CN109778616B - 一种crtsⅰ型双块式无砟轨道调节***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法，包括测量***、控制***和执行***，控制***分别与测量***、执行***无线连接，其特征在于，所述执行***包括调整机构和用于固定轨道的支撑框架；所述支撑框架包括用于调整轨道的调节螺杆，所述调整机构包括至少一个伺服调节器和至少一个机械臂，机械臂的动力输出端与伺服调节器连接，伺服调节器的输出端与调节螺杆连接，以调整轨道，所述执行***还包括用于支撑所述调整机构行走的行走机构，所述行走机构包括第一机架和用于支撑第一机架运动的车轮，第一机架的同一表面上设置有至少一个定座组件；以机器代替人力，效率高、耗费人力资源少、人力成本低，精度高。

Description

一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法。

背景技术

在高速铁路建设中，CRTSⅠ型双块式无砟轨道是目前主流的无砟轨道类型之一，采用工厂化集中预制轨枕、施工现场布枕、轨道粗铺、轨道施工精调、混凝土浇筑的流水方式完成道床板的施工；其中轨道粗铺和轨道施工精调是CRTSⅠ型双块无砟轨道施工技术中的两项关键工序，其效率直接制约着无砟轨道道床板施工进度，其精度直接影响无砟轨道的平顺性和运营期旅客的舒适度。

然而目前无砟轨道施工中的轨道粗铺和轨道精调是按二项工序分开进行，每榀轨排框架长约6500mm，4根横梁连接固定左右轨排形成一个整体，通过支撑架螺杆、斜拉杆着地受力；人工先用全站仪按坐标法在底座板上放样每榀轨排框架的角点，人工弹墨线、再由人工配合龙门吊将每榀轨排按所弹墨线粗铺到位(铺设精度控制在5mm以内)；轨道施工精调目前常用方法是轨排支撑框架+全站仪配合轨检小车+人工作业模式，由全站仪配合轨检小车依次测量轨排上每个横梁位置的空间三维坐标数据，计算各横梁位置实测数据与设计数据之间的偏差值，人工根据偏差值用专门工具对轨排支撑架的竖向和横向螺杆进行精确调整。

该轨道精调方法工序繁琐，先进行轨道粗调，再进行精调，每组粗调和精调均需配置2名技术人员和6名工人，每小时只可精调3榀轨排(约20米左右)，效率低、耗费人力资源多、成本高，且精度受人为因素和环境因素影响大，已与我国高速铁路快速建设发展不相适应。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法，以机器代替人力，自动控制***控制调节，效率高、耗费人力资源少、人力成本低，精度高。

本发明提出的一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***，包括测量***、控制***和执行***，控制***分别与测量***、执行***无线连接，其特征在于，所述执行***包括调整机构和用于固定轨道的支撑框架；所述支撑框架包括用于调整轨道的调节螺杆，所述调整机构包括至少一个伺服调节器和至少一个机械臂，机械臂的动力输出端与伺服调节器连接，伺服调节器的输出端与调节螺杆连接，以调整轨道。

进一步地，所述执行***还包括用于支撑所述调整机构行走的行走机构，所述行走机构包括第一机架和用于支撑第一机架运动的车轮，第一机架的同一表面上设置有至少一个定座组件，机械臂的动力输出端与伺服调节器通过万向节连接，机械臂在远离动力输出端的一端与定座组件铰接。

进一步地，所述执行***还包括校准机构，所述校准机构包括棱镜、电动液压推杆以及用于检测所述调整机构位置的位移传感器，电动液压推杆的轴向两端分别套设有滚轮、棱镜杆和车轮，滚轮设置于轨道钢轨的相对内侧，棱镜杆在远离电动液压推杆的一端与棱镜连接。

