CN105966419A - 一种铁路隧道限界检测车 - Google Patents

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丁道祥
赵辉
魏永久
陶毅
崔高峰
范宇
杨赫
王静
赵梦
王健
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    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明提供一种铁路隧道限界检测车，包括：检测车车体、激光***、测量***、计算机；激光***、测量***均安装在检测车车体内，测量***的输出端连接计算机的输入端，计算机的输出端连接激光***的输入端。激光***同时检测隧道洞壁同一断面不同位置，保证覆盖全隧道洞壁；照射两根钢轨的激光照射平面与主激光平面调整在同一平面内，这样激光器发射出的激光光束就可以覆盖隧道轮廓360°的限界测量范围；检测车车体前端转向架的两个车轮轴箱上分别安装有一套测速用的霍尔传感器探头，实时测量检测车速；通过计算机控制激光***实时发射激光信号、处理光带图像，实现铁路隧道限界检测自动化，提高检测效率。

Description

一种铁路隧道限界检测车
技术领域
本发明涉及隧道检测技术领域，具体涉及一种铁路隧道限界检测车。
背景技术
为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线，称为限界。在铁路《技规》中更是做出了明确规定：一切建筑物、设备，在任何情况下均不得侵入铁路的建筑限界。铁路建筑限界测量的精确性十分重要，直接关系到铁路扩大货物运输的安全性和运输收入的增长。以往某些区段限界尺寸测量不准确，导致一些扩大货物运输必须绕行或拒运，造成铁路运能的浪费和运输收入的损失。
铁路建筑限界大多使用如“吊绳”、“触杆”、“皮尺”等手工方法进行测量，费时费力，测量精度低。随着铁路电气化线路迅速发展，传统的测量手段已经无法适应快速、准确、安全的铁路隧道限界检测要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路隧道限界检测车。
本发明的技术方案是：
一种铁路隧道限界检测车，包括：
承载激光***和测量***的检测车车体；
实时向隧道洞壁发射激光信号形成激光光带的激光***；
实时摄录照射在隧道洞壁上所形成的激光光带的测量***；
处理激光光带图像的计算机；
激光***、测量***均安装在检测车车体内，测量***的输出端连接计算机的输入端，计算机的输出端连接激光***的输入端。
所述铁路车体中央部分设置设备安装间，激光***和测量***通过同一个测量构架安装在设备安装间中央。
所述激光***包括多台激光器，分别安装在检测车车体内部测量构架上及检测车车体梁下端，各激光器发射出的激光光束覆盖隧道轮廓360°的限界测量范围。
所述测量***包括分别摄取铁路隧道同一断面不同部分的多台CCD摄像机。
可选地，所述激光***包括十台氦氖激光器，其中六台氦氖激光器发出的扇形光面通过检测车车体的车窗照射到隧道洞壁上，其余四台激光器发出的扇形光面通过检测车车体顶部照射出车外。
可选地，所述测量***包括九台CCD摄像机，其中八台CCD摄像机分别安装在检测车车体周围的左右侧，其余一台CCD摄像机安装在检测车车体顶端。
进一步地，所述的一种铁路隧道限界检测车，还包括：测量两根钢轨位置的测量机构，该测量机构包括两台向两根钢轨发射激光信号形成激光光带的氦氖激光器和两台摄录照射在两根钢轨上的激光信号所形成激光光带的CCD摄像机，两台氦氖激光器的输入端分别连接计算机的输出端，两台CCD摄像机的输出端分别连接计算机的输入端。
进一步地，所述检测车车体前端转向架的两个车轮轴箱上分别安装有一套测速用的霍尔传感器探头，霍尔传感器探头的输出端连接计算机的输入端，轮轴端部安装有用于在车轮转动过程中检测车速和图像定位的铝盘，铝盘圆周上镶有十六条磁条，铝盘用螺栓固定在车轴上。
有益效果：
1、激光***同时检测隧道洞壁同一断面不同位置，保证覆盖全隧道洞壁；
2、照射两根钢轨的激光照射平面与主激光平面调整在同一平面内，这样激光器发射出的激光光束就可以覆盖隧道轮廓360°的限界测量范围；
3、测量***中每台CCD摄像机摄取隧道断面的一部分，能拼接成完整断面；
4、检测车车体前端转向架的两个车轮轴箱上分别安装有一套测速用的霍尔传感器探头，轮轴端部安装有用于在车轮转动过程中检测车速和图像定位的铝盘，实时测量检测车速，检测位置与图像定位；
5、通过计算机控制激光***实时发射激光信号、处理光带图像，实现铁路隧道限界检测自动化，提高检测效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的铁路隧道限界检测车结构示意图；
