轨道公差检测装置

摘要

本发明公开了一种轨道公差检测装置，涉及轨道平整度检测设备技术领域。包括检测架，检测架包括安装支撑柱，安装支撑柱侧面固定连接有L形的定位安装板，定位安装板两侧分别开设有定位滑口，定位安装板顶部且位于定位滑口上方的位置安装有定位电机，定位电机输出端贯穿于定位滑口且顶部固定连接有定位丝杠，定位丝杠另一端与定位滑口底部内壁转动连接。本发明通过设置的公差监测机构能够利用检测辊压在待检测轨道顶部，在轨道的行进过程中检测辊会在轨道顶部进行滚动，相较于传统的光学平整度检测仪，通过凹透镜能够放大平整度变化时带来的光线变化，从而能够对近距离的物体进行有效的检测。

权利要求

1.一种轨道公差检测装置，包括检测架（1），所述检测架（1）包括安装支撑柱（101），安装支撑柱（101）侧面固定连接有L形的定位安装板（102），定位安装板（102）两侧分别开设有定位滑口，定位安装板（102）顶部且位于定位滑口上方的位置安装有定位电机（104），所述定位电机（104）输出端贯穿于定位滑口顶部固定连接有定位丝杠（105），定位丝杠（105）另一端与定位滑口底部内壁转动连接，定位丝杠（105）外壁活动螺接有定位丝套（106），定位丝套（106）正面均固定连接有延伸架（107），延伸架（107）底部两侧固定连接有检测安装板（108），其特征在于：所述检测安装板（108）底部两侧分别安装有辅助检测机构（4），检测安装板（108）底部中心安装有公差检测机构（3），安装支撑柱（101）顶部安装有轨道引导机构（2），轨道引导机构（2）顶部固定连接有定位机构（5）；所述公差检测机构（3）包括防护外壳（301），防护外壳（301）两侧内壁中部固定连接有隔板（302），隔板（302）顶部固定连接有锂电池（303），防护外壳（301）底部固定连接有穿透板（309），防护外壳（301）两侧内壁分别固定连接有侧支架板（304），其中一个所述侧支架板（304）侧面以贯穿形式安装有激光发射器（305），另一个所述侧支架板（304）侧面固定连接有接收罩（306），接收罩（306）内部呈矩阵状等距设置有光敏电阻（307），接收罩（306）侧面固定连接有光屏（308），穿透板（309）顶部固定连接有固定方环（310），固定方环（310）顶部两侧分别固定连接有连接弹簧（311），连接弹簧（311）顶部共同固定连接有横板（312），横板（312）底部固定连接有延伸板（313），延伸板（313）底部贯穿于穿透板（309）顶部，延伸板（313）底部转动连接有检测辊（314），延伸板（313）侧面以贯穿形式卡接有凹透镜（319），防护外壳（301）背面内壁位于隔板（302）下方的位置分别安装有微型电脑（318）和指示灯（317），锂电池（303）背面固定连接有接电头（316），接电头（316）贯穿于防护外壳（301）背面，固定方环（310）顶部固定连接有将横板（312）包围在内的顶罩（315），激光发射器（305）、光敏电阻（307）、锂电池（303）和指示灯（317）分别与微型电脑（318）电性连接；所述轨道引导机构（2）包括引导板（201），所述引导板（201）为U形结构，引导板（201）底部固定于安装支撑柱（101）顶部，引导板（201）两侧内壁之间转动连接有多个等距排列的引导辊（202），位于两侧和中部的所述引导辊（202）正面贯穿于引导板（201）正面，引导板（201）正面两侧和中间的位置安装有输出端与引导辊（202）固定连接的引导电机（203）；所述定位机构（5）设置有两个，定位机构（5）分别固定于引导板（201）顶部的正面和背面位置，所述定位机构（5）包括固定板（501），固定板（501）通过螺栓与引导板（201）固定连接，两所述引导板（201）相对位置均固定连接有电动推杆（502），电动推杆（502）输出端固定连接有安装罩（503），安装罩（503）的侧壁转动连接有导轮（504）；所述辅助检测机构（4）包括测量架（401），测量架（401）为倒U形结构，所述测量架（401）正面和背面两侧内壁开设有安装槽，两所述安装槽内部等距安装有多个红外测距仪（403），所述测量架（401）顶部固定连接有固定支架（402），固定支架（402）顶部与所述检测安装板（108）固定连接。

