钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置的制作方法

1.本发明涉及钢轨探伤技术，具体为钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置。


背景技术：

2.目前国内外钢轨母材探伤检测主要有三种方式，即大型钢轨探伤车、双轨式钢轨探伤仪及手推式钢轨探伤仪，三种探伤方式各自的优缺点均十分明显；
3.大型钢轨探伤车探头采用轮式结构，最高检测速度可达到80km/h，检测效率高，适用于钢轨轨面状态好、曲线半径大的线路，目前主要用于高铁、城际等等级较高的线路，在轨面状态差、曲线半径小的普速铁路应用的准确性仍有待提高，且单辆造价达2500万以上，造价和维修保养费用高；双轨式钢轨探伤仪的探头也采用轮式结构，最高检测速度15km/h，检测效率适中，也适用于钢轨轨面状态较好的线路及区段，在小半径曲线也存在探伤车同样的问题，且由于自带动力，探伤仪整体装备重量重，不能随时撤离线路，需安排施工天窗才能使用，使用过程中存在一定的安全风险，适用于v型天窗或垂直天窗时间长的线路；手推式钢轨探伤仪探头采用单个探头架结构，能准确定位定量，但作业效率低，最高检测速度仅能达到3km/h，平均检测速度约为2km/h左右，且单股钢轨检测需2人配合进行，检测速度慢、需要人力多，完全纳入天窗作业存在很大难度，存在极大的劳动安全隐患；
4.钢轨探伤在采用超声波探测器进行探伤的过程中，为保证超声波探头发出的超声波可全部到达钢轨本体内部进行传输，防止传输过程中发生分波的情况，多利用耦合剂喷洒系统进行耦合剂的喷洒，耦合剂喷洒过程中易受到外界环境因素的影响，使喷洒出的耦合剂未完全落至钢轨本体上，对超声波的检测造成不良影响，且喷洒至钢轨本体外侧的耦合剂未得到使用，造成耦合剂的浪费；
5.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于通过两个连接为一个整体的钢轨探伤设备通过对中连杆的支撑，不会发生位置偏移导致钢轨探伤设备检测精度下降的情况，在钢轨本体上弯曲位置处进行移动时，外支架内的超声波探测器可通过超声波探头发出的信号对超声波探头的位置是否偏移进行调节，使钢轨探伤设备对钢轨的探伤数据更加的精准，分离一体式编码器转动过程中吸水海绵受挤压将内部耦合剂排出至钢轨本体上，耦合剂的涂覆受到外界环境因素的干扰较小，解决钢轨探伤过程中超声波探头偏离钢轨上居中的位置处导致超声波探测精度降低的问题，而提出钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置，包括车体固定台、操作电脑和主机箱，所述车体固定台上表面连接有主机箱，所述主机箱上表面通过连接支架连接有操作电脑，所述车体固定台外侧壁两侧通过对中连杆连接有外支架，所述外支架下方设有钢轨本体，所述外支架内侧壁设有钢轨探伤组件，所述对中连杆靠近所述外支架的一端设有连杆调节组件；
9.所述主机箱内部设置有处理器，处理器通讯连接有数据采集单元、数据存储单元和数据处理单元；
10.数据采集单元用于采对两个钢轨进行超声波探测过程中，超声波发出后至接收到反射声波之间的时间数据，并将采集到的时间数据上传至数据存储单元进行保存；
11.数据存储单元用于对数据采集单元传输的时间数据进行存储，并对存储数据按接收时间进行标识；
12.数据处理单元用于调用存储在数据存储单元内部的时间数据并进行处理，并将由时间数据处理后得到的距离偏差数据传递给操作电脑进行显示，调用过程中，根据对应的标识进行对应数据的调取；
13.操作电脑用于对数据处理单元处理后的距离偏差数据进行显示，并根据数据处理单元传递来的时间顺序进行排列显示。
