一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统的制作方法

1.本发明涉及测量技术领域，具体为一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统。


背景技术：

2.轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统，在轨道的使用年限中，需要对轨道内部损伤进行周期性测量，在轨道的探伤测量过程中，除了在探伤轮表面涂抹耦合剂外，还需要对轨道表面用水喷淋，确保探伤轮和钢轨表面的紧密贴合，但由于轮对踏面为锥形，在行驶速度大于某一个临界值后，轮对会在轨道上横向发生蛇形运动，对轨道喷淋的均匀程度造成影响，无法保证信号的稳定传输，针对上述问题提出一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统，通过轨道定位模块在轨道轮对发生蛇形运动时，使水源始终从位于轨道正上方的喷淋口喷出，避免水源无法在轨道顶端面均匀喷淋的现象，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统，包括车架、超声波探伤轮、电源控制模块、显示模块和车载pc处理模块，所述车架的底端转动连接有轨道轮对，所述车架的前端与后端均固定连接有探伤轮架，所述探伤轮架的内侧设置有超声波探伤轮，通过探伤轮架对超声波探伤轮进行安装固定，通过超声波探伤轮向轨道内侧发射超声波并接收反射信号，对轨道内部的损伤进行测量，所述车架的顶端固定连接有模块支撑架，所述模块支撑架的内侧设置有电源控制模块和水箱，所述模块支撑架的顶端固定连接有显示模块和车载pc处理模块，通过模块支撑架电源控制模块、水箱、显示模块和车载pc处理模块进行支撑，所述车架的底端固定连接有喷淋支撑组件，所述喷淋支撑组件的底端固定连接有喷淋出水头，所述喷淋出水头的下方设置有轨道定位模块。
5.进一步的，所述车架的内侧固定连接有微型吸水泵，所述微型吸水泵的输入端与水箱连通，所述微型吸水泵的输出端连通有连通水管，所述连通水管与喷淋出水头连通，通过微型吸水泵向水箱内吸水，并沿着连通水管的方向从喷淋出水头喷出，所述连通水管的一侧设置有流速测量模块。
6.进一步的，所述喷淋出水头的底端开设有喷淋口，通过喷淋口方便水源均匀喷淋，所述喷淋出水头的内侧滑动连接有水流遮挡滑块，所述水流遮挡滑块呈对称分布，通过水流遮挡滑块对水流进行遮挡，使水流从特定的喷淋口喷出，所述水流遮挡滑块的内侧固定连接有滑块连接杆。
7.进一步的，所述水流遮挡滑块的一端固定连接有推杆，通过推杆可以将水流遮挡滑块带动，所述推杆滑动连接于喷淋出水头的内侧，所述推杆的外侧设置有复位弹簧，所述复位弹簧位于水流遮挡滑块与喷淋出水头之间，通过复位弹簧使水流遮挡滑块可以滑动至
喷淋出水头的中心位置，所述推杆的另一端固定连接有调节传动组件，所述调节传动组件的内侧滑动连接有插杆，所述插杆与轨道定位模块固定连接，在插杆的传动下，使轨道定位模块水平方向运动时带动调节传动组件运动，而轨道定位模块竖直方向运动时不会对调节传动组件造成影响。
8.进一步的，所述轨道定位模块的内侧滑动连接有定位支杆，所述喷淋出水头的前端设置有定位模块安装板，位于上下两侧的所述定位模块安装板之间固定连接有电动伸缩杆，通过电动伸缩杆可以带动上下两侧的定位模块安装板相互靠近或远离，位于上方的所述定位模块安装板与喷淋出水头固定连接，位于下方的所述定位模块安装板与定位支杆固定连接，所述轨道定位模块的底端内侧转动连接有顶部定位板与侧边定位板，通过顶部定位板与侧边定位板与轨道的贴合，实现轨道的定位。
