一种轨道检测小车及轨道检测方法

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种轨道检测小车及轨道检测方法。

背景技术

轨道检测车主要用于钢轨的检测作业，工作时，轨道检测车会沿钢轨行进，并通过车体上安装的各种检测设备对钢轨进行测量或探伤，如钢轨侧面磨耗测量，钢轨侧面磨耗是指铁路钢轨侧面因车轮冲击和侧向力过大而造成的磨损，钢轨侧面磨耗测量是保证铁路安全的一个重要环节。

公开号为CN110500949B的发明公开了一种轨道表面磨损用连续性检测装置，通过探杆机构和压电薄片的设置，利用探杆机构在钢轨上运动时产生的细微移动并将其转化为电流信号反馈出来，与传统轨道磨损测量尺相比，可对指定的轨道进行连续性检测，获得连续的检测数据，而非对其点对点的检测，致使获得的检测数据稳定性及可靠性较高，便于对其进行有效的整理分析，进而有效的提高了该装置的检测精度。

目前，现有这种可以用于钢轨侧面磨耗测量的检测装置不能同时对两条钢轨进行测量，使得钢轨侧面磨耗测量的作业效率较低，为解决上述技术问题，有必要提供一种可以同时对两条钢轨进行测量的轨道检测小车及轨道检测方法，用来提高钢轨侧面磨损测量的作业效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种轨道检测小车及轨道检测方法，其可以同时对两条钢轨进行测量，提高钢轨侧面磨耗测量的作业效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种轨道检测小车，包括移动小车，还包括第一弹性伸缩部件、磁力轮、第二弹性伸缩部件、测量轮和拉杆式位移传感器，其中，

所述移动小车在所述第一弹性伸缩部件的两端各固定有一个，所述移动小车用于驱动所述第一弹性伸缩部件在钢轨上移动；

所述磁力轮在所述移动小车的底部转动设置有两个，所述磁力轮用于磁力吸附钢轨的侧面；

所述第二弹性伸缩部件设置在两个所述磁力轮之间，并固定设置在移动小车的底部，所述第二弹性伸缩部件平行于所述第一弹性伸缩部件，所述第二弹性伸缩部件上设置有通孔，所述通孔的中轴线平行于所述第二弹性伸缩部件；

所述测量轮转动设置在所述第二弹性伸缩部件的输出端上，所述第二弹性伸缩部件用于将所述测量轮抵贴在钢轨的侧面上；

所述拉杆式位移传感器固定设置在所述第二弹性伸缩部件远离所述测量轮的一端，所述拉杆式位移传感器的拉杆一端贯穿所述通孔，并固定设置在所述测量轮上。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述移动小车包括车体、行走轮和驱动电机，其中，

所述车体固定设置在所述第一弹性伸缩部件上；

所述行走轮在所述车体的侧部转动设置有两个，两个所述行走轮的一端通过带传动方式相连接，其中一个所述行走轮的一端和所述驱动电机的输出端轴接；

所述驱动电机固定设置在所述车体的侧部，用于驱动所述行走轮在钢轨上滚动；

所述磁力轮和第二弹性伸缩部件均固定设置在所述车体的底部。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述移动小车还包括带轮和皮带，其中，

所述车体的内部中空；

两个所述行走轮的一端均贯穿所述车体；

所述带轮在两个所述行走轮贯穿所述车体的一端上各固定有一个，所述带轮处于所述车体的内部；

两个所述带轮通过所述皮带传动连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述驱动电机的输出轴上设置有外花键，与所述驱动电机的输出轴相连接的所述行走轮的一端上设置有内花键，其中，

所述外花键插接在所述内花键的内部。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一弹性伸缩部件包括外横梁、内横梁、锁紧螺栓和第一弹簧，其中，

所述内横梁的一端滑动设置在所述外横梁的内部，另一端固定连接一个所述车体，所述外横梁远离所述内横梁的一端固定连接另一个所述车体；

所述锁紧螺栓贯穿所述外横梁靠近所述内横梁的一端的侧部并螺接，所述锁紧螺栓贯穿所述外横梁的一端选择性地抵持所述内横梁的侧部；

所述第一弹簧设置在所述外横梁的内部，所述第一弹簧和所述内横梁的相邻端相互抵持。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述磁力轮包括中心轴、支撑轮和永磁体，其中，

