CN201158385Y - 高速铁路轨道精测仪 - Google Patents

Abstract

高速铁路轨道精测仪，其由轨道内部几何形状测量装置、轨道外部几何状态测量装置、主控计算机、相关控制和数据处理***构成，轨道内部几何状态测量装置由双轮梁、单轮梁、手推杆等部件组成，在双轮梁及单轮梁的腹腔内装有传感器、里程编码器；外部几何状态测量装置由棱镜、棱镜支架、全站仪、无线通讯***组成。轨道外部几何状态测量和轨道内部几何状态测量共用一套数据采集处理***。本实用新型可用于检测里程、轨距、超高、轨向、高低和三角坑等轨道参数，并记录直缓、缓圆、圆缓、缓直等线路控制点以及桥梁、隧道、站台等标记；实测轨道中心线、左右轨的位置、轨距、水平、高程等参数并计算与理论值的偏差。可用于铁路轨道铺设测量和长轨铺设后对轨道几何状态进行检测。

Description

高速铁路轨道精测仪

技术领域

本实用新型涉及一种铁路轨道检测仪，尤其是涉及一种集铁路轨道内部几何形状测量(相对测量)和外部几何形态测量(绝对测量)于一体的高速铁路轨道精测仪。

背景技术

现有轨道检测仪只能对轨道内部几何形状进行测量，不能满足高速铁路对轨道不平顺管理的测量要求，使用范围受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小，重量轻，结构简单，测量精度高，运行稳定，拆装快捷，携带方便，集铁路轨道几何形状测量(相对测量)和轨道外部几何状态测量(绝对测量)于一体的高速铁路轨道精测仪。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：其包括轨道内部几何状态测量装置、轨道外部几何状态测量装置、主控计算机、相关控制和数据处理***；

所述轨道内部几何形状测量装置由单轮梁(直梁)和双轮梁(桁架梁)构成可快速拆卸的“T”型机架，单轮梁一端和双轮梁两端分别安装有行走轮，使“T”型机架可在钢轨面上行走，三个行走轮的内侧均安装有锥形三轮渐进接触式定位机构，单轮梁上的行走轮及定位机构内侧安装有提供压紧力的弹簧机构，梁腔内安装有水平(超高)、轨距测量装置；双轮梁腔内安装有高低测量装置，外侧安装有里程测量装置，机架内装有数据采集***；单轮梁上固联有手推架，手推架上设有主控计算机及其安装架；

轨道外部几何状态测量装置由棱镜、棱镜支架、全站仪、无线通讯***等单元组成，棱镜、棱镜支架安装于机架的单轮梁或双轮梁上；

轨道外部几何状态测量和轨道内部几何形状测量共用一套数据采集***，各测量装置的传感器及无线通讯模块所得数据经数据采集***送入主控计算机，由主控计算机对数据进行处理，并计算出各参数值。

优选方案：双轮梁腹腔内还安装有轨向测量装置。

测量结果自动送入主控计算机中存储，并在屏幕上进行实时显示。

当所测数据超限时，***可自动采用声光结合的方式进行报警。

该***还具有传感器标定、参数设置、数据查询等功能。

本实用新型体积小，重量轻，上下道快捷，操作、维护、拆装、运载、储藏、携带、使用方便；由于单轮梁上定位机构内侧安装有提供压紧力的弹簧结构，可沿已粗调完毕的轨道线路自如推行；可利用轨道沿线布置的CPIII控制点，进行自由设站边角交会；可连续检测并显示静调机所在位置的轨道内部几何形状和外部的几何状态；可计算并显示轨距、水平(超高)、轨道中线及左右轨的平面坐标和高程等测量结果及与理论值的偏差；自动将测量过程中的各种数据、线形特征等存储于主控计算机中，数据采集、存储装置具有安全自锁和断电数据保护功能，可有效防止误操作；自动数据处理，并能够实时显示测量数据、设计数据及调整量；实时绘制各检测项目的波行图、线路曲线图，并可对波形进行缩放、平移、选段等处理；具备超限报警、运行总里程累计及显示、里程误差修正等功能；计算轨道轨距变化率、曲率变化率、30/300m弦轨道平顺性；专用电池盒设计使电池充电更便捷可靠，使用中还可快速拆换电源。