9.进一步的，所述车架的底端固定连接有激光测距机构，所述激光测距机构的数量为两个，且激光测距机构成前后对称分布在位于右方的轨道轮对中间位置，通过激光测距机构可以对其到轨道之间的距离进行测量。
10.进一步的，该系统的工作方法如下：
11.步骤一：将轨道轮对放置在轨道上，并推动车架使轨道轮对在轨道上行驶，电源控制模块控制微型吸水泵并将水箱内侧的水源抽出，使水源沿着连通水管流动并从喷淋出水头喷淋，对轨道与超声波探伤轮表面进行湿润；
12.步骤二：激光测距机构对其到钢轨之间的距离进行检测，并将检测数值传送至车载pc处理模块进行处理，在轨道轮对发生蛇形运动后，计算出轨道轮对的偏移距离，其计算公式如下：
[0013][0014]
其中：l1、l2为两个激光测距机构测得与轨道之间的距离；l
(轨)
为两条轨道之间的中心距；
△
l为轨道轮对偏移数值；
[0015]
步骤三：l1、l2同时减小，车载pc处理模块会控制电动伸缩杆缩短，对
△
l与单条轨道的实际宽度l
(宽))
进行比对，当
△
l＜l
(宽)
时，电动伸缩杆伸长，当
△
l＞l
(宽)
时，产生脱轨现象，电源控制模块关闭，暂停测量；
[0016]
步骤四：启动电动伸缩杆并伸长，使轨道定位模块位于轨道的上方，且顶部定位板与侧边定位板与轨道表面贴合，在插杆、调节传动组件和推杆的传动下，带动水流遮挡滑块始终对称分布于轨道上方，水流遮挡滑块对水流进行遮挡，使水流始终从位于轨道正上方的喷淋口流出，实现轨道始终被完全喷淋；
[0017]
步骤五：超声波探伤轮沿着轨道表面滚动，向轨道内侧发射超声波并接收反射信号，对轨道内部的损伤进行测量，反射信号被发送到车载pc处理模块内，经过处理后将超声波反射信号曲线在显示模块上显示。
[0018]
与现有技术相比，本发明中，通过轨道定位模块内的顶部定位板与侧边定位板与轨道表面贴合，并在插杆、调节传动组件和推杆的传动下，使轨道定位模块带动水流遮挡滑
块始终对称分布于轨道上方，水流始终从位于轨道正上方的喷淋口流出，实现轨道始终被完全喷淋，当轨道轮对在发生蛇形运动后，避免喷淋出水头喷出的水源方向一同发生蛇形运动，减少轨道表面未完全湿润的可能，使水源始终从轨道正上方均匀喷淋。
[0019]
与现有技术相比，本发明中，激光测距机构对其到钢轨之间的距离进行检测，在轨道轮对发生蛇形运动时，测距l1、l1随时改变，通过车载pc处理模块对数据的处理，可以对轨道轮对脱轨以及轨道轮对到达至轨道接头处位置时对电动伸缩杆缩短，避免在特殊情况下轨道定位模块无法对轨道进行定位产生损坏的现象。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为本发明的整体结构示意图。
[0022]
图2为本发明图1的a处结构示意图。
[0023]
图3为本发明轨道定位模块的结构示意图。
[0024]
图4为本发明喷淋出水头的内部结构示意图。
[0025]
图5为本发明激光测距机构的数据处理流程图。
[0026]
图中：1、车架；2、轨道轮对；3、探伤轮架；4、超声波探伤轮；5、电源控制模块；6、水箱；7、模块支撑架；8、显示模块；9、车载pc处理模块；10、微型吸水泵；11、流速测量模块；12、喷淋支撑组件；13、喷淋出水头；13a、喷淋口；14、连通水管；15、水流遮挡滑块；16、滑块连接杆；17、推杆；18、调节传动组件；19、复位弹簧；20、轨道定位模块；21、定位支杆；22、顶部定位板；23、侧边定位板；24、定位模块安装板；25、电动伸缩杆；26、插杆；27、激光测距机构。
具体实施方式
