CN102445166A - 一种行车轨道检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行车轨道检测方法，利用全站仪通过几何建模准确定位。即：轨道测量小车携带角隅棱镜沿轨道前进，全站仪实时追踪角隅棱镜的位置，通过几何建模，根据记录数据重构出轨道顶面中心线的空间形状，进而计算出轨道的直线度、双轨平行度、轨道跨距等参数，以此为依据对轨道进行调整。此方法具有精度高，操作简单等优点，可广泛应用于行车轨道的检测与调整。

Description

一种行车轨道检测方法

技术领域

本发明涉及一种行车轨道安装精度的检测方法。

背景技术

行车是许多大型设备生产制造单位的流水线上被广泛的应用的辅助生产设备。行车轨道的安装和后期维护是确保安全生产的必要条件，在实践中，由于行车两轨道平行度超标、局部变形过大、两轨道相对标高超差，这都有可能导致行车脱轨，造成重大的安全事故。因此在行车轨道安装和运行过程中必须要进行精确的检测，以确保行车轨道在安全可靠的范围内运行。通常检测轨道都是用水准仪、钢卷尺等工具配合使用的方法，此种检测方法，操作过程比较复杂，测量精确取决于测量人员的技术水平，人为因素较多，往往得不到高精度的测量数据，给设备生产环节预埋隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种行车轨道检测方法，要解决现有的行车轨道测量方法精度不够以及测试过程比较复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种行车轨道检测方法，检测步骤如下：

步骤一，记录行车轨道一和行车轨道二之间的原始跨度、行车轨道一和行车轨道二的原始长度；

步骤二，将角隅棱镜安装在轨道检测小车上；

步骤三，将轨道检测小车放置在行车轨道一上；

步骤四，将全站仪放置在行车轨道二顶面中心线上，并以全站仪测头位置为坐标原点，建立三维局部坐标系；

步骤五，将轨道检测小车移动至P_i点，其中i＝6～10，并假定其局部三维坐标为(x_i，y_i，z_i)，通过全站仪测量出P_i距离全站仪测头的距离S_i，垂直转角α_i，水平转角β_i，并通过采用如下计算公式

y_i＝S_i·sinα_i，

确定出P_i具体的局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)的数据；

步骤六，保持全站仪位置不动，将轨道检测小车移至行车轨道二上，并移至P_j点，其中j＝6～10，假定其三维坐标为(x_j，y_j，z_j)，测量出P_j距离全站仪测头的距离S_j，垂直转角α_j，水平转角β_j，通过采用如下计算公式

y＝S_j·sinα_j，

确定P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)；

步骤七，将步骤五和步骤六确定的P_i局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)，P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)转化成整体坐标系，并进行数据分析，得到分析数据；

步骤八，分析数据与GB10183-2005《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》标准进行对比，误差超出规范所述范围，调整行车轨道，重复上述步骤三至步骤七，直至误差落在标准所述范围内。

所述步骤三中，轨道检测小车的侧轮位置根据被测行车轨道的宽度调节，使其夹紧行车轨道并且使角隅棱镜位于行车轨道中心线上。

所述步骤七中，分析数据指单根轨道的平行度、直线度，以及两根行车轨道之间的跨距。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明采用高精度自动搜索的全站仪，测量过程中只需将轨道检测小车移至预先设计好的测试位置上，全站仪即可自动采集数据，操作简单，操作人员无需高超的测试技术和经验，即可达到较高的测试精度，省工省时，节约测试成本，且不影响正常的生产。

本发明可广泛应用于行车轨道的检测与校正。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是几何建模示意图。

图2是本发明检测流程图。

附图标记：1-行车轨道一、2-行车轨道二、3-全站仪测头。

具体实施方式

实施例参见图2所示，一种行车轨道检测方法，检测步骤如下：

步骤一，记录行车轨道一1和行车轨道二2之间的原始跨度、行车轨道一1和行车轨道二2的原始长度；

步骤二，将角隅棱镜安装在轨道检测小车上；

步骤三，将轨道检测小车放置在行车轨道一1上；

步骤四，将全站仪放置在行车轨道二2顶面中心线上，并以全站仪测头3位置为坐标原点，建立三维局部坐标系；

步骤五，将轨道检测小车移动至P_i点，其中i＝6～10，并假定其局部三维坐标为(x_i，y_i，z_i)，通过全站仪测量出P_i距离全站仪测头的距离S_i，垂直转角α_i，水平转角β_i，

