KR101392454B1 - 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101392454B1
KR101392454B1 KR1020130065883A KR20130065883A KR101392454B1 KR 101392454 B1 KR101392454 B1 KR 101392454B1 KR 1020130065883 A KR1020130065883 A KR 1020130065883A KR 20130065883 A KR20130065883 A KR 20130065883A KR 101392454 B1 KR101392454 B1 KR 101392454B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rail
laser gun
grid reflector
cant
gauge
Prior art date
Application number
KR1020130065883A
Other languages
English (en)
Inventor
이지하
강윤석
엄기영
윤희택
박영곤
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020130065883A priority Critical patent/KR101392454B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101392454B1 publication Critical patent/KR101392454B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/167—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by projecting a pattern on the object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way
    • B61K9/10—Measuring installations for surveying permanent way for detecting cracks in rails or welds thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 제1 레일 상부에 레이저건을 설치하고 제2 레일의 내측면에 모눈 반사판을 설치하여 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이인 캔트(Cant)를 간단하게 측정할 수 있고, 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 궤간 및 캔트를 용이하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법이 제공된다.

Description

레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법 {APPARATUS FOR MEASURING GAUGE AND CANT OF TRACK USING LASER GUN AND GRAPH REFLECTION PLATE, AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 궤간과 캔트 측정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 레일에 레이저건(Laser Gun) 및 모눈 반사판(Graph Reflection Plate)을 부착 설치하여 레일의 궤간(Gauge)과 캔트(Cant)를 측정할 수 있는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 궤도(Track)는 열차를 정해진 길로 유도하는 역할을 할뿐만 아니라 하부로 전달되는 열차의 하중을 완화시켜 하부 구조물을 보호하는 역할을 수행한다. 또한, 이러한 궤도의 성능에 따라 열차의 주행 안정성 및 승차감이 직접적인 영향을 받으며, 철도 환경 소음 및 진동의 대부분은 궤도와 차륜의 상호작용에 의해 발생한다. 따라서 궤도는 전체 철도 시스템의 안정성, 경제성 및 쾌적성에 직접적인 영향을 주는 주요 요인이라고 할 수 있다.
이러한 궤도는 열차의 통과에 의해 미소한 영구변형이 일어나며 시간이 지날수록 이러한 변형이 누적되어 주행 노면에 틀림(Irregularity)을 발생시킨다. 특히, 궤도는 열차의 고속 주행에 따라 작용하는 과대한 열차 하중에 비해 간단한 구조로 이루어져 있으므로, 일반 구조물에 비해 재료의 열화에 따른 부재의 갱환 등을 비교적 빈번하게 수행해야 하는 등 계속적인 보수를 전제로 하는 특수한 구조물이다.
도 1a 및 도 1b는 각각 두 개의 레일의 위치 및 레일의 규격을 나타내는 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 레일의 궤도 좌표계 및 궤간의 정의를 나타내는 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 각각 두 개의 레일(10L, 10R)의 위치는 궤도 좌표계로 나타낼 수 있고, 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 레일(10)의 규격은 A, B, C, D, E 및 F의 크기 및 두께(t)에 따라 다양하게 정의될 수 있다.
또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 레일의 궤도 좌표계는 주행면과 주행 방향에 따라 X, Y, Z 좌표로 표시할 수 있고, 또한, 궤간(G)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 두 개의 레일(10L, 10R) 사이의 간격으로 정의된다.
한편, 철도에서 선로의 역할은 선형(Line form)에 정해진 차륜 주행로를 확실하게 실현하는 것이지만, 현실에서는 이와 달리 오차가 발생한다. 즉, 궤도는 열차를 지지하고 원활하게 유도하는 역할을 수행하고 있지만, 열차의 반복적인 하중을 받게 되면 차차 궤도의 변형이 일어나 궤도차량 주행면의 부정합을 일으키게 되는데, 이를 궤도틀림(Track Irregularity)이라 한다. 이러한 궤도틀림은 궤도차량의 고속화에 따라 작은 궤도틀림으로도 큰 사고로 이어질 가능성이 커지고 있다.
이미 궤도 보수 업무의 많은 부분을 차지하는 궤도틀림의 보수에 있어서, 이미 궤도 검측차가 실용화되고 정기적으로 궤도의 상태를 검측하여 정해진 평가 기준을 기초로 하여 보수의 투입이 행해져 왔다. 이것은 어느 의미에서는 상태 감시 보전에 가까운 보수 체계라고 할 수 있다.