[0027]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0028]
实施例1
[0029]
请参阅图1-5，本发明提供了一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统，其包括车架1、超声波探伤轮4、电源控制模块5、显示模块8和车载pc处理模块9，所述车架1的底端转动连接有轨道轮对2，所述车架1的前端与后端均固定连接有探伤轮架3，所述探伤轮架3的内侧设置有超声波探伤轮4，通过探伤轮架3对超声波探伤轮4进行安装固定，通过超声波探伤轮4向轨道内侧发射超声波并接收反射信号，对轨道内部的损伤进行测量，所述车架1的顶端固定连接有模块支撑架7，所述模块支撑架7的内侧设置有电源控制模块5和水箱6，所述模块支撑架7的顶端固定连接有显示模块8和车载pc处理模块9，通过模块支撑架7、电源控制模块5、水箱6、显示模块8和车载pc处理模块9进行支撑，所述车架1的底端固定连接有喷淋支撑组件12，所述喷淋支撑组件12的底端固定连接有喷淋出水头13，所述喷淋出水头13的下方设置有轨道定位模块20。
[0030]
具体的，所述车架1的内侧固定连接有微型吸水泵10，所述微型吸水泵10的输入端与水箱6连通，所述微型吸水泵10的输出端连通有连通水管14，所述连通水管14与喷淋出水头13连通，通过微型吸水泵10向水箱6内吸水，并沿着连通水管14的方向从喷淋出水头13喷出，所述连通水管14的一侧设置有流速测量模块11。
[0031]
具体的，所述喷淋出水头13的底端开设有喷淋口13a，通过喷淋口13a方便水源均匀喷淋，所述喷淋出水头13的内侧滑动连接有水流遮挡滑块15，所述水流遮挡滑块15呈对称分布，通过水流遮挡滑块15对水流进行遮挡，使水流从特定的喷淋口13a喷出，所述水流遮挡滑块15的内侧固定连接有滑块连接杆16。
[0032]
具体的，所述水流遮挡滑块15的一端固定连接有推杆17，通过推杆17可以将水流遮挡滑块15带动，所述推杆17滑动连接于喷淋出水头13的内侧，所述推杆17的外侧设置有复位弹簧19，所述复位弹簧19位于水流遮挡滑块15与喷淋出水头13之间，通过复位弹簧19使水流遮挡滑块15可以滑动至喷淋出水头13的中心位置，所述推杆17的另一端固定连接有调节传动组件18，所述调节传动组件18的内侧滑动连接有插杆26，所述插杆26与轨道定位模块20固定连接，在插杆26的传动下，使轨道定位模块20水平方向运动时带动调节传动组件18运动，而轨道定位模块20竖直方向运动时不会对调节传动组件18造成影响。
[0033]
具体的，所述轨道定位模块20的内侧滑动连接有定位支杆21，所述喷淋出水头13的前端设置有定位模块安装板24，位于上下两侧的所述定位模块安装板24之间固定连接有电动伸缩杆25，通过电动伸缩杆25可以带动上下两侧的定位模块安装板24相互靠近或远离，位于上方的所述定位模块安装板24与喷淋出水头13固定连接，位于下方的所述定位模块安装板24与定位支杆21固定连接，所述轨道定位模块20的底端内侧转动连接有顶部定位板22与侧边定位板23，通过顶部定位板22与侧边定位板23与轨道的贴合，实现轨道的定位。
[0034]
具体的，所述车架1的底端固定连接有激光测距机构27，所述激光测距机构27的数量为两个，且激光测距机构27成前后对称分布在位于右方的轨道轮对2中间位置，通过激光测距机构27可以对其到轨道之间的距离进行测量。
[0035]
