用于接觸式傳感器的支架以及接觸式檢測裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于接觸式傳感器的支架以及接觸式檢測裝置和系統(tǒng)，其中，該支架包括傳感器安裝部、導軌和升降驅動部，其中，升降驅動部包括四邊形支架和驅動電機，該驅動電機驅動四邊形支架在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形以帶動傳感器安裝部在工作位置和非工作位置之間運動。通過上述技術方案，利用四邊形支架支撐接觸式傳感器在工作位置和非工作位置之間運動，因此能夠在不需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到非工作位置，在需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到工作位置，從而能偶保護傳感器，避免傳感器發(fā)生不必要的磨損，減少了傳感器的更換和維護，提高了傳感器的使用壽命。
【專利說明】用于接觸式傳感器的支架以及接觸式檢測裝置和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測及控制，具體地，涉及一種用于接觸式傳感器的支架、接觸式檢測裝置和接觸式檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]超聲波檢測是根據超聲波在被檢工件中傳播時，遇到工件內部的缺陷阻礙而產生超聲波的反射、透射、衍射等物理現(xiàn)象，來推斷缺陷及其特征的一種無損檢測方法，是現(xiàn)行的五大常規(guī)無損檢測方法之一，在目前工業(yè)檢測領域應用非常廣泛。
[0003]超聲波檢測按換能器類型，也就是超聲波產生的方式，可以分為壓電超聲、電磁超聲、激光超聲等，其中基于壓電效應的超聲換能器以其較高的轉換效率，應用最為廣泛，常用的換能器材料為壓電陶瓷。在壓電超聲檢測中，接觸式的壓電超聲檢測應用最為廣泛，其最大的缺點是超聲波傳感器會隨著大量的檢測而產生磨耗，影響傳感器的耦合性能，嚴重時還會導致傳感器激發(fā)的超聲波角度發(fā)生改變，因此縮短了傳感器的使用壽命。
[0004]在鐵路車輪在線超聲波自動化檢測中，如圖1所示，圖中的箭頭方向指示車輪的旋轉方向和前進方向，車輪在線超聲波檢測中，傳感器沿車輪的滾動方向線性排列，車輪在這樣的傳感器線性陣列上滾動一周實現(xiàn)全部滾動面的檢測。陣列中的每個傳感器的工作位置會高出車輪滾動面最低點一定距離，傳感器固定在傳感器支架上，傳感器支架對傳感器彈性支撐，并將傳感器偏壓在工作位置。該傳感器支架通常包括殼體201、蓋板202和彈性件203，該彈性件203的下端固定在殼體201的下端，彈性件203的上端通過蓋板202限制在殼體201之內，接觸式傳感器100安裝在彈性件203的上端并能夠將彈性件203向殼體201內壓縮。
[0005]當車輪滾壓傳感器時，傳感器支架被壓縮，傳感器的高度會隨著與車輪的接觸而下降，這個過程中傳感器激發(fā)超聲波進入車輪，實現(xiàn)車輪對應位置的超聲波檢測，傳感器支架內部的彈力回復力用來保證傳感器與車輪滾動面耦合良好。
[0006]目前，為了減少調車難度，增加檢測的靈活性，基于這種壓電鏡片超聲波傳感器線性陣列的車輪在線檢測設備的安裝位置，通常都會選擇安裝在機車車輛進出檢修庫的必經之路上，這樣每次進出檢修庫的機車車輛都有機會對其車輪進行檢測，不會產生額外的調車工作。其缺點是出入庫的所有車輪都經過了傳感器陣列，包括需要檢測的車輪和尚未到達檢測周期的車輪。在現(xiàn)有的鐵路車輪在線超聲波檢測設備上，用于夾持超聲波傳感器的支架都是固定的，傳感器支架的位置或高度都不可調節(jié)，致使超聲波傳感器始終處于工作位置。當這些未到檢測周期且不需要檢測的車輪都滾壓過傳感器陣列時，傳感器會產生無謂的磨耗，影響傳感器性能，縮短超聲波傳感器的壽命。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種用于接觸式傳感器的支架，該支架能夠調整接觸式傳感器位于工作位置或非工作位置。[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于接觸式傳感器的支架，其中，該支架包括傳感器安裝部、導軌和升降驅動部，該傳感器安裝部在該升降驅動部的驅動下沿該導軌在工作位置和非工作位置之間運動，