本实用新型所测参数齐全，可用于检测里程、轨距、水平(超高)、轨向、高低和三角坑等轨道参数，并记录直缓、缓圆、圆缓、缓直等线路控制点以及桥梁、隧道、站台等标记，也可配合全站仪、无线通讯等***，利用轨道沿线布置的控制基网的CPIII控制点，检测出仪器所在的平面坐标和高程(X、Y和H)、轨道里程和断面几何尺寸，并将计算出实测轨距、水平、轨道中心线及左右轨的平面坐标和高程等参数及偏差，通过界面显示，施工测量模块可实时显示轨道中心线、高程与设计中心线、理论高程的偏差，便于施工人员调整轨道位置；线路整理、检查铺设精度、施工竣工验收时，能实时显示超限数据，便于轨道铺设调整；测量作业完成后，能形成轨道几何参数测量的综合报表，并以图形、数据报表等多种形式提供分析结果；操作准确度不受操作人员的影响，测量准确度高；棱镜、全站仪等设备的加入，打破了该类型的仪器只能对轨道内部几何形状测量的惯例，也可用于新线铺设、检查设备精度、竣工验收等工程环节，实现了一机多用；轨道外部几何状态的测量数据采用无线通讯模式进行传输，解决了有线传输中受线的长度制约的问题，同时也避免了传输线在仪器推动过程中断线，导致数据丢失或无法传输的现象的出现。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的整体结构示意图；

图2(a)(b)(c)分别为图1所示实施例双轮梁的主、俯、左视图；

图3为图1所示实施例单轮梁的主视图。

图4为全站仪整体结构示意图。

图中，1、双轮梁；2、单轮梁；3、单轮梁行走轮；4、棱镜；5、手推杆；6、支架；7、托盘；8、主控计算机；、9、刹车机构；10、旋转台；11、把手；12、电池盒；13、天线I；14、数据采集***；15、里程编码器；16、双轮梁行走轮I；17、电池快速拆装机构；18、双轮梁行走轮II；19、高低测量机构；20、高低测量传感器安装架；21、高低测量传感器；22、直线导轨；23、直线导轨架；24、弹簧机构I；25、矢距测量传感器托架；26、矢距测量传感器；27、刹车手柄I；28、轨距测量定位机构I；29、矢距测量机构；30、弹簧机构II；31、轨距测量定位机构II；32、刹车手柄II；33、定位连接轴；34、绝缘块；35、超高传感器；36、棱镜支架；37、轨距传感器；38、轨距测量传感器托架；39、弹簧机构III；40、三根滑动轴组成的机构；41、轨距测量定位机构III；42、全站仪；43、全站仪脚架；44、无线通讯模块；45、天线II

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的一个实施例加以说明。

本实施例包括轨道内部几何形状测量装置、轨道外部几何状态测量装置、主控计算机、相关控制和数据采集***。

参照附图，轨道内部几何形状测量装置由双轮梁1、可旋转及倾覆的手推杆5、单轮梁2构成机架主体；在双轮梁1两端安装有行走轮I 16、行走轮II 18，在单轮梁2一端安装有行走轮3；手推杆5通过旋转台10安装在单轮梁2中部，用于推动仪器行走，手推杆5上安装有主控计算机8的支架6及其托盘7，用于安放主控计算机8，便于操作员随时操作和查看；手推杆5上还设有刹车机构9，当本实用新型通过道岔区间时，捏紧刹车机构9，可以通过刹车片克服弹簧机构的弹力将轨距测量定位机构控制在原位，以使本实用新型通过岔心后无需搬动即能及时到位；单轮梁2一端安装有定位连接轴33、绝缘块34，双轮梁1和单轮梁2由定位连接轴33连接，用把手11锁紧；双轮梁1上装有数据采集***14、可快速更换的电池盒12和天线13，两端行走轮I 16、行走轮II 18的位置分别装有刹车手柄I 27、刹车手柄II32，在进行点位测量时可以将小车固定，防止仪器滑动、晃动，造成测量数据不准确；

双轮梁1为桁架结构，双轮梁1中部安装有高低测量机构19和矢距测量机构29，其圆管腹腔内安装有高低测量传感器安装架20、高低测量传感器21、弹簧机构II 30，高低测量机构19在弹簧机构II 30的作用下，可始终与轨面保持紧密接触，能及时反映出轨面的高低状况，从而实现对轨面高低的测量；其方管腹腔内安装有矢距测量传感器托架25、置于直线导轨架23上的直线导轨22、弹簧机构I 24和正矢传感器26，轨距测量定位机构29在弹簧机构I 24的作用下始终与钢轨内侧紧密接触，能及时反映该点与双轮梁1两端安装的轨距测量定位机构I 28和轨距测量定位机构II 31之间的位置变化，从而进行正矢测量。在双轮梁1的一端装有里程编码器15，可对行走里程进行测量计算。电池快速拆装机构17可实现对电池的快速拆装。

单轮梁2的行走轮3通过三根滑动轴组成的机构40与弹簧机构III39、轨距传感器37、托架38及单轮梁2连接在一起，单轮梁2内侧安装有轨距测量定位机构41，能在弹簧机构III39的作用下随轨距变化始终与钢轨内侧接触，从而进行轨距测量定位；单轮梁2的腹腔中安装有轨距传感器37、超高传感器35。

