺纹带动两所述移动块相向或背向移动，每个所述移动块均连接伸缩架，所述伸缩架的一端与所述移动块铰接，另一端与所述挡板铰接，两块所述竖板之间还设置有第二导向杆，两个所述移动块均滑动设置在第二导向杆上，所述挡板的上表面一侧固定设置有导向块，所述导向块与所述底板下表面的滑轨滑动套接。
14.其中，所述挡板的宽度大于所述第二通孔的宽度，所述挡板的长度等于所述第二通孔长度的一半，每个所述第二通孔的位置共设置两个所述挡板，通过两侧的所述挡板能
完全盖住所述第二通孔，由所述第一转动杆带动两侧的所述第二转动杆同步驱动。
15.本发明的上述方案有如下的有益效果：
16.本发明提供的一种铁路扣件结构伤损探测车，设置有弹性滚轮机构和弹性浮动支撑结构，依靠弹性滚轮机构的弹性缓冲作用减少设备整体运行振动，保证设备零部件的稳定运行，防止长时间运行导致零部件松动，同时通过弹性浮动支撑进一步减少晃动传递而对探测器造成的影响，在保护探测器的同时提高了探测精度；
17.本发明通过支撑板底部的传感器测量前后到轨道的距离，当两边距离出现差值时，调整机构通过第二电机带动连接在固定环上的连接杆小幅度转动，连接杆带动两边的滑杆上下移动，带动底部支撑板的在支撑杆上转动，来调整支撑板的左右角度，抵消整体晃动导致的支撑板倾斜，使支撑板底部的探测器始终平行于轨道，进一步提升了探测器的探测精度；
18.本发明通过第一电机带动第一转动杆转动，进而带动移动杆上下移动，使安装在固定架上的探测器上下移动，在移动过程中，第一转动杆通过蜗杆和齿轮带动螺杆转动，使螺杆上的左右移动块相对而行，带动升降架前后伸缩，使挡板开合移动，当探测器收入架体中时，挡板正好盖住第二通孔，将探测器密封保护，防止意外的磕碰导致精密仪器损坏，保护设备。
19.本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图；
21.图2为本发明的整体结构剖视图；
22.图3为本发明的架体内部结构示意图；
23.图4为图2的a处放大图；
24.图5为本发明的开闭机构俯视图；
25.图6为本发明的开闭机构示意图；
26.图7为图2的b处放大图。
27.【附图标记说明】
[0028]1‑
底板；2
‑
套柱；3
‑
第一弹簧；4
‑
活塞；5
‑
伸缩杆；6
‑
支撑架；7
‑
滚轮；8
‑
架体；9
‑
隔板；10
‑
第一电机；11
‑
第一转动杆；12
‑
第一齿轮；13
‑
移动杆；14
‑
固定架；15
‑
固定杆；16
‑
固定板；17
‑
顶板；18
‑
第二弹簧；19
‑
第三弹簧；20
‑
第一导向杆；21
‑
连接板；22
‑
第二电机；23
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固定环；24
‑
连接杆；25
‑
滑杆；26
‑
支撑板；27
‑
探测器；28
‑
支撑杆；29
‑
第一通孔；30
‑
第二通孔；31
‑
第二齿轮；32
‑
第二转动杆；33
‑
第一蜗杆；34
‑
第二蜗杆；35
‑
螺杆；36
‑
第三齿轮；37
‑
竖板；38
‑
移动块；39
‑
伸缩架；40
‑
挡板；41
‑
第二导向杆；42
‑
导向块；43
‑
滑轨；44
‑
传感器。
具体实施方式
[0029]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所
涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031]
如图1
‑