进一步地，所述测量***包括用于获取棱镜反馈位置坐标的全站仪。

进一步地，棱镜在与棱镜杆的连接处设置有缓冲块，所述缓冲块上开设有凹槽，棱镜嵌套于所述缓冲块的凹槽中，所述缓冲块相对于凹槽的一侧固定于棱镜杆一端。

所述支撑框架包括托梁体和调节螺杆，所述托梁体包括与轨向垂直设置的托梁外套以及套设于托梁外套内并可在托梁外套中移动的托梁内套，调节螺杆包括高程调节螺杆和轨向调节螺杆，轨向调节螺杆设置于托梁外套长度方向一端面上，并通过齿轮与托梁内套连接，轨向调节螺杆远离齿轮的一端与一伺服调节器连接，高程调节螺杆设置于托梁外套长度方向的两端，高程调节螺杆与另一伺服调节器连接，托梁外套与托梁内套在高程调节螺杆处通过锁定装置连接。

一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节方法，包括如下步骤：

控制调整机构到达设定的监测点处，并与支撑框架连接；

预设轨道各监测点处的设定坐标，并获取各监测点处的实际坐标；

计算所述实际坐标与所述设定坐标的差值，得到各监测点处的轨道偏移量，所述轨道偏移量包括轨向偏差值d和高程偏差值h；

将所述偏差值转化成所述调节螺杆的调节值n；

控制伺服调节器通过调节值n调节所述调节螺杆，以调节轨道。

进一步地，所述控制伺服调节器通过调节值n调节所述调节螺杆之后，包括如下步骤：

再次获取各监测点处的二次实际坐标，并判断该二次实际坐标是否偏离设定坐标；

若否，则完成对轨道的调节；

若是，则计算所述二次实际坐标与所述设定坐标的差值，再次得到各监测点处的轨道偏移量，以调节轨道，直至完成轨道调节。

进一步地，采用路线定点求桩法计算所述实际坐标与所述设定坐标的差值，得到各监测点处的轨道偏移量；

进一步地，所述获取各监测点处的实际坐标，各监测点处设置棱镜，包括如下步骤：

所述测量***的全站仪自由设站；

所述全站仪获取棱镜反馈的实际坐标，并上传到控制***。

本发明提供的一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法的优点在于：本发明结构中提供的一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***及方法，测量***获取轨道的实际坐标，上传到控制***后进行处理得到相应调节螺杆的调节量后，控制***控制机械臂动作，带动与机械臂连接的伺服调节器动作，进而实现调节螺杆的按相应调节量转动，最终实现轨道的调节；简化了轨道调节中人工测量放线并调节的工序，节省了人力；同时改变了传统精调方法中，人工多次调整调节螺杆的现象，平均每小时可精调9榀轨排(约60米)，工效是传统精调方法3倍，极大的提升了无砟轨道施工精调的效率；通过全站仪测试棱镜上的轨道位置信息、并输送到控制***以处理，实现对轨道的自动精确调整；控制***控制电动液压推杆的伸缩，实现了调整机构在轨道上的行进，提高了调整机构停止时的稳定性；同时通过机械臂的伸缩达到伺服调整器与相应调整螺杆之间的准确连接，实现自动化调整轨道。

附图说明

图1为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的调整机构行进时的立体结构示意图；

图2为一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的调整机构工作时的结构示意图；

图3为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的支撑框架结构示意图；

图4为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的正向精调结构示意图；

图5为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的反向精调结构示意图；

图6为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节方法的步骤流程图；

图7为本发明一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节方法的路线定点求桩法的示意图；

图8为一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节方法的轨道调节位移修正法的示意图；

其中，1-防护墙固定座、2-撑拉杆，3-高程调节螺杆，4-角度调节螺栓，5-托梁外套，6-托梁内套，7-工具轨，8-锁定装置，9-轨向调节螺杆，10-锁定撑杆，11-棱镜，12-轨枕，13-伺服调节器，14-机械臂，15-车轮，16-万向节，17-电动液压推杆，18-棱镜杆，19-滚轮，20-螺旋套筒，21-第一机架，22-定座组件。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

