一种钢轨焊缝电动扫查架的制作方法

1.本实用新型涉及钢轨扫查技术领域，尤其涉及一种钢轨焊缝电动扫查架。


背景技术：

2.在一些钢轨扫查探伤作业中，由于人工扫查作业的手工操作劳动强度大，扫查手法技巧要求高，对探头的位置、角度、耦合及手法控制非常敏感，经常会出现不同的检测人员得出的检测结果不一样的情况，受人为因素影响比较大，为了提高检测效率和检测精度，逐渐采用电动扫查的方式进行扫查作业。
3.比如，中国专利cn217587053u公开了一种钢轨焊缝检测装置，该钢轨焊缝检测装置通过陆行轮沿着钢轨的轨顶面平稳行进以对钢轨进行检测，通过第一检测单元对轨顶面进行电动扫查检测、通过第二检测单元对轨底进行电动扫查检测，以取代原有人工扫查作业，大幅度提高检测效率。但是，第一检测单元和第二检测单元只能择一进行扫查作业，无法对轨顶和轨底同时进行扫查。
4.随着检测效率和检测精度的要求提高，需要在固定的时间周期内完成钢轨焊缝的检测，这不仅在时间上有要求，还要求在有限的时间内保证整个扫查装置的扫查作业范围能够覆盖整个钢轨焊缝的扫查区域，这对现有的钢轨焊缝扫查设备提出新的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的问题是提供一种钢轨焊缝电动扫查架，这种钢轨焊缝电动扫查架能够提高扫查效率和扫查精度。采用的技术方案如下：
6.一种钢轨焊缝电动扫查架，包括架体，架体上设有轨顶轮和轨侧轮，其特征在于：还包括轨顶扫查机构、轨底扫查机构、以及两个固定机构；架体包括条形框，两个固定机构分设在所述条形框的前后两个侧边；轨顶扫查机构包括轨顶扫查装置和用于驱动轨顶扫查装置来回扫查轨顶表面的轨顶扫查驱动机构，轨底扫查机构包括两个轨底扫查装置以及用于驱动两个轨底扫查装置来回扫查两侧轨底表面的轨底扫查驱动机构，轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构均安装在所述条形框上，轨顶扫查装置与轨顶扫查驱动机构的动力输出端相连接并处于条形框的中部，两个轨底扫查装置均与轨底扫查驱动机构的动力输出端相连接并分别处于条形框的左右两个侧边。
7.上述轨顶轮和轨侧轮用于架体在钢轨上移动时贴紧轨顶表面和轨顶侧面。
8.上述固定机构用于架体在钢轨上进行固定区域的焊缝扫查作用时能够将架体稳固地固定在钢轨上，提高整个扫查架在钢轨上的稳定性。
9.上述轨顶扫查装置通常包括轨顶扫查用的轨顶扫查探头、以及用于安装轨顶扫查探头的轨顶探头座。上述轨底扫查装置通常包括轨底扫查用的轨底扫查探头、以及用于安装轨底扫查探头的轨底探头座。
10.使用时，架体移动至扫查区域，通过固定机构将架体固定在钢轨上；轨顶扫查驱动机构驱动轨顶扫查装置对轨头、轨腰及轨腰投影区进行焊缝扫查，轨底扫查驱动机构驱动
两个轨底扫查装置对左右两个轨底脚区域进行焊缝扫查，可以根据作业要求选择轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构的输出功率，以满足在不同的时间内完成扫查作业，并且由于轨顶扫查装置处于条形框中部，而两个轨底扫查装置分别处于条形框的左右两个侧边，因此轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构能够同时驱动轨顶扫查装置和两个轨底扫查装置同时进行扫查作业，从而提高扫查效率。
