一种测量设备及方法转让专利
申请号 : CN201911204516.7
文献号 : CN110849282B
文献日 : 2021-04-20
发明人 : 刘显录 , 高世卿 , 刘华 , 彭毓敏 , 李月 , 袁文华 , 武科学 , 侯金涛
申请人 : 中车青岛四方车辆研究所有限公司 , 中车长春轨道客车股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种测量设备,其特征在于,包括测量架及对称设置在测量架上的横梁,所述横梁上设置有检测装置,所述检测装置包括:第一激光位移传感器;
第二激光位移传感器,所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器关于横梁中心点对称设置;且所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器能够沿横梁的延伸方向来回滑动;
测量尺,包括关于横梁中心点对称设置的第一读数头和第二读数头;
所述第一读数头的测量终点为第一激光位移传感器的测量起点,且第一读数头与所述第一激光位移传感器同步滑动;
所述第二读数头的测量终点为第二激光位移传感器的测量起点,且第二读数头与所述第二激光位移传感器同步滑动;
测试控制器,所述测试控制器与检测装置电连接。
2.根据权利要求1所述的测量设备,其特征在于,所述横梁上设置有滑轨,所述滑轨由横梁的一端延伸至横梁的另一端,且所述滑轨上对称设置有第一滑块和第二滑块;
所述第一滑块能够沿着滑轨的延伸方向滑动,且所述第一激光位移传感器与第一读数头均安装于第一滑块上;
所述第二滑块能够沿着滑轨的延伸方向滑动,且所述第二激光位移传感器与第二读数头均安装于第二滑块上。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备,其特征在于,所述测量尺包括磁栅条,其设置于横梁的侧端面上,且所述磁栅条由横梁的一端延伸至另一端;第一读数头与第二读数头均与所述磁栅条相对应设置,以实现对磁栅条信号的采集和转换。
4.根据权利要求3所述的测量设备,其特征在于,所述横梁的两末端均设置有限位止档。
5.根据权利要求1所述的测量设备,其特征在于,所述测量架包括安装板,所述安装板上安装有移动件,所述移动件可沿安装板的长度方向滑动,且通过所述移动件将所述安装板与横梁连接在一起并构成十字结构。
6.根据权利要求5所述的测量设备,其特征在于,所述测量架包括安装座和传动件,所述安装板固定于安装座上,所述传动件的一端转动设于安装座上,传动件的另一端沿着所述安装板的长度方向延伸。
7.根据权利要求6所述的测量设备,其特征在于,所述传动件包括通过螺纹连接的丝杠和丝杠螺母,所述丝杠的一端转动设于安装座上,其另一端沿着所述安装板的长度方向延伸;所述丝杠螺母固定于所述移动件上。
8.根据权利要求7所述测量设备,其特征在于,所述丝杠的两侧分别设有导向杆,所述导向杆固定于测量架上,所述移动件上设有三个通孔,通过所述通孔使得所述移动件滑设于所述丝杠与导向杆的外部。
9.根据权利要求7或8所述的测量设备,其特征在于,所述测量架上安装有锁紧机构,所述锁紧机构套设于所述丝杠的外部。
10.根据权利要求7或8所述测量设备,其特征在于,所述丝杠上安装有手动调节装置。
11.一种测量方法,适用于权利要求1至10中任一项所述的测量设备,其特征在于,所述测量方法包括:所述测量设备完成调整并固定在地面变轨设施的中心线处,打开测量设备进行测量;
所述第一激光位移传感器测出第一激光位移传感器所在的位置至被测部件右侧的实际距离Lc1;通过第二激光位移传感器测出第二激光位移传感器所在的位置至被测部件左侧的实际距离Lc2;
所述第一读数头采集数据并测出第一激光位移传感器所在的位置至横梁中心处的实际距离Dc1;
所述第二读数头采集数据并测出第二激光位移传感器所在的位置至横梁中心处的实际距离Dc2;
所述检测装置将实际距离Lc1、Lc2、Dc1、Dc2传送至所述测试控制器,所述测试控制器通过内部程序将数据处理,最终得出所述测量部件右侧、左侧分别到地面变轨设施中心线的实际距离值为Lc1+Dc1、Lc2+Dc2。
说明书 :
一种测量设备及方法
技术领域
背景技术
关键部件。然而地面变轨设施与转向架配合精度较高,因此可变轨的轨距对变轨是否成功
起到决定性作用。
发明内容
向来回滑动;
栅条信号的采集和转换。
件上。
件左侧的实际距离Lc2;
线的实际距离值为Lc1+Dc1、Lc2+Dc2。
测量起点,所述第二读数头的测量终点为第二激光位移传感器的测量起点,且对称设置的