并通过采用如下计算公式

y_i＝S_i·sinα_i，确定出P_i

具体的局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)的数据；上述公式的具体推导如下参见图1：P_i的三维坐标x_i，y_i，z_i分别为局部坐标系中的P′_iM_i，P′_iP_i，OM_i，全站仪可以测量记录的数据有：测量距离S_i，垂直转角α_i，水平转角β_i，则有：

y_i＝S_i·sinα_i                (1)

tgβ＝x_i/z_i                   (2)

x² _i+z² _i＝(S_i·sinα_i)²        (3)

整理得

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=\frac{S_i\·\sin {\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{1+\mathrm{ct}{g}^2{\mathrm{\β}}_i}}\\ y_i=S_i\·\sin {\mathrm{\α}}_i\\ z_i=\frac{S_i\·\sin {\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{1+t{g}^2{\mathrm{\β}}_i}}\end{array}\right.---\left(4\right)$

步骤六，保持全站仪位置不动，将轨道检测小车移至行车轨道二2上，并移至P_j点，其中j＝6～10，假定其三维坐标为(x_j，y_j，z_j)，测量出P_j距离全站仪测头的距离S_j，垂直转角α_j，水平转角β_j，通过采用如下计算公式

y＝S_j·sinα_j，

确定P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)；具体推导过程同步骤五；

步骤七，将步骤五和步骤六确定的P_i局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)，P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)转化成整体坐标系，并进行数据分析，得到分析数据；

步骤八，分析数据与GB10183-2005《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》标准进行对比，误差超出规范所述范围，调整行车轨道，重复上述步骤三至步骤七，直至误差落在标准所述范围内。

所述步骤三中，轨道检测小车的侧轮位置根据被测行车轨道的宽度调节，使其夹紧行车轨道并且使角隅棱镜位于行车轨道中心线上。

所述步骤七中，分析数据指单根轨道的平行度、直线度，以及两根行车轨道之间的跨距。

全站仪采用选用徕卡公司的TPS1202或其他高精度，可自动搜索角隅棱镜的全站仪，TPS1202可以实现高精度的角度测量和长测程距离测量，能够自动搜索对应的角隅棱镜。自动目标搜索是利用CCD阵列识别测量棱镜的位置。仪器发射一束激光，经棱镜反射后由CCD接收。反射光点到CCD中心的相关位置被计算出来，称为ATR偏置。此偏置值可用来驱动仪器将仪器的十字丝对准棱镜。然后进行快速、连续测量，其最大测程达到3000m，测量精度可达2mm，角度测量精度可达1″。

Claims (3)

1.一种行车轨道检测方法，其特征在于：检测步骤如下：

步骤一，记录行车轨道一(1)和行车轨道二(2)之间的原始跨度、行车轨道一(1)和行车轨道二(2)的原始长度；

步骤二，将角隅棱镜安装在轨道检测小车上；

步骤三，将轨道检测小车放置在行车轨道一(1)上；

步骤四，将全站仪放置在行车轨道二(2)顶面中心线上，并以全站仪测头(3)位置为坐标原点，建立三维局部坐标系；

步骤五，将轨道检测小车移动至P_i点，其中i＝6～10，并假定其局部三维坐标为(x_i，y_i，z_i)，通过全站仪测量出P_i距离全站仪测头的距离S_i，垂直转角α_i，水平转角β_i，并通过采用如下计算公式

y_i＝S_i·sinα_i，

确定出P_i具体的局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)的数据；

步骤六，保持全站仪位置不动，将轨道检测小车移至行车轨道二(2)上，并移至P_j点，其中j＝6～10，假定其三维坐标为(x_j，y_j，z_j)，测量出P_j距离全站仪测头的距离S_j，垂直转角α_j，水平转角β_j，通过采用如下计算公式

y_j＝S_j·sinα_j，

确定P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)；

步骤七，将步骤五和步骤六确定的P_i局部三维坐标(x_i，y_i，z_i)，P_j局部三维坐标(x_j，y_j，z_j)转化成整体坐标系，并进行数据分析，得到分析数据；

步骤八，分析数据与GB10183-2005《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》标准进行对比，误差超出规范所述范围，调整行车轨道，重复上述步骤三至步骤七，直至误差落在标准所述范围内。

2.根据权利要求1所述的行车轨道检测方法，其特征在于：所述步骤三中，轨道检测小车的侧轮位置根据被测行车轨道的宽度调节，使其夹紧行车轨道并且使角隅棱镜位于行车轨道中心线上。

3.根据权利要求1所述的行车轨道检测方法，其特征在于：所述步骤七中，分析数据指单根轨道的平行度、直线度以及两根行车轨道之间的跨距。

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