그러나 이러한 보수 투입의 우선도와 투입량에 관해서는 데이터의 뒷받침이 부족하고, 동원 가능한 보수 노력을 특이치의 관리에 우선적으로 투입하는 것 이외에는 나머지 노동 자원을 경험과 직감에 따라 순차적으로 배분하는 실정이다.
예를 들면, 이러한 궤도틀림이 커지면 열차의 요동이 증대되고 승객의 승차감이 악화되며, 이러한 궤도틀림이 커지거나 다른 궤도틀림과 함께 복합 틀림이 발생하면 열차의 탈선을 일으킬 수도 있다. 따라서 이러한 궤도틀림의 측정은 철도 수송의 안정성 확보에 있어서 매우 중요한 요인이 되고 있으며, 철도의 유지관리 및 보수의 측면에서도 점차 그 필요성이 증가하고 있다.
이러한 궤도틀림은 궤도 유지관리의 지표이자, 열차 주행 안정성과 승객 승차감에 결정적인 영향을 미치는 요소이다. 이러한 궤도의 유지관리는 궤도틀림을 일정 기준한도 이내로 복원시키기 위한 작업으로서 안전의 관점에서 사고의 예방을 보장하여 승차감을 확보할 수 있어야 한다. 이러한 궤도틀림은 열차의 운전에 따라서 일정한 주기로 동적으로(Dynamically) 궤도 검측차를 이용하여 측정되며, 필요에 따라 인력 또는 간이 검측장치를 이용하여 정적으로(Statically) 측정될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 궤도틀림을 예시하는 도면으로서, 도 3a는 평면 선형을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 측면 선형을 설명하기 위한 도면이며, 도 3c는 궤도틀림의 기하학적 정의를 나타내는 도면이다.
이러한 궤도틀림은 두 개의 레일 위치에 대한 기하학적 불일치로부터 야기되며, 2개의 레일 위치에 대한 기하학적 변수를 나타내며, 평면 선형의 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 레일 사이의 간격은 (Z1 - Z2)/2로 주어질 수 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 측면 선형의 경우, 2개의 레일의 높이 차이는 (Y1 - Y2)/2로 주어질 수 있다. 또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 4개 유형의 궤도틀림은 면(Vertical) 틀림, 줄(Alignment) 틀림, 수평(Cross level 또는 Superelevation) 틀림 및 궤간(Gauge) 틀림으로 정의된다. 이러한 궤도틀림의 측정 방법으로서, 기존의 접촉식 측정법에서 점차 레이저와 카메라 시스템, 그리고 관성 시스템을 이용한 비접촉식 측정 방법으로 연구가 진행되고 있다
도 4a 및 도 4b는 각각 궤도의 수평 틀림을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
수평 틀림(Cross Level Irregularity)은 궤간의 기본 치수에서 좌우 레일(10L, 10R)의 높이 차를 말한다. 이때, 궤간은 레일 면에서 하방 15mm 지점간의 최단 거리로 정의된다. 예를 들면, 국철에서 이용하고 있는 궤도 검측차에서는 레일과 차륜과의 접촉 상태를 감안하여 14mm 지점에서 궤간을 측정하고 있다. 또한, 표준 궤간에서는 궤간의 기본 치수인 1,435mm 대신에 좌우 레일의 중심 간격인 1,500mm 사이의 높이를 수평으로 하고 있다.
이러한 치수는 차륜 지지 간격과 거의 같다. 곡선부에 캔트(Cant)가 있을 경우, 즉, 커브에서 바깥부분의 레일을 높게 만든 경우, 설정된 캔트량을 더한 것을 기준으로 하여 그 증감량으로 나타낸다.
궤간의 기본 치수당 좌우 레일(10L, 10R) 높이의 차는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 직선의 경우에는 캔트가 없으므로 직접 좌우 레일(10L, 10R)의 차를 수평 틀림으로 볼 수 있다. 하지만, 곡선부에 캔트가 있을 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 레일 면에서는 캔트에 해당하는 량만큼 높게 나타나게 된다. 이때, 수평 틀림의 부호는 직선부에서는 선로의 기점에서 종점을 향해 좌측 레일(10L)을 기준으로 하며, 우측 레일(10R)이 높을 경우에 (+)로 나타내고, 낮을 경우를 (-)로 나타낸다. 곡선 구간에서는 내측 레일을 기준으로 하여 설정 캔트보다 클 경우를 (+)로 나타내고, 작은 경우를 (-)로 나타낸다.