通过采用上述技术方案：本发明中，通过轨道定位模块20内的顶部定位板22与侧边定位板23与轨道表面贴合，并在插杆26、调节传动组件18和推杆17的传动下，使轨道定位模块20带动水流遮挡滑块15始终对称分布于轨道上方，水流始终从位于轨道正上方的喷淋口13a流出，实现轨道始终被完全喷淋，当轨道轮对2在发生蛇形运动后，避免喷淋出水头13喷出的水源方向一同发生蛇形运动，减少轨道表面未完全湿润的可能，使水源始终从轨道正上方均匀喷淋。本发明中，激光测距机构27对其到钢轨之间的距离进行检测，在轨道轮对2发生蛇形运动时，测距l1、l2随时改变，通过车载pc处理模块9对数据的处理，可以对轨道轮对2脱轨以及轨道轮对2到达至轨道接头处位置时对电动伸缩杆25缩短，避免在特殊情况下轨道定位模块20无法对轨道进行定位产生损坏的现象。
[0036]
需要说明的是，本发明提供的一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统的工作方法如下：将轨道轮对2放置在轨道上，并推动车架1使轨道轮对2在轨道上行驶，电源控制模块5控制微型吸水泵10并将水箱6内侧的水源抽出，使水源沿着连通水管14流动并从喷淋出水头13喷淋，对轨道与超声波探伤轮4表面进行湿润；激光测距机构27对其到钢轨之间的距离进行检测，并将检测数值传送至车载pc处理模块9进行处理，在轨道轮对2发生蛇形运动后，计算出轨道轮对2的偏移距离，其计算公式如下：
[0037][0038]
其中：l1、l2为两个激光测距机构27测得与轨道之间的距离；l
(轨)
为两条轨道之间的中心距；
△
l为轨道轮对偏移数值。
[0039]
在轨道接头处轨道被钢板固定,l1、l2同时减小，车载pc处理模块9会控制电动伸缩杆25缩短，之后对
△
l与单条轨道的实际宽度l
(宽)
进行比对，当
△
l＜l
(宽)
时，电动伸缩杆25伸长，当
△
l＞l
(宽)
时，产生脱轨现象，电源控制模块5关闭，暂停测量，启动电动伸缩杆25并伸长，使轨道定位模块20位于轨道的上方，且顶部定位板22与侧边定位板23与轨道表面贴合，在插杆26、调节传动组件18和推杆17的传动下，带动水流遮挡滑块15始终对称分布于轨道上方，水流遮挡滑块15对水流进行遮挡，使水流始终从位于轨道正上方的喷淋口13a流出，实现轨道始终被完全喷淋；超声波探伤轮4沿着轨道表面滚动，向轨道内侧发射超声波并接收反射信号，对轨道内部的损伤进行测量，反射信号被发送到车载pc处理模块9内，经过处理后将超声波反射信号曲线在显示模块8上显示，方便工人对轨道内侧损伤进行测量。
[0040]
实施例2
[0041]
请参阅图1-4，本发明提供了一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统，其包括车架1、超声波探伤轮4，所述车架1的底端转动连接有轨道轮对2，所述车架1的前端与后端均固定连接有探伤轮架3，所述探伤轮架3的内侧设置有超声波探伤轮4，通过探伤轮架3对超声波探伤轮4进行安装固定，通过超声波探伤轮4向轨道内侧发射超声波并接收反射信号，对轨道内部的损伤进行测量，所述车架1的顶端固定连接有模块支撑架7，所述模块支撑架7的内侧设置有电源控制模块5和水箱6，所述车架1的底端固定连接有喷淋支撑组件12，所述喷淋支撑组件12的底端固定连接有喷淋出水头13，所述喷淋出水头13的下方设置有轨道定位模块20。
[0042]
具体的，所述车架1的内侧固定连接有微型吸水泵10，所述微型吸水泵10的输入端与水箱6连通，所述微型吸水泵10的输出端连通有连通水管14，所述连通水管14与喷淋出水头13连通，通过微型吸水泵10向水箱6内吸水，并沿着连通水管14的方向从喷淋出水头13喷出，所述连通水管14的一侧设置有流速测量模块11。
[0043]
