本發(fā)明專利涉及一種對鐵路兩股鋼軌之間的水平高低尺寸和軌距尺寸進行測量的測量裝置，尤其是對水平高低的測量準確性高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，使用簡單方便。

背景技術：

目前，鐵路軌距尺對水平高低尺寸的測量，按照原理分類有三種，標尺式，螺旋式，電子感應式。

標尺式鐵路軌距尺，就是在尺身中間上安裝一個水準泡，在尺身的一端垂直安裝一把直板尺，把軌距尺放置兩股鋼軌上，直板尺的一端放在水平低的鋼軌上，當水準泡居中時，直板尺顯示的尺寸就是兩股鋼軌間的水平高低差。

這種標尺式鐵路軌距尺存在的問題：標尺每次放置垂直度，存在明顯偏差，對測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和重復性影響大。標尺垂直伸出尺身后，特別容易碰撞變形，一旦變形，數(shù)據(jù)就不準確。目前是國家不提倡，不推廣，不進行產(chǎn)品認證。

螺旋式鐵路軌距尺，是在尺身上安置一個水準泡總成，一個大尺寸螺矩的螺旋結構，水準泡總成的一端安裝在螺矩里面，螺旋結構上面安置一個圓刻度盤。測量時，將軌距尺放置在兩根鋼軌上，旋轉螺旋，帶動水準泡總成升降，當水準泡居中時，圓片上刻度顯示軌距尺的水平高低尺寸。

這種軌距尺，目前是市場上普遍使用。存在的問題，螺旋結構零件多，各零件間隔對尺寸影響很大，造成誤差大；螺旋結構上刻度盤形體比較大，突出尺身，容易碰撞變形，造成顯示數(shù)據(jù)誤差極大。實際應用效果不理想。

電子感應式軌距尺，是利用電子感應器，感應出軌距尺的兩端的水平高低差，結合芯片設計，顯示軌距尺的兩端的水平高低。

這種軌距尺優(yōu)點是比較準確。但缺點是故障多，穩(wěn)定性差，價格貴，經(jīng)不起破壞性試驗。電子感應器本身存在數(shù)據(jù)漂移的共性，造成顯示數(shù)據(jù)變化，影響穩(wěn)定性和重復性指標。電子結構配件多，故障多。經(jīng)不起碰撞，耐破壞性能差。價格貴，影響推廣。

以上三種軌距尺測量時，都是正切原理，既測量點的位移旋轉的，而反映出來的數(shù)據(jù)是相應點垂直線的長度。實際使用中，都要按照《JJG219-2008》修正。

技術實現(xiàn)要素：

為了提供一種數(shù)據(jù)準確，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，耐破壞，使用簡單方便的軌距尺，本發(fā)明專利提供一種全新測量原理，設計一套全新的測量裝置。

1本發(fā)明專利所述的裝置包括：

(1).一套水平滑塊總成。水平滑塊總成包括：水平滑塊，水準泡，圓軸，彈簧1。在軌距尺的H形尺身上設計安裝一種水平滑塊，上面安裝水準泡，水平滑塊一端用圓軸固定在尺身上，圓軸圓心是一個作用點，水平滑塊另一端固定鋼絲繩1，鋼絲繩1連接到動滑輪組的軸體上，水平滑塊固定鋼絲繩1的點為另一個作用點。水平滑塊可以圍繞圓軸上下旋轉。水平滑塊兩個作用點的長度，比軌距尺測量水平時基準長度1505mm縮小n倍。

(2).一套滑輪組件，由一套定滑輪組，一套動滑輪組，鋼絲繩2組成。動滑輪組和定滑輪組中滑輪外徑都是帶U形或V形槽。定滑輪組和動滑輪組用鋼絲繩2穿連在一起，形成一個滑輪組合。設計中滑輪組合中距離和力是以n倍進行轉換，既拉動鋼絲繩2的移動距離，比動滑輪組移動距離擴大n倍，同時動滑輪組的力是作用在鋼絲繩2上的力的n倍。

(3).顯示部件。顯示部件，有標尺式和數(shù)顯式兩種。標尺式顯示部件由帶有刻度主標尺，帶有標尺指示線副標尺組成。主標尺或副標尺，選一件固定在鋼絲繩2上，另一件固定在尺身上；數(shù)顯式顯示部件，由數(shù)顯框，尺身組成。數(shù)顯框和尺身，選一件固定在鋼絲繩2上，另一件固定在尺身上。