14.作为本发明的一种优选实施方式，外支架外侧壁对应所述水箱位置处连接有固定带，所述水箱外侧壁一侧一体成型有总放水口，所述外支架内侧壁两侧通过驱动轴转动连接有分离一体式编码器，所述外支架外侧壁一侧的中间位置处连接有探头调节电机，所述外支架内侧壁对应所述探头调节电机输出端位置处连接有第二丝杆，所述外支架内侧壁靠近所述第二丝杆下方连接有光轴，所述第二丝杆外侧壁中间位置处滑动连接有调节架，所述调节架内侧壁中间位置处连接有超声波探头。
15.作为本发明的一种优选实施方式，连杆调节组件包括轴承固定板，所述对中连杆对应所述轴承固定板的一端内部开设有滑动腔，滑动腔内部通过伸缩弹簧连接有支撑轴，所述外支架外侧壁另一侧中间位置处通过转动座转动连接有第一丝杆，所述轴承固定板外侧壁中间位置处对应所述第一丝杆位置处连接有连杆调节电机。
16.作为本发明的一种优选实施方式，分离一体式编码器包括轮缘、滚轮、连接轴承和轴式编码器，滚轮通过连接轴承连接在轴式编码器的外侧壁中间位置处，轮缘通过连接轴承连接在轴式编码器外侧壁靠近滚轮的位置处。
17.作为本发明的一种优选实施方式，数据采集单元通过超声波探测器采集的数据的具体步骤如下：
18.步骤一：超声波探测器从与超声波探测器连接的超声波探头位置处垂直向下发出超声波信号，超声波探测器在发出超声波信号的同时传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元进行计时，超声波信号在钢轨本体内部向下传输的过程中遇到传输介质发生改变时发生超声波信号的反射，反射信号返回传输至超声波探头且被超声波探头接收的同时，超声波探测器传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元停止计时，数据采集单元进行计时数据值的记录，并将采集的数据传递给数据存储单元；
19.步骤二：数据存储单元按照对应次数发射的超声波信号，对传输回的一个或多个反射信号产生的时间数据值进行分组和标识，使一组内的一个或多个反射信号均来自同一个发出的超声波信号的反射效果，数据存储单元进行数据存储的同时，数据处理单元调取数据存储单元存储的数据值，数据处理单元在进行一组数据的调用时，若一组数据内部的反射信号接收时间数据值存在小于预设数据值时，数据处理单元传输信号给数据采集单元重新对该位置处进行数据的采集；
20.步骤三：接收到数据处理单元反馈来的信号后，处理器控制超声波探测器进行探
测信号传输方向的切换，使从超声波探头位置处传出的超声波信号为偏移的垂直信号，超声波信号发出的同时数据采集单元进行计时，反射信号返回传输至超声波探头的同时，超声波探测器传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元停止计时，数据采集单元进行计时数据值的记录，并将采集的数据传递给数据存储单元。
21.作为本发明的一种优选实施方式，数据处理单元在对数据存储单元内部的数据进行处理的具体步骤如下：
22.步骤一：数据处理单元在数据存储单元内部进行数据的调取后，对调取的数据组进行判别，具有标识的数据组采用正常垂直信号的预设值进行对比处理，未具有标识的数据组采用偏移垂直信号的预设值进行对比处理；
23.步骤二：具有标识的数据组采与正常垂直信号的预设值进行对比处理时，数据处理单元在检测到数据组内部数据值存在小于正常垂直信号的预设值，数据处理单元传递信号给处理器利用数据采集单元重新进行对应位置处的数据的重新采集，未具有标识的数据组与偏移垂直信号的预设值进行对比处理时，数据处理单元在检测到数据组内部数据值存在大于移垂直信号的预设值，通过探头调节电机带动超声波探头向右进行位置的移动，数据处理单元在检测到数据组内部数据值存在小于移垂直信号的预设值，通过探头调节电机带动超声波探头向左进行位置的移动。