具体的，所述喷淋出水头13的底端开设有喷淋口13a，通过喷淋口13a方便水源均匀喷淋，所述喷淋出水头13的内侧滑动连接有水流遮挡滑块15，所述水流遮挡滑块15呈对称分布，通过水流遮挡滑块15对水流进行遮挡，使水流从特定的喷淋口13a喷出，所述水流遮挡滑块15的内侧固定连接有滑块连接杆16。
[0044]
具体的，所述水流遮挡滑块15的一端固定连接有推杆17，通过推杆17可以将水流遮挡滑块15带动，所述推杆17滑动连接于喷淋出水头13的内侧，所述推杆17的外侧设置有复位弹簧19，所述复位弹簧19位于水流遮挡滑块15与喷淋出水头13之间，通过复位弹簧19使水流遮挡滑块15可以滑动至喷淋出水头13的中心位置，所述推杆17的另一端固定连接有调节传动组件18，所述调节传动组件18的内侧滑动连接有插杆26，所述插杆26与轨道定位模块20固定连接，在插杆26的传动下，使轨道定位模块20水平方向运动时带动调节传动组
件18运动，而轨道定位模块20竖直方向运动时不会对调节传动组件18造成影响。
[0045]
具体的，所述轨道定位模块20的内侧滑动连接有定位支杆21，所述喷淋出水头13的前端设置有定位模块安装板24，位于上下两侧的所述定位模块安装板24之间固定连接有电动伸缩杆25，通过电动伸缩杆25可以带动上下两侧的定位模块安装板24相互靠近或远离，位于上方的所述定位模块安装板24与喷淋出水头13固定连接，位于下方的所述定位模块安装板24与定位支杆21固定连接，所述轨道定位模块20的底端内侧转动连接有顶部定位板22与侧边定位板23，通过顶部定位板22与侧边定位板23与轨道的贴合，实现轨道的定位。
[0046]
通过采用上述技术方案：本发明中，通过轨道定位模块20内的顶部定位板22与侧边定位板23与轨道表面贴合，并在插杆26、调节传动组件18和推杆17的传动下，使轨道定位模块20带动水流遮挡滑块15始终对称分布于轨道上方，水流始终从位于轨道正上方的喷淋口13a流出，实现轨道始终被完全喷淋，当轨道轮对2在发生蛇形运动后，避免喷淋出水头13喷出的水源方向一同发生蛇形运动，减少轨道表面未完全湿润的可能，使水源始终从轨道正上方均匀喷淋。
[0047]
实施例3
[0048]
请参阅图1、图2和图5，本发明提供了一种基于超声波的轨道探伤定位检测系统，其包括车架1、超声波探伤轮4、电源控制模块5、显示模块8和车载pc处理模块9，所述车架1的底端转动连接有轨道轮对2，所述车架1的顶端固定连接有模块支撑架7，所述模块支撑架7的顶端固定连接有显示模块8和车载pc处理模块9，通过模块支撑架7、电源控制模块5、显示模块8和车载pc处理模块9进行支撑。
[0049]
具体的，所述车架1的底端固定连接有激光测距机构27，所述激光测距机构27的数量为两个，且激光测距机构27成前后对称分布在位于右方的轨道轮对2中间位置，通过激光测距机构27可以对其到轨道之间的距离进行测量。
[0050]
通过采用上述技术方案：本发明中，激光测距机构27对其到钢轨之间的距离进行检测，在轨道轮对2发生蛇形运动时，测距l1、l2随时改变，通过车载pc处理模块9对数据的处理，可以对轨道轮对2脱轨以及轨道轮对2到达至轨道接头处位置时对电动伸缩杆25缩短，避免在特殊情况下轨道定位模块20无法对轨道进行定位产生损坏的现象。
[0051]
以上所述仅的仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，对于本技术领域的普通技术人员来说，在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，均应视为本发明的保护范围。