11.作为本实用新型的优选方案，所述轨顶扫查驱动机构包括第一伺服电机、第一同步带、第一主动轮和多个第一从动轮，第一主动轮和多个第一从动轮从内侧张紧第一同步带，第一主动轮与第一伺服电机的输出轴传动连接；所述轨底扫查驱动机构包括第二伺服电机、第二同步带、第二主动轮和多个第二从动轮，第二主动轮和多个第二从动轮从内侧张紧第二同步带，第二主动轮与第二伺服电机的输出轴传动连接；第二同步带设有两个第二往返段，第二往返段沿前后方向平行分别设置在所述条形框的左右两个侧边内侧，两个所述轨底扫查装置分别安装在相应的第二往返段上；第一同步带处于两个第二往返段之间。
12.进一步地，在一些扫查作业中，要求在固定的时间周期内完成对钢轨焊缝的全面扫查，因此，轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构均采用伺服电机驱动相应的同步带组运动的方式，带动轨顶扫查装置和轨底扫查装置对相应的钢轨区域进行扫查，根据不同的时间要求调整第一伺服电机、第二伺服电机的输出功率，进而调整第一同步带、第二同步带的运行速度，以满足在固定的时间周期内完成对钢轨焊缝的全面扫查要求。而将第一同步带设置在第二同步带的两个第二往返段之间，使扫查架整体结构更加紧凑。
13.通常地，为了保证轨底扫查装置和轨底扫查装置的稳定移动，上述轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构一般还设有直线导轨和滑块，滑块套设在直线导轨上来回滑动，轨顶扫查装置和轨底扫查装置与相应的滑块连接，在滑块与直线导轨的导向作用下前后来回移动。
14.作为本实用新型进一步的优选方案，所述第一同步带设有两个第一往返段，两个第一往返段沿前后方向平行设置在所述架体的中部；所述轨顶扫查装置为两个，两个轨顶扫查装置分别安装在相应的第一往返段上。采用两个轨顶扫查装置分别安装在相应的第一往返段上，对一个轨顶区域分为前后两个扫查区域，进一步提高扫查效率。
15.另外，为了确保第一往返段、第二往返段能够及时往返，还可以在相应地在其路径上设置限位开关，当轨顶扫查装置和轨底扫查装置触碰到相应的限位开关，第一伺服电机、第二伺服电机相应地驱动第一同步带、第二同步带反向运动。
16.作为本实用新型的优选方案，所述轨底扫查装置包括连接座、轨底探头座、轨底扫查探头、以及能够使轨底探头座收起或放下的伸收机构；连接座与所述轨底扫查驱动机构的动力输出端相连接，伸收机构安装在连接座上，轨底探头座设置在伸收机构的伸缩端；轨底扫查探头安装在轨底探头座上。伸收机构用于将轨底探头座伸出下放或收起，在进行扫查作业时，伸收机构将轨底探头座伸出下放，使轨底扫查探头贴紧轨底表面；当不用进行扫查作业时，伸收机构收起使轨底探头座抬升收起，方便架体在钢轨上移动。伸收机构可以采用手动或电动的方式，比如采用一个转动臂，通过手动或电机驱动的方式收放，又或者采用折叠臂、剪叉升降等方式，在此不再多做列举。
17.作为本实用新型进一步的优选方案，所述轨底扫查探头的数量为两个；所述轨底探头座上设有两对前后相对的u型槽，所述轨底扫查探头的前后两侧设有与u型槽相匹配的
滑柱，两个轨底扫查探头的滑柱处在相对应的u型槽中；轨底探头座的前后两侧在同侧的两个u型槽之间设有一凸块，两个凸块上均套设有一根扭力弹簧，扭力弹簧的两根扭力臂分别压在两个轨底扫查探头同一侧的滑柱上。两个轨底扫查探头分别用于扫查轨底表面的内侧和外侧，而通过两根扭力弹簧从前后两侧对轨底扫查探头与轨底表面之间施加耦合压力，确保轨底表面凹凸不平时轨底扫查探头仍能与轨底表面保持一定的耦合力。
18.作为本实用新型的优选方案，所述架体还包括四根支撑脚，各根支撑脚设置在所述条形框的四个角的下表面，处于前侧或后侧的两根支撑脚之间设有连接条；所述固定机构包括固定夹爪、以及驱动固定夹爪开合的夹持驱动机构，夹持驱动机构设置在连接条上；固定夹爪包括相对设置的两个爪部，两个爪部的上端与夹持驱动机构的动力输出端相连接，两个爪部的下端设有勾部。