[0009]其中，所述升降驅動部包括四邊形支架和驅動電機，該四邊形支架包括相對設置的第一頂點和第二頂點，該第二頂點安裝在底板上，該第一頂點安裝在所述傳感器安裝部上，該驅動電機驅動所述四邊形支架在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形以帶動所述傳感器安裝部在所述工作位置和所述非工作位置之間運動，當所述四邊形支架處于該伸展狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最大值，所述傳感器安裝部位于所述工作位置，當所述四邊形支架處于該壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最小值，所述傳感器安裝部位于所述非工作位置。
[0010]優(yōu)選地，所述第一頂點始終位于所述第二頂點的豎直上方，所述升降驅動部設置在所述傳感器安裝部的下方，以沿豎直方向驅動所述傳感器安裝部。
[0011]優(yōu)選地，所述升降驅動部還包括與所述傳感器安裝部連接的復位件，該復位件向所述傳感器安裝部施加使所述傳感器安裝部具有向非工作位置運動趨勢的回復力。
[0012]優(yōu)選地，所述四邊形支架的四個側邊的長度相等。
[0013]優(yōu)選地，所述四邊形支架的邊長為16mm。
[0014]優(yōu)選地，當所述四邊形支架處于所述伸展狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為62°，當所述四邊形支架處于所述壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為124°。
[0015]優(yōu)選地，所述導軌包括沿豎直方向延伸的左側導軌和右側導軌，該左側導軌和右側導軌相對地設置在所述傳感器安裝部的兩側并與所述傳感器安裝部的滑動部相配合。
[0016]優(yōu)選地，所述底板連接在所述左側導軌和右側導軌之間，所述升降驅動部安裝在該底板上。
[0017]本實用新型還提供一種接觸式檢測裝置，該接觸式檢測裝置包括接觸式傳感器和支架，其中，該支架為本實用新型所述的支架。
[0018]本實用新型還提供一種接觸式檢測系統(tǒng)，該接觸式檢測系統(tǒng)包括接觸式檢測裝置和控制器，其中，該接觸式檢測裝置為本實用新型所述的接觸式檢測裝置，該控制器與所述驅動電機連接。
[0019]通過上述技術方案，利用四邊形支架支撐接觸式傳感器在工作位置和非工作位置之間運動，因此能夠在不需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到非工作位置，在需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到工作位置，從而能偶保護傳感器，避免傳感器發(fā)生不必要的磨損，減少了傳感器的更換和維護，提高了傳感器的使用壽命。
[0020]本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0022]圖1是接觸式傳感器及根據現(xiàn)有技術的支架的示意圖，圖中左側的接觸式傳感器及其支架位于工作位置，右側的接觸式傳感器及其支架位于非工作位置；[0023]圖2是接觸式傳感器及根據本實用新型的優(yōu)選實施方式的支架的示意圖，圖中左側的接觸式傳感器及其支架位于工作位置，右側的接觸式傳感器及其支架位于非工作位置。
[0024]附圖標記說明
[0025]
I傳感器安裝部2導軌
21左側導軌22右側導軌
3四邊形支架4底板
100接觸式傳感器201殼體
202蓋板203彈性件
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0027]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常結合附圖中所示的方向理解，或者根據技術方案的描述結合上下文進行適當解釋。
[0028]本實用新型提供一種用于接觸式傳感器的支架，其中，該支架包括傳感器安裝部
1、導軌2和升降驅動部，該傳感器安裝部I在該升降驅動部的驅動下沿該導軌2在工作位置和非工作位置之間運動，
