CN110904751B - 一种铁路轨距检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于铁路检测领域,提供了一种铁路轨距检测方法及装置,该方法包括如下步骤:同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并使所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为预设值;根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。本方法通过计算排除了检测小车的偏转带来的测距误差,无论检测小车怎么偏转,始终能够精确的获得铁轨的轨距,解决了现有技术存在的问题。

Description

一种铁路轨距检测方法及装置
技术领域
本发明属于铁路检测领域,尤其涉及一种铁路轨距检测方法及装置。
背景技术
轨距是铁路轨道两条铁轨(钢轨)之间的距离,以铁轨(钢轨)的内距为准,在铁路铺设及维护检测中,轨距是一个重要的验收标准。随着轨道使用年限的增加,轨道被磨损,腐蚀,或者由于轨道自身、地质变化等因素,使轨距发生变化,影响行车安全,所以需要定期对轨道进行检修,检测轨距变化。
现有的轨距检测方式利用设置于检测小车上的侧向滚轮与电子尺相配合,通过压缩弹簧保证两侧滚轮与轨道内侧的紧密结合,实现对轨距的测量,但由于测量小车在行驶中难以保证滚轮连线与轨道垂直,所以这种方法测量出的轨距会存在明显误差,不能进行轨距的精确测量。
发明内容
本发明提供一种铁路轨距检测方法及装置,旨在解决现有的轨迹测量方法存在的,测量出的轨距会存在明显误差,不能进行轨距的精确测量的问题。
本发明是这样实现的,一种铁路轨距检测方法,包括如下步骤:
同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并使所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值;
根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。
优选的,所述根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K的步骤包括:
根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨;
若直线L1垂直于两轨,则获得轨距K=a+d,若直线L2垂直于两轨,则获得轨距K=b+c;
若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K。
优选的,根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K的计算公式为:
Figure BDA0002250145210000021
优选的,所述距离a、b、c和d利用激光测距、红外测距或机械测距方式获取。
优选的,上述方法连续重复实施,以进行轨距动态检测。
本发明还提供一种铁路轨距检测装置,包括测距单元和处理单元;
所述测距单元用于同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点、B点的距离a、b,以及O点到第二轨上的C点、D点的距离c、d;
其中,所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值;
所述处理单元用于根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。
优选的,所述处理单元根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨;
若直线L1垂直于两轨,则获得轨距K=a+d,若直线L2垂直于两轨,则获得轨距K=b+c;
若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K。
优选的,根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K的计算公式为:
Figure BDA0002250145210000031
优选的,所述测距单元利用激光测距、红外测距或机械测距方式获取距离a、b、c和d。
优选的,所述测距单元包括第一测距模块、第二测距模块、第三测距模块和第四测距模块,分别用于获取距离a、b、c和d;
所述第一测距模块的测距线与第四测距模块的测距线位于同一直线L1,所述所述第二测距模块的测距线与第三测距模块的测距线位于同一直线L2。
本发明提供了一种铁路轨距检测方法及装置,通过获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并且使A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,同时直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值,从而根据距离a、b、c和d以及夹角α,经过计算获得两轨之间的轨距K。本方法及装置通过计算排除了检测小车的偏转带来的测距误差,无论检测小车怎么偏转,始终能够精确的获得铁轨的轨距,解决了现有技术存在的问题。
附图说明
图1是本发明提供的一种铁路轨距检测方法的流程示意图;
图2是本发明提供的实施例一的一种情况的计算示意图;
图3是本发明提供的实施例一的另一种情况的计算示意图;
图4是本发明提供的一种铁路轨距检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种铁路轨距检测方法及装置,旨在解决现有的轨迹测量方法存在的,测量出的轨距会存在明显误差,不能进行轨距的精确测量的问题,下面通过实施例进行描述。
实施例一
图1示出了本发明提供的一种铁路轨距检测方法,包括如下步骤:同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并使所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值;根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。
在本实施例中,以两轨之间的O点为测距基点,并设置测距设备的4个测距方向,使4个测距线两两位于同一直线,从而使A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为已知的预设值。再通过测距设备,同时测量获取O点到两轨上的A、B、C和D四个点的距离a、b、c和d。从而可根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算获得两轨间的轨距K。
在本实施例中,测距设备可通过激光测距、红外测距或机械测距等方式获取距离a、b、c和d,具体可根据实际情况进行选择。
如图2所示,在本实施例中,A、O和B三个点构成一个三角形,且已知边长|AO|=a,边长|BO|=a,∠AOB=α;C、O和D三个点构成另一个三角形,且已知边长|CO|=a,边长|DO|=a,∠COD=α,从而可以根据三角函数计算获得轨距K的值。
具体的,首先可以根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨,即,线段AD或线段BC是否垂直于两轨。显然,若直线L2垂直于两轨,则K=|BC|=b+c,同理,若直线L1垂直于两轨,则K=|AD|=a+d。具体计算方式为:
当BC垂直于两轨,则|AD|·cosa=|BC|,反之亦然,此时K=|BC|=b+c;当AD垂直于两轨,则|BC|·cosα=|AD|,反之亦然,此时K=|AD|=a+d。
如图3所示,若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K。具体计算公式为
Figure BDA0002250145210000051
Figure BDA0002250145210000052
该公式的推导过程如下:
因为
Figure BDA0002250145210000053