19.作为本实用新型进一步的优选方案，所述爪部包括长臂和短臂，长臂的下端与短臂的上端固定连接并铰接在相对应的支撑脚上。夹持驱动机构下压两根长臂的上端时，两根短臂相应地向轨头侧面张开，使架体可沿钢轨移动；当夹持驱动机构上拉两根长臂复位时，相应地使短臂的下端勾住轨头侧面的下端，从而使两个爪部从钢轨左右两侧的轨颚处抱住轨头，将架体牢牢固定在铁轨上，避免架体在进行扫查作业时发生抖动。
20.作为本实用新型更进一步的优选方案，所述夹持驱动机构包括下压滑块、开设在下压滑块上的下压导向槽、固定在所述连接条上的下压导向块、以及两根复位弹簧；下压导向槽呈上下方向设置，下压导向块处在下压导向槽中；下压滑块的下表面与两根所述长臂的上端接触配合；复位弹簧的一端固定连接在连接条上、复位弹簧的另一端与相应的长臂的上端相连接。对下压滑块施展向下的压力时，下压滑块在下压导向槽与下压导向块的导向作用下向下移动，压住两根长臂的上端向下移动，使两个爪部张开；当取消对下压滑块的向下压力时，在复位弹簧的作用下两根长臂上摆，向上抵住下压滑块使其复位。通常，下压滑块在下压时，可通过手动按压，或者通过气缸的外部动力驱动下压。
21.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
22.本实用新型钢轨焊缝电动扫查架设置了轨顶扫查装置和两个轨底扫查装置，使用时可以根据作业要求选择轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构的输出功率，以满足在不同的时间内完成扫查作业，并且由于轨顶扫查装置处于条形框中部，而两个轨底扫查装置分别处于条形框的左右两个侧边，因此轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构能够同时驱动轨顶扫查装置和两个轨底扫查装置同时进行扫查作业，从而提高扫查效率。
附图说明
23.图1为本实用新型优选实施方式的结构示意图；
24.图2为图1中条形框的俯视图；
25.图3为图1中条形框的仰视图；
26.图4为轨底探头座与轨底扫查探头的装配示意图；
27.图5为固定机构的结构示意图；
28.其中，各标示为：1-架体，101-条形框，102-支撑脚，103-连接条，104-轨顶轮，105-轨侧轮；2-轨顶扫查装置，201-轨顶扫查探头，202-轨顶探头座；3-轨顶扫查驱动机构，301-第一伺服电机，302-第一同步带，303-第一主动轮，304-第一从动轮，305-第一往返段；4-轨
底扫查装置，401-连接座，402-轨底探头座，403-轨底扫查探头，404-伸收机构（摆动臂），4021-u型槽，4022-凸块，4023-扭力弹簧，4031-滑柱；5-轨底扫查驱动机构，501-第二伺服电机，502-第二同步带，503-第二主动轮，504-第二从动轮，505-第二往返段；6-固定机构，601-固定夹爪，6011-长臂，6012-短臂，6013-勾部，602-夹持驱动机构，6021-下压滑块，6022-下压导向槽，6023-下压导向块，6024-复位弹簧；701-直线导轨，702-滑块，703-限位开关。
具体实施方式
29.下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。
30.如图1所示，一种钢轨焊缝电动扫查架，包括架体1、轨顶扫查机构、轨底扫查机构、以及两个固定机构6；架体1包括条形框101和四根支撑脚102，各根支撑脚102设置在条形框101的四个角的下表面，条形框101的下表面设有轨顶轮104，各根支撑脚102上均设有轨侧轮105，轨顶轮104和轨侧轮105用于架体1在钢轨上移动时贴紧轨顶表面和轨顶侧面。