24.作为本发明的一种优选实施方式，涂覆组件包括导液管，所述导液管远离所述耦合剂箱的一端连接有贴合板，所述导液管外侧壁靠近所述贴合板位置处连接有开关阀，所述驱动轴外侧壁一侧连接有驱动齿轮，所述外支架内侧壁靠近所述分离一体式编码器一侧通过连接转轴转动连接有清洁辊，所述连接转轴外侧壁对应所述驱动齿轮位置处连接有传动齿轮，所述清洁辊外侧壁连接有若干个均匀分布的刷毛，所述贴合板外侧壁对应所述刷毛位置处一体成型有挡污板，所述分离一体式编码器外侧壁连接有吸水海绵。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1、两个连接为一个整体的钢轨探伤设备通过对中连杆的支撑，在钢轨本体上进行位置移动的过程中更加的稳定，不会发生位置偏移导致钢轨探伤设备检测精度下降的情况，钢轨探伤设备在钢轨本体上弯曲位置处进行移动时，外支架内的超声波探测器可通过超声波探头发出的信号对超声波探头的位置是否偏移进行调节，使钢轨探伤设备对钢轨的探伤数据更加的精准；
27.2、导液管内部的耦合剂可从贴合板上的导液孔排出至吸水海绵内部，在分离一体式编码器转动过程中吸水海绵受挤压将内部耦合剂排出至钢轨本体上，耦合剂的涂覆受到外界环境因素的干扰较小，且吸水海绵与钢轨本体紧密接触，吸水海绵内部耦合剂析出涂抹在钢轨本体上，不会造成耦合剂的浪费。
附图说明
28.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
29.图1为本发明的主体结构图；
30.图2为本发明的外支架内部结构图；
31.图3为本发明的钢轨探伤系统流程结构图；
32.图4为本发明的耦合剂箱结构图；
33.图5为本发明的清洁辊结构图。
34.图中：1、车体固定台；2、对中连杆；3、轴承固定板；4、支撑轴；5、第一丝杆；6、操作电脑；7、主机箱；8、水箱；9、固定带；10、总放水口；11、外支架；12、分离一体式编码器；13、钢轨本体；14、超声波探头；15、第二丝杆；16、调节架；17、探头调节电机；18、光轴；19、耦合剂箱；20、垫板；21、导液管；22、开关阀；23、挡污板；24、驱动齿轮；25、传动齿轮；26、刷毛；27、清洁辊；28、连接转轴；29、吸水海绵；30、驱动轴；31、贴合板。
具体实施方式
35.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例1：
37.请参阅图1-3所示，钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置，包括车体固定台1、操作电脑6和主机箱7，车体固定台1上表面连接有主机箱7，主机箱7上表面通过连接支架连接有操作电脑6，车体固定台1外侧壁两侧通过对中连杆2连接有外支架11，外支架11的数量为两个，两个外支架11分别设置在对中连杆2的两端上，外支架11下方设有钢轨本体13，外支架11内侧壁设有钢轨探伤组件，对中连杆2靠近外支架11的一端设有连杆调节组件；
