CN101922133B - 用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道参数检测装置，特别是指一种适用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪。智能轨道检测仪包括智能轨道检测车以及安装有测量棱镜的轨道卫星车，在智能轨道检测车上安装自动调平台，自动调平台上架设全站仪，能实现动态跟踪高效测量，且检测车上安装有倾角传感器微调平台，以及两端的双测量轮，测量轮弹性接触导轨，不易磨损，大大提高测量精度。本发明的优点是，智能轨道检测车安装有自动调平台上和全站仪，适用于静态交会、动态跟踪测量模式，作业效率高，能达到现有技术同类型产品作业效率的5－6倍，设计的倾角传感器微调平台、双测量轮及其测量微动装置能大大提高智能轨道检测车的检测精度，满足高效高精度测量需求。

Description

用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪

技术领域

本发明涉及轨道参数检测装置，特别是指一种适用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪。

背景技术

随着我国大规模客运专线建设并投入运营，列车运行速度快，安全性、平稳性、准时性要求高，必须进行高质量的养护与维修，才能确保客运专线的运行安全和质量。这需要建立更严的作业标准、更新的养护维修模式，配备有高精度的精密测量控制网，研究轨道全几何参数快速、精密检测技术及装备。

现有技术中轨道精密控制普遍采用的模式是在道心或路肩控制点位架设全站仪配合轨道检查小车进行轨道坐标及轨距、超高测量。此种测量模式都是线路上或路肩上架设全站仪观测小车棱镜确定线路坐标，对测量人员技术要求高，且测量小车均采用定点静态测量，作业效率只能达到200m/h左右，每小时几十测点的作业效率与现场实际应用需求存在较大距离。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，在智能轨道检测车上安装自动调平台，自动调平台上架设全站仪，能实现动态跟踪高效测量，且检测车上安装有倾角传感器微调平台，以及两端的双测量轮，测量轮弹性接触导轨，不易磨损，大大提高测量精度。

本发明的目的实现由以下技术方案完成：

一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，包括智能轨道检测车以及安装有测量棱镜的轨道卫星车，所述智能轨道检测车上设置有自动调平台，所述自动调平台上架设有全站仪。

该智能轨道检测车上还设置有倾角传感器微调平台，倾角传感器微调平台固定安装于智能轨道检测车的车架主梁上，主要包括倾角传感器、调节板、安装板、固定板、调节螺栓和固定螺栓，所述调节板呈中空圆环状，调节板上卡设有圆形凸台状安装板，安装板上方覆盖固定板；所述倾角传感器固定安装于所述安装板下表面；所述固定螺栓均布于圆环状调节板上，紧固连接调节板与固定板，固定螺栓外侧配合连接调节螺栓。

上述倾角传感器为动态双轴倾角传感器。

上述智能轨道检测车的车架主梁呈T字型，所述T字型车架主梁两端均内置有位移传感器，车架主梁两端的下部均安装有走行轮、导向轮以及测量轮，所述测量轮与位移传感器相连接。

上述测量轮与位移传感器之间设置有减震弹簧和微动导轨。

上述测量轮位于所述T型车架的中轴线上。

上述T字型车架主梁为可拆分、伸缩式结构，主梁内置有为导向轮提供紧压力的气弹簧。

该智能轨道检测仪还包括单片机数据处理单元，所述单片机数据处理单元外接蓝牙数据通讯接口。

本发明的优点是，智能轨道检测车安装有自动调平台和全站仪，适用于静态交会、动态跟踪测量模式，作业效率高，能达到现有技术同类型产品作业效率的5－6倍，设计的倾角传感器微调平台、双测量轮及其测量微动装置能大大提高智能轨道检测车的检测精度，满足高效高精度测量需求。