종래의 기술에 따르면, 실, 검측차 또는 차량장착센서 등을 이용하여 레일의 궤간 또는 캔트를 측정하고 있는데, 정확도가 떨어지거나 구성이 복잡하다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1250228호(출원일: 2010년 6월 9일), 발명의 명칭: "가속도계를 이용한 궤도 틀림 검측 시스템 및 검측 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-976055호(출원일: 2008년 08월 14일), 발명의 명칭: "궤도틀림 실시간 감시 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1026350호(출원일: 2008년 12월 15일), 발명의 명칭: "관성센서를 이용한 궤도의 수평 틀림 측정 시스템 및 그 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-797055호(출원일: 2006년 5월 30일), 발명의 명칭: "철도궤도의 효율적 유지보수를 위한 3차원 데이터 형식의 철도 궤도틀림도 측정방법" 일본 공개특허번호 제2005-325732호(공개일: 2005년 11월 24일), 발명의 명칭: "철도궤도의 침하 측정장치 및 측정방법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 제1 레일 상부에 레이저건을 설치하고 제2 레일의 내측면에 모눈 반사판을 설치하여 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이인 캔트(Cant)를 간단하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 궤간 및 캔트를 용이하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치는, 제1 레일 및 제2 레일의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정장치에 있어서, 상기 제1 레일에 직교하는 횡방향으로 설치되어 상기 제1 레일 상에 안착되고, 상기 제1 레일 및 제2 레일의 횡방향 레일간거리인 궤간을 측정하도록 상기 제2 레일을 향해 레이저를 발사하는 레이저건; 모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 제2 레일에 직교하는 내측면에 설치되고, 상기 레이저건으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 측정점이 형성되는 모눈 반사판; 및 상기 제2 레일에 상기 모눈 반사판을 장착하는 모눈 반사판 장착부를 포함하되, 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점에 의해서 제1 레일과 제2 레일사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트가 산출되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 레이저건서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판에 측정점을 형성하면, 상기 레이저건은 상기 측정점까지의 거리를 표시하며, 상기 측정점까지의 거리, 기설정된 상기 제1 레일 및 상기 레이저건의 발사면까지의 거리 및 기설정된 상기 제2 레일과 상기 모눈 반사판까지의 거리의 합에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간이 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치는, 상기 모눈 반사판 및 상기 모눈 반사판 장착부 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판을 고정하는 모눈 반사판 탑재부를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 모눈 반사판 장착부는 상기 제2 레일의 형상에 대응하도록 가공되고, 상기 제2 레일에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 레이저건은 상기 제1 레일의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건의 하면에 상기 제1 레일의 형상에 대응하는 장착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법은, 제1 레일 및 제2 레일의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정 방법에 있어서, a) 서로 평행한 제1 레일 및 제2 레일 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정하는 단계; b) 상기 기준 지점의 제1 레일 상부에 레이저건을 안착시키는 단계; c) 상기 측정 지점의 제2 레일 내측면에 모눈 반사판이 장착된 모눈 반사판 장착부를 설치하는 단계; d) 상기 레이저건을 구동하여 상기 모눈 반사판에 레이저를 발사하는 단계; e) 상기 모눈 반사판 상에 형성된 측정점을 확인하는 단계; 및 f) 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점에 근거하여 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점에 의해서 상기 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트(Cant)를 산출하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 d) 단계에서 상기 레이저건에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판에 측정점을 형성하면 상기 레이저건은 상기 측정점까지의 거리를 표시하고, 상기 f) 단계에서 상기 측정점까지의 거리, 기설정된 상기 제1 레일 및 상기 레이저건의 발사면까지의 거리 및 기설정된 상기 제2 레일과 상기 모눈 반사판까지의 거리의 합에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간이 산출될 수 있다.