激光传感器与测量尺配合测量,并且所得数据由测试控制器处理,由此可以根据两个激光
位移传感器在横梁上的位置,直接得出被测部件两侧分别到地面变轨设施中心线的距离。
由此在测量装置的作用下提高了测量对称部件两侧轨距对称精度的准确性,解决上述现有
技术中对测量对称部件两侧轨距的对称精度不够准确的问题。
附图说明
具体实施方式
光位移传感器31和第二激光位移传感器32,且激光位移传感器能够沿横梁2的延伸方向来
回滑动;检测装置还包括测量尺,测量尺包括对称设置的第一读数头33和第二读数头34。且
第一读数头33的测量终点为第一激光位移传感器31的测量起点,且第一读数头33与所述第
一激光位移传感器31同步滑动;第二读数头34的测量终点为第二激光位移传感器32的测量
起点,且第二读数头34与所述第二激光位移传感器32同步滑动。检测装置还包括测试控制
器4,且其与检测装置电连接。
123,第一层座121的结构尺寸大于第二层座122的尺寸,以此使测量架1更加稳定;第二层座
122设置于第一层座121上,且安装板11也设置于第一层座121上,第三层座123安装于安装
板11的上端部。第二层座122与第三层座123上相对设置有多个通孔,本实施例中,第二层座
122和第三层座123上均设有三个通孔,且每层座上的通孔沿同一直线依次排列,同时第一
层座121的底面上还设有两个销钉,所述销钉与地面变轨设施的中心的承载板,承载板上设
有销孔,使得安装座上的销钉插入销孔内,确保测量基准的准确性;且地面变轨设施每个枕
梁上均设有与所述测量设备匹配的中心承载板,因此可以逐一完成地面变轨设施横向对中
导轨、解锁导轨、车轮导向轨等对称部件通长尺寸的检测以及对称度的检测,方便快捷,精
准可靠。
穿过第三层座123的通孔,且两个通孔相对设置,以此保证丝杠61竖直设置于测量架1上,且
丝杠61的两端还安装有轴承。丝杠61与丝杠螺母62螺纹连接,由丝杠螺母副的工作原理可
知,丝杠61的旋转运动能够转化为丝杠螺母62的直线运动,由此通过采用此结构,可以通过
转动丝杠61使丝杠螺母62沿着丝杠61的延伸方向做直线运动。
并构成十字结构。移动件5位于第二层座122和第三层座123之间,且移动件5上设置三个通
孔,所述通孔与第二层座122或第三层座123上的通孔位置对应设置,所述丝杠61由下至上
依次穿过第二层座122、移动件5、第三层座123上对应设置的通孔,并且丝杠螺母62固定在
移动件5上,同时移动件5又将安装板11与横梁2连接在一起。因此在丝杠61的作用下,丝杠
61螺母62带动移动件5和横梁2沿着丝杠61的延伸方向做直线运动,最终实现对横梁2高度
的调整,来适应地面设施不同部件的尺寸检查。
选用手轮且位于丝杠61的顶端,具体的,丝杠61的顶端穿过第三层座123中间的通孔与手轮
相连接。手轮包括转动盘,所述转动盘的底端面上设有连接端,此连接端的结构与丝杠61的
结构相配合,以此使丝杠61与手轮连接在一起;手轮的上端面设有转动手柄,由此便于对手
轮的转动。通过设置上述手轮结构,当横梁2的高度需要调整时,可以通过转动手轮来控制
丝杠61的转动,由此更加便于将横梁2调整到合适而又准确的高度处。
向杆7分布于丝杠61的两侧,并与丝杠61平行设置。由此在两侧导向柱的作用下,起到对丝
杠螺母62旋转自由度的限定作用,由此可以将丝杠61的旋转运动全部转化为丝杠螺母62沿
丝杠61轴向的直线运动,使横梁2更加稳定的沿着丝杠61的轴线运动,同时也提高了对横梁
2高度调整的效率。
接,即锁紧手柄81设置于锁紧卡簧82的一侧面上;锁紧卡簧82设于第三层座123上,且套设
于丝杠61的外部。当转动手轮将横梁2调整到所需位置后,通过操作锁紧手柄81,使锁紧弹
簧将丝杠61卡紧并抱死。由此可以防止在外力作用下,使得丝杠61回转而导致横梁2的位置
发生变化,影响了测量的准确度及测量的效率。
构相同且对称设置于横梁2中心处的两端。滑块的一端为凹槽结构,且凹槽的结构与滑轨21
的结构相配合,使得凹槽端卡接在滑轨21上,并能够沿着滑轨21的延伸方向进行来回的滑
动,且每个滑块上均设置有两个以上的锁紧螺钉,由此可固定住滑块在横梁2上的位置。
高,满足使用要求。具体的,第一激光位移传感器31固定于第一滑块22上,第二激光位移传
感器32固定于第二滑块上,由此激光位移传感器可以随着相应滑块的滑动而滑动,且在测
量时,可以通过滑块上的锁紧螺钉将激光位移传感的位置固定住,提高了测量数据的准确
性。所述激光位移传感器是基于激光三角原理,通过物理光学的方式测量,且激光位于传感
