CN110670429B - 一种轨枕位置保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨枕位置保护装置，包括：处理单元，以及分别与处理单元相连的距离测量单元、检测单元和轨枕保护执行单元。作业前，捣固车辆输入包括轨枕与线路里程对应关系的作业文件。作业时，首先定位开始同步点，距离测量单元获取线路里程数据并将其发送至处理单元，处理单元将作业文件的里程数据与实际线路里程对应，使得捣固车辆的实际里程位置与作业文件里程同步变化。检测单元获取轨枕位置数据并将其发送至处理单元，如果检测定位到轨枕，处理单元自动定位和匹配最接近的轨枕所对应的里程位置，并向轨枕保护执行单元输出轨枕保护信号。本发明能够解决现有作业装置存在作业差错，容易发生意外情况，使捣固装置下插至意外位置的技术问题。

Description

一种轨枕位置保护装置

技术领域

本发明涉及铁路工程机械技术领域，尤其是涉及一种应用于大型养路机械捣固作业的轨枕位置保护装置。

背景技术

目前，铁道线路的养护作业由人工方式转变为大型工程机械方式，大型机械捣固作业需要人工踩镐，在到达捣固点前的某一距离，需要踩下捣固下降踏板，捣固头下降，从而完成一次捣固作业。大型养路机械在自动捣固作业过程中，需要对作业的铁道线路进行测量，需要计算捣搞下插位置，从当前位置到下一捣固下插位置的移动距离。但当系统发生故障，或发生意外时，捣固装置可能下插到意外的地方，如：若插到轨枕上方，则可能损坏轨枕或捣搞；若插到轨枕边缘，则可能会改变轨枕的位置关系，并改变轨枕的间距。

在现有技术中，一种常用的捣固作业方法采用等距作业法，这种作业方法适用于每次作业移动的距离不变或变化很小的场合。而实际的情况是，每次作业移动的距离和期望移动的距离往往会存在误差，这个误差会被逐渐累积起来从而形成较大的作业误差，因此需要作业人员通过人工方式不断修正移动距离。显然，这种自动捣固作业方法存在某些情况下无法作业，而且需要作业人员随时干预，且不能离开工作岗位的技术缺馅。

此外，本申请人株洲时代电子技术有限公司于2018年02月01日申请，并于2018年05月29日公开，公开号为CN108086070A的中国发明申请还公开了一种铁道线路轨枕位置测量装置。该铁道线路轨枕位置测量装置，包括：测量模块；与测量模块相连的测量轮，用于测量铁道线路的里程；与测量模块相连的磁铁感应开关，用于检测轨枕上的道钉；与测量模块相连的第一距离接近开关，用于检测轨枕上的道钉；与测量模块相连的第二距离接近开关，用于检测轨枕；当磁铁感应开关和第一距离接近开关检测到道钉，同时第二距离接近开关检测到轨枕，则测量模块判断检测到轨枕，将测量轮测量到的铁道线路里程标记为相应轨枕的公里标，并形成用于指导线路捣固车辆作业的铁道线路数据。该发明能够解决现有测量方式作业误差大、自动化程度低、作业状态不稳定、需要人工干预的技术问题。但是，该发明申请的技术方案主要涉及车辆捣固作业之前的线路轨枕测量定位和作业文件形成，而未涉及到车辆在捣固作业过程中的轨枕位置保护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨枕位置保护装置，以解决现有捣固作业装置存在作业差错，容易发生意外情况，使捣固装置下插至意外位置，从而导致轨枕或捣搞损坏，或者是改变轨枕位置关系并改变轨枕间距的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种轨枕位置保护装置的技术实现方案，所述轨枕位置保护装置设置于捣固车辆上，并包括：处理单元，以及分别与所述处理单元相连的距离测量单元、检测单元和轨枕保护执行单元。在作业前，捣固车辆输入有包括轨枕与线路里程对应关系的作业文件。在作业时，首先定位开始同步点，所述距离测量单元获取线路里程数据并将其发送至处理单元，所述处理单元将作业文件的里程数据与实际线路里程进行对应，使得捣固车辆的实际里程位置与作业文件的里程同步变化。所述检测单元获取轨枕的位置数据并将其发送至处理单元，如果检测定位到轨枕，所述处理单元自动定位和匹配最接近的轨枕所对应的里程位置，进行轨枕保护区域的计算，并向轨枕保护执行单元输出轨枕保护信号。

