CN203668780U

CN203668780U - 铁路轨道几何状态检测小车

Info

Publication number: CN203668780U
Application number: CN201320885311.1U
Authority: CN
Inventors: 张晓江; 张翔; 杨世峰; 朱明宏; 成思源; 杨雪荣
Original assignee: Guangzhou South Surveying & Mapping Instrument Co Ltd; Guangdong University of Technology
Current assignee: South Surveying & Mapping Technology Co ltd; Guangdong University of Technology
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2023-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种铁路轨道几何状态检测小车，包括基座、主控单元以及传感器，所述基座上连接有第一横梁、第二横梁和第三横梁，所述主控单元安装在基座上，所述传感器安装在第三横梁上，所述第一横梁、第二横梁和第三横梁组成Y型框架，所述基座上设有手推组件，所述第三横梁上设有棱镜组件，所述第三横梁远离基座的一端设置定位轮组件，所述第一横梁和第二横梁远离基座的一端分别设有刹车轮；所述第三横梁的末端设有花片轮；所述第一横梁和第二横梁上架设有支架支撑板。本实用新型结构稳定、测量精准、使用寿命长；同时也便于携带和拆卸。

Description

铁路轨道几何状态检测小车

技术领域

本实用新型涉及铁路轨道检测的技术领域，特别涉及一种铁路轨道几何状态检测小车。

背景技术

2008年8月，时速达350km的京津城际客运专线的建成通车，标志着中国铁路已经跻身世界高速铁路发达行列，实现了铁路运输设备现代化、控制与管理科学化、检测与故障诊断智能化等安全保障技术的重大突破。高速铁路轨道安全检测技术成为实现高速铁路运输安全的基础。

我国对轨道几何状态的测量研究，最初是为解决普通铁路的轨道形位病害,采用的是相对测量方式的轨检仪，测量效率虽高，却不易解决测量精度和可靠性问题，其测量精度不能满足高速铁路轨道平顺性的要求。因此，京津、武广、郑西等最初建设的高速铁路，主要依靠进口设备，采用绝对测量模式进行轨道几何状态的测量。随着我国高速铁路建设的大规模实施，国内开始生产轨道几何状态检测小车并在高速铁路建设中应用。

评价轨道平顺性的主要技术指标为轨距、超高（水平）、轨向、高低、正矢、扭曲（三角坑）等相对平顺性指标以及轨道平面、高程与设计值之间偏差等绝对平顺性指标。这些平顺性指标均可通过轨道检测小车进行直接测量或后续分析、计算得到。现有轨道检测小车的基本原理如下所示：

(1)轨道几何状态的绝对测量模式，首先由智能型全站仪(如LeicaTCA2001)自动观测8个CPIII控制点，根据后方交会测量的数据解算得到全站仪的站心三维坐标,并对全站仪定向；然后使用智能型全站仪的棱镜锁定功能，使其锁定轨检小车上的棱镜:每当轨检小车停留在线路数据采集位置，即由小车上的控制终端控制全站仪测量小车上的目标棱镜，并将测量数据通过无线通讯技术发送到控制终端，由此完成对该点的线路数据采集；外业数据采集完毕即可由小车上的计算机进行数据处理、分析和整理工作，从而测量或计算出轨道几何状态的绝对位置参数。

(2)轨道几何状态的相对测量模式，是利用轨检小车自身的轨距传感器、倾角传感器、相对里程传感器所采集到的数据，测量或计算出轨道几何状态的相对位置参数，在此过程中，不需要全站仪的配合。

现有的轨道检测小车虽然可以实现对轨道各种参数的测量，但仍存在着一些缺陷。现有的轨道检测小车主要采用多块较厚的侧板及底板连接而成，致使其重量过大而造成携带不方便，且因装配误差的累积而影响到测量精度。在轨道检测小车的装配过程中，尤其是在纵梁与横梁的连接这部分，要求装配定位精度高，快拆夹紧方便。而现有的T型轨道检测小车车架结构由于其纵梁与横梁采用分体式构造，在装配过程中会引入装配误差，致使检测数据的***误差，不利于提高其测量精度。最后，轨道检测小车的单轮与双轮两部分的连接设计如何做到定位准确、拆装便捷也是一个需要慎重考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种测量精度高、装配简单、定位精度高、携带方便的铁路轨道几何状态检测小车。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

