CN107504935A - 一种铁路无砟轨道轨下调高垫板厚度的测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路无砟轨道钢轨下调高垫板厚度的测量仪。它主要由走行机构、测量模块、数据处理模块、供电模块及相连接构件组成。便携横梁或轮式轨道小车或附加在轮式轨道检查仪器上作为传感器的载体，通过测量与轨道板各部件之间的距离，然后找出承轨槽的位置，通过计算，即可获得钢轨轨下垫板的厚度。将测距传感器与计算机相连，能够实时对采集数据进行记录分析，自动获得垫板厚度及对应的测量轨枕号及位置。本发明提高了垫板测量的精度和效率，大大降低了人工测量轨下垫板的工作强度，减少了人工操作的误差，缩短了数据处理时间，本装置可以大大提高轨道线路维护的自动化水平，发明具有创新性。

Description

一种铁路无砟轨道轨下调高垫板厚度的测量仪

一、技术领域

本发明属于轨道测量领域，具体涉及一种用于检测铁路无砟轨道的钢轨下调高垫板的厚度，为铁路工务及相关部门维修和管理提供依据的一种测量仪。

二、背景技术

铁路尤其是高速铁路无砟轨道结构对轨道平顺性要求十分严格，由于线下基础结构及材料的复杂性，通常产生不均匀变形，从而导致轨面高低不平顺。施工期间由于施工误差也可能导致轨道的不平顺。列车高速通过不平顺区段时造成“颠簸”，影响乘坐的舒适性，甚至威胁列车运行安全，此时需要对钢轨的平顺性进行调整，铁路工务部门通常根据轨面的变形数据，在钢轨下不同轨枕位置垫入不同厚度的垫板的方法来调整钢轨面的高度从而保证钢轨面的平顺。对于一些复杂地段的无砟轨道线下结构不稳定变形通常是缓慢的，这就需要不定期的进行轨道平顺性的检查及调整，在调整之前需要掌握轨下垫板的现状数据。由于时间长，多次交叉作业等原因，为确保调整维护作业的效率，通常需要重新复核轨下垫板的数据，目前这部分工作基本上全部靠人工完成。人工调查时，需要每个测量人员俯身贴近钢轨，对每个轨枕的垫板用直尺读数或肉眼识别垫板型号来确定垫板的厚度，作业强度大，效率低下，读数误差较大。

三、发明内容

在上述背景下，本发明提出了一种的目的旨在提供一种集测量、处理数据自动完成、快速高效、小型便携的无砟轨道轨下垫板测量仪。比起人工测量，减轻操作人员的劳动强度，减少人工用量，高效且测量及记录分析均由计算机完成，大大提高了轨下垫板测量的准确性和自动化程度，同时减少了人工用量，长期而言能工节约了成本。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的轨下垫板测量装置，其特征是由沿钢轨行走的走行架包括纵梁(1)、横梁(2)、走行轮和导向轮(3)、推行架及托架(4)，(5)数据测量采集器，(6)数据处理装置，(7)供电模块构成。数据测量采集器(5)安装在推行架横梁的两侧，对应于钢轨外侧承轨台外边线以内，数据处理装置(6)放置在推行架托板(4)上，通过数据线与(6)相连接，供电模块(4)通过电缆为(5)供电。

本发明所述的推行架主要作为其他部分的载体，能够在轨面上稳定行走，其主要由一侧设置有两个轮组装置的纵梁(1)和另一侧设置有一个轮组装置的横梁(2)构成的三轮的“T”仪器架或两侧均设置有两个轮组装置的纵梁(1)和中间连接横梁(2)的四轮“工”型走行架，每一侧包括有至少有一个走行轮和导向轮(3)，横梁上带有弹性伸缩装置(8)能根据轨距变化自由伸缩，行走时各自轮系分别与轨道左、右轨保持密贴，纵梁(1)和横梁(2)可为一体，也可拆开便于搬运。该走行架可直接利用既有的轨道检查仪或进行专门加工。走行架走行轮与导向轮(3)钢轨间绝缘设计，中间法兰接头设置有绝缘层，确保测量仪在轨道上运行的安全。将走行轮(3)的其中一轮装载里程测量装置，根据轮子的走行距离，确定相应测量位置的里程。走行架设置推行架及托架(4)，托架用于测量时放置固定数据处理装置(6)，托架可折叠。电池卡装在走架横梁(2)或纵梁(1)，充电时可以很方便地从走行架上取下。

本发明所述的(5)数据测量采集器装载在走架横梁(2)的两侧，(5)的测量传感器中心伸出钢轨外侧，测量传感器包括非接触式测距传感器及信号转换模块。其通过声、光或电磁波等物理信号经发射端发出到达轨道表面不同部位后产生反射，并由传感器接收端接到反射信号，通过时间差和信号传输速度，换算成传感器到反射面的距离。转换模块将物理信号转换为数字信号，并将测量结果发送给(3)数据处理装置。

本发明所述的(6)数据处理装置是以单片机为核心的微处理系统或便携式计算机构成，接收测量传感器采集的距离信息，进行处理，结合走行轮(3)中里程测量装置采集的里程信息和相应(5)数据测量采集器得到的距离信息，分析判断承轨台面位置和垫板顶面位置，然后计算两个距离差，得到垫板厚度。由于每个垫板前后经过两次测量，可对两次数据尽心分析判断，提高测量精度。

