CN105648860A - 城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法 - Google Patents

城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法 Download PDF

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Abstract

一种城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量方法，该测量调整包括精密测量装置和轨道板调板装置，所述精密测量装置包括有自动照准功能的全站仪、便携式计算机和预埋式定位插孔件，所述预埋式定位插孔件设置于轨道板上，各预埋式定位插孔件内设置精密棱镜，所述全站仪对各精密棱镜进行测量，所述轨道板调板装置包括工控计算机和调板机构，所述工控计算机根据接收的信息控制调板机构运动，使轨道板运动至设计位置和设计的空间姿态；由此，本发明通过便携式计算机控制全站仪、对轨道板上的棱镜等目标进行测量，调板装置的工控计算机根据偏差量控制调板机构的运动，使轨道板移动至设计的位置，自动化程度高，人工干预少。

Description

城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法
技术领域
本发明涉及轨道交通轨道结构中的预制轨道板在安装时进行轨道板定位定姿和调整的技术领域，尤其涉及城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法。
背景技术
板式无碴轨道已经广泛应用于高速铁路，但其应用于地铁还没有先例，用于地铁的板式无碴轨道，其轨道板的结构，几何尺寸和安装精度要求等均与高铁不同。但是作为轨道交通的一种形式，轨道的平顺性和乘坐的舒适性以及维修保养的方便性对于地铁运行一样具有重要意义，轨道板技术应用于地铁，就减振降噪效果和维修保养的方便性而言优势突出。
传统的地铁轨道结构大多采用混凝土整体道床结构，其轨道铺设的定位方法是在实地设置一系列与线路中心有明确几何关系的测量标志，称为基标，轨道的架铺就是根据基标，采用特殊的量具进行的。这种方法的效率和精度均不高，一旦采用板式无碴轨道，这种方法将不再适用。
目前的高速铁路调板装置，其调板机械和测量***没有实现交互式连接，一般都是根据偏差量由人工判断调板机械的距离和方向，有经验成分在其中，效率不高。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法，能对城市轨道交通轨道板进行高精度的定位定姿测量和调整安装。
为解决上述问题，本发明公开了一种城市轨道交通用轨道板的测量调整***，包括精密测量装置和轨道板调板装置，其特征在于：
所述精密测量装置包括有自动照准功能的全站仪、便携式计算机和预埋式定位插孔件，所述预埋式定位插孔件为多个并根据需要设置于轨道板上，所述轨道板的承轨面上设有多个供预埋式定位插孔件容置于内的安装孔，所述预埋式定位插孔件为一端开口的圆筒状结构，其设有中空的容置空间；
各预埋式定位插孔件的容置空间内设置精密棱镜，所述全站仪设有对各精密棱镜进行测量的测量模块和与便携式计算机进行通信的模块，所述便携式计算机通过接收全站仪测量结果并计算得到轨道板的实际位置和空间姿态，并计算轨道板的实际位置和姿态与设计值的偏差量，发送到工控计算机的通信模块；
所述轨道板调板装置包括工控计算机和调板机构，所述工控计算机连接至调板机构，所述工控计算机设有调板模块，所述调板模块根据接收的信息控制调板机构的运动，所述调板机构与所述轨道板固连，从而通过调板机构的运动使轨道板运动至设计位置和设计的空间姿态。
其中：便携式计算机还根据调板机构的运动量和全站仪的测量结果求解调板机构的运动行程和轨道板姿态的变化量之间的函数关系，并将偏差量转换为调板机构的运动行程，将下次调整需要的运动参数发送到工控计算机的通信模块。
其中：还包含两个倾斜传感器，所述倾斜传感器设置于轨道板的承轨面上，所述倾斜传感器对轨道板的倾斜量进行测量并将结果传送至便携式计算机，倾斜传感器的数据参与轨道板空间位置和姿态的比对。
其中：所述承轨面的四个角部分别设置安装孔。
其中：其中：所述预埋式定位插孔件的外周缘上等距间隔有多个定位环，所述预埋式定位插孔件的下端设有至少一个贯通的通气孔。
其中：两倾斜传感器的轴线位于同一平面并相互垂直。
还公开了一种城市轨道交通用轨道板的的测量调整方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)自动照准功能的全站仪对轨道板周边坐标和高程已知的3对控制点进行测量，根据测量结果计算全站仪的测站坐标和高程，以及测站零方向的坐标方位角，完成测站定位定向；
(2)轨道板在调板机构上初步就位；
(3)将4个预埋式定位插孔件预埋至轨道板的安装孔中；
(4)将各精密棱镜插接在预埋式定位插孔件的容置空间内，并将两倾斜传感器安装于轨道板承轨面上；
(5)全站仪对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(6)全站仪将测量结果传送给便携式计算机；
(7)便携式计算机所载的计算软件根据观测的边长，角度，倾斜量，温度等数据，计算轨道板实际的坐标和空间姿态，并计算轨道板与设计位置的偏差数据；
(8)调板机构初始化运动；
(9)全站仪再次对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(10)便携式计算机再次计算偏差，并根据调板机构运动量和两次偏差的变化量计算吊点或支点的位置坐标，吊点或支点的运动量与偏差量变化的函数关系，得到上述参数后，根据偏差量计算调板机构下一次调整的运动行程，并将运动行程发送至工控计算机；
