一種輪對參數實時在線檢測系統用標定裝置的製作方法

2023-05-24 05:53:41

本實用新型涉及一種系統標定裝置，屬於機械設計行業和計量測試領域。

背景技術：

輪對參數實時在線檢測系統，是在列車運行過程中自動完成輪緣高度、輪緣寬度、車輪直徑、QR值、輪對內側距等參數的測量。目前檢測系統的標定方法方式，各種各樣，標定裝置也千差萬別。總的來看，標定位置重複性差，標定精度不高，標定過程及其繁瑣，各個測試點不在一體上因而存在誤差。

因此，開發設計出即結構簡單、標準化通用，又標定精度高的系統標定裝置尤為重要。

技術實現要素：

本實用新型是為了解決現有的輪對參數實時在線檢測系統用系統標定裝置存在的標定位置不準確、位置重複性差、標定精度不高以及標定過程繁瑣的問題，進而提供了一種輪對參數實時在線檢測系統用標定裝置。

本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案是：

一種輪對參數實時在線檢測系統用標定裝置，它包括主架、支撐調節架、輪緣樣板、雷射調試框、標定標準板及兩個定位板，所述主架包括上位橫梁、下位橫梁及中位豎梁，所述上位橫梁、下位橫梁及中位豎梁呈工字形布置，所述支撐調節架包括定位橫梁及調節栓，所述定位橫梁水平且垂直於下位橫梁設置，定位橫梁的一端固接在下位橫梁的中部，調節栓豎直穿裝在定位橫梁的另一端且通過鎖緊螺栓固定，調節栓的底部與軌枕緊密接觸，定位板呈「L」形且扣裝在鋼軌上，定位板的轉角處為直角、圓弧角或倒角，兩個定位板的水平部分均固接在下位橫梁底部的兩端，兩個定位板的豎直部分均垂直於地面設置，下位橫梁通過定位板與鋼軌緊密接觸，定位板上豎直部分的底端通過固裝在鋼軌下部的定位組件固定；上位橫梁的兩端各固接有傾斜設置的定位臺，上位橫梁的一端為前探測位，另一端為後探測位，定位臺上用於安裝輪緣樣板、雷射調試框或標定標準板，具體為：

當對主架前方雷射器的位置和角度進行調試時，雷射調試框通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺上；當對主架後方的雷射器位置和角度進行調試時，雷射調試框通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺上；

當對主架前方相機的位置和角度進行調試時，輪緣樣板通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺上；當對主架後方相機的位置和角度進行調試時，輪緣樣板通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺上；

當為主架前方相機傳遞量值時，標定標準板通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺上；當為主架後方相機傳遞量值時，標定標準板通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺上。

進一步地，所述雷射調試框包括第一安裝板及垂直固接在第一安裝板一端的調試板，調試板上與第一安裝板固接的另一面開設有若干並排設置的第一通槽，以及若干並排且垂直於第一通槽設置的第二通槽。

進一步地，所述輪緣樣板包括第二安裝板及垂直固接在第二安裝板一端的樣板，樣板上與第二安裝板固接的另一面為曲面。

進一步地，所述標定標準板包括第三安裝板及垂直固接在第三安裝板一端的標準板，標準板上與第三安裝板固接的另一面上設置有若干格線。

進一步地，每個定位臺的上檯面均垂直固接兩個定位銷。

進一步地，支撐調節架還包括兩個平行設置的插入軸，兩個插入軸通過連接板固接在定位橫梁的一端，下位橫梁的中部水平開設有兩個定位通孔，兩個插入軸對應插裝在兩個定位通孔中，並通過鎖緊螺釘固定。

進一步地，鋼軌軌頭的外側與定位板的內側壁緊密接觸。

進一步地，所述定位組件包括定位架及相對固裝在鋼軌底沿上的兩個夾塊，定位板通過定位架定位在一個夾塊的上方。

本實用新型與現有技術相比具有以下效果：

1、本實用新型可以適用於各種線路結構條件的道床、各種類型的輪對，適應性強；

2、主架只有一個，輪緣樣板、雷射調試框或標定標準板等各標定件都是互換性的安裝在主架上，並且安裝方式都是採用插拔方式，結構簡單，操作靈活，標定位置準確性更高，位置重複性更準確穩定；