需要说明的是，通过该调整机构对轨道进行调整时，已通过传统方法完成了轨道粗铺，在轨道粗铺的基础上，通过该调整机构进行精调，以实现轨道精调。

参照图1至3，本发明提出的一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***，测量***、控制***和执行***，控制***分别与测量***、执行***无线连接，所述支撑框架包括用于调整轨道的调节螺杆，所述调整机构包括至少一个伺服调节器13和至少一个机械臂14，机械臂14的动力输出端与伺服调节器13连接，伺服调节器13的输出端与调节螺杆连接，以调整轨道。

测量***获取轨道的实际坐标，上传到控制***后进行处理得到相应调节螺杆的调节量后，控制***控制机械臂14动作，带动与机械臂14连接的伺服调节器13动作，进而实现调节螺杆按相应调节量转动，最终实现轨道的调节；简化了轨道调节中人工测量放线并调节的工序，节省了人力；整个精调施工过程只需要1名技术人员和2名工人，极大的减少了人力资源，减轻了工人劳动强度；改变了传统精调方法中，人工多次调整调节螺杆的现象，平均每小时可精调9榀轨排(约60米)，工效是传统精调方法3倍，极大的提升了无砟轨道施工精调的效率。

如图3所示，所述调整机构还包括行走机构和校准机构，所述行走机构包括第一机架21和用于支撑第一机架21运动的车轮15，第一机架21的同一表面上设置有至少一个定座组件22，机械臂14的动力输出端与伺服调节器13通过万向节16连接，机械臂14在远离动力输出端的一端与定座组件22铰接；所述校准机构包括棱镜11、电动液压推杆17以及用于检测所述调整机构位置的位移传感器，电动液压推杆17的轴向两端套设有滚轮19、棱镜杆18和车轮15，所述滚轮19设置于轨道钢轨的相对内侧，棱镜杆18远离电动液压推杆17的轴向一端与棱镜11连接，电动液压推杆17固定于所述第一机架上。棱镜杆18随电动液压推杆17的伸缩移动，棱镜杆18轴线方向与底部车轮15面垂直，棱镜杆18顶部至车轮15底面高度设计为定值，左端棱镜杆18中心至电动液压推杆17的左端滚轮19中心距离设计定值38mm(滚轮19半径25mm)，同样右端棱镜杆18中心至电动液压推杆17的右端滚轮19中心距离设计定值38mm(滚轮19半径25mm)，确保在测量时两棱镜11中心精确位于钢轨的中心位置正上方；调整机构底座设计的4个高强度行走车轮15，在支撑框架的工具轨上行走，摩擦力小，运动灵活；在行走车轮上设计位移传感器，用于测量调整机构行走的里程。

需要说明的是，棱镜11在与棱镜杆18的连接处设置有缓冲块，所述缓冲块上开设有凹槽，棱镜11嵌套于所述缓冲块的凹槽中，所述缓冲块相对于凹槽的一侧固定于棱镜杆18一端。通过缓冲块对棱镜11进行缓冲，避免棱镜11在执行***运动的过程中，因振动造成棱镜出现损伤的缺陷，同时棱镜11嵌套于所述缓冲块的凹槽中，便于棱镜11固定于棱镜杆18上。

具体地，如图2和3所示，机械臂14与伺服调节器13通过万向节16连接，伺服调节器13上连接一转轴的轴向一端，该转轴的轴向另一端套设于万向节16中，转轴通过机械臂驱动后转动，进而实现伺服调节器13的360度旋转，万向节和该转轴的设置，避免了伺服调节器13在与调节螺杆连接时的角度偏差。伺服调节器13与相应的调节螺杆通过螺旋套筒20连接，螺旋套筒20轴向一端固定于伺服调节器13的驱动端，螺旋套筒20轴向另一端与相应的调节螺杆上的螺母连接，通过调整螺母处于调节螺杆上的位置，实现调节轨道的目的。