여기서, 상기 b) 단계의 레이저건은 상기 제1 레일의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건의 하면에 상기 제1 레일의 형상에 대응하는 장착홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 c) 단계의 모눈 반사판 장착부는 상기 제2 레일의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 제2 레일에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 제1 레일 상부에 레이저건을 설치하고 제2 레일의 내측면에 모눈 반사판을 설치하여 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이인 캔트(Cant)를 간단하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 궤간 및 캔트를 용이하게 측정할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 두 개의 레일의 위치 및 레일의 규격을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 레일의 궤도좌표계 및 궤간의 정의를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 궤도틀림을 예시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 궤도의 수평 틀림을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치에서 레이저건을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치에서 궤간과 캔트 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법의 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치에서 레이저건을 예시하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치는, 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정장치로서, 레이저건(110), 모눈 반사판(120), 모눈 반사판 장착부(130) 및 모눈 반사판 탑재부(140)를 포함한다. 여기서, 상기 레이저건(110)이 설치되는 지점이 기준 지점이고, 상기 모눈 반사판(120)이 설치되는 지점은 측정 지점이 된다.
레이저건(110)은 상기 제1 레일(200a)에 직교하는 횡방향으로 설치되어 상기 제1 레일(200a) 상에 안착되고, 상기 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 횡방향 레일간거리인 궤간을 측정하도록 상기 제2 레일(200b)을 향해 레이저를 발사한다. 이때, 상기 제1 레이저건(110)은 통상적인 레이저 수준측정기로부터 분리하여 이용할 수 있고, 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점을 형성하면, 상기 레이저건(110)은 상기 측정점까지의 거리(d1)를 표시하게 된다.
또한, 상기 레이저건(110)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레일(200a)의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건(110)의 하면에 상기 제1 레일(200a)의 형상에 대응하는 장착홈(A)이 형성되는 것이 바람직하다.
모눈 반사판(120)은 모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 제2 레일(200b)에 직교하는 내측면에 설치되고, 상기 레이저건(110)으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 측정점이 형성된다.
모눈 반사판 장착부(130)는 상기 제2 레일(200b)에 상기 모눈 반사판(120)을 장착한다. 이때, 상기 모눈 반사판 장착부(130)는 상기 제2 레일(200b)의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 제2 레일(200b)에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다.
모눈 반사판 탑재부(140)는 상기 모눈 반사판(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(130) 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판(120)을 고정시킨다.
따라서 상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 의해서 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트(Cant)가 산출될 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점을 형성하면, 상기 레이저건(110)은 상기 측정점까지의 거리(d1)를 표시하며, 상기 측정점까지의 거리(d1), 기설정된 상기 제1 레일(200a) 및 상기 레이저건(110)의 발사면까지의 거리(d2) 및 기설정된 상기 제2 레일(200b)과 상기 모눈 반사판(120)까지의 거리(d3)의 합(d1 + d2 + d3)에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간(G)이 산출될 수 있다. 또한, 전술한 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점으로부터 캔트가 산출된다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치에서 궤간과 캔트 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 모눈 반사판(120)의 측정점에 의해 궤간(G) 및 캔트를 측정할 수 있고, 예를 들면, 모눈 간격은 1mm일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 모눈 반사판(120)의 C지점은 기준점이고, P1~P4에 따라 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b) 사이의 캔트를 간단하게 측정할 수 있다.
구체적으로, 상기 모눈 반사판(120)의 C지점은 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)에 캔트가 없는 경우를 나타내며, 상기 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(120)은 상기 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)에 설치하기 전에 사전에 정렬된다.
[레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법]
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법의 동작흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법은, 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정 방법으로서, 먼저, 서로 평행한 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b) 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정한다(S110). 여기서, 상기 레이저건(110)이 설치되는 지점이 기준 지점이고, 상기 모눈 반사판(120)이 설치되는 지점은 측정 지점이 된다.
다음으로, 상기 기준 지점의 제1 레일(200a) 상부에 레이저건(110)을 안착시킨다(S120). 이때, 상기 레이저건(110)은 상기 제1 레일(200a)의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건(110)의 하면에 상기 제1 레일(200a)의 형상에 대응하는 장착홈이 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 측정 지점의 제2 레일 내측면에 모눈 반사판(120)이 장착된 모눈 반사판 장착부(130)를 설치한다(S130). 이때, 상기 모눈 반사판 장착부(130)는 상기 제2 레일(200b)의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 제2 레일(200b)에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 레이저건(110)을 구동하여 상기 모눈 반사판(120)에 레이저를 발사한다(S140).
다음으로, 상기 모눈 반사판(120) 상에 형성된 측정점을 확인한다(S150).
다음으로, 상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 근거하여 상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 의해서 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트(Cant)를 산출한다(S160).