进一步的，所述检测单元包括分别用于检测道钉的磁铁感应开关，用于检测道钉的第一距离接近开关和用于检测轨枕的第二距离接近开关。当接收到所述磁铁感应开关和第一距离接近开关输出的道钉检测信号，以及所述第二距离接近开关输出的轨枕检测信号，则所述处理单元判断检测到轨枕。

进一步的，所述轨枕位置保护装置还包括用于显示线路测量情况的显示单元，在对线路进行测量的同时，所述处理单元同步虚拟出实际线路的轨枕与线路里程的关系图并将其发送至显示单元。当所述处理单元检测定位到轨枕时，能根据预设的参数进行计算实现对轨枕位置的保护。

进一步的，当未检测定位到轨枕时，所述处理单元调用作业文件，从当前测量点开始往作业方向延伸1～m根轨枕。如果重新检测定位到轨枕时，再重新调用作业文件，从当前检测定位点开始往作业方向延伸1～m根轨枕，直到重新检测定位到轨枕。

进一步的，所述处理单元根据设定的轨枕宽度，轨枕边界保护范围，以及采集到的捣固车辆走行速度计算轨枕保护区域，同时通过查找作业文件，显示从当前测量点开始的m根轨枕的位置情况。

进一步的，所述轨枕保护区域根据以下公式进行计算：

根据作业文件形成的保护区域Q＝W+2*d

根据捣固车辆走行速度计算得到的保护区域P＝s*a

其中，保护区域Q包括设定的轨枕宽度W，以及以轨枕沿捣固车辆走行方向两侧边缘各延伸一个轨边保护距离d。保护区域P包括以保护区域Q沿捣固车辆走行反方向一侧边缘为基准朝捣固车辆走行反方向再延伸s*a的距离，s为捣固车辆走行速度，a为调节系数。

进一步的，当存在部分线路无法检测定位到轨枕或所述检测单元无法检测到轨枕时，对于连续无法检测定位到轨枕位置信息的线路，所述处理单元利用预先输入的作业文件及计算的轨枕保护区域，得出后续一段线路的作业保护区域，直至重新检测定位到轨枕的位置。

进一步的，对于连续无法检测定位到轨枕位置信息的线路，所述处理单元根据以下公式计算第n根轨枕的保护区域C：

Xn-Q/2-P＜C＜Xn+Q/2

其中，n为未被检测定位到的轨枕数量，Xn为第n根连续未被定位到的轨枕与第一根未被定位到的轨枕之间的间距。

进一步的，所述轨枕位置保护装置还包括人工切除开关和捣固下降阀，所述轨枕保护执行单元进一步包括控制线圈和操作开关。所述控制线圈的一端连接至处理单元，另一端与人工切除开关相连。所述操作开关的一端输入捣固下插信号，另一端与捣固下降阀相连。当所述处理单元向控制线圈输出轨枕保护信号时，捣固下插信号被切断，捣固下降阀不能得电，捣固头不能下插，此时可以通过人工切除开关切除轨枕保护信号。

进一步的，当作业文件中存在未检测定位到轨枕的位置时，则所述处理单元向控制线圈输出轨枕保护信号，捣固下插信号被切断，此时可以通过人工切除开关切除轨枕保护信号并进行人工捣固作业。

进一步的，当作业文件中两根轨枕之间存在障碍物的标记时，在捣固车辆作业过程中将对两根轨枕的保护区域及该两个保护区域之间的区域进行保护。

通过实施上述本发明提供的轨枕位置保护装置的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明轨枕位置保护装置，通过先对未知线路进行精确测量，测量完成后得到作业线路轨枕位置数据文件发送给捣固车辆作业，能够精确定位轨枕位置，实现轨枕位置附近不能捣固下插，从而有效保护轨枕，防止意外发生，既可以实现自动捣固作业保护，又可以实现人工踩捣方式的作业保护，能够大幅提高捣固作业的安全性和自动化程度；