38.钢轨探伤组件包括水箱8，水箱8内部盛放水流使钢轨探伤组件的重量增大，提升钢轨探伤组件在钢轨本体13上运行的稳定性，外支架11外侧壁对应水箱8位置处连接有固定带9，固定带9将水箱8稳固的连接在外支架11的上方，水箱8外侧壁一侧一体成型有总放水口10，便于工作人员对水箱8内部水流的取用，且便于工作人员对水箱8重量的大小调节，外支架11内侧壁两侧通过转轴转动连接有分离一体式编码器12，分离一体式编码器12包括轮缘、滚轮、连接轴承和轴式编码器，滚轮通过连接轴承连接在轴式编码器的外侧壁中间位置处，轮缘通过连接轴承连接在轴式编码器外侧壁靠近滚轮的位置处，滚轮放置在钢轨本体13上通过摩擦进行滚动，轮缘与钢轨本体13的侧壁相互摩擦进行带动转动，轮缘的半径大小大于滚轮的半径大小，使轮缘和滚轮在钢轨本体13上因相互摩擦发生转动时，转动的速度大小存在差异，但相互之间不会造成影响，使与滚轮连接的轴式编码器在跟随进行转动的过程中不会因轮缘的转动带动产生较大的误差，轮缘外侧壁中间位置处连接有环形压力感应垫，压力感应垫可对轮缘与钢轨本体13之间的压力数据进行检测，外支架11外侧壁一侧的中间位置处连接有探头调节电机17，探头调节电机17的输出端与第二丝杆15进行连接，外支架11内侧壁对应探头调节电机17输出端位置处连接有第二丝杆15，外支架11内侧壁靠近第二丝杆15下方连接有光轴18，第二丝杆15外侧壁中间位置处滑动连接有调节架16，调节架16对应第二丝杆15位置处开设有螺纹孔，对应光轴18位置处开设有滑孔，调节架16内侧壁中间位置处连接有超声波探头14；
39.连杆调节组件包括轴承固定板3，对中连杆2的一端连接有轴承固定板3，对中连杆2对应轴承固定板3的一端内部开设有滑动腔，滑动腔的内部尺寸大小与支撑轴4的尺寸大小相同，滑动腔内部通过伸缩弹簧连接有支撑轴4，外支架11外侧壁另一侧中间位置处通过转动座转动连接有第一丝杆5，通过第一丝杆5的转动带动轴承固定板3在两侧支撑轴4的限
制下进行与外支架11之间间距大小的调节，轴承固定板3外侧壁中间位置处对应第一丝杆5位置处连接有连杆调节电机，连杆调节电机的输出端与第一丝杆5连接，通过第一丝杆5的转动带动轴承固定板3进行位置的移动；
40.主机箱7内部设置有处理器，处理器通讯连接有数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元和操作电脑；
41.数据采集单元用于采集超声波采集系统对两个钢轨进行超声波探测过程中，超声波发出后至接收到反射声波之间的时间数据，并将采集到的数据上传至数据存储单元进行保存；数据存储单元用于对数据采集单元传输的数据进行存储，并对存储数据按接收时间进行标识；数据处理单元用于调用存储在数据存储单元内部的数据并进行处理，并将处理后的数据传递给操作电脑进行显示，调用过程中，根据对应的标识进行对应数据的调取；操作电脑用于对数据处理单元处理后的数据进行显示，并根据数据处理单元传递来的时间顺序进行排列显示；
42.偏移垂直信号的预设值f为超声波探头14位于钢轨本体13上居中位置处时，超声波探头14发出的偏移超声波信号至接收到反射的超声波信号的时间数据值，正常垂直信号的预设值n为超声波探头14位于钢轨本体13上居中位置处时，超声波探头14发出的竖直超声波信号至接收到反射的超声波信号的时间数据值；
43.钢轨探伤滑靴式探头自动调整装置的使用方法具体步骤如下：
44.步骤一：超声波探测器从与超声波探测器连接的超声波探头14位置处垂直向下发出超声波信号，超声波探测器在发出超声波信号的同时传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元进行计时，超声波信号在钢轨本体13内部向下传输的过程中遇到传输介质发生改变时发生超声波信号的反射，第一个反射信号返回传输至超声波探头14且被超声波探头14接收的同时，超声波探测器传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元停止计时，数据采集单元将该计时数据值记录为s1，在第一个反射信号后反射回来的计时数据值分别记录为s2、s3、...、sn，并将采集的数据传递给数据存储单元；