器的内部会自动做出线性度的校准,即由激光位移传感器测得的数据为物理位移。第一激
光位移传感器31和第二激光位移传感器32同时测量,测得第一激光位移传感器31所在的位
置至所测部件右侧的距离Lc1,第二激光位移传感器32所在的位置至所测部件左的距离Lc2。
一读数头33和第二读数头34;第一读数头33安装在第一滑块22上且与磁栅条35对应设置,
第二读数头34安装在第二滑块上且与磁栅条35对应设置。所述读数头用于采集和转换磁栅
条35的信号,测量激光位移传感器所在的位置到横梁2中心处的距离,由于测量设备是安装
在地面变轨设施的中心的承载板上进行测量,所以测量尺实际测量的是激光位移传感器到
地面变轨设施中心的距离,激光位移传感器测量的是激光位移传感器至所测部件的距离。
32所在的位置到地面变轨设施的中心的距离Dc2。由此在激光位移传感器和测量尺的配合
作用下,可以同时测出部件M右侧到地面变轨设施的中心的距离为Lc1+Dc1,部件M左侧到地
面变轨设施的中心的距离为Lc2+Dc2,所以能够准确测出所测部件的对称度,且测量精度高,
解决上述现有技术中对测量对称部件两侧轨距的对称精度不够准确的问题。
测量控制器4与检测装置电连接,读数头和磁栅条35感应,将两个直线滑块在横梁2上的位
置信息传输到测试控制器4中,其内部程序会将该数值与激光位移传感器实际测到的数值
进行补偿处理,最终在数显表上显示的值分别为地面变轨设施的中心处到所测部件左侧或
右侧的实际距离值。该测试控制器4通过内部程序将所得数据进行处理,并对横向滑块调整
误差不敏感,既便于调整,又保证了精度,解决了现有技术中对测量对称部件两侧轨距的对
称精度不够准确的问题。
覆盖被测部件的公称尺寸为止,然后用锁紧螺钉将滑块锁紧固定在横梁2上。
心为地面变轨设施的中心,即横梁2的中心为地面変轨设施的中心。对中后,根据被测部件
的基准标高,通过转动手轮调整移动件5的高度,从而带动横梁2及相应的检测装置垂向调
整到该部件的有效测试位置,然后旋转锁紧手柄81,使锁紧卡簧82将丝杠61锁紧。此时准备
工作完成,打开激光位移传感器,便可快速得到该对称部件左右两侧分别距离地面变轨设
施中心线的距离,由此可以快速且准确的判断精度和对称度是否满足列车通过要求。
以上准备工作完成,打开检测装置开始测量。
器4,激光位移传感器用于测量激光位移传感器当前所在的位置到所测部件M的距离。如图3
所示,L为激光位移传感器的最大测量范围,D为磁栅条35的最大测量范围,以横梁2的中心
点为基点,基点的每一侧最大测量范围为L+D。磁栅条35输出信号为AB相差分信号,通过AB
两相的脉冲数计算具体的位置值。磁栅条35的1个脉冲对应实际距离5um,测试控制器4中的
程序会将读取到的脉冲数转换为实际位移值,单位为mm,分辨率为5um。激光位移传感器基
于激光三角原理,通过物理光学的方式测量。激光位移传感器内部会做线性度校准,即测得
的数据就是实际的物理位移。激光位移传感器输出的是数据信号,单位为0.01mm。
线滑块在横梁2上的位置信息传输到测试控制器4中,测试控制器4内部程序会将该数值与
激光位移传感器实际测到的数值进行补偿处理,最终在测试控制器4数显表上显示的值分
别为该部件M左侧或右侧到地面变轨设施中心线的单边实际测量距离为Lc+Dc,Lc为激光位
移传感器所测的距离,Dc为磁栅条35所测的距离。
量起点,所述第二读数头的测量终点为第二激光位移传感器的测量起点,即对称设置激光
传感器与测量尺配合测量并且测试控制器通过内部程序将所得数据进行处理,同时测量装
置的两侧同时配合测量,由此在测量装置的作用下提高了对部件的轨距对称精度的测量,
解决上述现有技术中对测量部件两侧至地面变轨设施中心线的轨距对称精度不够准确的
问题,
称结构的横向尺寸;另一方面该测量设备设置有滑块,并且通过两个激光位移传感器和测
量尺与滑块的结合,由此可以测量不同型号尺寸的部件,尤其还能适用于测量大型尺寸的
部件。
通过内部程序将所得数据进行处理,且对横向滑块调整误差不敏感,既便于调整,又保证了
精度,解决了现有技术中对测量对称部件两侧轨距的对称精度不够准确的问题。
准确的高度处。同时还设有锁紧件,通过锁紧件将丝杠卡紧并抱死。由此可以防止在外力作
用下,使得丝杠回转而导致横梁的位置发生变化,影响了测量的准确度及测量的效率。
中。
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申请的限制。
通过中间媒介简介相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术
语在本申请中的具体含义。