(2)本发明轨枕位置保护装置，通过测量、计算推导出轨枕位置信息，结合作业线路轨枕位置数据文件和作业算法能够实现作业保护，在保护区域能封锁捣固头下降动作，防止损坏轨枕或扰动轨枕，进一步保障大型工程机械捣固作业的安全；

(3)本发明轨枕位置保护装置，当测量装置对铁道线路测量的同时，能同步虚拟出实际线路的轨枕与公里标(或里程)关系图，测量完成后形成完整的数据库作业文件可供操作人员及时查阅与复核数据，能够自动修正作业误差，实现过程简单，不需要额外增加硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例。

图1是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的系统结构框图；

图2是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的局部系统结构框图；

图3是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的安装结构示意图；

图4是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的轨枕定位原理示意图；

图5是本发明轨枕位置保护装置进行轨枕位置信息和铁路公里标对应关系的原理示意图；

图6是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的轨枕保护原理示意图；

图7是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的参数显示和设置界面示意图；

图8是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的障碍物定位原理示意图；

图9是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的障碍物保护原理示意图；

图10是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的轨枕保护计算原理示意图；

图11是本发明轨枕位置保护装置一种具体实施例的轨枕保护信号波形示意图；

图12是基于本发明装置的轨枕位置保护方法一种具体实施例的程序流程图；

图中：1-处理单元，2-距离测量单元，3-磁铁感应开关，4-第一距离接近开关，5-第二距离接近开关，6-显示单元，7-接口单元，8-人工切除开关，9-捣固下降阀，10-轨枕，11-道钉，12-道砟，13-钢轨，14-轮对，15-标记点，16-障碍物，20-轨枕保护执行单元，21-控制线圈，22-操作开关，100-轨枕位置保护装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图12所示，给出了本发明轨枕位置保护装置的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图1和附图2所示，一种轨枕位置保护装置的实施例，轨枕位置保护装置100设置于捣固车辆上，并具体包括：处理单元1，以及分别与处理单元1相连的距离测量单元2、检测单元和轨枕保护执行单元20。在作业前，捣固车辆输入有包括轨枕10与线路里程对应关系的作业文件(即将包括详细的轨枕10、障碍物16与里程数据的作业线路轨枕位置数据文件输入捣固车辆)。在作业时，首先定位开始同步点(将作业文件的里程与实际线路的里程对应起来)，距离测量单元2(具体采用距离测量轮)获取线路里程数据(捣固车辆运行时，距离测量单元2会采集和计算车辆移动的距离，也可以是由距离测量单元2采集信号，并发送至处理单元1进行移动距离计算)并将其发送至处理单元1，处理单元1将作业文件的里程数据与实际线路里程进行对应，使得捣固车辆的实际里程位置与作业文件的里程同步变化。检测单元获取轨枕10的位置数据并将其发送至处理单元1，如果检测定位到轨枕10，处理单元1自动定位和匹配最接近的轨枕10(也即道钉11)所对应的里程位置，进行轨枕保护区域的计算，并向轨枕保护执行单元20输出轨枕保护信号。其中，作业文件的获取可以具体采用本申请人在CN108086070A号发明申请中记载的技术方案，在此不再赘述。

