CN101178303A - 利用激光检测铁路路轨的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量仪器的设计和制造，特别是涉及一种利用激光检测铁路路轨的装置。其特征是：其由激光发射器(1)、定位接收光靶(2)、测量靶(3)及摄像无线接收装置(6)组成，定位接收光靶内安装有摄像装置(4)及摄像发射装置(5)。具有结构简单合理，强度低，易操作，精度高等优点。

Description

利用激光检测铁路路轨的方法及装置
技术领域：
本发明涉及测量仪器的设计和制造，特别是涉及一种利用激光检测铁路路轨的装置。
背景技术：
目前检测铁路路轨的直线性，主要是靠人眼观察和判断，然后利用撬杠等工具进行修正，由于靠人眼判读就造成不可避免的人为误差，而且检测中间环节比较多，受人为因素影响太大，精度较低。而在测量弦高时传统的办法是靠拉钢丝，再由尺去测量出最大弦高，由于测量时人工对正，人眼判读，而且由于钢丝的自重引起的下挠，这种方法必须考虑修正值，比较麻烦，再加上环境影响和测量中间环节比较多，受人为因素影响较大，测量数据主观性大，精度较低。随着火车的不断提速，对路轨的直线性和弦高的要求大幅提高，随之对检测精度的要求也大幅提高，原先传统的检测方法已经不能满足需要。
发明内容：
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种利用激光检测路轨的方法，方法简单，精度高、测量效率高。另外还提供一种利用激光检测路轨的装置，结构简单合理，强度低，易操作，精度高。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：利用激光检测路轨的方法，先将定位接收光靶安装在第二基准点上，并将光靶图像经摄像装置和摄像发射装置发射出来，将激光发射器安装在第一基准点上，打开无线接收装置，根据接收的图像调整激光发射器发射激光的倾角和旋转方向，使光斑打在定位接收光靶的标识中心上，因为在产品设计上保证了发射器的激光出光点和定位接收光靶中心点相对于被测路轨顶面等高，且其连线与两个基准点的连线在一个铅锤面上，所以通过测量靶和铁路轨距尺可以计算出各测量点针对基准线的水平、纵向偏差以及弦高，测量靶在设计上同样保证了靶的中心与发射器的激光出光点相对于被测路轨顶面等高，且与两个基准点的连线在一个铅锤面上，测量靶的滑动分化板中心在滑动时始终与测量靶中心等高。
所述的激光发射器安装在第一基准点被测路轨的内侧面，同样定位接收光靶设置在第二基准点的路轨内侧面。
本发明利用激光检测路轨的装置由激光发射器、定位接收光靶、测量靶及图像无线接收装置组成，定位接收光靶内安装有摄像装置及摄像发射装置。
所述的激光发射器采用带有空间位相调制器的激光经纬仪，其由底座、调整系统、操作系统、显示系统、外壳及把手组成，与纵向旋转轴垂直安装有激光发射体，激光发射体外壳内安装有空间相位调制器，在空间相位调制器靠近透镜组一端固定有激光器，并且激光线轴与水平旋转轴、纵向旋转轴三轴线共点。
所述的激光经纬仪底座上连接有固定装置。
所述的定位接收光靶的靶面上有分划线，光靶底座是水平旋转轴，可以自由旋转，光靶底座连接有固定装置，固定装置上有调平水泡，光靶材料采用透明或半透明材料。
所述的定位接收光靶的靶面前端有滤光片。
所述的滤光片为窄带滤光片，阻止背景光通过，只允许激光束一个小范围波长的激光通过。
所述的测量靶的靶面上有分划线，材料采用透明或半透明材料，并且靶身带有可滑动的直尺，直尺上有可滑动的分化板。滑动分化板的材料采用透明或半透明材料。
所述的测量靶底座上有能与铁路轨距尺垂直固定的固定装置。
所述的摄像装置采用CCD或CMOS摄像头。
本发明与传统方法相比具有显著的特点：采用激光进行测量，经纬仪给出基准线，精度高，再由定位接收光靶完成点定位，光斑经过摄像传输的接受装置，直接由操作者通过显示器接收图像进行微调，大大的避免了原先只靠人眼判读所带来的误差，准确性高，效率高。本发明设备简单易操作，经纬仪是激光发射部分，它带有空间位相调制器，发出的激光光斑为环状，其中心亮点能保证激光线准确对准光靶中心，且在整个工作范围内无需调焦，提高了精度。定位接收光靶完成环状光斑的接收(光斑图象采集)，同时通过发射装置将光斑传输给给图像无线接收装置，再经过测量靶和它们之间进行对比，从而完成测量任务，使测量精度也大大提高。
附图说明：
图1为本发明系统结构示意图。
图2为带有空间位相调制器的激光经纬仪的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明：如图1所示。由激光发射器1、定位接收光靶2、测量靶3及图像无线接收装置6组成，定位接收光靶内安装有摄像装置4及摄像发射装置5，摄像装置采用CCD或CMOS摄像头，其中激光发射器采用带有空间位相调制器的激光经纬仪，激光经纬仪如图2所示，采用带有空间位相调制器的激光经纬仪，它由底座、调整系统、操作系统、显示系统、外壳及把手组成，与纵向旋转轴8垂直安装有激光发射体9，激光发射体外壳10内安装有空间相位调制器11，在空间相位调制器靠近透镜组12一端固定有激光器13，并且激光线轴14与水平旋转轴15、纵向旋转轴16三轴线共点，经纬仪底座上固定有卡具17。定位接收光靶如图1所示，定位接收光靶2的靶面上有分划线24，光靶底座是水平旋转轴25，可以自由旋转，光靶底座连接有固定装置21，固定装置上有调平水泡26，光靶材料采用透明或半透明材料。定位接收光靶的靶面前端有滤光片23，滤光片为窄带滤光片，阻止背景光通过，只允许激光束一个小范围波长的激光通过。测量靶如图1所示，测量靶3的靶面上有分划线7，材料采用透明或半透明材料，并且靶身带有可滑动的直尺20，直尺上有可滑动的分化板18，滑动分化板的材料采用透明或半透明材料。测量靶底座上有能与铁路轨距尺垂直固定的固定装置22。本发明在产品设计上保证了发射器的激光出光点和定位接收光靶中心点相对于被测路轨顶面等高，且其连线与两个基准点的连线在一个铅锤面上，所以通过测量靶和铁路轨距尺可以计算出各测量点针对基准线的水平、纵向偏差以及弦高，测量靶在设计上同样保证了靶的中心与发射器的激光出光点相对于被测路轨顶面等高，且与两个基准点的连线在一个铅锤面上，测量靶的滑动分化板中心在滑动时始终与测量靶中心等高。激光发射器安装在第一基准点被测路轨的内侧面，同样定位接收光靶安装在第二基准点的路轨内侧面。使用时，例如检测路轨的直线性，首先由铁路部门给出所需检测路轨段的两个基准点，先将激光经纬仪和定位接收光靶通过各自底座上的固定装置固定在两个基准点处路轨的内侧面上，二者相隔100米，将经纬仪调平后，由经纬仪在第一定点发射出一道准直的基准线，将基准线打在定位接收光靶上，再通过光靶上的摄像装置4和摄像无线发射装置5将光斑图像发射给接收装置，接收装置放置在操作者一端，操作者通过接收装置来微调，使基准线圆环的中心亮点对准定位接收光靶的中心，然后将测量靶用固定装置垂直固定在铁路轨距尺上，将铁路轨距尺放置在两根被测量的路轨之间固定，调平水泡后，开始逐点测量，一般每隔5米采样一次，最后通过测量靶和铁路轨距尺计算出各测量点针对基准线的水平及纵向偏差。如检测路轨的弦高，步骤如上，只是这时要利用测量靶靶身自带的可滑动的直尺及直尺上的可滑动的分化板来测量各点的弦高，从而找出最大弦高。