进一步地，如图3所示，所述支撑框架包括托梁体和调节螺杆，所述托梁体包括与轨向垂直设置的托梁外套5以及套设于托梁外套5内并可在托梁外套5中移动的托梁内套6，调节螺杆包括高程调节螺杆3和轨向调节螺杆9，轨向调节螺杆9设置于托梁外套5长度方向一端面上、并通过齿轮与托梁内套6连接，轨向调节螺杆9远离齿轮的一端与一伺服调节器13连接，高程调节螺杆3设置于托梁外套5长度方向的两端，高程调节螺杆3与另一伺服调节器13连接，托梁外套5与托梁内套6在高程调节螺杆3处通过锁定装置8连接。

进一步地，如图3所示，所述支撑框架还包括防护墙固定座1、撑拉杆2、工具轨7和锁定撑杆10，防护墙固定座1和撑拉杆2设置于所述托梁体长度方向的一侧，锁定撑杆10设置于所述托梁体长度方向的另一侧，撑拉杆2轴向一端通过防护墙固定座1固定于防护墙上，撑拉杆2轴向另一端通过第一固定件与托梁外套5连接，锁定撑杆10轴向一端与托梁外套5铰接，锁定撑杆10轴向另一端通过第二固定件与地面连接，工具轨7与托梁内套6固定连接，工具轨7通过扣件与轨枕12连接，工具轨7、轨枕12、托梁内套6三者形成一个固定结构。

应理解，首先固定支撑框架，调整机构在轨道上行走时，液压电动推杆17自动收缩，避免滚轮19与钢轨内侧面之间接触磨擦而影响行进速度，当调整机构停止在设定的调节断面位置时，停止运动，电动液压推杆7自动伸开，滚轮19与轨道的钢轨内侧面精密接触，使得调整机构在设定位置处固定，避免调整机构因固定不稳定引起滑行所造成的偏差缺陷，机械臂14伸张，自动卡住调节螺杆，全站仪通过棱镜11获取调整机构所处的轨道的实际位置坐标并输送到控制器中，通过比较实际位置坐标与设定位置坐标的偏差，得到偏差值，伺服调整器13接收到该偏差值后，通过伺服调整器13中的伺服电机旋转从而完成轨道的轨向和高程调节。

轨道的轨向调节：机械臂14带动一伺服调节器13运动到轨向调节螺杆9的连接处，并与轨向调节螺杆9连接，松开托梁外套5与托梁内套6之间的锁定装置8，锁定装置8松开后，托梁内套6的运动不影响高程调节螺杆3，将轨向与高程独立调节，实现轨向与高程的调节互不干涉；伺服调节器13中的伺服电机转动，带动轨向调节螺杆9受力转动时，齿轮也随之转动，从而带动托梁内套6相对托梁外套5滑动，进而带动轨道横向移动，实现对轨道的轨向调整。

轨道的高程调节：机械臂14带动一伺服调节器13运动到高程调节调节螺杆3的连接处，并与高程调节调节螺杆3连接，伺服调节器13中的伺服电机转动，带动高程调节螺杆3受力转动时，进而带动托梁外套5上下移动，实现轨道的高程调整。

需要说明的是，通过该调整机构对轨道进行调整时，已通过传统方法完成了轨道粗铺，在轨道粗铺的基础上，通过该调整机构进行精调，以实现轨道精调。

进一步地，作为一实施例，托梁外套5与托梁内套6连接的锁定装置8为十字销轴，托梁外套5上设置有角度调节螺栓4，角度调节螺栓4与托梁内套6连接，一方面当托梁内套6与托梁外套5固定时，可以通过角度调节螺栓4调节托梁内套6相对于托梁外套5的固定角度，便于托梁内套6下次移动时的方向性确定，另一方面，在托梁内套6相对于托梁外套5运动的过程中，可以调节托梁内套6的运动角度，以调节轨道的移动方向，通过移动过程的调整，避免轨道偏离设定移动方向移动。

应理解，防护墙固定座1、撑拉杆2和高程调节螺杆3是托梁体的托梁外套5的受力装置。

需要说明的是，每榀轨排支撑框架上有4个托梁体和4对(8个)高程调节螺杆3，其中首尾2个托梁体一端设计安装了轨向调节螺杆9，通过轨向调节螺杆9转动来带动托梁体内外套的相对滑动；每榀轨排为一个精调单元，配备一台ATR功能全站仪和两台调整机构，可同时作业，每台调整机构设计3个机械臂；每个机械臂上设计1个伺服电机调节器，其中2个机械臂上伺服电机调节器13与两高程调节螺杆3连接，用于控制轨道高程的调节，1个伺服电机调节器13与一轨向调节螺杆9连接，用于轨道轨向的调节。