2.根据权利要求1所述的轨道公差检测装置，其特征在于：所述定位安装板（102）背面位于定位滑口两侧的位置均固定连接有标尺（110），所述定位丝套（106）背面均固定连接有游标（109），游标（109）和标尺（110）相互适配。

3.根据权利要求1所述的轨道公差检测装置，其特征在于：所述延伸架（107）底部固定连接有加固板（112），加固板（112）底部与所述定位丝套（106）侧面底部固定连接，延伸架（107）底面、加固板（112）和定位丝套（106）侧面形成三角形结构，所述延伸架（107）底部固定连接有辅助支撑气缸（103），所述辅助支撑气缸（103）底部与所述定位安装板（102）固定连接。

4.根据权利要求1所述的轨道公差检测装置，其特征在于：所述定位安装板（102）背面中心位置开设有方形观察窗，所述定位安装板（102）背面位于观察窗侧面位置安装有控制器（111），所述检测架（1）、轨道引导机构（2）、公差检测机构（3）、辅助检测机构（4）和所述定位机构（5）分别与控制器（111）电性连接。

说明书

轨道公差检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及轨道平整度检测设备技术领域，具体为一种轨道公差检测装置。

背景技术

[0002] 轨道是用于起重机械、有轨电车、火车等重要部件，其在不同的领域都拥有不可替代的作用，轨道常由金属制成，其制造方式多采用挤压成型，拥有良好的机械强度和材料整
体性。

[0003] 公开号CN212340175U的中国实用新型专利公开了轨道公差检测装置，通过设置载体，用以安装车轮和第一测距仪，驱动机构驱动车轮沿第一轨道的长度方向行走，第一测距
仪测量第一轨道在水平平面内和垂直平面内任意一点偏离中心基点的距离，并通过数据分
析处理系统自动记录数据和绘制轨道公差曲线图。该轨道公差检测装置可减小检测过程中
的人员因素影响和环境条件影响，提高检测准确度和可靠度，缩短检测时间。

[0004] 但是上述专利中，还存在以下问题：1、检测误差较大，其通过三台测距仪对轨道的距离进行检测，但是其采用车轮的方式进行设备的动态移动，在移动的过程中三台测距仪
的角度可能会出现不同变化从而导致其测量的值出现不可控制的误差；2、检测精准度较
差，采用的三台测距仪只能对轨道上的三点进行检测，检测的取样点较少，不能够完整测量
出轨道的公差，也不能准确检测出小型的缺陷区域，检测参考性较低。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种轨道公差检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轨道公差检测装置，包括检测架，所述检测架包括安装支撑柱，安装支撑柱侧面固定连接有L形的定位安装板，定位安装
板两侧分别开设有定位滑口，定位安装板顶部位于定位滑口上方的位置分别安装有定位电
机，所述定位电机输出端贯穿于定位滑口顶部固定连接有定位丝杠，定位丝杠另一端与定
位滑口底部内壁转动连接，定位丝杠外壁活动螺接有定位丝套，定位丝套正面均固定连接
有延伸架，延伸架底部两侧固定连接有检测安装板，所述检测安装板底部两侧分别安装有
辅助检测机构，检测安装板底部中心安装有公差检测机构，安装支撑柱顶部安装有轨道引
导机构，轨道引导机构顶部固定连接有定位机构。