구체적으로, 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점을 형성하면 상기 레이저건(110)은 상기 측정점까지의 거리(d1)를 표시하고, 상기 측정점까지의 거리(d1), 기설정된 상기 제1 레일(200a) 및 상기 레이저건(110)의 발사면까지의 거리(d2) 및 기설정된 상기 제2 레일(200b)과 상기 모눈 반사판(120)까지의 거리(d3)의 합(d1 + d2 + d3)에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간(G)이 산출된다. 또한, 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점으로부터 캔트가 산출되는데, 상기 캔트는 전술한 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 산출될 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 제1 레일 상부에 레이저건을 설치하고 제2 레일의 내측면에 모눈 반사판을 설치하여 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 제1 레일과 제2 레일 사이의 횡방향 레일의 높이 차이인 캔트(Cant)를 간단하게 측정할 수 있고, 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 궤간 및 캔트를 용이하게 측정할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 레이저건
120: 모눈 반사판
130: 모눈 반사판 장착부
140: 모눈 반사판 탑재부
200a: 제1 레일
200b: 제2 레일

Claims (10)

  1. 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정장치에 있어서,
    상기 제1 레일(200a)에 직교하는 횡방향으로 설치되어 상기 제1 레일(200a) 상에 안착되고, 상기 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 횡방향 레일간거리인 궤간을 측정하도록 상기 제2 레일(200b)을 향해 레이저를 발사하는 레이저건(110);
    모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 제2 레일(200b)에 직교하는 내측면에 설치되고, 상기 레이저건(110)으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 측정점이 형성되는 모눈 반사판(120); 및
    상기 제2 레일(200b)에 상기 모눈 반사판(120)을 장착하는 모눈 반사판 장착부(130)
    를 포함하되,
    상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 의해서 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트(Cant)가 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점을 형성하면, 상기 레이저건(110)은 상기 측정점까지의 거리(d1)를 표시하며, 상기 측정점까지의 거리(d1), 기설정된 상기 제1 레일(200a) 및 상기 레이저건(110)의 발사면까지의 거리(d2) 및 기설정된 상기 제2 레일(200b)과 상기 모눈 반사판(120)까지의 거리(d3)의 합(d1 + d2 + d3)에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간(G)이 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모눈 반사판(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(130) 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판(120)을 고정하는 모눈 반사판 탑재부(140)를 추가로 포함하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모눈 반사판 장착부(130)는 상기 제2 레일(200b)의 형상에 대응하도록 가공된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모눈 반사판 장착부(130)는 강재인 상기 제2 레일(200b)에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저건(110)은 상기 제1 레일(200a)의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건(110)의 하면에 상기 제1 레일(200a)의 형상에 대응하는 장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치.
  7. 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b)의 궤간 또는 캔트를 측정하기 위한 궤간과 캔트 측정 방법에 있어서,
    a) 서로 평행한 제1 레일(200a) 및 제2 레일(200b) 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정하는 단계;
    b) 상기 기준 지점의 제1 레일(200a) 상부에 레이저건(110)을 안착시키는 단계;
    c) 상기 측정 지점의 제2 레일 내측면에 모눈 반사판(120)이 장착된 모눈 반사판 장착부(130)를 설치하는 단계;
    d) 상기 레이저건(110)을 구동하여 상기 모눈 반사판(120)에 레이저를 발사하는 단계;
    e) 상기 모눈 반사판(120) 상에 형성된 측정점을 확인하는 단계; 및
    f) 상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 근거하여 상기 모눈 반사판(120)에 형성된 측정점에 의해서 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일간거리인 궤간(Gauge)과 상기 제1 레일(200a)과 제2 레일(200b) 사이의 횡방향 레일의 높이 차이를 나타내는 캔트(Cant)를 산출하는 단계
    를 포함하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 상기 레이저건(110)에서 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(120)에 측정점을 형성하면 상기 레이저건(110)은 상기 측정점까지의 거리(d1)를 표시하고, 상기 f) 단계에서 상기 측정점까지의 거리(d1), 기설정된 상기 제1 레일(200a) 및 상기 레이저건(110)의 발사면까지의 거리(d2) 및 기설정된 상기 제2 레일(200b)과 상기 모눈 반사판(120)까지의 거리(d3)의 합(d1 + d2 + d3)에 의해 횡방향 레일간거리인 궤간(G)이 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 b) 단계의 레이저건(110)은 상기 제1 레일(200a)의 상부에 안착할 수 있도록 상기 레이저건(110)의 하면에 상기 제1 레일(200a)의 형상에 대응하는 장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 c) 단계의 모눈 반사판 장착부(130)는 상기 제2 레일(200b)의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 제2 레일(200b)에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정 방법.