分辩测量轨枕10的测量方法包括但不限于，测量道钉11的感应道钉法，利用轨枕10、道钉11、道碴12位置高低关系进行测量的距离接近开关测量法，利用轨枕10和道碴12平面反射能量不同进行测量的能量反馈接收法，以及图像处理法、激光表面扫描法等方法，或可采用多种测量方法结合在一起使用。在本实施例中，以一种测量效果较佳的感应道钉法+距离接近开关为示例对道钉检测方法进行介绍。检测单元进一步包括分别用于检测道钉11的磁铁感应开关3，用于检测道钉11的第一距离接近开关4和用于检测轨枕10的第二距离接近开关5，同样类型的探头可安装多个同时工作，能够极大地提高对轨枕10的检出效率和精度。当接收到磁铁感应开关3和第一距离接近开关4输出的道钉11检测信号，以及第二距离接近开关5输出的轨枕10检测信号，则处理单元1判断检测到轨枕10，如附图3所示。捣固车辆通过轮对14支撑于钢轨13上，第一距离接近开关4和第二距离接近开关5利用道钉11、轨枕10、道砟12之间的高度差关系实现轨枕10位置的精确检测，对轨枕10的检出率极高，误检率极低。当磁铁感应开关3和第一距离接近开关4检测到道钉11(磁铁感应开关3和第一距离接近开关4检测到道钉11的条件是：磁铁感应开关3、第一距离接近开关4分别检测到标识被检测物，即道钉11存在的传感信号，且该传感信号的持续时间与被检测物大小，即被检测物沿铁道线路长度方向的尺寸对应一致)，同时第二距离接近开关5检测到轨枕10(第二距离接近开关5检测到轨枕10的条件是：第二距离接近开关5检测到标识被检测物，即轨枕10存在的传感信号，且该传感信号的持续时间与被检测物大小，即被检测物沿铁道线路长度方向的尺寸对应一致)，则处理单元1判断检测到轨枕10。

轨枕位置保护装置100还包括用于显示线路测量情况的显示单元6，显示单元6同时还作为人机接口。在对线路进行测量的同时，处理单元1同步虚拟出实际线路的轨枕10与线路里程的关系图(如附图5所示)并将其发送至显示单元6，可供操作人员及时查阅与复核数据。当处理单元1检测定位到轨枕10时，能根据预设的参数进行计算实现对轨枕位置的保护，如附图7所示。参数显示和设置工作界面可设置轨枕宽度，(轨)轨边(缘)保护范围H，显示车辆走行速度，根据车辆速度匹配出的枕边保护范围H，可通过查找作业文件，显示从当前测量位置开始的n(如：10)根轨枕10的位置情况，理论上可显示尽可能多轨枕10的位置情况。轨枕位置保护装置100还包括接口单元7，作业文件可以通过接口单元7传输至处理单元1，也可以根据需要采用多种可选择的方式通过接口单元7与捣固车辆连接。

实施例1描述的轨枕位置保护装置100具备多种测量模式。当需要所有的铁道线路轨枕数据时，采用精确测量模式，能测量到每根轨枕10的位置信息。而在模糊测量模式下，如果存在没有测量到的轨枕位置信息，处理单元1会提取和分析已测量线路的信息，自动计算并补齐缺失轨枕10的位置信息，或者可以通过人工补齐缺失轨枕10的信息。

处理单元1根据设定的轨枕宽度W，轨枕边界保护范围d，以及采集到的捣固车辆走行速度s计算轨枕保护区域，同时通过查找作业文件，显示从当前测量点开始的m根轨枕10的位置情况。

如附图6所示，区域Q是作业文件形成的保护区域，区域P是根据车辆速度计算得到的保护区域。轨枕保护区域进一步根据以下公式进行计算：

根据作业文件形成的保护区域Q＝W+2*d

根据捣固车辆走行速度计算得到的保护区域P＝s*a

其中，保护区域Q包括设定的轨枕宽度W，以及以轨枕10沿捣固车辆走行方向(如附图6和附图10中L所示方向)两侧边缘各延伸一个轨边保护距离d。保护区域P包括以保护区域Q沿捣固车辆走行反方向一侧边缘为基准朝捣固车辆走行反方向再延伸s*a的距离，s为捣固车辆走行速度，a为调节系数。如：车辆走行速度为1.5Km，调节系数为30时，则保护区域P为45mm。

当存在部分线路无法检测定位到轨枕10或检测单元无法检测到轨枕10时，对于连续无法检测定位到轨枕10位置信息的线路，处理单元1利用预先输入的作业文件及计算的轨枕保护区域，得出后续一段线路的作业保护区域，直至重新检测定位到轨枕10的位置。对于连续无法检测定位到轨枕10位置信息的线路，处理单元1根据以下公式计算第n根轨枕10的保护区域C：