|AB|2=a2+b2-2ab·cosα,
在△AOB中,
Figure BDA0002250145210000054
所以
Figure BDA0002250145210000055
在Rt△OEB中,
Figure BDA0002250145210000056
所以
Figure BDA0002250145210000057
同理,
Figure BDA0002250145210000058
所以
Figure BDA0002250145210000059
在实施例中,上述轨距铁路轨距检测方法可以以一定的频率连续重复实施,从而实现对轨距的持续检测,并随着的检测小车在铁轨上的移动,实现对一段铁轨的连续检测。
实施例二
图4示出了本发明提供的一种铁路轨距检测装置,包括测距单元1和处理单元2;
测距单元1用于同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点、B点的距离a、b,以及O点到第二轨上的C点、D点的距离c、d;
其中,所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值;
处理单元2用于根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。
在本实施例中,以两轨之间的O点为测距基点,并设置测距单元1的4个测距模块的测距方向,测距单元1包括第一测距模块11、第二测距模块12、第三测距模块13和第四测距模块14,分别用于获取距离a、b、c和d;
设置第一测距模块11的测距线与第四测距模块14的测距线位于同一直线L1,第二测距模块12的测距线与第三测距模块13的测距线位于同一直线L2。从而使A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为已知的预设值。再通过测距单元1,同时测量获取O点到两轨上的A、B、C和D四个点的距离a、b、c和d。从而可根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算获得两轨间的轨距K。
在本实施例中,测距单元1可通过激光测距、红外测距或机械测距等方式获取距离a、b、c和d,具体可根据实际情况进行选择。
如图2所示,在本实施例中,A、O和B三个点构成一个三角形,且已知边长|AO|=a,边长|BO|=a,∠AOB=α;C、O和D三个点构成另一个三角形,且已知边长|CO|=a,边长|DO|=a,∠COD=α,从而可以根据三角函数计算获得轨距K的值。
具体的,首先可以根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨,即,线段AD或线段BC是否垂直于两轨。显然,若直线L2垂直于两轨,则K=|BC|=b+c,同理,若直线L1垂直于两轨,则K=|AD|=a+d。具体计算方式为:
当BC垂直于两轨,则|AD|·cosα=|BC|,反之亦然,此时K=|BC|=b+c;当AD垂直于两轨,则|BC|·cosα=|AD|,反之亦然,此时K=|AD|=a+d。
如图3所示,若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K。具体计算公式为
Figure BDA0002250145210000061
Figure BDA0002250145210000062
该公式的推导过程如下:
因为
Figure BDA0002250145210000063
|AB|2=a2+b2-2ab·cosα,
在△AOB中,
Figure BDA0002250145210000064
所以
Figure BDA0002250145210000065
在Rt△OEB中,
Figure BDA0002250145210000066
所以
Figure BDA0002250145210000067
同理,
Figure BDA0002250145210000068
所以
Figure BDA0002250145210000071
在实施例中,上述轨距铁路轨距检测装置可以以一定的频率连续重复实施,从而实现对轨距的持续检测,并随着的检测小车在铁轨上的移动,实现对一段铁轨的连续检测。
本发明实施例提供的一种铁路轨距检测方法及装置,通过获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并且使A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,同时直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值,从而根据距离a、b、c和d以及夹角α,经过计算获得两轨之间的轨距K。本铁路轨距检测方法及装置通过计算排除了检测小车的偏转带来的测距误差,无论检测小车怎么偏转,始终能够精确的获得铁轨的轨距,解决了现有技术存在的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁路轨距检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点及B点的距离a和b,以及O点到第二轨上的C点及D点的距离c和d,并使所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为预设值,所述距离a、b、c和d利用激光测距、红外测距或机械测距方式获取;
步骤2:根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K;
步骤3:连续重复实施所述步骤1、2,以进行轨距动态精确检测;
其中,步骤2中,所述根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K的步骤包括:根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨;若直线L1垂直于两轨,则获得轨距K=a+d,若直线L2垂直于两轨,则获得轨距K=b+c;若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K;
其中,根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K的计算公式为:
Figure FDA0003002793330000011
2.一种采用如权利要求1所述的铁路轨距检测方法的铁路轨距检测装置,其特征在于,包括测距单元和处理单元;所述测距单元用于同时获取位于两轨之间的O点到第一轨上的A点、B点的距离a、b,以及O点到第二轨上的C点、D点的距离c、d;其中,所述A点、O点和D点位于同一直线L1,B点、O点和C点位于同一直线L2,且直线L1与直线L2之间的夹角α为固定值;所述处理单元用于根据距离a、b、c和d以及夹角α,获得两轨之间的轨距K。
3.根据权利要求2所述的铁路轨距检测装置,其特征在于,所述处理单元根据距离a、b、c和d以及夹角α,计算直线L1或直线L2是否垂直于两轨;若直线L1垂直于两轨,则获得轨距K=a+d,若直线L2垂直于两轨,则获得轨距K=b+c;若直线L1及直线L2均不垂直于两轨,则根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K。
4.根据权利要求3所述的铁路轨距检测装置,其特征在于,根据距离a、b、c和d以及夹角α计算轨距K的计算公式为:
Figure FDA0003002793330000012
5.根据权利要求3至4任一项所述的铁路轨距检测装置,其特征在于,所述测距单元利用激光测距、红外测距或机械测距方式获取距离a、b、c和d。
6.根据权利要求5所述的铁路轨距检测装置,其特征在于,所述测距单元包括第一测距模块、第二测距模块、第三测距模块和第四测距模块,分别用于获取距离a、b、c和d;所述第一测距模块的测距线与第四测距模块的测距线位于同一直线L1,所述第二测距模块的测距线与第三测距模块的测距线位于同一直线L2。
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