图3所示，本发明的实施例提供了一种铁路扣件结构伤损探测车，包括底板1，底板1为设备整体的安装支撑结构。在底板1的下表面固定设置有套柱2，套柱2的内部设置第一弹簧3，同时套柱2内部滑动设置有活塞4，第一弹簧3的一端与活塞4连接，另一端与底板1下表面连接。活塞4的底端固定连接有伸缩杆5，伸缩杆5的底端设置支撑架6，支撑架6的底端转动设置有滚轮7。通过第一弹簧3的设置，使活塞4、伸缩杆5、支撑架6和滚轮7组成的整体与底板1为弹性连接，对底板1弹性支撑。本实施例中套柱2及内部结构一共设置四组，分布于底板1的四个对角位置，同一位置两侧的套柱2间距与轨道的间距适配，使设备沿铁路线检测时滚轮7能在对应的轨道上滚动。
[0032]
底板1的上表面设置有架体8，架体8的上部固定有隔板9，侧面设置有第一电机10，第一电机10的动力输出轴连接第一转动杆11，且第一转动杆11的两端与架体8两侧转动连接。第一转动杆11的中部固定设置有第一齿轮12，第一齿轮12与一竖直设置的移动杆13上的齿条啮合。移动杆13的底端活动设置有一固定架14，固定架14的底端设置有多个固定杆15，固定架14与固定杆15为滑动连接。固定杆15的底端与一固定板16固定连接，顶端与一顶板17固定连接，同时固定杆15上套设有第二弹簧18，第二弹簧18分为两段，上段的第二弹簧18两端分别与固定架14和顶板17连接，下段的第二弹簧18两端分别与固定架14和固定板16连接，通过第二弹簧18对固定架14弹性浮动支撑。本实施例中，固定杆15、顶板17以及第二弹簧18等同样设置四组，分布于固定架14的四个对角位置，固定杆15的底端则固定在固定板16的四个对角位置。
[0033]
同时，移动杆13的底端套设有第三弹簧19，第三弹簧19同样分为两段，分别设置在固定架14顶面的上下两侧，同第二弹簧18类似，两段第三弹簧19的一端与固定架14连接，另一端与移动杆13上的挡块连接。通过第二弹簧18和第三弹簧19的设置，使得设备运行底板1的晃动在弹性缓冲作用下减少对固定架14上精密仪器的影响，提高探测精度。
[0034]
固定板16的左右两侧均设置有竖直的第一导向杆20，两个第一导向杆20的顶端与隔板9固定，底端固定在底板1上，第一导向杆20与固定板16为滑动连接，对固定板16的竖直位移进行导向。
[0035]
同时如图4所示，固定架14的内部固定设置有连接板21，连接板21上设置有第二电机22，第二电机22的动力输出轴连接有固定环23，固定环23的两侧分别固定设置有一连接杆24，连接杆24的外端设置有一滑杆25，滑杆25的顶端与连接杆24铰接，能相对于连接杆24的顶端旋转。滑杆25的底端与一支撑板26固定连接，支撑板26下表面的中部设置有探测器
27，通过探测器27对裂缝进行测量，同时支撑板26下表面的前后两侧均设置有传感器44，通过传感器44探测支撑板26至轨道的距离，以反馈信息控制第二电机22驱动调整支撑板26的水平度，使其与轨道走向的水平度保持一致。另外，支撑板26的上表面中部转动连接有支撑杆28，支撑杆28的顶端与连接板21固定连接，使支撑板26与固定架14形成铰接连接。
[0036]
其中，固定板16的中部开设有第一通孔29，第一通孔29的下方设置有开设在底板1上的第二通孔30，第一通孔29和第二通孔30的尺寸均大于支撑板26的尺寸，使支撑板26能沿第一通孔29和第二通孔30上下穿过底板1以及固定板16。
[0037]
同时如图5
‑