[0007] 更进一步地，所述公差检测机构包括防护外壳，防护外壳两侧内壁中部固定连接有隔板，隔板顶部固定连接有锂电池，防护外壳底部固定连接有穿透板，防护外壳两侧内壁
分别固定连接有侧支架板，其中一个所述侧支架板侧面以贯穿形式安装有激光发射器，另
一个所述侧支架板侧面固定连接有接收罩，接收罩内部呈矩阵状等距设置有光敏电阻，接
收罩侧面固定连接有光屏，穿透板顶部固定连接有固定方环，固定方环顶部两侧分别固定
连接有连接弹簧，连接弹簧顶部共同固定连接有横板，横板底部固定连接有延伸板，延伸板
底部贯穿于穿透板顶部，延伸板底部转动连接有检测辊，延伸板侧面以贯穿形式卡接有凹
透镜，防护外壳背面内壁位于隔板下方的位置分别安装有微型电脑和指示灯，锂电池背面
固定连接有接电头，接电头贯穿于防护外壳背面，固定方环顶部固定连接有将横板包围在
内的顶罩，激光发射器、光敏电阻、锂电池和指示灯分别与微型电脑电性连接。

[0008] 更进一步地，所述轨道引导机构包括引导板，所述引导板为U形结构，引导板底部固定于安装支撑柱顶部，引导板两侧内壁之间转动连接有多个等距排列的引导辊，位于两
侧和中部的所述引导辊正面贯穿于引导板正面，引导板正面两侧和中间的位置安装有输出
端与引导辊固定连接的引导电机。

[0009] 更进一步地，所述定位机构设置有两个，定位机构分别固定于引导板顶部的正面和背面位置，所述定位机构包括固定板，固定板通过螺栓与引导板固定连接，两所述引导板
相对位置均固定连接有电动推杆，电动推杆输出端固定连接有安装罩，安装罩的侧壁转动
连接有导轮。

[0010] 更进一步地，所述辅助检测机构包括测量架，测量架为倒U形结构，所述测量架正面和背面两侧内壁开设有安装槽，两所述安装槽内部等距安装有多个红外测距仪，所述测
量架顶部固定连接有固定支架，固定支架顶部与所述检测安装板固定连接。

[0011] 更进一步地，所述定位安装板背面位于定位滑口两侧的位置均固定连接有标尺，所述定位丝套背面均固定连接有游标，游标和标尺相互适配。

[0012] 更进一步地，所述延伸架底部固定连接有加固板，加固板底部与所述定位丝套侧面底部固定连接，延伸架底面、加固板和定位丝套侧面形成三角形结构，所述延伸架底部固
定连接有辅助支撑气缸，所述辅助支撑气缸底部与所述定位安装板固定连接。

[0013] 更进一步地，所述定位安装板背面中心位置开设有方形观察窗，所述定位安装板背面位于观察窗侧面位置安装有控制器，所述检测架、轨道引导机构、公差检测机构、辅助
检测机构和所述定位机构分别与控制器电性连接。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0015] 该轨道公差检测装置，通过设置的公差监测机构能够利用检测辊压在待检测轨道顶部，对其承载重量的上表面进行平整公差检测，在轨道的行进过程中检测辊会在轨道顶
部进行滚动，在轨道顶部发生细小的平整度变化时检测辊会发生一定程度的高度变化，从
而会导致延伸板上凹透镜的位置变化，这时通过激光发射器，原本通过凹透镜中心位置的
光将会在凹透镜上发生折射以一定的角度照射在光屏上，并触发对应位置的光敏电阻，依
照照射在光屏上的点与中心点的位置偏移程度判断轨道的表面是否平整，相较于传统的光
学平整度检测仪，通过凹透镜能够放大平整度变化时带来的光线变化，从而能够对近距离
的物体进行有效的检测；

[0016] 同时，在轨道的引导过程中，通过设置的轨道引导机构能够对轨道进行放置引导，利用设置有引导电机的引导辊对放置在引导辊上方的轨道进行驱动，能够为轨道检测提供
较为平稳的监测平台，轨道由引导电机和引导辊缓慢驱动平顺前进，同时辅助定位机构，利
用定位机构的电动推杆驱动的排式安装的导轮对轨道进行定位滚动夹持，从而避免轨道出
现角度的偏移导致测量出现误差；