铁路轨道几何状态检测小车，包括基座、主控单元以及传感器，所述基座上连接有第一横梁、第二横梁和第三横梁，所述主控单元安装在基座上，所述传感器安装在第三横梁上，所述第一横梁、第二横梁和第三横梁组成Y型框架，所述基座上设有手推组件，所述第三横梁上设有棱镜组件，所述第三横梁远离基座的一端设置定位轮组件，所述第一横梁和第二横梁远离基座的一端分别设有刹车轮；所述第三横梁的末端设有花片轮；所述第一横梁和第二横梁上架设有支架支撑板。

优选的，所述手推组件设置在基座的中心位置上，所述第一横梁和第二横梁呈135°角。

优选的，所述基座为三叉基座，三叉基座与第三横梁通过可拆卸的方式连接。

优选的，所述手推组件包括支撑座、托板、刹车把、手把、龙头内管、锁紧装置、龙头外管和手推座；所述龙头外管一端与手推座连接，另一端通过锁紧装置与龙头内管连接；所述龙头内管的顶端设有手把，手把上设有刹车把，手把的中部连接有托板，托板通过支撑座与龙头内管连接；所述手推组件通过手推座与基座固定连接。

优选的，所述棱镜组件包括棱镜座、棱镜杆和棱镜柱；所述棱镜杆设置在棱镜座上，所述棱镜柱设置在棱镜杆的顶端，所述棱镜座固定在第三横梁上。

优选的，所述棱镜座通过安装平台固定在第三横梁上，所述安装平台包括固定基座、上平台、定位柱和底座，所述上平台设置在固定基座上，所述底座设置在上平台上，所述定位柱设置在底座上。

优选的，所述定位轮组件包括滑轨、滑块、第一弹簧、弹簧挡板、手柄装置、活动轴、定位轮、第二弹簧、活动轴尾块、活动轴连接板和定位轮竖轴；所述第一弹簧和第二弹簧套接在活动轴上，第一弹簧连接活动轴尾块，活动轴连接板套接在活动轴后架设在滑块上，所述滑块设置在轨道上，第二弹簧的末端与弹簧挡板连接，所述活动轴的末端连接定位轮竖轴后与定位轮连接；所述手柄装置与活动轴连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、结构稳定：本铁路轨道几何状态检测小车是通过基座将左右3个横梁连接起来的，整体形成了Y型支撑结构，整个铁路轨道几何状态检测小车的重心刚好落在Y型支撑结构的交叉处，即基座的中心点，因此相对现有的T型铁路轨道几何状态检测小车在结构上显得更加匀称而稳定；再之，本铁路轨道几何状态检测小车在重心方面进行了调整，相对现有的轨道检测小车重心降低了，致使铁路轨道几何状态检测小车在推行过程中更加平稳，从而使得测量得到的数据更加精确。

2、测量精准、使用寿命长：本铁路轨道几何状态检测小车的主体结构都采用一体成形技术，即各主体结构所采用的板块都是经过一次成型加工的，取代了现有铁路轨道几何状态检测小车利用多块较厚的侧板及底板连接而成的结构。铁路轨道几何状态检测小车采用一体式结构不仅有利于加工时一次成型，而且大大减少了其装配零件的数量，使其装配效率也得到了提升。由于需要连接定位装配的零件少，也相应的减少了装配时所产生的不必要的累积误差，从而使得铁路轨道几何状态检测小车的测量精度更加准确；与此同时，现有的铁路轨道几何状态检测小车一般采用螺钉连接的方式对多个零件进行拼接，小车使用过程中不慎的撞击以及长时间的使用后，组件和螺钉会产生变形，致使小车测量精度降低，甚至报废，本铁路轨道几何状态检测小车则克服了上述缺陷，保证了其使用寿命和测量精度。

3、拆装便捷：铁路轨道几何状态检测小车单轮和双轮两部分连接的定位完成后，设计了一种螺纹连接的快速便捷夹紧装置。该装置有着拆装便捷、夹紧牢固，能保证纵横两部分为刚性连接，不易磨损的优点。

4、安装平台方便实用：铁路轨道几何状态检测小车第三横梁上设计了一种既可以安装棱镜又可以安装全站仪的两用安装平台。本铁路轨道几何状态检测小车可以实现全站仪与棱镜之间的切换，实现两种不同的测量方式。不仅方便操作人员的作业，同时缩短作业所需单位时间，提高了数据测量的效率。