(4).手輪操作組合部件。手輪操作組合部件由兩個手輪，一個繞線輪，一個手輪軸，一個彈簧2組成。繞線輪帶有U形凹槽，繞線輪連接鋼絲繩2。

(5).定滑輪。安裝在尺身上，用來改變鋼絲繩1的方向，設置在水平滑塊和滑輪組合之間。定滑輪中滑輪外徑是帶U形或V形槽。因為定滑輪能夠改變方向，所以這個定滑輪通過鋼絲繩1把水平滑塊的上下位移轉變?yōu)樗轿灰苽鬟f給動滑輪組。

(6)本發(fā)明專利設計中的水平滑塊總成，滑輪組件，鋼絲繩1，鋼絲繩2，顯示裝置，繞線輪全部安裝在尺身內(nèi)部，碰撞不到，耐破壞，提高軌距尺的穩(wěn)定性。

2.本發(fā)明專利發(fā)明所述的測量原理包括：

(1).設計中，水平滑塊固定鋼絲繩點，上下移動距離的值，是軌距尺測量時兩端水平高低差的值縮小n倍。軌距尺測量水平前，都要進行檢定，檢定時先把軌距尺調(diào)到水平狀態(tài)，既水平高低為0，水平滑塊水準泡調(diào)居中，這樣水平滑塊中心線和軌距尺中心線平行且都在水平為0的水平線上。軌距尺測量水平高低時，軌距尺兩端搭在兩根鋼軌頂面，假設兩根鋼軌有水平高低差，這時軌距尺中心線產(chǎn)生傾斜，不在水平0線上，水平滑塊中心線平行軌距尺中心線，所以也不在水平0線上。測量時，通過水平滑塊圍繞圓軸上下旋轉，旋轉到水準泡居中時，水平滑塊中心線處于水平0位線上，水平為0。水平滑塊旋轉時，水平滑塊中心線從平行軌距尺中心線開始旋轉，旋轉到水準泡居中時，正好處在水平0位線，水平滑塊旋轉的角度β。測量時，軌距尺放在兩根鋼軌頂面上，中心線產(chǎn)生傾斜，軌距尺中心線從水平0位線旋轉，旋轉到測量時軌距尺傾斜狀態(tài)的中心線，其所產(chǎn)生的角θ，θ＝β。所以，測量時，水平滑塊固定鋼絲繩點的上下位移，和軌距尺相應一端的上下位移成正比，又因為水平滑塊兩作用點的長度比軌距尺水平基準長度縮小n倍，所以水平滑塊固定鋼絲繩點的位移長度的值，就是軌距尺兩端水平高低差的值縮小n倍。

(2)本發(fā)明專利設計安裝一套滑輪組合，由一套定滑輪組，一套動滑輪組組成。定滑輪組和動滑輪組用鋼絲繩2穿連在一起，形成一個滑輪組合。設計中滑輪組合的距離和力是以n倍進行轉換，既鋼絲繩2的移動距離，是動滑輪組移動距離的n倍，同時動滑輪組的力是作用在鋼絲繩2的力的n倍。動滑輪組和鋼絲繩2移動時，做的功都是相等的。NS＝ns，N動滑輪組的力，S是動滑輪組移動的距離，n是鋼絲繩2的力，s鋼絲繩2的移動距離。所以，鋼絲繩2的移動距離，比動滑輪組移動距離擴大n倍，鋼絲繩2作用力比動滑組的作用力縮小n倍，相反，動滑輪組移動距離比鋼絲繩2縮小n倍，作用力是鋼絲繩2的作用力n倍。

(3)本發(fā)明專利原理設計誤差為0。軌距尺測量時水平高低差的值，反映到水平滑塊上點位移的長度值，縮小n倍，再通過鋼絲繩1傳遞動滑輪組軸體上，動滑輪組通過滑輪組合傳遞到鋼絲繩2，擴大n倍，正好還原了軌距尺測量時兩端實際水平高低差的值，所以原理設計誤差為0，大大提高了測量的準確性。顯示裝置固定在鋼絲繩2上，就能顯示出測量值。

(4)測量時，水平滑塊和軌距尺旋轉的角度相等。二者測量時，相應旋轉點的位移都是圍繞角的頂點旋轉產(chǎn)生的，因此都是余弦原理，理論上完全復現(xiàn)了軌距尺的真實測量結果。

本發(fā)明專利解決其技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明專利是在鐵路軌距尺的尺身上安裝四個組合部件：(1)，水平滑塊總成部件。(2)，定滑輪組和動滑輪組組合部件。(3)，尺寸顯示組合部件。(4)，手輪操作組合部件。這四個部件由鋼絲繩1，連接水平滑塊和動滑輪組，鋼絲繩2連接動滑輪組，定滑輪組，尺寸顯示組合部件，手輪操作組合部件。