Claims (11)

1.利用激光检测铁路路轨的方法，其特征是：先将定位接收光靶安装在第二基准点上，并将光靶图像经摄像装置和摄像发射装置发射出来，将激光发射器安装在第一基准点上，打开无线接收装置，根据接收的图像调整激光发射器发射激光的倾角和旋转方向，使光斑打在定位接收光靶的标识中心上，因为在产品设计上保证了发射器的激光出光点和定位接收光靶中心点相对于被测路轨顶面等高，且其连线与两个基准点的连线在一个铅锤面上，所以通过测量靶和铁路轨距尺可以计算出各测量点针对基准线的水平、纵向偏差以及弦高，测量靶在设计上同样保证了靶的中心与激光发射器的激光出光点相对于被测路轨顶面等高，且与两个基准点的连线在一个铅锤面上，并保证测量靶的滑动分化板中心在滑动时始终与测量靶中心等高。
2.根据权利要求1所述的利用激光检测铁路路轨的方法，其特征是：激光发射器安装在第一基准点被测路轨的内侧面，同样定位接收光靶安装在第二基准点的路轨内侧面。
3.利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：其由激光发射器(1)、定位接收光靶(2)、测量靶(3)及图像无线接收装置(6)组成，定位接收光靶内安装有摄像装置(4)及摄像发射装置(5)。
4.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：激光发射器采用带有空间位相调制器的激光经纬仪，其由底座、调整系统、操作系统、显示系统、外壳及把手组成，与纵向旋转轴(8)垂直安装的激光发射体(9)的外壳(10)内安装有空间相位调制器(11)，在空间相位调制器靠近透镜组(12)一端固定有激光器(13)，并且激光线轴(14)与水平旋转轴(15)、纵向旋转轴(16)三轴线共点。
5.根据权利要求4所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：经纬仪底座上连接有固定装置(17)。
6.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：定位接收光靶(2)的靶面上有分划线(24)，光靶底座是水平旋转轴(25)，可以自由旋转，光靶底座连接有固定装置(21)，固定装置上有调平调平水泡(26)，光靶材料采用透明或半透明材料。
7.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：定位接收光靶的靶面前端有滤光片(23)。
8.根据权利要求7所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：滤光片(23)为窄带滤光片，阻止背景光通过，只允许激光束一个小范围波长的激光通过。
9.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：测量靶的靶面上有分划线(7)，材料采用透明或半透明材料，并且靶身带有可滑动的直尺(20)，直尺(20)上有可滑动的分化板(18)，滑动分化板的材料采用透明或半透明材料。
10.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：测量靶底座上有能与铁路轨距尺垂直固定的固定装置(22)。
11.根据权利要求3所述的利用激光检测铁路路轨的装置，其特征是：摄像装置采用CCD或CMOS摄像头。
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