附图说明

图1为智能轨道检测车主视图；

图2为图1中圆圈A部分局部放大示意图；

图3为智能轨道检测车俯视图；

图4为智能轨道检测车左视图；

图5为倾角传感器微调平台俯视图；

图6为倾角传感器微调平台剖视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

附图1-6中标号1-28标示的是：全站仪1、自动调平台2、倾角传感器微调平台3、手簿4、测量轮5、铁轨6、推杆7、T型车架8、气弹簧9、滑块10、主梁伸缩端11、减震弹簧12、微动导轨13、编码器14、位移传感器15、走行轮16、导向轮17、刹车18、快速拆分装置19、电池20、卸荷装置21、导轨22、调节螺栓23、固定螺栓24、调节板25、安装板26、固定板27、倾角传感器28。

本发明装置是基于轨道精密控制网的一种轨道三维坐标高效测量装置，即智能轨道检测仪。利用现有轨道控制网(CPⅢ)对既有线路平、纵面进行现状测量，生成既有线路平面坐标和轨面高程基础数据。开发能够精准量取CPⅢ点（含钢轨桩）至轨面平距和高差的简易激光专用工具，通过量取带有精确坐标的CPⅢ点（含钢轨桩）和线路轨面的平距和高差，经程序计算就可得到相对于CPⅢ控制点的精确轨道坐标。智能轨道检测仪还有轨距测量机构用于采集线路轨距、水平（超高）等数据。

本发明装置的智能轨道检测仪包括安装有测量棱镜的轨道卫星车，轨道卫星车运行于前方，后面跟随智能轨道检测车，检测车采集线路轨距、水平（超高）等数据。为实现高效测量，智能轨道检测车需要提供全站仪测量平台，测量过程中，每次测量建站时都要求智能轨道检测车为全站仪提供可靠的测量平台，因此必须具有快速自动调平功能，以缩短建站时间，提高测量效率。为此，本发明装置的智能轨道检测车上设置有自动调平台2和倾角传感器微调平台3，自动调平台2上架设有全站仪1。利用全站仪的自动照准功能，照准轨道卫星车上的测量棱镜，动态跟踪测量轨道三维坐标。此外，智能轨道检测仪还包括单片机数据处理单元，单片机数据处理单元外接蓝牙数据通讯接口。

如图1- 4所示，为本发明智能轨道检测仪中智能轨道检测车的结构三视图及其放大视图。从图3可见，本实施例中智能轨道检测车的车架主梁8呈T字型。在图1中，车架主梁上安装有倾角传感器微调平台3，并且车架主梁上还安装有自动调平台2，自动调平台2上安装全站仪1。智能轨道检测车上的全站仪1可自动照准前方轨道卫星车上的测量棱镜。

如图1所示，倾角传感器微调平台3固定安装于智能轨道检测车的车架主梁8上，倾角传感器为动态双轴倾角传感器。如图5、图6所示，倾角传感器微调平台3主要包括倾角传感器28、调节板25、安装板26、固定板27、调节螺栓23和固定螺栓24，调节板25呈中空圆环状，调节板上卡设有圆形凸台状安装板26，安装板26上方覆盖固定板27。倾角传感器28固定安装于安装板26下表面。固定螺栓24均布于圆环状调节板上，紧固连接调节板与固定板，固定螺栓外侧配合连接调节螺栓23。

智能轨道检测仪装配完成后，利用微调平台可以在标准检定器上精确标定倾角传感器的0点和校准其X及Y轴方向来精确标定智能轨道检测仪，达到整车的总体精度要求。

标定时，将智能轨道检测仪按要求放在标准检定器上。先调节其水平：调松固定螺栓，通过调节四个微调螺栓使调节板及安装板的传感器安装面呈水平，此时倾角传感器X和Y方向的绝对角度都为0度（根据精度要求调节到几位零），拧紧固定螺栓。接下来再校准其X/Y轴的正方向：先拧松固定螺栓，通过改变超高和旋转安装板，使其分别与智能轨道检测仪的纵向和横向一致（即与前进方向和规矩测量方向一致），完成倾角传感器X及Y轴方向的精确标定。