所述中心轴的一端固定设置所述车体的底部，另一端上转动连接所述支撑轮，所述支撑轮和所述中心轴同心；

所述支撑轮的侧部设置有环槽；

所述永磁体在所述环槽中固定设置若干个，所述永磁体的一端和所述环槽的槽底对齐。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二弹性伸缩部件包括基座、伸缩杆、轮座和第二弹簧，其中，

所述基座固定设置在所述车体的底部；

所述伸缩杆的一端贯穿所述基座并固定连接，所述伸缩杆的另一端固定连接所述轮座；

所述第二弹簧设置在所述基座和所述轮座之间，所述伸缩杆贯穿所述第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定设置在所述基座上，另一端固定设置在所述轮座上；

所述测量轮转动设置在所述轮座上；

所述通孔沿所述伸缩杆的轴向贯通所述伸缩杆的中心；

所述拉杆式位移传感器固定设置在所述基座远离所述伸缩杆的一端。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述伸缩杆包括外筒和内杆，其中，

所述外筒的一端贯穿所述基座并固定连接；

所述内杆的一端滑动配合在所述外筒的内侧，另一端固定连接所述轮座；

所述外筒和内杆均贯穿所述第二弹簧；

所述通孔沿所述内杆的轴向贯通所述内杆的中心。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括置物架和行车电脑，其中，

所述置物架固定设置在所述外横梁的顶部；

所述行车电脑可拆卸的设置在所述置物架上，所述行车电脑通过数据线连接所述拉杆式位移传感器。

另一方面，本发明还提供了一种轨道检测方法，应用如上述的一种轨道检测小车，其特征在于：包括以下步骤：

S1、检测时，旋拧锁紧螺栓使松开，使所述内横梁可沿所述外横梁滑动伸缩，将所述第一弹性伸缩部件一端的所述移动小车通过所述行走轮放置在一根钢轨上，同时，将所述移动小车底部的所述磁力轮和所述测量轮同时抵贴钢轨的侧面；

S2、施加外力使所述第一弹性伸缩部件收缩变短，然后使所述第一弹性伸缩部件另一端的所述磁力轮和所述测量轮同时抵贴钢轨的侧面，再将所述移动小车侧部的所述行走轮放置在钢轨上；

S3、将所述驱动电机通电，其输出轴驱动所述行走轮在钢轨上滚动，所述行走轮带动所述移动小车沿钢轨移动，移动过程中，两个所述拉杆式位移传感器对两条钢轨的侧面进行同步检测。

本发明的一种轨道检测小车及轨道检测方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置移动小车、第一弹性伸缩部件、磁力轮、第二弹性伸缩部件、测量轮和拉杆式位移传感器，便于同时对两条钢轨进行测量，提高钢轨侧面磨耗测量的作业效率。

(2)通过设置在测量轮的两侧设置磁力轮，便于通过磁力吸附钢轨，使得测量轮始终抵贴在钢轨侧面，稳定接触，来较好的应对第一弹性伸缩部件出现的伸缩变化，有效降低第一弹性伸缩部件伸缩时对测量轮的影响，提高检测精度。(3)通过设置通孔，方便测量轮和拉杆式位移传感器的近距离连接，提高测量精度，且通过通孔还可以对拉杆式位移传感器的拉杆进行防护，不易被外力损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种轨道检测小车的立体图；

图2为本发明的图1的局部立体图；

图3为本发明的图1的局部侧视图；

图4为本发明的图3的A-A向剖视图；

图5为本发明的行走轮和驱动电机的爆炸图；

图6为本发明的第一弹性伸缩部件的内部结构示意图；

图7为本发明的磁力轮的侧视图；

图8为本发明的第二弹性伸缩部件处的侧视图；

图9为本发明的图8的B-B向剖视图；

图10为本发明的第二弹性伸缩部件处的立体图；

图11为本发明的第二弹性伸缩部件处的爆炸图；

图中：1、移动小车；2、第一弹性伸缩部件；3、磁力轮；4、第二弹性伸缩部件；5、测量轮；6、拉杆式位移传感器；7、置物架；8、行车电脑；11、车体；12、行走轮；13、驱动电机；14、带轮；15、皮带；21、外横梁；22、内横梁；23、锁紧螺栓；24、第一弹簧；31、中心轴；32、支撑轮；33、永磁体；41、基座；42、伸缩杆；43、轮座；44、第二弹簧；401、通孔；421、外筒；422、内杆；1301、外花键；1201、内花键；3201、环槽。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施方式，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-11所示，本发明的一种轨道检测小车，包括移动小车1、第一弹性伸缩部件2、磁力轮3、第二弹性伸缩部件4、测量轮5、拉杆式位移传感器6、置物架7和行车电脑8。