Xn-Q/2-P＜C＜Xn+Q/2

其中，n为未被检测定位到的轨枕数量，Xn为第n根连续未被定位到的轨枕10与第一根未被定位到的轨枕10之间的间距。

如附图10所示，图中未标记黑点的轨枕10表示没有被测量定位到，则未被测量定位到的轨枕10的位置根据以下公式计算：

X1＝1时轨枕10的间距为X1，查询作业文件数据得到X1的保护区间为(X1-Q/2-P，X1+Q/2)；

X2＝2时轨枕10的间距为X2，查询作业文件数据得到X2的保护区间(X2-Q/2-P，X2+Q/2)；

X3＝3时轨枕10的间距为X3，查询作业文件数据得到X3的保护区间(X3-Q/2-P，X3+Q/2)；

X4＝4时轨枕10的间距为X4，查询数据作业文件得到X4的保护区间(X4-Q/2-P，X4+Q/2)；

Xn＝n时轨枕10的间距为Xn，查询数据作业文件得到Xn的保护区间(Xn-Q/2-P，Xn+Q/2)。

当未检测定位到轨枕10时，处理单元1调用作业文件，从当前测量点开始往作业方向延伸1～m根轨枕10。如果重新检测定位到轨枕10时，再重新调用作业文件，从当前检测定位点开始往作业方向(如附图4中L所示方向)延伸1～m根轨枕10，直到重新检测定位到轨枕10，周而复始。

如附图8和附图9所示，当作业文件中两根轨枕10之间存在障碍物16的标记时，在捣固车辆作业过程中将对两根轨枕10的保护区域及该两个保护区域之间的区域进行保护。

如附图2所示，轨枕位置保护装置100还包括人工切除开关8和捣固下降阀9，轨枕保护执行单元20进一步包括控制线圈21和操作开关22。控制线圈21的一端连接至处理单元1，另一端与人工切除开关8相连。操作开关22的一端输入捣固下插信号Q10，另一端与捣固下降阀9相连。当轨枕防护起作用时，处理单元1向控制线圈21输出轨枕保护信号时，捣固下插信号被切断，捣固下降阀9不能得电，捣固头不能下插，此时可以通过人工切除开关8切除轨枕保护信号。

当作业文件中存在未检测定位到轨枕10的位置时，则处理单元1向控制线圈21输出轨枕保护信号(即处理单元1输出高电平控制信号)，轨枕保护信号输出24V，捣固下插信号被切断，此时可以通过人工切除开关8切除轨枕保护信号并进行人工捣固作业。

实施例2

如附图12所示，一种基于实施例1所述装置的轨枕位置保护方法的实施例，具体包括以下步骤：

S10)在作业前，将包括有轨枕10与线路里程对应关系的作业文件输入至捣固车辆；

S20)在作业时，首先定位开始同步点，获取线路里程数据，并将作业文件的里程数据与实际线路里程进行对应，使得捣固车辆的实际里程位置与作业文件的里程同步变化；

S30)获取轨枕10的位置数据，如果检测定位到轨枕10，则自动定位和匹配最接近的轨枕10所对应的里程位置，进行轨枕保护区域的计算，并输出轨枕保护信号。

步骤S30)中检测定位轨枕10的过程进一步包括：

通过磁铁感应开关3和第一距离接近开关4进行道钉11的检测，通过第二距离接近开关5进行轨枕10的检测。当接收到磁铁感应开关3和第一距离接近开关4输出的道钉11检测信号，以及第二距离接近开关5输出的轨枕10检测信号，则判断检测到轨枕10。

轨枕位置保护方法还包括以下步骤：

在对线路进行测量的同时，显示同步虚拟出的实际线路轨枕10与线路里程的关系图。当检测定位到轨枕10时，则根据预设的参数进行计算实现对轨枕位置的保护，如附图11所示为轨枕保护信号波形示意图。

在步骤S30)中，当未检测定位到轨枕10时，则调用作业文件，从当前测量点开始往作业方向延伸1～m根轨枕。如果重新检测定位到轨枕10时，再重新调用作业文件，从当前检测定位点开始往作业方向延伸1～m根轨枕，直到重新检测定位到轨枕10。

