專利名稱：電子式鐵路軌距尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于鐵軌的超高及軌距測量的電子式測量儀器。
背景技術(shù)：
隨著鐵路建設(shè)的日益發(fā)展，鐵路建設(shè)與維護(hù)的重要檢測工具一軌距尺，發(fā)揮著 越來越重要的作用。但是，目前主流的軌距尺仍然是老式機械式軌距尺，精度及穩(wěn)定性差，操作困難，使用費時費力，而且無法滿足日益發(fā)展的高速鐵路以及動車鐵路的建設(shè)需要。雖然，有部分廠家在著手研究電子式軌距尺，但其精度、溫漂都無法滿足鐵路標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的參數(shù)要求。故而不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)、推廣及應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種電子式鐵路軌距尺，以實現(xiàn)自動測量鐵軌的超高及軌距的目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的尺身的活動端裝有活動端測座，活動端測座上裝有活動測頭，活動端測座上裝有活動端護(hù)套；尺身的固定端裝有固定端測座，固定端測座上固定有固定測頭，固定端測座上裝有固定端護(hù)套；尺身底部裝有相互連接的位移傳感器及傾角傳感器，傾角傳感器與數(shù)顯盒相連，活動測頭分別與位移傳感器的連桿和尺身頂部的導(dǎo)桿相連，導(dǎo)桿裝在尺身上的導(dǎo)向塊內(nèi)，導(dǎo)桿上套有靠尺身上的卡子定位的彈簧；傳動握把裝在尺身的頂部，傳動握把的活動部分連接到導(dǎo)桿上；尺身的頂部裝有頂部護(hù)套；尺身的底部裝有底部護(hù)套。所述數(shù)顯盒包括對外接口電路、升壓電路、微處理器、顯示電路、位移傳感器、穩(wěn)壓電路、蜂鳴器電路、電池電壓采集電路、按鍵電路、傾角傳感器；對外接口電路中的端口連接到微處理器的通用I/o 口，升壓電路的控制端與微處理器的通用I/O 口相連；電壓輸出與顯示電路的驅(qū)動電源相連；顯示電路的數(shù)據(jù)端口與微處理器的通用I/o 口相連；位移傳感器的模擬輸出端口與傾角傳感器的模擬輸入端口相連；傾角傳感器的數(shù)據(jù)端口與微處理器的通用I/o 口相連；按鍵電路的按鍵狀態(tài)檢測端與微處理器的通用I/O 口相連；電池電壓采集電路的電壓輸出端口與微處理器的A/D采集端口相連；蜂鳴器電路的控制端與微處理器的通用I/O 口相連；穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓可控芯片控制端與微處理器的通用I/O 口相連，穩(wěn)壓可控芯片的輸出與傾角傳感器的電源相連。本實用新型在開機狀態(tài)下，拉動傳動握把把手，將軌距尺放置在鐵軌上，使固定端測座和活動端測座分別與兩條鐵軌接觸，固定測頭和活動測頭的外側(cè)分別與兩條鐵軌的內(nèi)側(cè)接觸，并保證軌距尺與鐵軌垂直。松開傳動握把把手，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，便可從數(shù)顯盒的顯示屏上直接讀取鐵軌高度差數(shù)據(jù)和軌距數(shù)據(jù)。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量數(shù)據(jù)精度高，測量穩(wěn)定可靠，自動化程度高，可有效滿足日益發(fā)展的高速鐵路以及動車鐵路的建設(shè)需要。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是本實用新型的整體電路圖。
具體實施方式
如圖I、圖2所示，工字型尺身5是所有機構(gòu)及傳感器的載體，傳動握把4通過螺絲裝在尺身5的頂部，傳動握把4的活動部分連接到導(dǎo)桿14上，導(dǎo)桿14可隨傳動握把4的轉(zhuǎn)動而移動；固定端測座13通過螺絲固定在尺身5的固定端，固定端測座13上裝有固定測頭12及固定端護(hù)套6，固定端護(hù)套6 —方面可保證固定端的絕緣性能，另一方面對固定端測座13及固定測頭12也有一定的防水作用；活動端測座7通過螺絲固定在尺身5的活動端，活動端測座7上裝有活動測頭8，測量位移時活動端測座7緊貼鐵軌表面，活動測頭8與鐵軌·接觸，當(dāng)鐵軌寬度發(fā)生變化時，活動測頭8與位移傳感器9的連桿一起同步移動，從而實現(xiàn)位移的測量，活動端測座7上裝有活動端護(hù)套I,活動端護(hù)套I主要對軌距尺活動端起保護(hù)絕緣作用，防止軌距尺活動端被雨水淋濕；尺身5的底部裝有位移傳感器9及傾角傳感器11，位移傳感器9的外殼固定在5尺身上，位移傳感器9的連接線與傾角傳感器11的AD端口連接，傾角傳感器11與數(shù)顯盒3相連，傾角傳感器11將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，通過數(shù)據(jù)線將位移數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綌?shù)顯盒3，數(shù)顯盒3將數(shù)據(jù)處理后通過顯示屏將數(shù)據(jù)顯示出來；活動測頭8分別與位移傳感器9的連桿和尺身5頂部的導(dǎo)桿14相連，導(dǎo)桿14裝在尺身5上的導(dǎo)向塊15內(nèi)，導(dǎo)桿14上套有靠尺身5上的卡子17定位的彈簧16 ;為保證導(dǎo)桿14能靈活地做直線移動，本實用新型的機構(gòu)內(nèi)設(shè)計了一個導(dǎo)向塊15，使導(dǎo)桿14在導(dǎo)向塊15內(nèi)作直線移動，為保證導(dǎo)桿14能自動復(fù)位，在導(dǎo)桿14上設(shè)計了一根彈簧16，彈簧16左端固定在導(dǎo)桿14上，另一端通過卡子17限制其位置，不讓其向右移動；當(dāng)傳動握把4拉動時，導(dǎo)桿14向右移動，彈簧16壓縮，由于活動測頭8固定在導(dǎo)桿14上，活動測頭8也會隨導(dǎo)桿一 14起移動，固定在活動測頭8上的位移傳感器9的連桿也隨導(dǎo)桿14同步移動，當(dāng)傳動握把4松開時，彈簧16由于張力的作用，帶動導(dǎo)桿14向左移動，活動測頭8和位移傳感器9的連桿也一起向左移動；通過彈簧16和卡子17的作用，在傳動握把4拉動后，能保證導(dǎo)桿14能自動復(fù)位，以保證活動測頭8在測量時能充分的與被測鋼軌很好的接觸；尺身5的頂部裝有頂部護(hù)套2，頂部護(hù)套2可保護(hù)頂部的傳動機構(gòu)不受外部環(huán)境因素侵蝕；尺身5的底部裝有底部護(hù)套10，底部護(hù)套10可保護(hù)位移傳感器9以及傾角傳感器11不受雨水淋濕，不受硬物碰撞而損壞變形。數(shù)顯盒包括塑料外殼與如圖3所示的電路。如圖3所示，數(shù)顯盒的對外接口電路18、升壓電路19、微處理器20、顯示電路21、位移傳感器22、穩(wěn)壓電路23、蜂鳴器電路24、電池電壓采集電路25、按鍵電路26、傾角傳感器27。對外接口電路18中的端口連接到微處理器20的通用I/O 口，升壓電路19的控制端與微處理器20的通用I/O 口相連；升壓電路19的電壓輸出與顯示電路21的驅(qū)動電源相連；顯示電路21的數(shù)據(jù)端口與微處理器20的通用I/O 口相連；位移傳感器22的模擬輸出端口與傾角傳感器27的模擬輸入端口相連；傾角傳感器27的數(shù)據(jù)端口與微處理器20的通用I/O 口相連；按鍵電路26的按鍵狀態(tài)檢測端與微處理器20的通用I/O 口相連；電池電壓采集電路25的電壓輸出端口與微處理器20的A/D采集端口相連；蜂鳴器電路24的控制端與微處理器20的通用I/O 口相連；穩(wěn)壓電路23中的穩(wěn)壓可控芯片控制端與微處理器20的通用I/O 口相連，穩(wěn)壓可控芯片的輸出與傾角傳感器27的電源相連。對外接口電路18的P3為充電接口，它與電池之間串入一可恢復(fù)保險絲R2，與地線串入一保護(hù)電阻RH，Pl為程序下載接口，P2為數(shù)顯盒與傾角傳感器27之間的連接接口 ；升壓電路19為顯示電路21中的OLED屏提供12V電壓，升壓電路21中的C201為輸入濾波電容，C203、C204為輸出濾波電容，與U101，L201, D202, C202, R102, R103共同構(gòu)成升壓電路，將輸入的3. 7V電壓升為12V電壓；微處理器20為微處理器最小系統(tǒng)，Ul為微處理器，與Yl、C4、C5共同構(gòu)成振蕩電路，RU C3構(gòu)成復(fù)位電路，Cl、C2并聯(lián)構(gòu)成去耦電路；顯示電路21的OLED屏第f 4引腳及第24引腳連接到電路的地，第5 7引腳連接到電源正極，第8^20引腳根據(jù)相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)分別與微處理器的I/O 口連接，第21引腳連接到電阻R104，第22引腳連接到電容C105 ;位移傳感器22的電源與地分別與傾角傳感器27的電源輸出VDD和地相連，位移傳感器22的信號線與傾角傳感器27的A/D輸入端口相連；穩(wěn)壓電路23中的 U2為微處理器20提供穩(wěn)壓電源，C6、C7為濾波電容，U3為穩(wěn)壓可控管，它為傾角傳感器27提供穩(wěn)壓電源，通過微處理器20的端口來控制它的關(guān)斷與開啟；蜂鳴器電路24的R4、R5以及QlOl共同構(gòu)成開關(guān)驅(qū)動電路，LSl為有源蜂鳴器；電池電壓采集電路25的R6、R7將電壓進(jìn)行分壓便于電壓采集，ClO為濾波電容，將信號進(jìn)行濾波；按鍵電路26的R8、R9、RlO分別為三個按鍵SI，S2，S3的上拉電阻按鍵，分別與微處理器20的I/O 口連接，以用于按鍵狀態(tài)的檢測；傾角傳感器27為該測量系統(tǒng)的重要部件，它的A/D采集端口與位移傳感器22相連，將位移傳感器22的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過串口將位移數(shù)據(jù)和超高數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)傳送到位移傳感器22，位移傳感器22再將這些數(shù)據(jù)處理后通過顯示電路21的OLED屏將位移和超高數(shù)據(jù)顯示出來。