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一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪。本实用新型解决其技术问题所采用的该新型摆式仪由四部分构成，摆式仪滑动座平台、摆式仪水平台、调节杆、摆杆和摆头。摆式仪滑动平台由外板6、内板12、滚柱21、弹簧22、销11、紧固螺钉15组成，内板和外板由销连接，内板左右两边和外板上边通过滚柱与钢轨接触。摆式仪水平台由四个电机2、四根带有螺纹的轴25、销26、电源20、控制盒16、橡胶垫27、外板6组成。四个电机带动有螺纹的轴控制外板的水平度，由水平传感器采集信号传给单片机控制水平。
【专利说明】
一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于单片机控制的能够实时显示并储存测试时间、载荷、黏着系数的智能摆式仪，尤其涉及一种可通过滑动滑块来调节载荷来测试不同载荷下的黏着系数。

【背景技术】
[0002]目前，现代铁路上主要用传统摆式仪、手推摩擦计、测试车测量刚轨摩擦系数。传统摆式仪操作比较繁琐，因为摆式仪是属于精密装备，所以为了测量一个点的黏着系数传统摆式仪开始的调试时间比较长，工作效率很低并且测量精度受人为因素很大，手推摩擦计进行轨面抗滑性测试，速度慢，效率低。测试车结构复杂，过去主要用于科研工作，现已被发达国家用于实际摩擦系数测量工作，通过在车辆上增设测试轮以及相应设备，可以测量不同车速和不同车轮荷载下的摩擦系数，这是一种可靠的摩擦系数测定方法，这种方法效率高，但价格十分昂贵。


【发明内容】

[0003]为了克服现有的测试装备不能实时显示储存大量数据信息(比如:测试车速、载荷、黏着系数等)和测量结果受人为因素影响很大的不足，本实用新型对英国政府机构一科学和工业研究部公路研究实验室研制的摆式仪的结构进行很大的智能和机械优化，使摆式仪在钢轨上可以移动，测量完一个点后，可以到下面一个指定点，自动调整水平，测量结束后，LCD自动显示测量值包括黏着系数、测试时间、测量载荷等等。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该新型摆式仪由四部分构成，摆式仪滑动座平台、摆式仪水平台、调节杆、摆杆和摆头。
[0005]摆式仪滑动平台由外板6、内板12、滚柱21、弹簧22、销11、紧固螺钉15组成，内板和外板由销连接，内板左右两边和外板上边通过滚柱与钢轨接触。摆式仪水平台由四个电机2、四根带有螺纹的轴25、销26、电源20、控制盒16、橡胶垫27、外板6组成。四个电机带动有螺纹的轴控制外板的水平度，由水平传感器采集信号传给单片机控制水平。
[0006]当摆式仪在钢轨上固定后，通过水平台上的四个电机调整水平度，水平后，拧松紧固螺钉17，在带有刻度的板上滑动滑块，通过调节杆改变测量载荷，调整好后，把螺钉拧紧。摆自动摆到90度，然后测量开始，通过摆头上的橡胶块与轨面滑动接触损失的能量得出黏着系数值，由单片机自动计算出，显示在LCD上。能量损失值由角度传感器测量角度差通过单片机算出，然后通过公式算出黏着系数。
[0007]参考公式如下:
[0008]
,110 I\1

SJt ~~~m___ ___ _ …
^iSRV 3 j
[0009]u是滑动摩擦系数；SRV是能量损失值。
[0010]单片机进行数据处理后，黏着系数、车速、测量载荷等指标实时显示在LCD显示屏上，并且数据可以保留在Flash储存器中。测量的数据也可以上传到上位机，通过数据处理软件实时显示黏着系数曲线图观察系数变化情况。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012](I)本实用新型与现有技术的最大不同之处在于最大程度的减少人为因素的影响，并且测完一点后不用从钢轨上取下，可以直接测量下一点的黏着系数。
[0013](2)摆式仪在钢轨上固定后，通过水平台上的四个电机调整水平度，水平后，拧松紧固螺钉17，在带有刻度的板上滑动滑块，通过调节杆改变测量载荷，调整好后，把螺钉拧紧。
[0014](3)测试完可以实时显示测量的钢轨黏着系数等测量指标，同时方便用户随时提取以前同样条件、地点的测量数据，进行比较。
[0015](4)当摆式仪在轨道上测试时，可以把数据实时传输到上位机上，通过上位机的数据处理软件，实时显示黏着系数等测量指标的曲线图。
[0016]【专利附图】