[0029]其中，所述升降驅動部包括四邊形支架3和驅動電機，該四邊形支架3包括相對設置的第一頂點和第二頂點，該第二頂點安裝在底板4上，該第一頂點安裝在所述傳感器安裝部I上，該驅動電機驅動所述四邊形支架3在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形以帶動所述傳感器安裝部I在所述工作位置和所述非工作位置之間運動，當所述四邊形支架3處于該伸展狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最大值，所述傳感器安裝部I位于所述工作位置，當所述四邊形支架3處于該壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最小值，所述傳感器安裝部I位于所述非工作位置。
[0030]如圖1所示為根據本實用新型優(yōu)選實施方式的用于接觸式傳感器的支架，圖中左側的接觸式傳感器及支架處于工作位置，右側的接觸式傳感器及支架處于非工作位置。
[0031]在本實用新型的技術方案中，該支架主要應用于接觸式傳感器，接觸式傳感器安裝在傳感器安裝部I上，升降驅動部驅動該傳感器安裝部I沿導軌2運動，并且通過升降驅動部和導軌2將傳感器安裝部I限制在工作位置和非工作位置之間。
[0032]本實用新型對該支架的傳感器安裝部1、導軌2和升降驅動部的具體結構并不加以限定，任何能夠適用于本實用新型的技術方案的具體結構都可以應用于此。而且本實用新型對工作位置和非工作位置之間的關系也不加以限定，這需要接合支架的具體結構進行設定。通常，工作位置相對于非工作位置要遠離支架。而且升降驅動部可以在任意方向上驅動傳感器安裝部1，即接觸式傳感器可以在任何方向上伸縮，而并非僅限于豎直方向。
[0033]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，升降驅動部包括四邊形支架3和驅動電機，該四邊形支架包括四個側邊和四個頂點，其中第一頂點和第二頂點為相對的兩個頂點，該第二頂點安裝在底板4上，第一頂點安裝在傳感器安裝部I上。驅動電機能夠驅動四邊形支架3在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形以帶動傳感器安裝部I在工作位置和非工作位置之間運動。
[0034]根據四邊形結構的不穩(wěn)定形，當相對的第一頂點和第二頂點分別固定時，通過改變四邊形的四條邊之間的夾角，就可以調整第一頂點和第二頂點之間的距離，以第一頂點和第二頂點之間的距離縮小到最小為壓縮狀態(tài)，以第一頂點和第二頂點之間的距離伸展到最大為伸展狀態(tài)，這樣使得傳感器安裝部I與底板4之間的距離在四邊形結構的變化范圍內單調地變化。
[0035]當四邊形支架3處于伸展狀態(tài)時，第一頂點和第二頂點之間的距離為最大值，此時傳感器安裝部I距離安裝有第二頂點的底板4最遠，即傳感器安裝部I位于工作位置；當四邊形支架3處于壓縮狀態(tài)時，第一頂點和第二頂點之間的距離為最小值，此時傳感器安裝部I距離安裝有第二頂點的底板4最近，即傳感器安裝部I位于非工作位置。
[0036]需要說明的是，由于四邊形支架3的第一頂點安裝在傳感器安裝部I上，因此無論四邊形支架如何變形，都會帶動傳感器安裝部I 一起運動。而且，四邊形支架3主要在第一頂點和第二頂點的連接的方向上進行伸縮，也就是說四邊形支架3通過改變側邊之間的夾角而使第一頂點沿第一頂點和第二頂點的連線方向相對于第二頂點移動。
[0037]通過上述技術方案，利用四邊形支架支撐接觸式傳感器在工作位置和非工作位置之間運動，因此能夠在不需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到非工作位置，在需要使用接觸式傳感器時通過支架將傳感器移動到工作位置，從而能偶保護傳感器，避免傳感器發(fā)生不必要的磨損，減少了傳感器的更換和維護，提高了傳感器的使用壽命。
[0038]優(yōu)選地，所述第一頂點始終位于所述第二頂點的豎直上方，所述升降驅動部設置在所述傳感器安裝部I的下方，以沿豎直方向驅動所述傳感器安裝部I。