3、各標定件都是互換性的，主架一次定位就可以全部標定完成，簡單快速，保證標定精度，從而充分保證系統的探測精度。

附圖說明

圖1為本實用新型的主視示意圖；

圖2為本實用新型的左視示意圖；

圖3為本實用新型的俯視示意圖；

圖4為主架的主視示意圖；

圖5為支撐調節架的主視示意圖；

圖6為圖5的俯視示意圖；

圖7為安裝結構示意圖；

圖8為雷射調試框的主視示意圖；

圖9為圖8的左視示意圖；

圖10為輪緣樣板的主視示意圖；

圖11為圖10的左視示意圖；

圖12為標定標準板的主視示意圖；

圖13為圖12的俯視示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1～圖13說明本實施方式，一種輪對參數實時在線檢測系統用標定裝置，它包括主架1、支撐調節架2、輪緣樣板、雷射調試框、標定標準板6及兩個定位板3，所述主架1包括上位橫梁1-1、下位橫梁1-2及中位豎梁1-3，所述上位橫梁1-1、下位橫梁1-2及中位豎梁1-3呈工字形布置，所述支撐調節架2包括定位橫梁2-1及調節栓2-2，所述定位橫梁2-1水平且垂直於下位橫梁1-2設置，定位橫梁2-1的一端固接在下位橫梁1-2的中部，調節栓2-2豎直穿裝在定位橫梁2-1的另一端且通過鎖緊螺栓固定，調節栓2-2的底部與軌枕100緊密接觸，定位板3呈「L」形且扣裝在鋼軌101上，定位板的轉角處為直角、圓弧角或倒角，兩個定位板的水平部分均固接在下位橫梁底部的兩端，兩個定位板3的豎直部分均垂直於地面設置，下位橫梁1-2通過定位板3與鋼軌101緊密接觸，定位板3上豎直部分的底端通過固裝在鋼軌101下部的定位組件固定；上位橫梁1-1的兩端各固接有傾斜設置的定位臺1-4，上位橫梁1-1的一端為前探測位，另一端為後探測位，定位臺1-4上用於安裝輪緣樣板、雷射調試框或標定標準板6，具體為：

當對主架1前方雷射器的位置和角度進行調試時，雷射調試框通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺1-4上；當對主架1後方的雷射器位置和角度進行調試時，雷射調試框通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺1-4上；

當對主架1前方相機的位置和角度進行調試時，輪緣樣板通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺1-4上；當對主架1後方相機的位置和角度進行調試時，輪緣樣板通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺1-4上；

當為主架1前方相機傳遞量值時，標定標準板6通過鎖緊螺栓固裝在前探測位的定位臺1-4上；當為主架1後方相機傳遞量值時，標定標準板6通過鎖緊螺栓固裝在後探測位的定位臺1-4上。

主架1及定位板3能夠保證各標定件與車輪的相對位置準確，各標定件都能安裝在主架1上，並保證其空間位置、角度準確；

輪緣樣板能準確還原車輪通過測試點的準確位置；使相機能調整到準確的測試位置和角度；

雷射調試框使雷射能調整到準確的測試位置和角度，並準確調整雷射的強度和粗細；

標定標準板6把標準裝置的精確量值傳遞給測試相機，使系統的測試精度得到保證；並可調節相機的焦距和曝光強度。

定位臺的傾斜角度是根據選定的測試位置確定的，而測試位置是根據機車(或車輛)的車輪部位的結構確定的，這個測試位置必須是車輪沒有遮擋的部位，並且是雷射和相機能夠測試到的位置。當測試位置選定後，車輪的直徑是固定的，那麼車輪圓心通過車輪測試位置的角度，就是定位臺的傾斜角度，這樣才能計算出我們要測試的各個數據。

具體實施方式二：結合圖1～圖9說明本實施方式，所述雷射調試框包括第一安裝板8-2及垂直固接在第一安裝板8-2一端的調試板8-3，調試板8-3上與第一安裝板8-2固接的另一面開設有若干並排設置的第一通槽，以及若干並排且垂直於第一通槽設置的第二通槽。如此設計，雷射調試框是調試雷射器用的調試件，其工作面是調試板8-3上帶有通槽的面，工作面的中心槽8-1是位於車輪踏面上的，也就是被選定的測試位置，通過這個中心槽能夠調節雷射線的強弱、粗細、方向、位置，使雷射線準確調節到選定的測試位置上。其它槽是方便調節、其它位置參考用的。其它組成與連接關係與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖1～圖11說明本實施方式，所述輪緣樣板包括第二安裝板7-1及垂直固接在第二安裝板7-1一端的樣板7-2，樣板7-2上與第二安裝板7-1固接的另一面為曲面。如此設計，輪緣樣板是調節相機用的調試件，其工作面是樣板上的曲面，該曲面(即樣板圓弧)的直徑及位置與車輪的直徑及位置完全相同，工作面的中心就是選定的測試位置，這樣就復現了車輪的測試位置，使相機能準確拍到選定測試位置的圖像。其它組成與連接關係與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：結合圖1～圖13說明本實施方式，所述標定標準板包括第三安裝板6-1及垂直固接在第三安裝板6-1一端的標準板6-2，標準板上與第三安裝板6-1固接的另一面上設置有若干格線。如此設計，標定標準板是傳遞相機量值的調試件，其工作面是標準板上帶有格線的面，其格線有不同的準確的各種間距，相機拍到格線後，就以格線的不同間距值作為基準保存。再拍其它圖像時，與保存的基準相比較，就可以換算出拍到的新量值。其它組成與連接關係與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：結合圖1～圖13說明本實施方式，每個定位臺1-4的上檯面均垂直固接兩個定位銷1-5。如此設計，輪緣樣板、雷射調試框或標定標準板6等標定件安裝在定位臺1-4上時，先通過定位銷1-5將其定位，再通過鎖緊螺栓固定，結構簡單，能夠進一步保證調試部件安裝位置的準確性。其它組成與連接關係與具體實施方式一、二、三或四相同。