其中，移动小车1在第一弹性伸缩部件2的两端各固定有一个，移动小车1用于驱动第一弹性伸缩部件2在钢轨上移动，磁力轮3在移动小车1的底部转动设置有两个，磁力轮3用于磁力吸附钢轨的侧面，第二弹性伸缩部件4设置在两个磁力轮3之间，并固定设置在移动小车1的底部，第二弹性伸缩部件4平行于第一弹性伸缩部件2，第二弹性伸缩部件4上设置有通孔401，通孔401的中轴线平行于第二弹性伸缩部件4，测量轮5转动设置在第二弹性伸缩部件4的输出端上，第二弹性伸缩部件4用于将测量轮5抵贴在钢轨的侧面上，拉杆式位移传感器6固定设置在第二弹性伸缩部件4远离测量轮5的一端，拉杆式位移传感器6的拉杆一端贯穿通孔401，并固定设置在测量轮5上。

上述结构中，拉杆式位移传感器6通过螺栓固定设置在第二弹性伸缩部件4远离测量轮5的一端，拉杆式位移传感器6的拉杆一端贯穿通孔401，并采用螺纹连接方式固定设置在测量轮5上，拉杆式位移传感器6由传感器模块和拉杆组成，当测量轮5移动时，拉杆也会跟随移动，传感器模块会测量拉杆的位置，并将其转换为相应的电信号输出，电信号可以通过信号处理电路进行处理，最终输出与测量轮5位移相关的数据，这些数据反应出钢轨侧面磨耗的情况，两个移动小车1分别放置在一条钢轨上，通过两个移动小车1驱动第一弹性伸缩部件2在两条钢轨上移动，移动过程中通过拉杆式位移传感器6来测量钢轨侧面的磨损情况，由于一次性测量两条钢轨，极大的提高了钢轨侧面磨耗测量的作业效率。

两个移动小车1和第一弹性伸缩部件2呈H形状排列，移动小车1包括车体11、行走轮12、驱动电机13、带轮14和皮带15，其中，车体11为中空的矩形状，车体11固定设置在第一弹性伸缩部件2上，行走轮12为橡胶轮或永磁轮，在车体11的侧部转动设置有两个，两个行走轮12的一端均贯穿车体11，其中一个行走轮12的一端和驱动电机13的输出端轴接，驱动电机13固定设置在车体11的侧部，带轮14在两个行走轮12贯穿车体11的一端上各固定有一个，带轮14处于车体11的内部，两个带轮14通过皮带15传动连接，驱动电机13通电工作时，其输出轴驱动与之相连的行走轮12在钢轨上滚动，该行走轮12通过带传动方式带动另一个行走轮12在钢轨上滚动，实现移动小车1的行走，磁力轮3和第二弹性伸缩部件4均固定设置在车体11的底部，移动小车1移动时带动磁力轮3和第二弹性伸缩部件4移动。

为方便驱动电机13连接行走轮12，在驱动电机13的输出轴上设置有外花键1301，与驱动电机13的输出轴相连接的行走轮12的一端上设置有内花键1201，其中，外花键1301插接在内花键1201的内部，通过插接使得驱动电机13的输出轴和行走轮12的一端轴接。

此外，车体11的顶部还固定设置有U形提手，方便车体11的移动周转。

第一弹性伸缩部件2与两条钢轨呈H形状排列，第一弹性伸缩部件2包括外横梁21、内横梁22、锁紧螺栓23和第一弹簧24，其中，内横梁22的一端滑动设置在外横梁21的内部，另一端固定连接一个车体11，外横梁21远离内横梁22的一端固定连接另一个车体11，锁紧螺栓23贯穿外横梁21靠近内横梁22的一端的侧部并螺接，锁紧螺栓23贯穿外横梁21的一端选择性地抵持内横梁22的侧部，第一弹簧24设置在外横梁21的内部，第一弹簧24和内横梁22的相邻端相互抵持，旋拧锁紧螺栓23将其松开后，内横梁22可沿外横梁21滑动实现伸缩，受第一弹簧24的作用可以实现弹力伸缩，通过第一弹性伸缩部件2的弹力伸缩，方便将磁力轮3抵持在钢轨侧面，方便将移动小车1安装到钢轨上，也用来适应两条钢轨间距的变化，检测时，可以将锁紧螺栓23的一端抵持内横梁22的侧部，也可以不抵持。