附图说明

图1是本实用新型铁路轨道几何状态检测小车的结构示意图；

图2是本实用新型铁路轨道几何状态检测小车的俯视图；

图3是本实用新型中手推组件的结构示意图；

图4是本实用新型中棱镜组件的结构示意图；

图5是本实用新型中安装平台的结构示意图；

图6是本实用新型中定位轮组件的结构示意图。

附图标记说明：1、基座；2、第二横梁；3刹车轮；4、支架支撑板；5、手推组件；6、第一横梁；7、棱镜组件；8、安装平台；9、花片轮；10、定位轮组件；11、第三横梁；12、支撑座；13、托板；14、刹车把；15、手把；16、龙头内管；17、锁紧装置；18、龙头外管；19、手推座；20、棱镜柱；21、棱镜杆；22、固定基座；23、上平台；24、定位柱；25、底座；26、滑轨；27、滑块；28、第一弹簧；29、弹簧挡板；30、手柄装置；31、活动轴；32、定位轮；33、第二弹簧；34、活动轴尾块；35、活动轴连接板；36、定位轮竖轴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2所示，本实施例铁路轨道几何状态检测小车，包括基座1、主控单元以及传感器，所述基座上连接有第一横梁6、第二横梁2和第三横梁11，所述主控单元安装在基座上，所述传感器安装在第三横梁上，所述第一横梁、第二横梁和第三横梁组成Y型框架，所述基座上设有手推组件5，所述第三横梁上设有棱镜组件7，所述第三横梁远离基座的一端设置定位轮组件10，所述第一横梁和第二横梁远离基座的一端分别设有刹车轮3；所述第三横梁的末端设有花片轮9；所述第一横梁和第二横梁上架设有支架支撑板4。

所述的车架支撑板、第一横梁、第二横梁、基座、第三横梁以及其他组件构成本实用新型的主要结构，是所有其他功能组件的承载体，可以达到结构稳定、测量精准、使用寿命长、定位准确、拆装便捷的目的。如图1、图2所示，根据轨道检测小车实际运作时的摆放方位和行走方向，以及作图的习惯将基座左侧的第一横梁和第二横梁所在的一边称为左侧，第三横梁所在的一边称为右侧。

如图1所示，铁路轨道几何状态检测小车左侧包含2个刹车轮组件，在这里将基座以及其左侧其它组件统称为双轮部分，而右侧包含1个花片轮，可以将基座右侧除棱镜组件外的其它部件统称为单轮部分。所述双轮结构和单轮结构通过可拆卸的方式进行安装，即在基座和第三横梁的连接方式为可拆卸的方式，采用一面、三定位销的定位方式进行定位。单双轮两部分连接定位时，2个短圆锥形定位销安排在底部先装配，起到了导向和防转的作用，可以更加容易地实现长定位销的装配与定位。最后，基座的右端面与右侧横梁的左端面贴合到一起，通过锁紧装置进行固定。

如图3所示，所述手推组件5包括支撑座12、托板13、刹车把14、手把15、龙头内管16、锁紧装置17、龙头外管18和手推座19；所述龙头外管一端与手推座连接，另一端通过锁紧装置与龙头内管连接；所述龙头内管的顶端设有手把，手把上设有刹车把，手把的中部连接有托板，托板通过支撑座与龙头内管连接；所述手推组件通过手推座与基座固定连接。所述手推组件的主要作用是在使用时方便人的操控性能，让人可以直接推着小车前行，同时通过电脑操作控制各个传感器采集数据。

如图4所示，所述棱镜组件7包括棱镜柱20和棱镜杆21；所述棱镜柱设置在棱镜杆的顶端，所述棱镜杆固定在安装平台8上。在铁路轨道几何状态检测小车作业时，棱镜安装在棱镜柱上，通过全站仪对棱镜的测量可以测量出铁路轨道几何状态检测小车上安装棱镜位置的坐标，从而通过计算可以得到相对应的钢轨的各种参数。

如图5所示，所述安装平台8包括固定基座22、上平台23、定位柱24和底座25，所述上平台设置在固定基座上，所述底座设置在上平台上，所述定位柱设置在底座上；所述固定基座固定在第三横梁上，所述底座与上平台通过定位柱进行定位，并与固定基座固定在一起。在铁路轨道几何状态检测小车作业时，棱镜组件或全站仪可以安放于底座上，可以实现两种不同的测量方式，最终测量并计算出铁路钢轨的各种不平顺参数。

如图6所示，所述定位轮组件10包括滑轨26、滑块27、第一弹簧28、弹簧挡板29、手柄装置30、活动轴31、定位轮32、第二弹簧33、活动轴尾块34、活动轴连接板35和定位轮竖轴36；所述第一弹簧和第二弹簧套接在活动轴上，第一弹簧连接活动轴尾块，活动轴连接板套接在活动轴后架设在滑块上，所述滑块设置在轨道上，第二弹簧的末端与弹簧挡板连接，所述活动轴的末端连接定位轮竖轴后与定位轮连接；所述手柄装置与活动轴连接。