[0017] 此外，为对轨道表面进行测距监测，通过设置多个等距排列的红外测距仪，以多检测点对轨道的两侧厚度进行测量，从而避免了单检测点进行测量时出现的偶然误差，红外
测距仪的辅助检测机构设置有两组，从而进一步降低可能出现的误差情况。

附图说明

[0018] 图1为本发明的背面结构示意图；

[0019] 图2为本发明的正面结构示意图；

[0020] 图3为本发明的检测架正面结构示意图；

[0021] 图4为本发明的检测架背面结构示意图；

[0022] 图5为本发明的公差检测机构底部拆解结构示意图；

[0023] 图6为本发明的公差检测机构顶部拆解结构示意图；

[0024] 图7为本发明的轨道引导机构结构示意图；

[0025] 图8为本发明的辅助检测机构结构示意图；

[0026] 图9为本发明的定位机构结构示意图；

[0027] 图10为本发明图4中A部位放大示意图；

[0028] 图11为本发明图5中B部位放大示意图；

[0029] 图12为本发明图5中C部位放大示意图。

[0030] 图中：1、检测架；101、安装支撑柱；102、定位安装板；103、辅助支撑气缸；104、定位电机；105、定位丝杠；106、定位丝套；107、延伸架；108、检测安装板；109、游标；110、标尺；
111、控制器；112、加固板；2、轨道引导机构；201、引导板；202、引导辊；203、引导电机；3、公
差检测机构；301、防护外壳；302、隔板；303、锂电池；304、侧支架板；305、激光发射器；306、
接收罩；307、光敏电阻；308、光屏；309、穿透板；310、固定方环；311、连接弹簧；312、横板；
313、延伸板；314、检测辊；315、顶罩；316、接电头；317、指示灯；318、微型电脑；319、凹透镜；
4、辅助检测机构；401、测量架；402、固定支架；403、红外测距仪；5、定位机构；501、固定板；
502、电动推杆；503、安装罩；504、导轮。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

[0032] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必
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。

[0033] 此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

[0034] 应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨
论和描述。

[0035] 实施例

[0036] 在进行T形轨道的公差检测时采用了本发明提供的一种轨道公差检测装置对轨道进行测量，在进行T形轨道的测量之前需要将轨道的平整面放置轨道引导装置上，调整轨道
的位置通过定位机构5对轨道进行夹持以此保证轨道在行进时两侧的位置与引导板201两
侧的位置保持平行，在进行轨道侧面厚度监测时能够避免因轨道倾斜导致的测量值偏大的
情况出现，本设备在轨道的顶部设置了用于监测轨道上表面平整度的仪器，在默认状态下，
激光发射器305所发射的光线会通过凹透镜319的中心不发生折射的情况下到达光屏308
上，以此作为监测的基点数据，传统的光学发射和接收的仪器在近距离状态下位置偏移不
明显，在进行较为精密的公差平整度检测时很难发挥用场。

[0037] 如图1‑图12所示，本发明提供一种技术方案：一种轨道公差检测装置，包括检测架1，检测架1包括安装支撑柱101，安装支撑柱101侧面固定连接有L形的定位安装板102，定位
安装板102两侧分别开设有定位滑口，定位安装板102顶部位于定位滑口上方的位置分别安
装有定位电机104，定位电机104输出端贯穿于定位滑口顶部固定连接有定位丝杠105，定位
丝杠105另一端与定位滑口底部内壁转动连接，定位丝杠105外壁活动螺接有定位丝套106，
定位丝套106正面均固定连接有延伸架107，延伸架107底部两侧固定连接有检测安装板
108，检测安装板108底部两侧分别安装有辅助检测机构4。