每榀轨排设置2个调整断面，均布设在首尾2个横梁托梁体两端，每个调整断面的托梁体设计安装了1个轨向调节螺杆和1对(2个)竖向调节螺杆。

具体地，支撑框架设计为内外嵌套式结构，通过托梁体外套5在梁体内套6中滑动的方式来实现轨道的轨向(横向)调整；通过高程调节螺杆3实现高程(竖向)调整。轨道的轨向与高程调整互不影响；内外嵌套式的轨道支撑架轨向(横向)调整范围-20mm～+20mm之间，高程(竖向)调整范围-50mm～+50mm，较传统人工精调方法的固定式轨道框架调整范围大。

二台调整机构同步对同一榀轨排前后2个位置进行调整，快速高效准确地完成一榀轨排的轨向和高程的调节；调整机构调整结束后，伺服调整器松开调节螺杆，机械臂收缩，电动液压推杆收缩，然后行进至下一榀轨排调整位置。

如图6所示，一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节方法，包括如下步骤：

S1：控制调整机构到达设定的监测点处，并与支撑框架连接；

S2：预设轨道各监测点处的设定坐标，并获取各监测点处的实际坐标；

在控制***中预先设定轨道中心的设定坐标，该设定坐标是通过控制***中线路坐标正反算程序计算获取；全站仪获取调整机构1#、2#上的①、②、③、④号棱镜反馈的钢轨中心实际坐标，并将该坐标发送到控制***中。

S3：计算所述实际坐标与所述设定坐标的差值，得到各监测点处的轨道偏移量，所述轨道偏移量包括轨向偏差值d和高程偏差值h；

控制***通过线路坐标正反算程序计算得到实际坐标与设定坐标的偏差值。

S4：将所述偏差值转化成所述调节螺杆的调节值n；

根据偏差值通过控制器中的轨道调节位移修正程序，将所述轨道偏移量转化为相应调节螺杆的调节量n。

该调节值n包括轨向调节值和高程调节值，所述调节螺杆包括用于轨道轨向(横向)调节的轨向调节螺杆和用于轨道高程(上下)调节的高程调节螺杆，轨向调节螺杆通过轨向调节值进行调节，高程调节螺杆通过高程调节值进行调节。

S5：控制伺服调节器13通过调节值n调节所述调节螺杆，以调节轨道；

S6：再次获取各监测点处的二次实际坐标；

S7：判断该二次实际坐标是否偏离设定坐标；

若是，则重新进入步骤S3；

若否，则进入步骤S8；

S8：则完成对轨道的调节；

S6至S8是调整机构精调完成后，全站仪再次接收控制***测量检核信息指令，再次对调整机构上的4个棱镜11依次进行测量检核，检核精度不满足规定要求，则循环进入步骤S3；检核精度满足规定要求后，则调整机构接收控制***发出的精调结束信息指令，机械臂14动作以控制收起伺服调整器13，电动液压推杆17自动收缩，调整机构自动行进至下一榀轨排进行轨道调整。

如图4和5所示，大里程优先采用正向调节，小里程优先采用反向调节，但大里程也可以采用反向调节，小里程也可以采用正向调节。①②③④为棱镜，本实施例中，同一榀轨排上设置两个调整机构1#和2#对轨道进行调整，全站仪自由设站后，同时启动调整机构开关，控制***控制1#和2#调整机构行进到待精调轨道的两个调整断面位置，调整机构通过电动液压推杆17停止固定，调整机构将就位信息指令发送至控制***，全站仪对调整机构上的①②③④的4个棱镜进行测量，得到轨道的实际坐标，控制***获取全站仪上传的有关监测点处的实际坐标后得到各监测点处的轨道偏移量，并将偏差值数据转化为调节螺杆的调节值n，调整机构机械臂14上的伺服电机调节器13则带动调节螺杆对轨道进行精确调整。