如图1至图6可见，T字型车架主梁两端均内置有位移传感器15，可测量轨道两侧的微小钢轨轨距变化，避免只测量钢轨一侧，而忽略另一侧的钢轨微小凸凹变形等。

在车架主梁两端的下部均分别安装有走行轮16、导向轮17以及测量轮5。走行轮16走行在钢轨6上带动检测车运行，导向轮17与测量轮5紧靠钢轨内侧。T字型车架主梁8为可拆分、伸缩式结构，主梁内置有气弹簧9、滑块10和滑动导轨22，气弹簧推动主梁伸缩端11，导向轮17安装在伸缩端11，承受伸缩端推动力，紧贴钢轨内侧，易受磨损。测量轮5类同于导向轮17，安装于T型车架8的中轴线位置上。测量轮5与位移传感器15相连接，二者之间设置有测量微动装置，也就是减震弹簧12和微动导轨13，即图2所示的微动导轨13与拉伸弹簧12或压缩弹簧12组成的连接装置。测量微动装置的设置可使测量轮紧靠钢轨内侧，又不承受重压力，不易产生磨损，长期使用也不至于导致测量精度变差。

此外，智能轨道检测车车架主梁上还设置有刹车18、推杆7、快速拆分装置19、电池20以及卸荷装置21等，智能轨道检测车上设置双绝缘装置，与钢轨接触的零部件均绝缘处理等。

在实际使用时，采用静态交会、动态跟踪测量模式，利用智能轨道检测车上架设的全站仪及其自动照准功能，照准沿线路两侧设置的精密控制网控制桩点（CPIII），静态交会测量出测站三维坐标和精确测量轨道卫星车起、终点坐标，两静态交会测点间采用动态跟踪测量模式高密度采集线路轨距、水平（超高）等数据，即通过位移传感器、动态双轴倾角传感器和旋转编码器精确测量轨道的轨距和纵、横倾角以及里程，并生成轨距差值、水平变化、超高数值和线路里程。测量完成后，将所测得的测量数据回归拟合，获得轨道线路全线高密度高精度三维坐标。数据处理***进行数据采集，A/D转换，数据分析、存储，并形成相关线路数据报表。利用智能轨道检测车上的数据通讯接口，检测仪采集的轨道几何状态参数以及里程等信息经过单片机，即图1所示的编码器14处理后通过蓝牙传输至手簿4，可以即时观察数据情况，数值超标时发出警示音。同时车载可充电电池20为整个***提供电源，要求能连续工作不小于8小时。

Claims (6)

1.一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于该智能轨道检测仪包括智能轨道检测车以及安装有测量棱镜的轨道卫星车，所述智能轨道检测车上设置有自动调平台，所述自动调平台上架设有全站仪，所述智能轨道检测车上还设置有倾角传感器微调平台，所述倾角传感器微调平台固定安装于智能轨道检测车的车架主梁上，主要包括倾角传感器、调节板、安装板、固定板、调节螺栓和固定螺栓，所述调节板呈中空圆环状，调节板上卡设有圆形凸台状安装板，安装板上方覆盖固定板；所述倾角传感器固定安装于所述安装板下表面；所述固定螺栓均布于圆环状调节板上，紧固连接调节板与固定板，固定螺栓外侧配合连接调节螺栓。

2.如权利要求1所述的一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于所述倾角传感器为动态双轴倾角传感器。

3.如权利要求1所述的一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于所述智能轨道检测车的车架主梁呈T字型，所述T字型车架主梁两端均内置有位移传感器，车架主梁两端的下部均安装有走行轮、导向轮以及测量轮，所述测量轮与位移传感器相连接。

4.如权利要求3所述的一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于所述测量轮与所述位移传感器之间设置有减震弹簧和微动导轨。

5.如权利要求3所述的一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于所述T字型车架主梁为可拆分伸缩式结构，主梁内置有为所述导向轮提供紧压力的气弹簧。

6.如权利要求1所述的一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪，其特征在于该智能轨道检测仪还包括单片机数据处理单元，所述单片机数据处理单元外接蓝牙数据通讯接口。

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