具體實施方式六：結合圖2、圖5～7說明本實施方式，支撐調節架2還包括兩個平行設置的插入軸2-3，兩個插入軸2-3通過連接板2-4固接在定位橫梁2-1的一端，下位橫梁1-2的中部水平開設有兩個定位通孔1-2-1，兩個插入軸2-3對應插裝在兩個定位通孔1-2-1中，並通過鎖緊螺釘固定。其它組成與連接關係與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：結合圖7說明本實施方式，鋼軌101軌頭的外側與定位板3的內側壁緊密接觸。如此設計，進一步保證橫向定位的準確性。其它組成與連接關係與具體實施方式一、二、三、四或六相同。

具體實施方式八：結合圖1～13說明本實施方式，所述定位組件包括定位架7及相對固裝在鋼軌101底沿上的兩個夾塊8，定位板3通過定位架7定位在一個夾塊8的上方。如此設計，進一步保證主架1的縱向安裝位置準確。其它組成與連接關係與具體實話方式七相同。

具體實施方式九：結合圖1～13說明本實施方式，以標定裝置在右側鋼軌101上的安裝為例，先組裝支撐調節架2及主架1：將兩個插入軸2-3對應插入到下位橫梁1-2的兩個定位通孔1-2-1中，並通過鎖緊螺釘固定；調節栓2-2底端支撐在軌枕100上，調整定位橫梁2-1在調節栓2-2上的位置，並用水平儀確定主架1的水平位置，調節好後通過鎖緊螺栓固定；將兩個夾塊8相對安裝在鋼軌101底沿，並通過安裝栓固定，在一側夾塊8的上方放置定位架7，隨後將定位板3垂直於地面扣裝在右側鋼軌101上，並且保證定位板3的底端與定位架7的上表面緊密接觸此時主架1的豎向定位及橫向定位完成；

將雷射調試框上的兩個第一安裝孔安裝到前探測位的兩個定位銷1-5上，並通過鎖緊螺栓固定，然後調節右前方的兩個雷射探測箱裡的雷射器位置和角度，使雷射線調整到相應的槽裡，具體調節過程是，先把雷射線調節到雷射調試框的工作面上，再根據中心槽8-1的槽寬來調節雷射線的粗細，根據亮度調節雷射線的強弱，根據中心槽的長度調節雷射線的方向(雷射線都調到槽裡)，圖9中的中心槽8-1的位置，就是雷射線的準確測試位置；完成後再將雷射調試框從前探測位卸下安裝到後探測位，再用同樣的方式調節右後的兩個雷射探測箱裡的雷射器位置和角度；

雷射探測箱中的雷射器位置和角度調節完成後，將雷射調試框從主架1上卸下，將輪緣樣板上的兩個第二安裝孔安裝到前探測位的兩個定位銷1-5上，並通過鎖緊螺栓固定，然後調節右前方的兩個相機探測箱裡的相機位置和角度，把輪緣樣板調節到相機視場的中心位置；完成後再將輪緣樣板從前探測位卸下安裝到後探測位，再用同樣的方式調節右後的兩個相機探測箱裡的相機位置和角度；

相機的位置和角度調節完成後，將輪緣樣板從主架1上卸下，將標定標準板6上的兩個第三安裝孔安裝到前探測位的兩個定位銷1-5上，並通過鎖緊螺栓固定，然後開啟右前方的兩個相機，測試標定標準板6，傳遞給相機量值，具體過程是，先拍到標定標準板工作面上的格線，再調節相機不同的焦距、曝光量、環境亮度等參數，拍到各種格線的量值圖片，並作為基準儲存好；完成後再將標定標準板6從前探測位卸下安裝到後探測位，再用同樣的方式傳遞給相機量值。

右側的設備調試完成後，將標定裝置再安裝到左側鋼軌101上，重複上述步驟，調試、標定左側的設備。