整个精调过程仅需一键启动，大大减化了人工精调过程中的多套工序转换，有效的避免了人工精调出现的调完一个断面再调其他断面的时候，前面调整的位置又产生偏移，造成反复多次调整的现象，同时避免了人工精调误差，快速高效，精度可靠。

通过以上反馈调节，实现轨道的准确调节，避免因一次调节未到位而造成轨道出现调节误差，该调节误差是不在设范围内的误差。

进一步地，如图7和8所示，对于步骤S3中偏差值的获取采用路线定点求桩法，路线定点求桩是通过路线的基本设计单元---直线、圆曲线、回旋线逐一进行分析求解的，求解平面点至路线的最近点是在哪一线形单元内，然后根据不同单元分别求解。具体计算模型如下：

S31：设置实际坐标(x_b，y_b)为起点B、设定坐标(x_e，y_e)为终点E，起点B到终端E的连线为单元BE，其中起点B的桩号为s_b、切线为τ_b，终点E的桩号为s_e、切线为τ_e，设置一初始测点P坐标(x_p，y_p)；

S32：K为定点P对应在单元BE上的最近点(即为中桩点)，K坐标(x_k，y_k)，K切线为τ_k；判断最近点K是否在单元BE上，包括：

当时，最近点K在单元BE上；

当时，最近点K在后退单元上；

当时，最近点K在前进单元上；

其中，α_b为向量与/>的夹角，α_e为向量/>与/>的夹角；

S32：保留处于单元BE上的最近点K；

对于不在单元BE上最近点K对应的初始测点P去除；并以此顺序分析相邻单元，直到定位单元BE。

S33：对于处于单元BE上的最近点K，计算最近点K的线路里程s_k和轨向偏差值d。

通过以上方法构建了单元BE的路线：通过以上方法逐次得到最近点K的坐标，最终最近点K的坐标构成单元BE的路线，进而通过高程调节螺杆3和轨向调节螺杆9的调节，使得轨道由初始测点P调节到最近点K，最终完成轨道调节。

进一步地，对于步骤S33中计算最近点K的线路里程s_k和轨向偏差值d，采用直线单元或圆曲线单元或回旋线单元计算最近点线路里程s_k和轨向偏差值d。

(A)如图7所示，所述采用直线单元计算最近点线路里程s_k和轨向偏差值d，过P点作直线BE的垂直线，垂直线与直线BE的交点为最近点K，包括：

l＝PB·cosα_b (1-3)

d＝PB·sinα_b (1-4)

s_k＝s_b+l (1-5)

τ_k＝τ_b (1-6)

K(x_k，y_k)＝f(x_b，y_b，τ_b，l) (1-7)

对于式1-7，x_k＝x_b+l·cosτ_by_k＝y_b+l·sinτ_b；

其中，l为初始步长，该初始步长为B点与K点的距离，PB为P点与B点的距离，d为轨向偏差值。

(B)如图7所示，所述采用圆曲线单元计算最近点线路里程s_k和轨向偏差值d，设定B和E所在圆弧的圆心为C，C点坐标(x_c，y_c)，C点与P点的连线与圆弧的交点为K，包括：

l＝R·α (2-4)

d＝|R-PC| (2-5)

s_k＝s_b+l (2-6)

τ_k＝τ_b+α (2-7)

K(x_k，y_k)＝f(x_c，y_c，τ_CP，R) (2-8)

对于式2-8：x_k＝x_c+R·cosτ_cp y_k＝y_c+R·sinτ_cp；

其中，d为轨向偏差值，R为圆曲线单元中的半径，l为初始步长，PC为P点与C点的距离，α为圆弧/>所对应的圆心角。该初始步长为B点到K点的弧长，τ_cp为CP方向上C点的切向角。