[0038] 需要注意的是，在进行轨道检测的检测架1是用于安装检测设备的装置，能够通过设备的定位电机104、定位丝杠105和定位丝套106进行检测装置位置的调整，在对于不同型
号轨道进行公差检测时首先要做的便是通过定位电机104驱动让延伸架107带动检测板上
的公差检测机构3和辅助检测机构4上移，随后将轨道放置在轨道引导机构2上，上移辅助检
测机构4和公差检测机构3能够避免在轨道放置时可能出现的碰撞，另一方面在进行轨道检
测时需要对轨道进行定位，并根据轨道的高度进行检测装置的重新定位，上移辅助检测机
构4和公差检测机构3能够方便后续的定位工作，在进行辅助检测机构4和公差检测机构3的
下移过程中，通过定位电机104的缓慢旋转配合辅助支撑气缸103的缓慢收缩能够以较为稳
定平顺的速度接近轨道，当公差检测机构3上的检测辊314与轨道上表面相接触时，停止定
位电机104和辅助支撑气缸103的驱动，此时便为工作位置。

[0039] 需要注意的是，定位滑口的两侧设置有标尺110，定位丝套106的背面设置有游标109，由于辅助检测机构4和公差检测机构3需要保证水平下压，在水平状态下对同样水平的
导轨进行测量，游标109和标尺110的设置能够在定位完成后检查检测安装板108的两端是
否处于同一高度，以此来避免由于检测安装板108的倾斜导致的测量误差，游标109为双头
的三角指针，标尺110是在定位滑口的两侧同时设置，能够通过标尺110监测定位丝套106本
身是否发生了倾斜。

[0040] 检测安装板108底部中心安装有公差检测机构3，安装支撑柱101顶部安装有轨道引导机构2，轨道引导机构2顶部固定连接有定位机构5，公差检测机构3包括防护外壳301，
防护外壳301两侧内壁中部固定连接有隔板302，隔板302顶部固定连接有锂电池303，防护
外壳301底部固定连接有穿透板309，防护外壳301两侧内壁分别固定连接有侧支架板304，
其中一个侧支架板304侧面以贯穿形式安装有激光发射器305，另一个侧支架板304侧面固
定连接有接收罩306，接收罩306内部呈矩阵状等距设置有光敏电阻307，接收罩306侧面固
定连接有光屏308，穿透板309顶部固定连接有固定方环310，固定方环310顶部两侧分别固
定连接有连接弹簧311，连接弹簧311顶部共同固定连接有横板312，横板312底部固定连接
有延伸板313，延伸板313底部贯穿于穿透板309顶部，延伸板313底部转动连接有检测辊
314，延伸板313侧面以贯穿形式卡接有凹透镜319，防护外壳301背面内壁位于隔板302下方
的位置分别安装有微型电脑318和指示灯317，锂电池303背面固定连接有接电头316，接电
头316贯穿于防护外壳301背面，固定方环310顶部固定连接有将横板312包围在内的顶罩
315，激光发射器305、光敏电阻307、锂电池303和指示灯317分别与微型电脑318电性连接，
延伸架107底部固定连接有加固板112，加固板112底部与定位丝套106侧面底部固定连接，
延伸架107底面、加固板112和定位丝套106侧面形成三角形结构，延伸架107底部固定连接
有辅助支撑气缸103，辅助支撑气缸103底部与定位安装板102固定连接，定位安装板102背
面中心位置开设有方形观察窗，定位安装板102背面位于观察窗侧面位置安装有控制器
111，检测架1、轨道引导机构2、公差检测机构3、辅助检测机构4和定位机构5分别与控制器
111电性连接，定位安装板102背面位于定位滑口两侧的位置均固定连接有标尺110，定位丝
套106背面均固定连接有游标109，游标109和标尺110相互适配。