(11)工控计算机发送控制信号控制调板机构运动；
(12)完成调整后，工控计算机向便携式计算机发出重新测量信号；
(13)便携式计算机控制有自动照准功能的全站仪重新对各精密棱镜和倾斜传感器进行测量，并计算偏差量；
(14)当偏差量符合安装精度要求时，便携式计算机提示调整到位，从而固定轨道板；
其中：如果偏差量超出安装精度的限差要求，则重复第(5)至第(11)步，直至偏差量满足要求，此时执行第(14)步。
通过上述结构可知，本发明的城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法通过便携式计算机控制全站仪对轨道板上的棱镜等目标进行测量，计算轨道板的位置和姿态偏差，调板装置的工控计算机根据偏差量控制调板机构的运动，使轨道板移动至设计的位置。测量和调板的自动化程度高，人工干预少。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的***框图。
图2显示了本发明轨道板的示意图。
图3显示了本发明预埋式定位插孔件的结构示意图。
图4显示了图2的俯视图。
具体实施方式
参见附图，显示了本发明的城市轨道交通用轨道板的测量调整***及其测量调整方法。
如图所示，城市轨道交通用轨道板的测量调整***包括精密测量装置和轨道板调板装置，其中，所述精密测量装置包括有自动照准功能的全站仪、便携式计算机和预埋式定位插孔件，所述便携式计算机通过蓝牙接口与全站仪连接，所述预埋式定位插孔件20为多个并根据需要设置于轨道板10上，参见图1，所述轨道板10的承轨面11上设有多个供预埋式定位插孔件20容置于内的安装孔12，为更好的进行测量，可在承轨面11的四个角部分别设置安装孔12。
参见图2，所述预埋式定位插孔件20为一端开口的圆筒状结构，其设有中空的容置空间21，外周缘上等距间隔有多个定位环22，为便于安装，所述预埋式定位插孔件20的下端设有至少一个贯通的通气孔23。
其中，各预埋式定位插孔件20的容置空间21内设置精密棱镜插杆，所述全站仪设有对各精密棱镜进行测量的测量模块，从而通过测量结果得到轨道板的实际位置和空间姿态，所述便携式计算机包含内存储有每一块轨道板的设计位置和空间姿态数据的存储模块、通信模块以及控制模块，所述控制模块根据精密棱镜的坐标与高程和轨道板的设计位置及姿态存在确定的几何变换关系，比对实测位置与理论位置的偏差，计算调板机构的运动行程，并通过通信模块与工控计算机进行通信，从而将偏差量信息发送到工控计算机的通信模块。
便携式计算机还根据调板机构的运动量和全站仪的测量结果求解调板机构的运动行程和轨道板姿态的变化量之间的函数关系，并将偏差量转换为调板机构的运动行程，将下次调整需要的运动参数发送到工控计算机的通信模块。
其中，还可包含两个倾斜传感器，所述倾斜传感器设置于轨道板10的承轨面11上，且两倾斜传感器的轴线位于同一平面并相互垂直，所述倾斜传感器自带通信模块，可将倾斜量传送给便携式计算机，倾斜传感器的数据参与轨道板空间位置和姿态的比对。
所述轨道板调板装置包括工控计算机和调板机构，所述工控计算机连接至调板机构，所述工控计算机设有调板模块和通信模块，所述工控计算机的通信模块可接受便携式计算机的通信模块传递的偏差量信息和控制信息，所述调板模块根据接收的信息控制调板机构的运动，所述调板机构与所述轨道板10固连，从而通过调板机构的运动使轨道板运动至设计位置和设计的空间姿态。
本发明城市轨道交通用轨道板测量调整方法包括以下步骤：
(1)自动照准功能的全站仪对轨道板周边坐标和高程已知的3对控制点进行测量，根据测量结果计算全站仪的测站坐标和高程，以及测站零方向的坐标方位角，完成测站定位定向；
(2)轨道板在调板机构上初步就位；
(3)将4个预埋式定位插孔件预埋至轨道板的安装孔中；
(4)将各精密棱镜插接在预埋式定位插孔件的容置空间内，并将两倾斜传感器安装于轨道板承轨面上；
(5)全站仪对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(6)全站仪将测量结果传送给便携式计算机；
(7)便携式计算机所载的计算软件根据观测的边长，角度，倾斜量，温度等数据，计算轨道板实际的坐标和空间姿态，并计算轨道板与设计位置的偏差数据；
(8)调板机构初始化运动；
(9)全站仪再次对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(10)便携式计算机再次计算偏差，并根据调板机构运动量和两次偏差的变化量计算吊点(或支点)位置坐标，吊点(或支点)运动量与偏差量变化的函数关系，得到上述参数后，根据偏差量计算调板机构下一次调整的运动行程，并将运动行程发送至工控计算机；
(11)工控计算机发送控制信号控制调板机构运动；
(12)完成调整后，工控计算机向便携式计算机发出重新测量信号；
(13)便携式计算机控制有自动照准功能的全站仪重新对各精密棱镜和倾斜传感器进行测量，并计算偏差量；
(14)当偏差量符合安装精度要求时，便携式计算机提示调整到位，从而固定轨道板；
其中：如果偏差量超出安装精度的限差要求，则重复第(5)至第(11)步，直至偏差量满足要求，此时执行第(14)步。
由此可见，本发明能够对地铁轨道板进行高精度的定位和安装，实现自动测量、自动调整轨道板直至设计位置，充分实现自动化调整，提高效率，避免人工导致的缺陷和错误。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (7)