应用本实用新型的铁路轨道几何状态检测小车可以对轨道的各种不平顺参数进行测量。铁路钢轨的静态几何形态测量主要包含以下内容：

轨距：同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短距离，及实际钢轨顶面以下钢轨内侧16mm处轮轨接触点之间的距离。我国新建铁路轨距统一规定为轨距为1435mm。本实用新型中通过实现轨距的测量。

水平：同一轨道横截面上左右钢轨顶面所在水平面的高度差，即右侧轨道顶端高程h右与左侧轨道顶端高程差h左之间的高程差Δh，不含圆曲线上设置的超高和缓和曲线上超高顺坡量。

超高：曲线地段外轨顶面与内轨顶面设计水平高度之差。

水平（超高）计算时左右钢轨顶面间距基准为m=1500mm。

轨向：钢轨内侧轨距点垂直于轨道方向偏离轨距点平均位置的偏差。分左右轨向两种。轨向也称作方向，可以分别按不同弦长的正矢和不同波长范围的空间曲线输出，其中水平、超高以及轨向均通过全站仪、棱镜组获得P点的空间位置坐标对应通过主控计算机计算获得相应数值信息。

高低：钢轨顶面垂直于轨道方向偏离钢轨顶面平均位置的偏差，分左右高低两种。可以分别按不同弦长的正矢和不同波长范围的空间曲线输出，本实用新型中轨道高低的数据通过左右两轨道的高低检测单元对应输出至主控计算机中获得。

轨距变化率：是以2.5m基长轨距测量值的差值与基长的比值。该项目评价的实际几何不平顺是轨向，它重点评价较短范围内的轨向不平顺。轨距变化率直接影响轮轨接触，对车体的横向振动影响较弱，对行车安全性和舒适性有影响。

水平变化率：又称三角坑。是以2.5m基长水平测量值的差值与基长的比值。该项目评价的实际几何不平顺是高低，它重点评价较短范围内的高低不平顺。水平变化率直接影响车体倾斜，对车体的横向振动影响较强，对行车安全性和舒适性有影响。本实用新型中轨距变化率和水平变化率均通过获得空间P点的空间坐标经主控计算机处理后获得。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.铁路轨道几何状态检测小车，包括基座、主控单元以及传感器，所述基座上连接有第一横梁、第二横梁和第三横梁，所述主控单元安装在基座上，所述传感器安装在第三横梁上，其特征在于，所述第一横梁、第二横梁和第三横梁组成Y型框架，所述基座上设有手推组件，所述第三横梁上设有棱镜组件，所述第三横梁远离基座的一端设置定位轮组件，所述第一横梁和第二横梁远离基座的一端分别设有刹车轮；所述第三横梁的末端设有花片轮；所述第一横梁和第二横梁上架设有支架支撑板。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述手推组件设置在基座的中心位置上，所述第一横梁和第二横梁呈135°角。

3.根据权利要求1所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述基座为三叉基座，三叉基座与第三横梁通过可拆卸的方式连接。

4.根据权利要求1所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述手推组件包括支撑座、托板、刹车把、手把、龙头内管、锁紧装置、龙头外管和手推座；所述龙头外管一端与手推座连接，另一端通过锁紧装置与龙头内管连接；所述龙头内管的顶端设有手把，手把上设有刹车把，手把的中部连接有托板，托板通过支撑座与龙头内管连接；所述手推组件通过手推座与基座固定连接。

5.根据权利要求1所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述棱镜组件包括棱镜座、棱镜杆和棱镜柱；所述棱镜杆设置在棱镜座上，所述棱镜柱设置在棱镜杆的顶端，所述棱镜座固定在第三横梁上。

6.根据权利要求5所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述棱镜座通过安装平台固定在第三横梁上，所述安装平台包括固定基座、上平台、定位柱和底座，所述上平台设置在固定基座上，所述底座设置在上平台上，所述定位柱设置在底座上。

7.根据权利要求1所述的铁路轨道几何状态检测小车，其特征在于，所述定位轮组件包括滑轨、滑块、第一弹簧、弹簧挡板、手柄装置、活动轴、定位轮、第二弹簧、活动轴尾块、活动轴连接板和定位轮竖轴；所述第一弹簧和第二弹簧套接在活动轴上，第一弹簧连接活动轴尾块，活动轴连接板套接在活动轴后架设在滑块上，所述滑块设置在轨道上，第二弹簧的末端与弹簧挡板连接，所述活动轴的末端连接定位轮竖轴后与定位轮连接；所述手柄装置与活动轴连接。