根据设定的轨枕宽度W，轨枕边界保护范围d，以及采集到的捣固车辆走行速度s计算轨枕保护区域，同时通过查找作业文件，显示从当前测量点开始的m根轨枕10的位置情况。

轨枕保护区域进一步根据以下公式进行计算：

根据作业文件形成的保护区域Q＝W+2*d

根据捣固车辆走行速度计算得到的保护区域P＝s*a

其中，保护区域Q包括设定的轨枕宽度W，以及以轨枕10沿捣固车辆走行方向两侧边缘各延伸一个轨边保护距离d。保护区域P包括以保护区域Q沿捣固车辆走行反方向一侧边缘为基准朝捣固车辆走行反方向再延伸s*a的距离，s为捣固车辆走行速度，a为调节系数。

当存在部分线路无法检测定位到轨枕10时，对于连续无法检测定位到轨枕10位置信息的线路，利用预先输入的作业文件及计算的轨枕保护区域，得出后续一段线路的作业保护区域，直至重新检测定位到轨枕10的位置。

对于连续无法检测定位到轨枕10位置信息的线路，根据以下公式计算第n根轨枕10的保护区域C：

Xn-Q/2-P＜C＜Xn+Q/2

其中，n为未被检测定位到的轨枕数量，Xn为第n根连续未被定位到的轨枕10与第一根未被定位到的轨枕10之间的间距。

当作业文件中两根轨枕10之间存在障碍物16的标记时，在捣固车辆作业过程中将对两根轨枕10的保护区域及该两个保护区域之间的区域进行保护。

在步骤S30)中，如果输出轨枕保护信号，则捣固下插信号被切断，捣固下降阀9不能得电，捣固头不能下插，此时可以通过人工切除方式切除轨枕保护信号。当作业文件中存在未检测定位到轨枕10的位置时，则所述输出轨枕保护信号，捣固下插信号被切断，此时可以通过人工切除方式切除轨枕保护信号并进行人工捣固作业。

通过实施本发明具体实施例描述的轨枕位置保护装置的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的轨枕位置保护装置，通过先对未知线路进行精确测量，测量完成后得到作业线路轨枕位置数据文件发送给捣固车辆作业，能够精确定位轨枕位置，实现轨枕位置附近不能捣固下插，从而有效保护轨枕，防止意外发生，既可以实现自动捣固作业保护，又可以实现人工踩捣方式的作业保护，能够大幅提高捣固作业的安全性和自动化程度；

(2)本发明具体实施例描述的轨枕位置保护装置，通过测量、计算推导出轨枕位置信息，结合作业线路轨枕位置数据文件和作业算法能够实现作业保护，在保护区域能封锁捣固头下降动作，防止损坏轨枕或扰动轨枕，进一步保障大型工程机械捣固作业的安全；

(3)本发明具体实施例描述的轨枕位置保护装置，当测量装置对铁道线路测量的同时，能同步虚拟出实际线路的轨枕与公里标(或里程)关系图，测量完成后形成完整的数据库作业文件可供操作人员及时查阅与复核数据，能够自动修正作业误差，实现过程简单，不需要额外增加硬件成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种轨枕位置保护装置，其特征在于，所述轨枕位置保护装置(100)设置于捣固车辆上，并包括：处理单元(1)，以及分别与所述处理单元(1)相连的距离测量单元(2)、检测单元和轨枕保护执行单元(20)；在作业前，捣固车辆输入有包括轨枕(10)与线路里程对应关系的作业文件；在作业时，首先定位开始同步点，所述距离测量单元(2)获取线路里程数据并将其发送至处理单元(1)，所述处理单元(1)将作业文件的里程数据与实际线路里程进行对应，使得捣固车辆的实际里程位置与作业文件的里程同步变化；所述检测单元获取轨枕(10)的位置数据并将其发送至处理单元(1)，如果检测定位到轨枕(10)，所述处理单元(1)自动定位和匹配最接近的轨枕(10)所对应的里程位置，进行轨枕保护区域的计算，并向轨枕保护执行单元(20)输出轨枕保护信号；所述处理单元(1)根据设定的轨枕宽度，轨枕边界保护范围，以及采集到的捣固车辆走行速度计算轨枕保护区域，所述轨枕保护区域根据以下公式进行计算：