【附图说明】:
[0017]图1为新型摆式仪的整体外观示意图。
[0018]图2为钢轨滑动座平台结构示意图。
[0019]图3为摆式仪滑动座平台上面结构示意图。
[0020]图4为摆式仪手拉设备结构示意图。
[0021]图5为摆杆和滑块结构示意图。
[0022]调节杆1、电机2、变速机构3、角度传感器4、摆杆5、外板6、变速机构7、销8、手拉设备9、钢轨10、销11、内板12、摆头13、紧固螺钉14，15，17、控制盒16、有刻度的滑板18、滚柱19，23、电源20、手拉设备外壳21、弹簧22、轴24、带有螺纹的轴25、销26、橡胶垫27、螺栓28、手柄29、尼龙绳30、橡胶块31、弹簧32。
[0023]【具体实施方式】:
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明:
[0025]如附图1所示，本实用新型的组成包括摆式仪滑动座平台、摆式仪水平台、调节杆、摆杆和摆头等。
[0026]实施例1、本实用新型的滑动座平台主要由外板(6)、内板(12)、滚珠(21)、弹簧
(22)、销(11)、紧固螺钉(15)组成，内板和外板由销连接，内板左右两边和外板上边通过滚柱与钢轨接触，并且内板外板之间和内板和钢轨之间由紧固螺钉固定。
[0027]实施例2、本实用新型水平台由四个电机(2)、四根带有螺纹的轴(25)、销(26)、电源(20 )、控制盒(16 )、橡胶垫(27 )、外板(6 )组成。四个电机带动带有螺纹的轴控制外板的水平度，由水平传感器采集信号传给单片机控制水平。
[0028]实施例3、按下测量按钮，单片机控制摆杆(5)向右摆到90度，开始测量后，摆杆
(5)向左摆动，当摆到钢轨上方时，橡胶滑块(31)与轨面产生滑动摩擦。所以会有能量损失，通过角度传感器可以测出角度差，单片机算出能量损失值和黏着系数。
[0029]实施例4、当测量下一点黏着系数时，不用从钢轨上取下摆式仪，可以拉动手拉设备，让摆式仪到指定位置，然后拧紧螺钉，调节好测量载荷，自动调整水平，开始测量，最大程度减少人为因素影响。
[0030]本实用新型的工作方法如下:
[0031]当摆式仪在钢轨上固定后，通过水平台上的四个电机调整水平度，水平后，拧松紧固螺钉(17)，在带有刻度板上滑动滑块，通过调节杆改变测量载荷，调整好后，把螺钉拧紧。摆自动摆到90度，然后测量开始，当摆到钢轨上方时，橡胶滑块(31)与轨面产生滑动摩擦，所以会有能量损失SRV，通过角度传感器可以测出角度差，信号传给单片机算出能量损失值和黏着系数。测试值自动显示在LCD并且可以储存在Flash存储器上，方便以后提取数据。测试结束后，拧松螺钉，取下摆式仪。
[0032]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改造，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪，其特征是本实用新型由四部分构成，摆式仪滑动座平台、摆式仪水平台、调节杆、摆杆和摆头，摆式仪滑动座平台由外板(6)、内板(12)、滚柱(21)、弹簧(22)、销(11)、紧固螺钉(15)组成，内板和外板由销连接，内板左右两边和外板上边通过滚柱与钢轨接触。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪，其特征在于:本实用新型水平平台由四个电机(2)、四根带有螺纹的轴(25)、销(26)、电源(20)、控制盒(16)、橡胶垫(27)、外板(6)组成，四个电机带动带有螺纹的轴控制外板的水平度，由水平传感器采集信号传给单片机控制水平。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪，其特征在于:摆式仪滑动座平台水平后，按下测量按钮，单片机控制摆杆(5)向右摆到90度，开始测量后，摆杆(5)向左摆动，当摆到钢轨上方时，橡胶滑块(31)与轨面产生滑动摩擦，所以会有能量损失，通过角度传感器可以测出角度差，单片机算出能量损失值和黏着系数。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于单片机控制的测量轮轨黏着系数新型摆式仪，其特征在于:单片机进行数据处理后，黏着系数、车速、测量载荷实时显示在LCD显示屏上，并且数据可以保留在Flash储存器中，测量的数据也可以上传到上位机，通过数据处理软件实时显示黏着系数曲线图观察系数变化情况。
【文档编号】G01N19/04GK203965303SQ201420309560
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】肖乾, 方骏, 黄海军, 吴骁 申请人:华东交通大学