[0041] 需要注意的是，当设备处于工作位置后，轨道引导机构2能够对轨道进行一个横向的运输，在运输的过程检测辊314能够接触到轨道的上表面，检测辊314在检测前必须保证
水平，轨道的上表面平整度在公差的范围内进行变化时，检测辊314带来的上下移动不会导
致凹透镜319将激光发射器305的激光照射到基点数据位置周围的光敏电阻307，当轨道的
上表面超过公差范围时，凹透镜319的移动较为明显，因此会将激光引导至偏离基点数据较
多的位置，并触发该处的光敏电阻307，同时会通过微型电脑318记录数据并通过指示灯317
进行报警引导工作人员前来查看，轨道两侧的公差错误会被位于公差检测机构3侧面的辅
助检测机构4检测到，顶部用于承载运输物的上表面平整度误差只能通过公差检测机构3检
测。

[0042] 轨道引导机构2包括引导板201，引导板201为U形结构，引导板201底部固定于安装支撑柱101顶部，引导板201两侧内壁之间转动连接有多个等距排列的引导辊202，位于两侧
和中部的引导辊202正面贯穿于引导板201正面，引导板201正面两侧和中间的位置安装有
输出端与引导辊202固定连接的引导电机203。

[0043] 需要注意的是，引导辊202为金属材料，在进行轨道的引导运输的过程中，能够依靠其表面较为平整的特性进行轨道的平稳运输，同样的用于轨道定位的定位机构5所使用
的导轮504也同样为金属材料。

[0044] 定位机构5设置有两个，定位机构5分别固定于引导板201顶部的正面和背面位置，定位机构5包括固定板501，固定板501通过螺栓与引导板201固定连接，两引导板201相对位
置均固定连接有电动推杆502，电动推杆502输出端固定连接有安装罩503，安装罩503的侧
壁转动连接有导轮504。

[0045] 需要注意的是，定位机构5安装在引导板201的正背两面，以此为一组定位机构5，通常在引导板201顶部至少设置两组定位机构5，从而保证轨道的角度不发生偏移，定位机
构5是通过螺栓固定在引导板201两侧的，根据监测轨道的不同可以更换不同高度的定位机
构5，不同高度定位机构5的电动推杆502存在安装高度的差异，在定位机构5进行轨道的夹
持过程中，利用两个电动推杆502进行同步伸长，将安装罩503上的导轮504接触到轨道的两
侧从而实现轨道的夹持，安装罩503上的导轮504是成排设置的，能够进一步保证夹持时轨
道的稳定性，由于导轨和定位机构5通过导轮504相连接，其存在的摩擦力较小不会影响轨
道在轨道引导机构2上的移动。

[0046] 辅助检测机构4包括测量架401，测量架401为倒U形结构，测量架401正面和背面两侧内壁开设有安装槽，两安装槽内部等距安装有多个红外测距仪403，测量架401顶部固定
连接有固定支架402，固定支架402顶部与检测安装板108固定连接。

[0047] 辅助检测机构4是用于监测轨道两侧的距离的，以此来测量轨道侧面厚度的装置，利用红外测距仪403能够精准的监测到测距仪与轨道侧面的距离，再通过测量架401内壁之
间的固定距离减去测量到的距离就能计算出每处经过该段位置的轨道厚度，取样点至少为
三处，监测频率为每秒三次，从而能够准确的对轨道进行厚度的监测，出现明显差异的厚度
值将会在后续控制器111的显示中被标注并确定问题位置，辅助监测机构能够在一定程度
上辅助公差检测机构3进行复验性检测以确保检测的准确性。

[0048] 用于设备主体控制的控制器111能够监测各个设备组件的运行状态和数据记录，通过操作控制器111能够对微型电脑318中的基点数据进行修改，其上设备有控制面板能够
对设备中的电气元件进行单独控制，以此方便设备的检修，根据轨道的型号能够对各个设
备的配合情况进行调整。

[0049] 需要注意的是设备的操作需要人员完成，工作人在检测开始是需要从观察窗的位置观察公差检测机构3上的指示灯317变化并留意控制器111上显示的异常数值，出现问题
后及时的对问题区域进行标注并重启设备进行运行。

[0050] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。