根据作业文件形成的保护区域Q＝W+2*d

根据捣固车辆走行速度计算得到的保护区域P＝s*a

其中，保护区域Q包括设定的轨枕宽度W，以及以轨枕(10)沿捣固车辆走行方向两侧边缘各延伸一个轨边保护距离d；保护区域P包括以保护区域Q沿捣固车辆走行反方向一侧边缘为基准朝捣固车辆走行反方向再延伸s*a的距离，s为捣固车辆走行速度，a为调节系数。

2.根据权利要求1所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：所述检测单元包括分别用于检测道钉(11)的磁铁感应开关(3)，用于检测道钉(11)的第一距离接近开关(4)和用于检测轨枕(10)的第二距离接近开关(5)；当接收到所述磁铁感应开关(3)和第一距离接近开关(4)输出的道钉(11)检测信号，以及所述第二距离接近开关(5)输出的轨枕(10)检测信号，则所述处理单元(1)判断检测到轨枕(10)。

3.根据权利要求1或2所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：所述轨枕位置保护装置(100)还包括用于显示线路测量情况的显示单元(6)，在对线路进行测量的同时，所述处理单元(1)同步虚拟出实际线路的轨枕(10)与线路里程的关系图并将其发送至显示单元(6)；当所述处理单元(1)检测定位到轨枕(10)时，能根据预设的参数进行计算实现对轨枕位置的保护。

4.根据权利要求3所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：当未检测定位到轨枕(10)时，所述处理单元(1)调用作业文件，从当前测量点开始往作业方向延伸1～m根轨枕；如果重新检测定位到轨枕(10)时，再重新调用作业文件，从当前检测定位点开始往作业方向延伸1～m根轨枕，直到重新检测定位到轨枕(10)。

5.根据权利要求1、2或4所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：当存在部分线路无法检测定位到轨枕(10)或所述检测单元无法检测到轨枕(10)时，对于连续无法检测定位到轨枕(10)位置信息的线路，所述处理单元(1)利用预先输入的作业文件及计算的轨枕保护区域，得出后续一段线路的作业保护区域，直至重新检测定位到轨枕(10)的位置。

6.根据权利要求5所述的轨枕位置保护装置，其特征在于，对于连续无法检测定位到轨枕(10)位置信息的线路，所述处理单元(1)根据以下公式计算第n根轨枕(10)的保护区域C：

Xn-Q/2-P＜C＜Xn+Q/2

其中，n为未被检测定位到的轨枕数量，Xn为第n根连续未被定位到的轨枕(10)与第一根未被定位到的轨枕(10)之间的间距。

7.根据权利要求6所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：所述处理单元(1)通过查找作业文件，显示从当前测量点开始的m根轨枕(10)的位置情况。

8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：所述轨枕位置保护装置(100)还包括人工切除开关(8)和捣固下降阀(9)，所述轨枕保护执行单元(20)进一步包括控制线圈(21)和操作开关(22)；所述控制线圈(21)的一端连接至处理单元(1)，另一端与人工切除开关(8)相连；所述操作开关(22)的一端输入捣固下插信号，另一端与捣固下降阀(9)相连；当所述处理单元(1)向控制线圈(21)输出轨枕保护信号时，捣固下插信号被切断，捣固下降阀(9)不能得电，捣固头不能下插，此时能通过人工切除开关(8)切除轨枕保护信号。

9.根据权利要求8所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：当作业文件中存在未检测定位到轨枕(10)的位置时，则所述处理单元(1)向控制线圈(21)输出轨枕保护信号，捣固下插信号被切断，此时能通过人工切除开关(8)切除轨枕保护信号并进行人工捣固作业。

10.根据权利要求1、2、4、6、7或9所述的轨枕位置保护装置，其特征在于：当作业文件中两根轨枕(10)之间存在障碍物(16)的标记时，在捣固车辆作业过程中将对两根轨枕(10)的保护区域及该两个保护区域之间的区域进行保护。

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