KR1020130065883A 2013-06-10 2013-06-10 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법 KR101392454B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130065883A KR101392454B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130065883A KR101392454B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101392454B1 true KR101392454B1 (ko) 2014-05-27

Family

ID=50893341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130065883A KR101392454B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101392454B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210112532A (ko) * 2020-03-05 2021-09-15 한국철도기술연구원 광학스펙클을 이용한 철도 윤중 측정시스템
CN117685877A (zh) * 2023-10-30 2024-03-12 常州市大成真空技术有限公司 一种测量装置的误差影响因素分析方法及测量装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05213198A (ja) * 1991-09-13 1993-08-24 Nishi Nippon Riyokaku Tetsudo Kk 軌道狂い測定方法及び装置
JP2004532999A (ja) 2001-07-06 2004-10-28 インベンテイオ・アクテイエンゲゼルシヤフト ガイドレールの直線性を決定するための方法および装置
JP2009281920A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 East Japan Railway Co レール変位検出器
KR20100009327U (ko) * 2009-03-13 2010-09-27 한국철도공사 디지털 궤도게이지 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05213198A (ja) * 1991-09-13 1993-08-24 Nishi Nippon Riyokaku Tetsudo Kk 軌道狂い測定方法及び装置
JP2004532999A (ja) 2001-07-06 2004-10-28 インベンテイオ・アクテイエンゲゼルシヤフト ガイドレールの直線性を決定するための方法および装置
JP2009281920A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 East Japan Railway Co レール変位検出器
KR20100009327U (ko) * 2009-03-13 2010-09-27 한국철도공사 디지털 궤도게이지 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210112532A (ko) * 2020-03-05 2021-09-15 한국철도기술연구원 광학스펙클을 이용한 철도 윤중 측정시스템
KR102351875B1 (ko) 2020-03-05 2022-01-18 한국철도기술연구원 광학스펙클을 이용한 철도 윤중 측정시스템
CN117685877A (zh) * 2023-10-30 2024-03-12 常州市大成真空技术有限公司 一种测量装置的误差影响因素分析方法及测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10429180B2 (en) Versine trolley-type equipment for inspecting track irregularity
CA2574051C (en) Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset
AU2013205131B2 (en) System for imaging and measuring rail deflection
RU2683137C2 (ru) Способ и устройство для определения структурных параметров рельсового пути
JP5453130B2 (ja) アタック角測定装置及び測定方法
KR101827485B1 (ko) 유압식 궤도 가이드부를 구비하는 트롤리형 궤도검측장비 및 그 방법
KR20150021932A (ko) 궤도 상태 감시 장치
KR101480808B1 (ko) 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법
KR20100068595A (ko) 관성센서를 이용한 궤도의 수평 틀림 측정 시스템 및 그 방법
CN104859682A (zh) 一种磁浮列车轨道检测车
CN107685748A (zh) 基于激光位移传感器的列车车轮尺寸参数在线检测方法
CN105923015B (zh) 一种以减振平台为惯性位移基准的钢轨波浪磨耗移动测量方法
JP2020509273A (ja) 軌道検測車および鉛直方向の軌道位置を検出する方法
KR101392454B1 (ko) 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤간과 캔트 측정장치 및 그 방법
Hisa et al. Rail and contact line inspection technology for safe and reliable railway traffic
KR102040025B1 (ko) 철도차량 차륜 형상 측정방법
CN113063362B (zh) 非接触式的磁浮列车转向架间距检测方法
JP2008051571A (ja) 鉄道車両の車輪形状測定装置
CN110904751B (zh) 一种铁路轨距检测方法及装置
Boronahin et al. Optical profilometers for rail track diagnostics
CN111780687B (zh) 廓形检测***的校准装置及其工作方法
CN113548068B (zh) 轨面不平顺检测装置及检测方法
JP2015209037A (ja) 車輪内面距離測定軌道
TWI685436B (zh) 測量軌道平整狀態的系統及方法
CN217403666U (zh) 一种轮轨作用力测试传感器定位装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170419

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 7