(C)如图7所示，所述采用回旋线单元计算最近点线路里程s_k和轨向偏差值d，包括(a)和(b)：

(a)首先确定最近点K的位置，包括：

估计曲线BE上靠近最近点K的一点

设定初始步长l，通过不完整回旋线计算得到和/>点的切向/>并计算得到直线/>与/>的夹角/>通过步骤S32，判断出最近点K处于/>的相对区域M；

通过不完整回旋线计算曲线BE的区域M上靠近的点/>和/>点的切向并计算直线/>与/>的夹角/>

通过步骤S32判断出最近点K处于的位置，通过不完整回旋线循环计算靠近最近点K的多个点，最终通过无限逼近最近点K的方式，得到最近点K的位置，最近点K在允许的误差范围内；

应理解，直线的距离如果处于允许的误差范围，则/>为单元BE的最近点，的坐标即为K(x_k，y_k)的坐标。

(b)通过确定的最近点K的坐标，得到最近点线路里程s_k和轨向偏差值d：

s_k＝s_b+l (3-1)

其中，s_b为回旋单元线起点B的里程。

若的距离大于设定的变化步长，则按初始步长l调整/>的距离，多次循环逼近最近点，直到/>的距离小于设定的变化步长。

(3)求最近点高程偏差值h；

其中，H_k为初始测点P的实测高程，H_B为起点B的设定高程，i为线单元坡率；l为初始步长，R为竖曲线半径，该初始步长即起始点B至K点之间距离。

对竖曲线半径的解释：例如在轨道调节时纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车安全，用一段曲线来过渡，这段曲线称为竖曲线，有的教课书上也称纵曲线。R就是曲线的半径。这是测量学上最常用的术语。

对于式(4-1)，当构成竖曲线的2条切线(即2个坡段)均为上坡，则取 当在构成竖曲线的2条切线(即2个坡段)中，第一切线为上坡、第二切线为下坡时，则取/>当在构成竖曲线的2条切线(即2个坡段)中，第一切线为下坡，第二切线为上坡时，则取/> 当在构成竖曲线的2条切线(即2个坡段)中，第一节线和第二切线均为下坡时，则取

进一步地说明，由于是通过获取棱镜11上反馈的轨道的位置，调整相应高程调节螺杆3时，不能由高程偏差值h直接得到的调节量n作为高程调节螺杆3的调节量。

通过轨道调节位移修正程序，通过最近点高程偏差值h构建转换至高程调节螺杆3的调节量n的计算数学模型，如图8所示：

式(5-1)至(5-3)中，A₁、A₂表示调节螺杆的调整量值，n₁表示转换为一高程调节螺杆调节的圈数，n₂表示转换为另一调节螺杆调节的圈数，f表示高程调节螺杆螺丝设计加工比例系数(如调节螺杆旋转一圈，调整值为多少毫米)，s₁、s₂表示高程调节螺杆至最近钢轨之间距离，h₁、h₂表示最近点高程偏差值，D表示两轨道的中心间距(1506mm)。

需要说明的是，参照8所示，具体地说明轨道调节位移修正程序，是指将实测棱镜11中心的实测高程与设定高程值的最近点高程偏差值(h₁、h₂)，通过计算公式(5-1、5-2)得到在高程调节螺杆3位置上调节螺杆的调整量值。(A₁、A₂)，因为轨道调节机械臂14连接的伺服调节器13是安装在高程调节螺杆3上的，伺服调节器13带动高程调节螺杆3转动。所以要将棱镜11的高程偏差值计算修正到高程调节螺杆的调节值n，才能保证轨排真正调到设定位置。

而轨向调节螺杆9则不需要通过轨道调节位移修正程序进行修正，直接通过直线单元式(1-4)或圆曲线线元式(2-5)或回旋线单元式(3-2)得到轨向偏差值d，该轨向偏差值d即为轨向调节螺杆的调节值n，

进一步说明的是，如图7所示，本调整机构可以从小里程向大里程方向精调，也可以从大里程向小里程方向进行精调，全站仪始终架设在精调方向的前端，最大精调距离不超过80米，最短不小于6米。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***，包括测量***、控制***和执行***，控制***分别与测量***、执行***无线连接，其特征在于，所述执行***包括调整机构和用于固定轨道的支撑框架；