1.一种城市轨道交通用轨道板的测量调整***，包括精密测量装置和轨道板调板装置，其特征在于：
所述精密测量装置包括有自动照准功能的全站仪、便携式计算机和预埋式定位插孔件，所述预埋式定位插孔件为多个并根据需要设置于轨道板上，所述轨道板的承轨面上设有多个供预埋式定位插孔件容置于内的安装孔，所述预埋式定位插孔件为一端开口的圆筒状结构，其设有中空的容置空间；
各预埋式定位插孔件的容置空间内设置精密棱镜，所述全站仪设有对各精密棱镜进行测量的测量模块和与便携式计算机进行通信的模块，所述便携式计算机通过接收全站仪测量结果并计算得到轨道板的实际位置和空间姿态，并计算轨道板的实际位置和姿态与设计值的偏差量，发送到工控计算机的通信模块；
所述轨道板调板装置包括工控计算机和调板机构，所述工控计算机连接至调板机构，所述工控计算机设有调板模块，所述调板模块根据接收的信息控制调板机构的运动，所述调板机构与所述轨道板固连，从而通过调板机构的运动使轨道板运动至设计位置和设计的空间姿态。
2.如权利要求1所述的测量调整***，其特征在于：便携式计算机还根据调板机构的运动量和全站仪的测量结果求解调板机构的运动行程和轨道板姿态的变化量之间的函数关系，并将偏差量转换为调板机构的运动行程，将下次调整需要的运动参数发送到工控计算机的通信模块。
3.如权利要求1所述的测量调整***，其特征在于：还包含两个倾斜传感器，所述倾斜传感器设置于轨道板的承轨面上，所述倾斜传感器对轨道板的倾斜量进行测量并将结果传送至便携式计算机，倾斜传感器的数据参与轨道板空间位置和姿态的比对。
4.如权利要求1或2或3所述的测量调整***，其特征在于：所述承轨面的四个角部分别设置安装孔。
5.如权利要求1或2或3所述的测量调整***，其特征在于：所述预埋式定位插孔件的外周缘上等距间隔有多个定位环，所述预埋式定位插孔件的下端设有至少一个贯通的通气孔。
6.如权利要求3所述的测量调整***，其特征在于：两倾斜传感器的轴线位于同一平面并相互垂直。
7.一种城市轨道交通用轨道板的的测量调整方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)自动照准功能的全站仪对轨道板周边坐标和高程已知的3对控制点进行测量，根据测量结果计算全站仪的测站坐标和高程，以及测站零方向的坐标方位角，完成测站定位定向；
(2)轨道板在调板机构上初步就位；
(3)将4个预埋式定位插孔件预埋至轨道板的安装孔中；
(4)将各精密棱镜插接在预埋式定位插孔件的容置空间内，并将两倾斜传感器安装于轨道板承轨面上；
(5)全站仪对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(6)全站仪将测量结果传送给便携式计算机；
(7)便携式计算机所载的计算软件根据观测的边长，角度，倾斜量，温度等数据，计算轨道板实际的坐标和空间姿态，并计算轨道板与设计位置的偏差数据；
(8)调板机构初始化运动；
(9)全站仪再次对4只精密棱镜以及倾斜传感器进行测量；
(10)便携式计算机再次计算偏差，并根据调板机构运动量和两次偏差的变化量计算吊点或支点的位置坐标，吊点或支点的运动量与偏差量变化的函数关系，得到上述参数后，根据偏差量计算调板机构下一次调整的运动行程，并将运动行程发送至工控计算机；
(11)工控计算机发送控制信号控制调板机构运动；
(12)完成调整后，工控计算机向便携式计算机发出重新测量信号；
(13)便携式计算机控制有自动照准功能的全站仪重新对各精密棱镜和倾斜传感器进行测量，并计算偏差量；
(14)当偏差量符合安装精度要求时，便携式计算机提示调整到位，从而固定轨道板；
其中：如果偏差量超出安装精度的限差要求，则重复第(5)至第(11)步，直至偏差量满足要求，此时执行第(14)步。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160608

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