31.如图2和图3所示，轨顶扫查机构包括轨顶扫查装置2和用于驱动轨顶扫查装置2来回扫查轨顶表面的轨顶扫查驱动机构3；轨顶扫查驱动机构3安装在条形框101上，轨顶扫查驱动机构3包括第一伺服电机301、第一同步带302、第一主动轮303和多个第一从动轮304，第一主动轮303和多个第一从动轮304从内侧张紧第一同步带302，第一主动轮303与第一伺服电机301的输出轴传动连接；第一同步带302设有两个第一往返段305，两个第一往返段305沿前后方向平行设置在架体1的中部；轨顶扫查装置2为两个，两个轨顶扫查装置2分别安装在相应的第一往返段305上；轨顶扫查装置2通常包括轨顶扫查用的轨顶扫查探头201、以及用于安装轨顶扫查探头201的轨顶探头座202。
32.如图2和图3所示，轨底扫查机构包括两个轨底扫查装置4以及用于驱动两个轨底扫查装置4来回扫查两侧轨底表面的轨底扫查驱动机构5；轨底扫查驱动机构5均安装在条形框101上，轨底扫查驱动机构5包括第二伺服电机501、第二同步带502、第二主动轮503和多个第二从动轮504，第二主动轮503和多个第二从动轮504从内侧张紧第二同步带502，第二主动轮503与第二伺服电机501的输出轴传动连接；第二同步带502设有两个第二往返段505，第二往返段505沿前后方向平行分别设置在条形框101的左右两个侧边内侧，两个轨底扫查装置4分别安装在相应的第二往返段505上。
33.使用时，架体1移动至扫查区域，通过固定机构6将架体1固定在钢轨上；第一伺服电机301、第二伺服电机501同时驱动第一同步带302、第二同步带502，同时对轨底和轨底进行扫查作业，提高扫查效率。在一些扫查作业中，要求在固定的时间周期内完成对钢轨焊缝的全面扫查，因此，根据不同的时间要求调整第一伺服电机301、第二伺服电机501的输出功率，进而调整第一同步带302、第二同步带502的运行速度，以满足在固定的时间周期内完成对钢轨焊缝的全面扫查要求。而将第一同步带302设置在第二齿轮带组的两个第二往返段505之间，使扫查架整体结构更加紧凑。进一步地，采用两个轨顶扫查装置2分别安装在相应的第一往返段305上，对一个轨顶区域分为前后两个扫查区域，进一步提高扫查效率。
34.另外，为了保证轨底扫查装置4和轨底扫查装置4的稳定移动，如图2和图3所示，轨顶扫查驱动机构3和轨底扫查驱动机构5还设有直线导轨701和滑块702，滑块702套设在直线导轨701上来回滑动，轨顶扫查装置2和轨底扫查装置4与相应的滑块702连接，在滑块702
与直线导轨701的导向作用下前后来回移动；而为了确保第一往返段305、第二往返段505能够及时往返，在相应地在其路径上设置限位开关703，当轨顶扫查装置2和轨底扫查装置4触碰到相应的限位开关703，第一伺服电机301、第二伺服电机501相应地驱动第一同步带302、第二同步带502反向运动。
35.如图1所示，轨底扫查装置4包括连接座401、轨底探头座402、轨底扫查探头403、以及能够使轨底探头座402收起或放下的伸收机构404，连接座401设置在相应的第二往返段505上；在本实施例中，伸收机构404采用摆动臂的结构，摆动臂404的一端可摆动地安装在连接座401上，轨底探头座402安装在摆动臂404的另一端；当不用进行扫查作业时，摆动臂404收起使轨底探头座402抬升收起，方便架体1在钢轨上移动；而当进行扫查作业时，摆动臂404向下摆动将轨底探头座402伸出下放，使轨底扫查探头403贴紧轨底表面。