[0039]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，該接觸式傳感器優(yōu)選地為沿豎直方向運動，SP升降驅動部能夠控制傳感器安裝部I沿豎直方向運動。在【背景技術】所提供的一種應用情況中，在軌道列車的車輪檢測中，接觸式傳感器通常承受車輪施加的豎直方向上的壓力，因此優(yōu)選地，該升降驅動部設置在傳感器安裝部I的下方，從而便于沿豎直方向驅動所述傳感器安裝部I。
[0040]優(yōu)選地，所述升降驅動部還包括與所述傳感器安裝部I連接的復位件，該復位件向所述傳感器安裝部I施加使所述傳感器安裝部I具有向非工作位置運動趨勢的回復力。
[0041]由于接觸式傳感器大多數(shù)時間處于非工作的狀態(tài)，為了防止由于支架的狀態(tài)設置的錯誤而導致接觸式傳感器的磨損，在本優(yōu)選實施方式中設置了復位件，該復位件能夠對傳感器安裝部I施加回復力，該回復力使得傳感器安裝部I具有向非工作位置運動趨勢。
[0042]在上述的采用四邊形支架3作為升降驅動部的優(yōu)選實施方式中，傳感器安裝部I與第一頂點連接，第二頂點固定在底板4上，因此當四邊形支架3發(fā)生伸縮變化時，驅動電機驅動四邊形支架3的側邊相對地運動，以使第一頂點相對于第二頂點運動，但是如果發(fā)生卡滯等現(xiàn)象導致使傳感器安裝部I回復到非工作位置的作用力小于傳感器安裝部I受到的阻力，就會使得傳感器安裝部I無法回到非工作位置，增大了接觸式傳感器的磨損。
[0043]而且，為了避免接觸式傳感器發(fā)生不必要的磨損，通常使傳感器安裝部I只有在工作時伸出到工作位置，在不工作時保持縮回到非工作位置，因此設置復位件以對傳感器安裝部I施加向非工作位置的回復力，該復位件通常為彈簧等彈性件(未圖示)，該彈性件的一端與傳感器安裝部I連接，另一端與底板4或者其他固定不動的基架連接以將傳感器安裝部I朝向與底板4連接的第二頂點一側偏壓。
[0044]優(yōu)選地，所述四邊形支架3的四個側邊的長度相等。因此，該四邊形為菱形，連接四邊形支架3的第一頂點和第二頂點的對角線的兩側關于該對角線對稱，當四邊形支架3在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形時，對角線的兩側的側邊相對稱的變形，這樣更便于驅動電機的控制，即驅動電機只需要對兩側的側邊進行相應的控制，使得兩側的側邊之間的夾角相同即可。
[0045]尤其是，當?shù)谝豁旤c和第二頂點沿豎直方向設置時，即第一頂點和第二頂點的連線沿豎直方向設置時，第一頂點沿豎直方向相對于第二頂點運動，從而在豎直方向上帶動傳感器安裝部I運動。
[0046]優(yōu)選地，所述四邊形支架3的邊長為16mm。優(yōu)選地，當所述四邊形支架3處于所述伸展狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為62°，當所述四邊形支架3處于所述壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為124°。上述參數(shù)為如圖2所示的優(yōu)選實施方式中優(yōu)選地設置的參數(shù)，本領域技術人員可以根據實際情況進行相應的調整，本實用新型對此并不加以限制。
[0047]優(yōu)選地，所述導軌2包括沿豎直方向延伸的左側導軌21和右側導軌22，該左側導軌21和右側導軌22相對地設置在所述傳感器安裝部I的兩側并與所述傳感器安裝部I的滑動部相配合。
[0048]在本優(yōu)選實施方式中，導軌2包括左側導軌21和右側導軌22，該左側導軌21和右側導軌22設置在傳感器安裝部I的相對地兩側，即在圖2中所示的左側和右側，并且傳感器安裝部I上設置有滑動部，該滑動部能夠與導軌2配合并沿導軌滑動。
[0049]本實用新型對導軌2的設置方式并不加以限制，具體地，對導軌2的數(shù)量，設置方向等都不加以限制，以上僅結合附圖2提供了一種優(yōu)選的實施方式。
[0050]優(yōu)選地，所述底板4連接在所述左側導軌21和右側導軌22之間，所述升降驅動部安裝在該底板4上。
[0051]在本優(yōu)選實施方式中，底板4連接在左側導軌21和右側導軌22之間，即該左側導軌21、底板4和右側導軌22形成一個直角半框的結構，如圖2所示，傳感器安裝部I設置在左側導軌21和右側導軌22之間，升降驅動部安裝在底板4之間，以驅動該傳感器安裝部I沿左側導軌21和右側導軌22相對于底板4沿直線運動。