所述支撑框架包括用于调整轨道的调节螺杆，所述调整机构包括至少一个伺服调节器（13）和至少一个机械臂（14），机械臂（14）的动力输出端与伺服调节器（13）连接，伺服调节器（13）的输出端与调节螺杆连接，以调整轨道；

所述执行***还包括用于支撑所述调整机构行走的行走机构，所述行走机构包括第一机架（21）和用于支撑第一机架（21）运动的车轮（15），第一机架（21）的同一表面上设置有至少一个定座组件（22），机械臂（14）的动力输出端与伺服调节器（13）通过万向节（16）连接，机械臂（14）在远离动力输出端的一端与定座组件（22）铰接；

所述执行***还包括校准机构，所述校准机构包括棱镜（11）、电动液压推杆（17）以及用于检测所述调整机构位置的位移传感器，电动液压推杆（17）的轴向两端分别套设有滚轮（19）、棱镜杆（18）和车轮（15），滚轮（19）设置于轨道钢轨的相对内侧，棱镜杆（18）在远离电动液压推杆（17）的一端与棱镜（11）连接；

所述支撑框架包括托梁体和调节螺杆，所述托梁体包括与轨向垂直设置的托梁外套（5）以及套设于托梁外套（5）内并可在托梁外套（5）中移动的托梁内套（6），调节螺杆包括高程调节螺杆（3）和轨向调节螺杆（9），轨向调节螺杆（9）设置于托梁外套（5）长度方向一端面上，并通过齿轮与托梁内套（6）连接，轨向调节螺杆（9）远离齿轮的一端与一伺服调节器（13）连接，高程调节螺杆（3）设置于托梁外套（5）长度方向的两端，高程调节螺杆（3）与另一伺服调节器（13）连接，托梁外套（5）与托梁内套（6）在高程调节螺杆（3）处通过锁定装置（8）连接。

2.根据权利要求1所述的CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***，其特征在于，所述测量***包括用于获取棱镜（11）反馈轨道位置坐标的全站仪。

3.根据权利要求1所述的CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***，其特征在于，棱镜（11）在与棱镜杆（18）的连接处设置有缓冲块，所述缓冲块上开设有凹槽，棱镜（11）嵌套于所述缓冲块的凹槽中，所述缓冲块相对于凹槽的一侧固定于棱镜杆（18）一端。

4.一种如权利要求1-3任一所述的CRTSⅠ型双块式无砟轨道调节***的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制调整机构到达设定的监测点处，并与支撑框架连接；

预设轨道各监测点处的设定坐标，并获取各监测点处的实际坐标；

计算所述实际坐标与所述设定坐标的差值，得到各监测点处的轨道偏移量，所述轨道偏移量包括轨向偏差值d和高程偏差值h；

将所述偏差值转化成所述调节螺杆的调节值n；

控制伺服调节器（13）通过调节值n调节所述调节螺杆，以调节轨道。

5.根据权利要求4所述的调节方法，其特征在于，所述控制伺服调节器（13）通过调节值n调节所述调节螺杆之后，包括如下步骤：

再次获取各监测点处的二次实际坐标，并判断该二次实际坐标是否偏离设定坐标；

若否，则完成对轨道的调节；

若是，则计算所述二次实际坐标与所述设定坐标的差值，再次得到各监测点处的轨道偏移量，以调节轨道，直至完成轨道调节。

6.根据权利要求4所述的调节方法，其特征在于，采用路线定点求桩法计算所述实际坐标与所述设定坐标的差值，得到各监测点处的轨道偏移量。

7.根据权利要求4-6任一所述的调节方法，其特征在于，所述获取各监测点处的实际坐标，各监测点处设置棱镜（11），包括如下步骤：

所述测量***的全站仪自由设站；

所述全站仪获取棱镜（11）反馈的实际坐标，并上传到控制***。