36.如图4所示，轨底扫查探头403的数量为两个；轨底探头座402上设有两对前后相对的u型槽4021，轨底扫查探头403的前后两侧设有与u型槽4021相匹配的滑柱4031，两个轨底扫查探头403的滑柱4031处在相对应的u型槽4021中；轨底探头座402的前后两侧在同侧的两个u型槽4021之间设有一凸块4022，两个凸块4022上均套设有一根扭力弹簧4023，扭力弹簧4023的两根扭力臂分别压在两个轨底扫查探头403同一侧的滑柱4031上。两个轨底扫查探头403分别用于扫查轨底表面的内侧和外侧，而通过两根扭力弹簧4023从前后两侧对轨底扫查探头403与轨底表面之间施加耦合压力，确保轨底表面凹凸不平时轨底扫查探头403仍能与轨底表面保持一定的耦合力。
37.如图1和图5所示，两个固定机构6分设在条形框101的前后两个侧边；处于前侧或后侧的两根支撑脚102之间设有连接条103；固定机构6包括固定夹爪601、以及驱动固定夹爪601开合的夹持驱动机构602；固定夹爪601包括相对设置的两个爪部，爪部包括长臂6011和短臂6012，长臂6011的下端与短臂6012的上端固定连接并铰接在相对应的支撑脚102上，短臂6012的下端设有勾部6013；夹持驱动机构602设置在连接条103上，夹持驱动机构602包括下压滑块6021、开设在下压滑块6021上的下压导向槽6022、固定在连接条103上的下压导向块6023、以及两根复位弹簧6024，下压导向槽6022呈上下方向设置，下压导向块6023处在下压导向槽6022中，下压滑块6021的下表面与两根长臂6011的上端接触配合，复位弹簧6024的一端固定连接在连接条103上、复位弹簧6024的另一端与相应的长臂6011的上端相连接。
38.对下压滑块6021施展向下的压力时，下压滑块6021在下压导向槽6022与下压导向块6023的导向作用下向下移动，压住两根长臂6011的上端向下移动，两根短臂6012相应地向轨头侧面张开，使架体1可沿钢轨移动；当取消对下压滑块6021的向下压力时，在复位弹簧6024的作用下两根长臂6011上摆，向上抵住下压滑块6021使其复位，相应地此时短臂6012的下端勾住轨头侧面的下端，从而使两个爪部从钢轨左右两侧的轨颚处抱住轨头，将架体1牢牢固定在铁轨上，避免架体1在进行扫查作业时发生抖动，提高整个扫查架在钢轨上的稳定性。在本实施例中，是采用手动方式对下压滑块6021施展向下压力。
39.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者
超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种钢轨焊缝电动扫查架，包括架体，架体上设有轨顶轮和轨侧轮，其特征在于：还包括轨顶扫查机构、轨底扫查机构、以及两个固定机构；架体包括条形框，两个固定机构分设在所述条形框的前后两个侧边；轨顶扫查机构包括轨顶扫查装置和用于驱动轨顶扫查装置来回扫查轨顶表面的轨顶扫查驱动机构，轨底扫查机构包括两个轨底扫查装置以及用于驱动两个轨底扫查装置来回扫查两侧轨底表面的轨底扫查驱动机构，轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构均安装在所述条形框上，轨顶扫查装置与轨顶扫查驱动机构的动力输出端相连接并处于条形框的中部，两个轨底扫查装置均与轨底扫查驱动机构的动力输出端相连接并分别处于条形框的左右两个侧边。2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述轨顶扫查驱动机构包括第一伺服电机、第一同步带、第一主动轮和多个第一从动轮，第一主动轮和多个第一从动轮从内侧张紧第一同步带，第一主动轮与第一伺服电机的输出轴传动连接；所述轨底扫查驱动机构包括第二伺服电机、第二同步带、第二主动轮和多个第二从动轮，第二主动轮和多个第二从动轮从内侧张紧第二同步带，第二主动轮与第二伺服电机的输出轴传动连接；第二同步带设有两个第二往返段，第二往返段沿前后方向平行分别设置在所述条形框的左右两个侧边内侧，两个所述轨底扫查装置分别安装在相应的第二往返段上；第一同步带处于两个第二往返段之间。