由于第一弹性伸缩部件2具有弹性，其受到两条钢轨间距的变化时会出现伸缩变化，该变化会导致第一弹性伸缩部件2拉拽测量轮5，导致测量轮5发生位移，这在一定程度上会影响测量轮5接触钢轨侧面效果，进而影响检测精度，上述结构中，通过设置磁力轮3吸附钢轨，使得测量轮5始终抵贴在钢轨侧面，稳定接触，来较好的应对第一弹性伸缩部件2出现的伸缩变化，有效降低第一弹性伸缩部件2伸缩时对测量轮5的影响，提高检测精度。

磁力轮3用于磁力吸附钢轨的侧面，移动小车1移动时，磁力轮3沿钢轨侧面滚动，实现移动小车1移动时的导向，磁力轮3包括中心轴31、支撑轮32和永磁体33，其中，中心轴31的一端固定设置车体11的底部，另一端上转动连接支撑轮32，支撑轮32和中心轴31同心，支撑轮32的侧部设置有环槽3201，永磁体33在环槽3201中固定设置若干个，永磁体33的一端和环槽3201的槽底对齐，通过支撑轮32使得永磁体33不和钢轨直接接触，永磁体33与钢轨磁力吸附，使得支撑轮32抵贴钢轨侧面。

第二弹性伸缩部件4包括基座41、伸缩杆42、轮座43和第二弹簧44，其中，基座41为T形状，其通过螺栓固定设置在车体11的底部，伸缩杆42的一端贯穿基座41并固定连接，伸缩杆42的另一端固定连接轮座43，第二弹簧44设置在基座41和轮座43之间，伸缩杆42贯穿第二弹簧44，第二弹簧44的一端固定设置在基座41上，另一端固定设置在轮座43上，测量轮5转动设置在轮座43上，通孔401沿伸缩杆42的轴向贯通伸缩杆42的中心，拉杆式位移传感器6固定设置在基座41远离伸缩杆42的一端，拉杆式位移传感器6的拉杆穿过通孔401后与测量轮5固定连接，第二弹簧44用于将测量轮5抵持在钢轨侧面，当钢轨的侧面出现磨损面时，测量轮5会牵拉拉杆式位移传感器6的拉杆产生位移，实现拉杆式位移传感器6检测数值的变化。

具体的，伸缩杆42包括外筒421和内杆422，其中，外筒421的一端贯穿基座41并固定连接，内杆422的一端滑动配合在外筒421的内侧，另一端固定连接轮座43，外筒421和内杆422均贯穿第二弹簧44，通孔401沿内杆422的轴向贯通内杆422的中心，通过设置通孔401，方便测量轮5和拉杆式位移传感器6的近距离连接，提高测量精度，且通过通孔401还可以对拉杆式位移传感器6的拉杆进行防护，不易被外力损坏。

为方便安装行车电脑8，在外横梁21的顶部固定设置若干个置物架7，置物架7的形状为U形托盘形状，托盘上设置螺栓安装孔，螺栓安装孔为腰型孔，行车电脑8通过螺栓可拆卸的设置在其中一个置物架7上，另一个置物架7用于安装电源或其他测量设备，行车电脑8通过电线连接驱动电机13，用于控制驱动电机13的启停，行车电脑8通过数据线连接拉杆式位移传感器6，行车电脑8通过拉杆式位移传感器6收集与测量轮5位移相关的数据，行车电脑8具有显示屏，显示屏用于显示检测到的数据，测量人员根据得到的数据来判断钢轨侧面的磨损情况。

本发明的轨道检测方法如下：

S1、检测时，旋拧锁紧螺栓23使松开，使内横梁22可沿外横梁21滑动伸缩，将第一弹性伸缩部件2一端的移动小车1通过行走轮12放置在一根钢轨上，同时，将移动小车1底部的磁力轮3和测量轮5同时抵贴钢轨的侧面；

S2、施加外力使第一弹性伸缩部件2收缩变短，然后使第一弹性伸缩部件2另一端的磁力轮3和测量轮5同时抵贴钢轨的侧面，再将移动小车1侧部的行走轮12放置在钢轨的顶面；

S3、将所述驱动电机13通电，其输出轴驱动所述行走轮12在钢轨上滚动，所述行走轮12带动所述移动小车1沿钢轨移动，移动过程中，两个所述拉杆式位移传感器6对两条钢轨的侧面进行同步检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。