1，水平滑塊總成部件。水平滑塊總成包括：水平滑塊，水準泡，圓軸，彈簧1。水平滑塊上面安裝水準泡。水平滑塊縱向放置在軌距尺尺身內(nèi)部位置。水平滑塊一端用圓軸安裝在軌距尺尺身上，另一端可以圍繞圓軸上下旋轉。水平滑塊圓軸圓心是一個作用點，水平滑塊另一端固定鋼絲繩1，水平滑塊固定鋼絲繩1的點為另一個作用點。水平滑塊兩作用點長度是1505mm縮小n倍。1505mm是鐵路兩個鋼軌軌頭中心距離，既鐵路軌距尺測量水平高低時對應的基準距離，軌距尺上相應的位置為水平基準點。水平滑塊和動滑輪組的軸體用鋼絲繩1連接。水平滑塊上面安裝彈簧1，保持恒定的彈力，彈力方向和鋼絲繩1牽引力方向相反，這樣連接的鋼絲繩1始終處于繃緊狀態(tài)，確保水平滑塊能靈活反應出水平滑塊和動滑輪組的位移和力的變化。

2，定滑輪組和動滑輪組組合部件。定滑輪組和動滑輪組組合部件稱為滑輪組件，是定滑輪組、動滑輪組、鋼絲繩2組成。動滑輪組和定滑輪組中滑輪外徑都是帶U形或V形槽?；喗M件平行安裝在尺身上，放置在H形尺身內(nèi)部位置。定滑輪組和動滑輪組用鋼絲繩2穿連起來。定滑輪組軸固定在尺身上，動滑輪 組在H形尺身內(nèi)部滑動。鋼絲繩1連接動滑輪組的軸體和水平滑塊。定滑輪組中滑輪的只數(shù)和動滑輪組中滑輪的只數(shù)之間，設計為n倍轉換，既鋼絲繩2拉動距離的長度是動滑輪組軸體移動距離長度擴大n倍，同時鋼絲繩2的作用力比動滑輪組軸體的力縮小n倍。

這樣鋼絲繩2移動距離長度，是動滑輪組移動距離長度n倍，但力變小n倍，手輪操作部件連接著鋼絲繩2，操作時，拉動鋼絲繩2，用力小，旋轉方便。動滑輪組移動距離短，力擴大n倍，動滑輪組的軸體和水平滑塊用鋼絲繩1連接。操作手輪，鋼絲繩2的力經(jīng)過滑輪組合擴大n倍，傳遞到水平滑塊上，力的方向和水平滑塊上的彈簧1的力方向始終保持相反，這樣鋼絲繩1始終保持繃緊狀態(tài)，準確傳遞水平滑塊位移動或動滑輪組的位移動，確保軌距尺測量時靈敏性，準確性，穩(wěn)定性。

3，顯示部件。顯示部件，有標尺式和數(shù)顯式兩種。

標尺式顯示部件由帶有刻度主標尺，帶有標尺指示線副標尺組成。主標尺或副標尺，一件固定在尺身上，另一件固定在鋼絲繩2上，旋轉手輪，鋼絲繩2位移，帶動主標尺和副標尺之間相互移動，通過副標尺指示線和主標尺刻線重合位置，就顯示出軌距尺測量的數(shù)據(jù)。

數(shù)顯式顯示部件，由數(shù)顯框，尺身組成。數(shù)顯框和尺身，一件固定在尺身上，另一件固定在鋼絲繩2上，旋轉手輪，鋼絲繩2位移，帶動尺身和數(shù)顯框之間相互移動，使數(shù)顯框感應到尺身位移，產(chǎn)生數(shù)字顯示，從而給出軌距尺測量的數(shù)據(jù)。

4，手輪操作組合部件。手輪操作組合部件由兩個手輪，一個繞線輪，一個手輪軸，一個彈簧2組成。手輪軸安裝在尺身上。兩個手輪固定在手輪軸上，位置分別在尺身外部兩側，用來操作使用。繞線輪帶有u形凹槽，固定在手輪軸上，位置在H形尺身內(nèi)部，繞線輪的u形凹槽用來連接和纏繞鋼絲繩2。彈簧2套在手輪軸上，位置在尺身內(nèi)側和繞線輪之間，增加手輪轉動的摩擦系數(shù)，使手輪操作時能輕松轉動，又會在手輪不操作時，保持手輪摩擦力，確保手輪固定不動。繞線輪連接鋼絲繩2，是滑輪組合中的省力端，作用力比較小，所以操作手輪過程用力很小，操作就很簡單方便。