3.根据权利要求2所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述第一同步带设有两个第一往返段，两个第一往返段沿前后方向平行设置在所述架体的中部；所述轨顶扫查装置为两个，两个轨顶扫查装置分别安装在相应的第一往返段上。4.根据权利要求1至3任意一项所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述轨底扫查装置包括连接座、轨底探头座、轨底扫查探头、以及能够使轨底探头座收起或放下的伸收机构；连接座与所述轨底扫查驱动机构的动力输出端相连接，伸收机构安装在连接座上，轨底探头座设置在伸收机构的伸缩端；轨底扫查探头安装在轨底探头座上。5.根据权利要求4所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述轨底扫查探头的数量为两个；所述轨底探头座上设有两对前后相对的u型槽，所述轨底扫查探头的前后两侧设有与u型槽相匹配的滑柱，两个轨底扫查探头的滑柱处在相对应的u型槽中；轨底探头座的前后两侧在同侧的两个u型槽之间设有一凸块，两个凸块上均套设有一根扭力弹簧，扭力弹簧的两根扭力臂分别压在两个轨底扫查探头同一侧的滑柱上。6.根据权利要求1至3任意一项所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述架体还包括四根支撑脚，各根支撑脚设置在所述条形框的四个角的下表面，处于前侧或后侧的两根支撑脚之间设有连接条；所述固定机构包括固定夹爪、以及驱动固定夹爪开合的夹持驱动机构，夹持驱动机构设置在连接条上；固定夹爪包括相对设置的两个爪部，两个爪部的上端与夹持驱动机构的动力输出端相连接，两个爪部的下端设有勾部。7.根据权利要求6所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述爪部包括长臂和短臂，长臂的下端与短臂的上端固定连接并铰接在相对应的支撑脚上。8.根据权利要求7所述的钢轨焊缝电动扫查架，其特征在于：所述夹持驱动机构包括下压滑块、开设在下压滑块上的下压导向槽、固定在所述连接条上的下压导向块、以及两根复位弹簧；下压导向槽呈上下方向设置，下压导向块处在下压导向槽中；下压滑块的下表面与两根所述长臂的上端接触配合；复位弹簧的一端固定连接在连接条上、复位弹簧的另一端
与相应的长臂的上端相连接。

技术总结
本实用新型涉及一种钢轨焊缝电动扫查架，包括架体，架体上设有轨顶轮和轨侧轮，其特征在于：还包括轨顶扫查机构、轨底扫查机构、以及两个固定机构；架体包括条形框，两个固定机构分设在所述条形框的前后两个侧边；轨顶扫查机构包括轨顶扫查装置和轨顶扫查驱动机构，轨底扫查机构包括两个轨底扫查装置以及轨底扫查驱动机构，轨顶扫查驱动机构和轨底扫查驱动机构均安装在所述条形框上，轨顶扫查装置与轨顶扫查驱动机构的动力输出端相连接并处于条形框的中部，两个轨底扫查装置均与轨底扫查驱动机构的动力输出端相连接并分别处于条形框的左右两个侧边。这种钢轨焊缝电动扫查架能够提高扫查效率和扫查精度。高扫查效率和扫查精度。高扫查效率和扫查精度。


技术研发人员：陈伟杰 陈建华 林丹源 彭斯婷 洪贵汕 杨青兰
受保护的技术使用者：广东汕头超声电子股份有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/6/7