45.步骤二：数据存储单元按照对应次数发射的超声波信号，对传输回的一个或多个反射信号产生的时间数据值进行分组和标识，使一组内的一个或多个反射信号均来自同一个发出的超声波信号的反射效果，数据存储单元进行数据存储的同时，数据处理单元调取数据存储单元存储的数据值，数据处理单元在进行一组数据的调用时，若一组数据内部的反射信号接收时间数据值存在小于正常垂直信号的预设值n时，表明超声波探头14在钢轨本体13上的位置发生偏移，数据处理单元传输信号给数据采集单元重新对该位置处进行数据的采集；
46.步骤三：接收到数据处理单元反馈来的信号后，处理器控制超声波探测器进行探测信号传输方向的切换，使从超声波探头14位置处传出的超声波信号为偏移的垂直信号，超声波信号发出的同时数据采集单元进行计时，第一个反射信号返回传输至超声波探头14的同时，超声波探测器传递信号给处理器，处理器内的数据采集单元停止计时，数据采集单元将计时数据值记录为p1，在第一个反射信号后反射回来的计时数据值分别记录为p2、p3、...、pn，并将采集的数据传递给数据存储单元；
47.步骤四：数据采集单元接收到反馈信号后，传递信号给数据存储单元进行存储方式的改变，使数据存储单元对再次从数据采集单元位置处传递来的数据组进行存储时，采
用与之前相同的方式对传递来的数据进行分组存储处理，但不对分组后的数据组进行标识处理，使数据处理单元在数据存储单元内部进行数据的调取后，对调取的数据组进行判别，具有标识的数据组采用正常垂直信号的预设值n进行对比处理，未具有标识的数据组采用偏移垂直信号f的预设值进行对比处理；
48.步骤五：未具有标识的数据组与偏移垂直信号的预设值f进行对比处理时，数据处理单元在检测到数据组内部数据值存在大于移垂直信号的预设值f，数据处理单元传递信号给处理器，使处理器传递信号给探头调节电机17，探头调节电机17按照预设的转动角度大小进行角度的转动，转动过程中带动第二丝杆15进行转动，通过螺纹嵌合在第二丝杆15外侧壁上的调节架16在第二丝杆15转动过程中带动超声波探头14向右进行位置的移动，移动过程中，数据采集单元不断对超声波探头14发出的超声波信号进行采集并送至数据存储单元进行存储，数据处理单元调用数据存储单元内的数据进行处理比较，使超声波探头14在探头调节电机17的作用下移动至钢轨本体13中间位置处时，数据处理单元比较得出检测数据与偏移垂直信号的预设值f相同，数据处理单元传输信号给处理器发出信号控制停止探头调节电机17的转动，数据处理单元在检测到数据组内部数据值存在小于移垂直信号的预设值f时，探头调节电机17通过带动螺纹嵌合在第二丝杆15外侧壁上的调节架16在第二丝杆15上向左进行位置的移动，使超声波探头14向钢轨本体13的中间位置处进行移动。
49.现有技术中，手推式钢轨探伤设备在进行使用时，仅能对单个钢轨进行检测，且检测移动过程中易因钢轨探伤设备不稳向两侧进行位置的偏移，导致钢轨探伤设备检测的精度下降，钢轨探伤设备在钢轨上移动时，因钢轨的延伸轨迹弯曲导致钢轨探伤设备内的超声波探头无法对准钢轨的正中间位置处，使钢轨探伤设备通过超声波探测出的数据具有较大的偏差；
50.通过对中连杆2将两个手推式钢轨探伤设备连接为一个整体，且连接为整体的两个手推式钢轨探伤设备相互之间的距离大小可自动进行调整，在钢轨探伤设备放置在钢轨本体13上后，两侧外支架11内的分离一体式编码器12分别放置在钢轨本体13上，分离一体式编码器12上轮缘外侧的压力感应垫未检测到压力数据，使主机箱7内部的控制器可传递信号给连杆调节电机的控制器，控制连杆调节电机带动第一丝杆5进行转动，使对中连杆2一端连接的轴承固定板3与对中连杆2之间的距离增大，使两个手推式钢轨探伤设备之间的间距增大，间距增大过程中，两侧分离一体式编码器12的轮