5，操作過程：旋轉手輪，帶動繞線輪旋轉，給鋼絲繩2施加力，繞線輪帶動鋼絲繩2位移，鋼絲繩2通過滑輪組件，把力和位移傳遞滑輪組件中動滑輪組軸體，產(chǎn)生力和位移。動滑輪組軸體的力和位移通過鋼絲繩1傳遞給水平滑塊總成，帶動水平滑塊上下移動，水平滑塊上下移動到水準泡居中，顯示部件顯示鋼絲繩2的位移值，就是軌距尺兩端的水平高低值，完成測量。反過來，反旋轉手輪，減小鋼絲繩2的力，水平滑塊上的彈簧1的力作用到水平滑塊，水平滑塊產(chǎn)生位移，通過鋼絲繩1，滑輪組件，也反傳遞到鋼絲繩2，這樣彈簧1力帶動鋼絲繩2產(chǎn)生位移，位移到水平滑塊上的水準泡到居中，顯示部件顯示鋼絲繩2的位移值，就是軌距尺測量的數(shù)據(jù)，完成測量。所以操作手輪，就達成測量目的。

本發(fā)明專利的有益效果

本發(fā)明專利設計是一種全新的理論設計，設計誤差為0，具有極高準確度。設計中的結構簡單，零部件少，符合長度測量中最短測量鏈原則，提高了穩(wěn)定性和準確性。設計中的關鍵零部件：水平滑塊、滑輪組合、顯示部件、繞線輪都安裝在尺身內(nèi)部，外面有尺身保護，碰撞不到，耐破壞，耐碰撞，適合鐵路現(xiàn)場使用。設計中的操作手輪安裝在滑輪組的省力端，可以連續(xù)測量，使用起來輕松和方便。零部件少，價格便宜，非常適合推廣使用。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明專利進一步說明。

圖1是本發(fā)明專利的俯視圖。1是軌距尺H形尺身，11是水平滑塊圓軸，3是水平滑塊，14是水準泡，9是彈簧1，10是定滑輪，12是鋼絲繩1，20是動滑輪組軸體，5是動滑輪組，13是鋼絲繩2，15是副標尺，6是定滑輪組，16是定滑輪組軸，8是主標尺，17是手輪軸，7是手輪，18是繞線輪，19是彈簧2。

圖2是本發(fā)明專利正視圖。4是水平滑塊總成，2是滑輪組件，1是軌距尺H形尺身，11是水平滑塊圓軸，3是水平滑塊，9是彈簧1，10是定滑輪，12是鋼絲繩1，5是動滑輪組，6是定滑輪組，8是主標尺，13是鋼絲繩2，20是顯示部件，21是手輪操作組合部件，7是手輪。箭頭代表鋼絲繩2穿連的路徑。

具體實施方式

彈簧1的彈力，作用到水平滑塊，使水平滑塊保持上下旋轉的力。彈簧2的彈力作用到繞線輪上，使繞線輪保持摩擦力。彈簧1的彈力和彈簧2產(chǎn)生的摩擦力通過水平滑塊、鋼絲繩1、滑輪組件、鋼絲繩2、繞線輪、保持平衡。旋轉手輪，帶動繞線輪旋轉，給鋼絲繩2施加力，繞線輪帶動鋼絲繩2位移，鋼絲繩2通過滑輪組件，把力和位移傳遞滑輪組件中動滑輪組，使動滑輪組軸體產(chǎn)生力和位移。動滑輪組軸體的力和位移通過鋼絲繩1傳遞給水平滑塊總成，帶動水平滑塊上下移動。當水平滑塊上下移動到水準泡居中，顯示部件顯示鋼絲繩2的位移值，就是軌距尺兩端的水平高低差的值，完成測量。

反過來，反旋轉手輪，減小鋼絲繩2的力，打破彈簧1的力和彈簧2產(chǎn)生的摩擦力平衡，彈簧1的彈力就帶動水平滑塊上下旋轉位移，然后通過滑輪組件，反傳遞到鋼絲繩2，帶動鋼絲繩2產(chǎn)生位移，位移到水平滑塊上的水準泡到居中，顯示部件顯示鋼絲繩2的位移值，就是軌距尺測量的水平高低差的值，完成測量。所以操作手輪，就達成測量目的。