本发明所述的(7)电源模块，为数据测量采集器(5)和数据处理装置(6)提供电源，确保这两个部分在不同的温度及天气条件下能够工作足够长的时间。

本发明有以下的技术效果。

本发明中所述的(5)数据测量采集器能够连续垂直轨面测量传感器至轨道见的距离，根据数据变化规律可以得到，确定传感器至承轨台表面的距离H1。根据仪器的结构和测量方法可知，钢轨高度为定制，测量仪在轨面上行走，传感器至轨面的距离保持不变，因此传感器至钢轨底面距离也为固定值a，因此当测得H1以后，轨下垫板厚度ΔH＝H1-a。在测量时，将仪器设置好以后，即可由操作人员沿钢轨推行，即可自动测量、记录并得出相应的轨下垫板的厚度。该仪器可以大大提高测量效率。

附图说明：

以下结合附图所示具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。

图1为本发明轨道检查仪的实施例结构图，图中(1)为纵梁、(2)为横梁、(3)为走行轮和导向轮、(4)为推行架及托架，(5)为数据测量采集器，(6)为数据处理装置，(7)为供电模块构成。

图2为本发明轨下垫板厚度测量仪的测量原理图，图中H1为传感器至承轨台表面的距离，a为传感器至钢轨地面的距离，ΔH为轨下垫板的厚度。

图3为本发明轨下垫板厚度测量仪工作时的断面示意图。

图4为沿钢轨外B线测量时传感器所测轨面结构的示意图及对应距离与里程的波形图，不同位置符号表示为：C代表轨道板面范围，D代表承轨台位置，E代表扣件段承轨台，波形图中横轴K为里程，H为纵轴为(5)数据测量采集器所测的各部位的距离值。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准。

本实施例方法如图2和图4所示为本发明轨下垫板厚度测量仪的测量原理图，测量仪在钢轨上推行时，(5)数据测量采集器沿图4所示的B线连续竖向扫描，扫描方式如图2所示，记录并测量传感器至轨道板表面不同部位的距离H，根据扫描得到的数据规律，可以提取传感器至承轨台表面的距离H1，a为传感器至钢轨底面的距离为定值，在设备制成后即可得到此数据，当测得H1以后，可得到轨下垫板厚度ΔH＝H1-a。

具体测量方式为：测量前将(7)供电模块进行充电，确保能够正常使用。然后将走行架纵梁(1)和横梁(2)运至轨道上，将(1)、(2)进行组装，检查伸缩装置能够使(3)导向轮和走行轮在轨距变化时始终能密贴钢轨行走，然后安装数据测量采集器(5)固定在(1)和(2)两侧。然后将(4)推行架和托板安装固定好，将数据处理装置(6)固定在托板上。然后用数据线和电源线，分别连接(5)和(7)及(6)，启动(6)和(5)的电源开关，保证各部分供电正常，数据传输正常。(6)启动后开始进入相应的软件，测试(5)和里程测量装置的信号是否正常工作，然后设定(5)传感器对应位置的里程及轨枕编号。然后沿钢轨推行本发明测量仪，在行走过程中测量仪连续记录图4中B线所对应位置的竖向距离及所对应的里程。通过对每个轨枕完整波形的规律分析，可确定承轨台位置及所对应的距离H1，然后通过计算ΔH＝H1-a，即可记录每隔轨枕下的垫板厚度值。通过处理可自动列表输出每个轨枕位置、编号和轨下调高垫板的信息。

Claims (6)

1.一种铁路无砟轨道钢轨下调高垫板厚度的测量仪，其特征在于：由在钢轨顶面行走的走行架包括纵梁、横梁、走行轮和导向轮、推行架及托架，数据测量采集器，数据处理装置，供电模块构成。

2.根据权利要求1所述，其特征在于沿钢轨行走的走行架包括纵梁、横梁，纵横梁的布置有两种方案，一种为一条纵和一条横梁构成的“T”型包括三组走行轮和导向轮的走行架或两个纵梁和一个横梁组成的四组走行轮和导向轮构成的“工”型走行架。其中的一个走行轮带有里程测量装置，可以测量所对应走行轮转动所经过的距离。横梁上带有弹性伸缩装置能根据轨距变化自由伸缩，行走时各自轮系分别与轨道左、右轨保持密贴。

3.根据权利要求1所述，推行架及托架带有推行的把手和安装数据处理装置，并可拆卸、折叠，方便搬运和保存。

4.根据权利要求1所述，数据测量采集器装载在走架的单侧或两侧，其包括有非接触式测距传感器，安装位置横向对应于钢轨外侧或内侧对应于钢轨两侧扣件的中心或距离中心一定距离的位置，用于测量传感器至轨道板不同部位的距离。

5.根据权利要求1所述，本发明的测量原理为：测量仪在轨面上行走，传感器至钢轨底面的距离保持不变为固定值a，因此当数据测量采集器测得承轨台至传感器之间的竖向距离H1以后，即可得到轨下垫板厚度ΔH＝H1-a。

6.本发明所述的数据处理装置是以单片机为核心的微处理系统或便携式计算机构成，接收数据测量采集器的测量结果信息，进行处理，结合走行轮中里程测量装置采集的里程信息，根据里程和距离曲线的波形，分析判断承轨台面位置并得到对应的H1后，按要求权利要求5所述公式ΔH＝H1-a，即可得到不同轨枕的轨下调高垫板厚度，并自动列表数据。