图2是本发明实施例2的铁路隧道限界检测车结构示意图；
图3是本发明实施例3的铁路隧道限界检测车结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
实施例 1
一种铁路隧道限界检测车，如图1所示，包括：
承载激光***和测量***的检测车车体；铁路隧道限界检测车车体是用YW22B型硬卧车改造而成，车体转向架为209型，车内前端改为工作间，后端为休息室、厨房和卫生间。检测车车体中央部分设置设备安装间，激光***和测量***通过同一个测量构架安装在设备安装间中央。激光***控制设备和激光***操作设备布置在测量构架两端。检测车车体的中央用槽钢焊接成矩形的测量架构，测量架构的前端安装激光***，后端安装测量***。激光***和测量***通过测量架构刚性连接，保持固定的摄像物距。
实时向隧道洞壁发射激光信号形成激光光带的激光***；
实时摄录照射在隧道洞壁上所形成的激光光带的测量***；
处理激光光带图像的计算机；
激光***、测量***均安装在检测车车体内，测量***的输出端连接计算机的输入端，计算机的输出端连接激光***的输入端。
激光***包括多台激光器，分别安装在检测车车体内部测量构架上及检测车车体梁下端，各激光器发射出的激光光束覆盖隧道轮廓360°的限界测量范围。
测量***包括分别摄取铁路隧道同一断面不同部分的多台CCD摄像机。
实施例 2
一种铁路隧道限界检测车，如图2所示，包括：
承载激光***和测量***的检测车车体；铁路隧道限界检测车车体是用YW22B型硬卧车改造而成，车体转向架为209型，车内前端改为工作间，后端为休息室、厨房和卫生间。检测车车体中央部分设置设备安装间，激光***和测量***通过同一个测量构架安装在设备安装间中央。激光***控制设备和激光***操作设备布置在测量构架两端。检测车车体的中央用槽钢焊接成矩形的测量架构，测量架构的前端安装激光***，后端安装测量***。激光***和测量***通过测量架构刚性连接，保持固定的摄像物距。
实时向隧道洞壁发射激光信号形成激光光带的激光***；
实时摄录照射在隧道洞壁上所形成的激光光带的测量***；
处理激光光带图像的计算机；计算机控制激光***实时发射激光信号、处理光带图像并显示。
激光***、测量***均安装在检测车车体内，测量***的输出端连接计算机的输入端，计算机的输出端连接激光***的输入端。
本实施例的测量***包括九台CCD摄像机，其中八台CCD摄像机分别安装在检测车车体周围的左右侧，其余一台CCD摄像机安装在检测车车体顶端。检测车车体周围的左右侧分别开有四个耳窗，检测车车体上方开有一个耳窗，每个耳窗内布有一台CCD摄像机。耳窗凸出到检测车车体外端，凸出部分最外边缘的尺寸小于车辆限界。测量前将耳窗打开，CCD摄像机镜头露出车外，在同步器控制下，连续摄录激光器照射在隧道洞壁上的激光光带。
本实施例的激光***包括测量构架前端安装的十台氦氖激光器，其中侧面的六台氦氖激光器发出的扇形光面通过检测车车体的车窗照射到隧道洞壁上，测量时需将车窗拉开，氦氖激光器出的扇形光面无遮挡的照射在隧道洞壁上。四台氦氖激光器发出的扇形光面通过检测车车体顶部照射出车外。测量构架顶部的四台激光器发出的扇形光面是通过检测车车体顶部开有的两个铁拉窗照射出车外的。铁拉窗有钢制滑道，可以灵活开和关。各氦氖激光器以不同角度照射在隧道洞壁上形成光带。十台氦氖激光器还设有机械微调机构，氦氖激光器通过微调机构安装在测量架构上。微调机构可以使氦氖激光器前后、左右移动，用于调整激光照射平面和焦距。
实施例 3
如图3所示，在实施例2的铁路隧道限界检测车上，还包括测量两根钢轨位置的测量机构，该测量机构包括两台向两根钢轨发射激光信号形成激光光带的氦氖激光器和两台摄录照射在两根钢轨上的激光信号所形成激光光带的CCD摄像机，两台氦氖激光器的输入端分别连接计算机的输出端，两台CCD摄像机的输出端分别连接计算机的输入端。
两钢轨的测量非常重要，测量***是以两钢轨中心为坐标原点，以两钢轨平面为横坐标轴的，所以钢轨测量是整个测量***的基准。
测量机构中的两台8mw氦氖激光器照射平面与测量构架前端安装的十台氦氖激光器照射平面调整在同一平面上，测量机构中的两台氦氖激光器分别负责照射两条钢轨的轨顶面和内面，两台CCD摄像机分别摄录两钢轨的激光照射带。钢轨的测量精度要求高，所以测量物距选择为450mm。
检测车车体前端转向架的两个车轮轴箱上分别安装有一套测速用的霍尔传感器探头，霍尔传感器探头的输出端连接计算机的输入端，轮轴端部安装有用于在车轮转动过程中检测车速和图像定位的铝盘，铝盘圆周上镶有十六条磁条，铝盘用螺栓固定在车轴上。