通过上述机构和传感器可实现对轨道内部几何形状的测量。

轨道外部几何状态测量装置包括单轮梁2上的棱镜4、棱镜支架36、安装在支架43上的全站仪42、天线I 13；棱镜支架36安装在本实用新型整体机架的中心位置，棱镜4安装在棱镜支架36上；全站仪42上安装有无线通讯模块44和天线II 45，对周围环境进行测量时，可通过该***进行数据传输。

轨道外部几何状态测量和内部几何形状测量共用一套数据采集***14，各传感器及无线通讯模块所得数据经数据采集***送入主控计算机8，由主控计算机8对数据进行处理，并计算出各参数值。

测量结果自动送入主控计算机8中存储，并在屏幕上进行实时显示，当所测数据超限时，***能自动采用声光结合的方式进行报警。该***还具有传感器标定、参数设置、数据查询等功能。

工作时，手握手推杆5向前推动本实用新型前进，双轮梁1的轨距测量定位机构I 28和轨距测量定位机构II 31紧贴轨道的内侧，单轮梁2的轨距测量定位机构III41在弹簧机构39的作用下也紧贴另一边轨道的内侧，在本实用新型前进的过程中，轨道内侧参数的变化就反映在单轮梁2的轨距测量定位机构III41位置的变化上，变化参数由轨距传感器37测量，实现轨距的测量；超高传感器35与单轮梁2固定，通过倾角来计算超高的大小；同时，里程编码器15也在进行里程的记录；高低测量机构19在弹簧机构II 30的作用下，始终紧贴轨面，轨面的高低变化参数由纵平传感器21测量；双轮梁1的矢距测量机构29在弹簧机构I 24的作用下紧贴轨道的内侧，通过对双轮梁1的轨距测量定位机构I 28和轨距测量定位机构II 31和矢距测量机构29与轨道内侧接触的三个位置点的计算，实现正矢测量，该参数的测量由正矢传感器26完成。

轨距传感器37、超高传感器35、里程编码器15、正矢传感器26、纵平传感器21的测量值通过屏蔽电缆(图中未画出)送入数据采集装置14，数据采集装置14再将数据传输给主控计算机8进行处理，计算后的轨距、超高、里程、正矢、纵平、三角坑值可以以数据或波形在屏幕上显示；处理后的数据存入计算机中，可为线路的维护提供依据。

通过上述过程，实现了轨道内部形状的测量。此项功能可用于既有线路的日常养护和检查。

利用棱镜4、全站仪42、包括有无线通讯模块44和天线II 45及天线I 13的无线通讯***，则能完成对轨道外部几何状态的测量。分别将多个棱镜对称安放在铁路沿线布置的控制基网的GPIII控制点上，由多个棱镜的聚焦点确定全站仪42的位置，再由全站仪42测出多个GPIII的绝对坐标，根据绝对坐标可以得到轨道的设计中心线。由于安装在单轮梁2上的棱镜4正好位于两条轨道的中心位置上，因此，当本实用新型推动时，全站仪42可以测得安装在单轮梁2上的棱镜4的坐标，这些坐标就形成了轨道的实际中心线，通过对两条中心线的比对，从而确定轨道线路的实际位置与理论位置的偏移量，实现对周围环境的测量。此项功能可用于无碴轨道新线铺设、线路整理、检查设备精度、竣工验收、日常养护检查等环节。

Claims (2)

1、一种高速铁路轨道精测仪，包括轨道内部几何形状测量装置、主控计算机、相关控制和数据处理***，所述轨道内部几何形状测量装置由单轮梁和双轮梁构成可快速拆卸的“T”型机架，单轮梁一端和双轮梁两端分别安装有行走轮，三个行走轮的内侧均安装有锥形三轮渐进接触式定位机构，单轮梁上的行走轮及定位机构内侧安装有提供压紧力的弹簧机构，梁腔内安装有水平、轨距测量装置；双轮梁腹腔内安装有高低测量装置，外侧安装有里程测量装置，机架内装有数据采集***；单轮梁上固联有手推架，手推架上设有主控计算机及其安装架，其特征在于，还设有轨道外部几何状态测量装置，所述轨道外部几何状态测量装置包括有棱镜、棱镜支架、全站仪、无线通讯***，棱镜、棱镜支架安装于机架的单轮梁或双轮梁上；轨道外部几何状态测量和轨道内部几何形状测量共用一套数据采集***，各测量装置的传感器及无线通讯模块所得数据经数据采集***送入主控计算机，由主控计算机对数据进行处理，并计算出各参数值。

2、根据权利要求1所述的高速铁路轨道精测仪，其特征在于，双轮梁腹腔内还安装有轨向测量装置。

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