本實用新型在保證電池電量充足，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)完成的情況下，按住圖3中的S3等待3秒鐘開機。在開機狀態(tài)下，拉動傳動握把把手，將軌距尺放置在鐵軌上，使固定端測座和活動端測座分別與兩條鐵軌接觸，固定測頭和活動測頭的外側(cè)分別與兩條鐵軌的內(nèi)側(cè)接觸，并保證軌距尺與鐵軌垂直。松開把手，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，可以從數(shù)顯盒的顯示屏上直接讀取鐵軌高度差數(shù)據(jù)和軌距數(shù)據(jù)。在測量狀態(tài)下，按S3，數(shù)據(jù)會處于鎖定狀態(tài)，便于觀察數(shù)據(jù)。如果要換其它地方測量，拉松傳動握把把手，放置在需要測量的地方即可。
權(quán)利要求1.一種電子式鐵路軌距尺，其特征在于尺身(5)的活動端裝有活動端測座(7)，活動端測座(7)上裝有活動測頭(8);尺身(5)的固定端裝有固定端測座(13)，固定端測座(13)上固定有固定測頭(12);尺身(5)底部裝有相互連接的位移傳感器(9)及傾角傳感器(11)，傾角傳感器(11)與數(shù)顯盒(3)相連，活動測頭(8)分別與位移傳感器(9)的連桿和尺身(5)頂部的導(dǎo)桿(14)相連，導(dǎo)桿(14)裝在尺身(5)上的導(dǎo)向塊(15)內(nèi)，導(dǎo)桿(14)上套有靠尺身(5)上的卡子(17)定位的彈簧(16);傳動握把(4)裝在尺身(5)的頂部，傳動握把(4)的活動部分連接到導(dǎo)桿(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子式鐵路軌距尺，其特征在于活動端測座(7)上裝有活動端護(hù)套(I);固定端測座(13)上裝有固定端護(hù)套(6);尺身(5)的頂部裝有頂部護(hù)套(2);尺身(5)的底部裝有底部護(hù)套(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子式鐵路軌距尺，其特征在于所述數(shù)顯盒(3)包括對外接口電路(18)、升壓電路(19)、微處理器(20)、顯示電路(21)、位移傳感器(22)、穩(wěn)壓電路(23)、蜂鳴器電路(24)、電池電壓采集電路(25)、按鍵電路(26)、傾角傳感器(27);對外接口電路(18)中的端口連接到微處理器(20)的通用I/O 口，升壓電路(19)的控制端與微處理器(20)的通用I/O 口相連；升壓電路(19)的電壓輸出與顯示電路(21)的驅(qū)動電源相連；顯示電路(21)的數(shù)據(jù)端口與微處理器(20)的通用I/O 口相連；位移傳感器(22)的模擬輸出端口與傾角傳感器(27)的模擬輸入端口相連；傾角傳感器(27)的數(shù)據(jù)端口與微處理器(20)的通用I/O 口相連；按鍵電路(26)的按鍵狀態(tài)檢測端與微處理器(20)的通用I/O 口相連；電池電壓采集電路(25 )的電壓輸出端口與微處理器(20 )的A/D采集端口相連；蜂鳴器電路(24)的控制端與微處理器(20)的通用I/O 口相連；穩(wěn)壓電路(23)中的穩(wěn)壓可控芯片控制端與微處理器(20)的通用I/O 口相連，穩(wěn)壓可控芯片的輸出與傾角傳感器(27)的電源相連。
專利摘要一種電子鐵路軌距尺，用于鐵軌超高及軌距自動測量。尺身活動端裝有帶有活動測頭的活動端測座；固定端裝有帶有固定測頭的固定端測座；尺身底部裝有位移傳感器及傾角傳感器，傾角傳感器與數(shù)顯盒相連，活動測頭分別與位移傳感器的連桿和尺身頂部的導(dǎo)桿相連，導(dǎo)桿裝在尺身上的導(dǎo)向塊內(nèi)，導(dǎo)桿上套有靠尺身上的卡子定位的彈簧；傳動握把裝在尺身的頂部，傳動握把的活動部分連接到導(dǎo)桿上；尺身的頂部裝有頂部護(hù)套；尺身的底部裝有底部護(hù)套。本實用新型在開機狀態(tài)下，拉動傳動握把把手，將軌距尺放置在鐵軌上，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，便可從顯示屏上直接讀取鐵軌高度差數(shù)據(jù)和軌距數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量數(shù)據(jù)精度高，測量穩(wěn)定可靠，自動化程度高。
文檔編號G01B21/16GK202734802SQ20122043215
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者呂肖晗, 成中臺, 呂治安 申請人:襄陽海特測控技術(shù)有限公司