Claims (8)

1.一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，包括：
承载激光***和测量***的检测车车体；
实时向隧道洞壁发射激光信号形成激光光带的激光***；
实时摄录照射在隧道洞壁上所形成的激光光带的测量***；
处理激光光带图像的计算机；
激光***、测量***均安装在检测车车体内，测量***的输出端连接计算机的输入端，计算机的输出端连接激光***的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述铁路车体中央部分设置设备安装间，激光***和测量***通过同一个测量构架安装在设备安装间中央。
3.根据权利要求2所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述激光***包括多台激光器，分别安装在检测车车体内部测量构架上及检测车车体梁下端，各激光器发射出的激光光束覆盖隧道轮廓360°的限界测量范围。
4.根据权利要求1所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述测量***包括分别摄取铁路隧道同一断面不同部分的多台CCD摄像机。
5.根据权利要求1或3所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述激光***包括十台氦氖激光器，其中六台氦氖激光器发出的扇形光面通过检测车车体的车窗照射到隧道洞壁上，其余四台激光器发出的扇形光面通过检测车车体顶部照射出车外。
6.根据权利要求1所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述测量***包括九台CCD摄像机，其中八台CCD摄像机分别安装在检测车车体周围的左右侧，其余一台CCD摄像机安装在检测车车体顶端。
7.根据权利要求1或4所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，还包括：测量两根钢轨位置的测量机构，该测量机构包括两台向两根钢轨发射激光信号形成激光光带的氦氖激光器和两台摄录照射在两根钢轨上的激光信号所形成激光光带的CCD摄像机，两台氦氖激光器的输入端分别连接计算机的输出端，两台CCD摄像机的输出端分别连接计算机的输入端。
8.根据权利要求1所述的一种铁路隧道限界检测车，其特征在于，所述检测车车体前端转向架的两个车轮轴箱上分别安装有一套测速用的霍尔传感器探头，霍尔传感器探头的输出端连接计算机的输入端，轮轴端部安装有用于在车轮转动过程中检测车速和图像定位的铝盘，铝盘圆周上镶有十六条磁条，铝盘用螺栓固定在车轴上。
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