图7所示，第一转动杆11的两端分别设置有第二齿轮31，同时第一转动杆11的两侧设置有竖直的第二转动杆32，第二转动杆32的顶端设置有第一蜗杆33且与第二齿轮31啮合。其中，第二转动杆32的上部与隔板9转动连接，下部与底板1转动连接。第二转动杆32的底端设置有第二蜗杆34，第二蜗杆34与一螺杆35中部设置的第三齿轮36啮合。螺杆35的两端均转动设置有一竖板37，竖板37的顶端与底板1固定连接。螺杆35以第三齿轮36为分界线的左右两部分外螺纹方向相反，且分别套设有一移动块38，移动块38开设有与外螺纹契合的内螺纹，螺杆35旋转时能利用相反的外螺纹带动两移动块38相向或背向移动。每个移动块38均连接伸缩架39，伸缩架39的一端与移动块38铰接，另一端与一挡板40铰接，在移动块38相向或背向移动时，能通过伸缩架39的伸缩带动挡板40位移。其中，两块竖板37之间还设置有第二导向杆41，两个移动块38均滑动设置在第二导向杆41上，由第二导向杆41进行导向。另外，挡板40的上表面一侧固定设置有导向块42，导向块42与底板1下表面的滑轨43滑动套接，对挡板40的移动进行支撑和导向。对于每个挡板40，导向块42与滑轨43的配合结构设置两组。
[0038]
挡板40的宽度大于第二通孔30的宽度，挡板40的长度等于第二通孔30的长度的一半。本实施例中共设置两组挡板40以及对应的驱动结构，通过两侧挡板40能完全盖住第二通孔30，由第一转动杆11带动两侧的第二转动杆32同步驱动。
[0039]
在本实施例中，架体8以及内部的结构一共设置两组，分别位于底板1的两侧，且间距同样与轨道的间距适配，对两侧的轨道分别进行检测。
[0040]
在本实施例中，探测器27为超声波传感器结构，当结构中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂，超声波传播到结构与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件中的深度、位置和形状，实现对扣件结构的伤损检测。
[0041]
工作原理如下：
[0042]
该用于铁路扣件结构伤损探测的设备在使用时先架设在轨道上，控制第一电机10转动，带动第一转动杆11上的第一齿轮12转动，从而带动移动杆13向下移动，进一步带动固定架14在第一导向杆20的导向作用下向下移动。与此同时，第一转动杆11通过第二齿轮31以及第一蜗杆33带动第二转动杆32转动，第二转动杆32带动底部第二蜗杆34转动，第二蜗杆34带动第三齿轮36转动，从而带动螺杆35转动，由螺纹力驱动左右的移动块38在第二导向杆41的导向作用下相对移动，带动伸缩架39收缩，进而带动挡板40在滑轨43的导向作用下移动，使得当固定架14向下移动时，两侧的挡板40同时打开，实现同步运行。当固定架14下部的探测器27下降到位时，挡板40也打开到位，开始对轨道进行探测。
[0043]
当设备运行时，套柱2内的活塞4以及第一弹簧3形成配合，利用第一弹簧3的弹性缓冲设备运行时的晃动，保证设备的稳定运行。同时，通过固定板16上的固定杆15，利用固定杆15上的第二弹簧18以及移动杆13底端的第三弹簧19对固定架14弹性浮动支撑，进一步减少晃动传递至固定架14而对探测器27产生影响，保护探测器27的同时提高探测器27的检测精度。而当设备运行时，轻微晃动会造成支撑板26偏移，导致探测器27不平行于轨道，出现探测误差，这时通过支撑板26底部前后的传感器44分别测量至轨道的距离，当两处距离出现差值时，启动第二电机22带动连接在固定环23上的连接杆24小幅转动，连接杆24带动两边的滑杆25上下移动，从而带动底部的支撑板26转动，来调整支撑板26的倾斜角度，抵消设备晃动导致的支撑板26倾斜波动，使支撑板26以及底部的探测器27始终平行于轨道，提高探测器27的探测精度。
[0044]
当探测完成后，反向转动第一电机10，带动探测器27收入架体8，挡板40同步闭合而正好盖住第二通孔30，将探测器27密封保护，防止意外的磕碰导致精密仪器损坏。
[0045]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。