缘不断与钢轨本体13靠近，压力感应器检测的压力数据逐渐变大，并将检测到的数据传递给主机箱7内部的控制器，控制器内部的数据处理模块在检测到检测数据等于设定压力数据值时，传递信号给连杆调节电机的控制器，使连杆调节电机停止转动，两个连接为一个整体的钢轨探伤设备通过对中连杆2的支撑，在钢轨本体13上进行位置移动的过程中更加的稳定，不会发生位置偏移导致钢轨探伤设备检测精度下降的情况，钢轨探伤设备在钢轨本体13上弯曲位置处进行移动时，外支架11内的超声波探测器可通过超声波探头14发出的正常垂直信号对超声波探头14的位置是否偏移进行检测，并在偏移后通过超声波探头14发出的偏移垂直信号进行偏移方向的检测，随后通过控制探头调节电机17带动第二丝杆15根据偏移方向进行正向或反向的转动，对超声波探头14的位置进行调节。
51.实施例2：
52.请参阅图4-5所示，对中连杆2外侧壁靠近所述主机箱7的两侧均通过垫板20连接
有耦合剂箱19，耦合剂箱19外侧壁一侧通过导液管21连接有涂覆组件，涂覆组件包括导液管21，导液管21的一端连接在耦合剂箱19外侧壁下方，另一端连接在贴合板31的上端，导液管21远离耦合剂箱19的一端连接有贴合板31，贴合板31下端为弧形设计，且弧形的直径大小与环形吸水海绵29的外径大小相同，贴合板31下端开设有若干个均匀分布的导液孔，导液管21外侧壁靠近贴合板31位置处连接有开关阀22，开关阀22可对导液管21内部传输液体的速度进行控制，驱动轴30外侧壁一侧连接有驱动齿轮24，驱动齿轮24与传动齿轮25相互嵌合并带动进行转动，外支架11内侧壁靠近分离一体式编码器12一侧通过连接转轴28转动连接有清洁辊27，连接转轴28外侧壁对应驱动齿轮24位置处连接有传动齿轮25，清洁辊27外侧壁连接有若干个均匀分布的刷毛26，贴合板31外侧壁对应刷毛26位置处一体成型有挡污板23，分离一体式编码器12外侧壁连接有吸水海绵29；
53.现有技术中，钢轨探伤在采用超声波探测器进行探伤的过程中，为保证超声波探头14发出的超声波可全部到达钢轨本体13内部进行传输，防止传输过程中发生分波的情况，多利用耦合剂喷洒系统进行耦合剂的喷洒，耦合剂喷洒过程中易受到外界环境因素的影响，使喷洒出的耦合剂未完全落至钢轨本体13上，对超声波的检测造成不良影响，且喷洒至钢轨本体13外侧的耦合剂未得到使用，造成耦合剂的浪费；
54.耦合剂箱19内部盛装的耦合剂在重力的作用下从导液管21位置处向贴合板31处进行传输，钢轨探伤设备在钢轨本体13上移动进行探伤操作时，分离一体式编码器12的滚轮在钢轨本体13上进行正向转动，使与分离一体式编码器12同轴的驱动齿轮24通过与传动齿轮25相互嵌合带动传动齿轮25进行反向转动，并带动与传动齿轮25同轴的清洁辊27反向转动，使清洁辊27上连接的刷毛26在转动过程中将钢轨本体13上的污物向钢轨探伤设备相反的一侧进行扫除，挡污板23可对扫除的污物进行阻挡，防止污物随风飘荡至吸水海绵29上，造成涂覆耦合剂的钢轨本体13表面有杂质影响超声波探测器的检测精度，分离一体式编码器12内部的轴式编码器可将驱动轴30的转动圈数数据传输给主机箱7内部的控制器，使控制器可根据轴式编码器的转动数据控制开关阀22进行反复开合，使导液管21内部的耦合剂可从贴合板31上的导液孔排出至吸水海绵29内部，在分离一体式编码器12转动过程中吸水海绵29受挤压将内部耦合剂排出至钢轨本体13上，耦合剂的涂覆受到外界环境因素的干扰较小，且吸水海绵29与钢轨本体13紧密接触，吸水海绵29内部耦合剂析出涂抹在钢轨本体13上，不会造成耦合剂的浪费。
55.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。