[0052]本實用新型還提供一種接觸式檢測裝置，該接觸式檢測裝置包括接觸式傳感器和支架，其中，該支架為本實用新型所述的支架。
[0053]本實用新型還提供一種接觸式檢測系統(tǒng)，該接觸式檢測系統(tǒng)包括接觸式檢測裝置和控制器，其中，該接觸式檢測裝置為本實用新型所述的接觸式檢測裝置，該控制器與所述驅動電機連接。
[0054]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。[0055]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0056]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.一種用于接觸式傳感器的支架，其特征在于，該支架包括傳感器安裝部(I)、導軌(2)和升降驅動部，該傳感器安裝部(I)在該升降驅動部的驅動下沿該導軌(2)在工作位置和非工作位置之間運動， 其中，所述升降驅動部包括四邊形支架(3)和驅動電機，該四邊形支架(3)包括相對設置的第一頂點和第二頂點，該第二頂點安裝在底板(4)上，該第一頂點安裝在所述傳感器安裝部(I)上，該驅動電機驅動所述四邊形支架(3)在伸展狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形以帶動所述傳感器安裝部(I)在所述工作位置和所述非工作位置之間運動，當所述四邊形支架(3)處于該伸展狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最大值，所述傳感器安裝部(I)位于所述工作位置，當所述四邊形支架(3)處于該壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點與所述第二頂點之間的距離為最小值，所述傳感器安裝部(I)位于所述非工作位置。
2.根據權利要求1所述的支架，其特征在于，所述第一頂點始終位于所述第二頂點的豎直上方，所述升降驅動部設置在所述傳感器安裝部(I)的下方，以沿豎直方向驅動所述傳感器安裝部(I)。
3.根據權利要求1所述的支架，其特征在于，所述升降驅動部還包括與所述傳感器安裝部(I)連接的復位件，該復位件向所述傳感器安裝部(I)施加使所述傳感器安裝部(I)具有向非工作位置運動趨勢的回復力。
4.根據權利要求1所述的支架，其特征在于，所述四邊形支架(3)的四個側邊的長度相坐寸ο
5.根據權利要求4所述的支架，其特征在于，所述四邊形支架(3)的邊長為16mm。
6.根據權利要求4所述的支架，其特征在于，當所述四邊形支架(3)處于所述伸展狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為62°，當所述四邊形支架(3)處于所述壓縮狀態(tài)時，所述第一頂點和所述第二頂點的內角為124°。
7.根據權利要求1所述的支架，其特征在于， 所述導軌(2)包括沿豎直方向延伸的左側導軌(21)和右側導軌(22)，該左側導軌(21)和右側導軌(22)相對地設置在所述傳感器安裝部(I)的兩側并與所述傳感器安裝部(I)的滑動部相配合。
8.根據權利要求7所述的支架，其特征在于， 所述底板(4)連接在所述左側導軌(21)和右側導軌(22)之間，所述升降驅動部安裝在該底板(4)上。
9.一種接觸式檢測裝置，該接觸式檢測裝置包括接觸式傳感器和支架，其特征在于，該支架為權利要求1-8中任意一項所述的支架。
10.一種接觸式檢測系統(tǒng)，該接觸式檢測系統(tǒng)包括接觸式檢測裝置和控制器，其特征在于，該接觸式檢測裝置為權利要求9所述的接觸式檢測裝置，該控制器與所述驅動電機連接。
【文檔編號】G01N29/22GK203658318SQ201320825732
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】薛埃生, 楊巨平, 袁明, 辛民, 石興, 黃維, 黃永巍, 任明照 申請人:中國神華能源股份有限公司, 中國神華能源股份有限公司鐵路貨車運輸分公司, 中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所