CN111497893A - 一种轨道梁线型测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道梁线型测量系统及方法，所述系统包括：全站仪；至少三个自对中棱镜安装座，沿轨道梁长度方向依次间隔固定在所述轨道梁上；棱镜，分别固定在自对中棱镜安装座上；工控机，用于根据指令控制所述全站仪，以及接收并保存所述全站仪的测量数据，并计算出轨道梁中线坐标；至少一移动终端，用于向工控机无线发送控制指令、接收轨道梁中线坐标绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形，或者，用于接收所述全站仪的测量数据，并计算出轨道梁中线坐标后绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形；无线路由器，用于移动终端、工控机和全站仪之间的无线数据传输；移动电源。本发明可以提高轨道梁在铺设过程中对中线的调整效率、保证调整精度。

Description

一种轨道梁线型测量系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道梁测量领域，特别地，涉及一种轨道梁线型测量系统及方法。

背景技术

跨座式单轨是通过单根轨道支持、稳定和导向，车体釆用橡胶轮胎骑在轨道梁上运行的轨道交通制式，其特点是适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力强。目前，跨座式单轨在国内发展迅速，很多城市均已建或在建，市场前景开阔，发展潜力和经济效益巨大。在某市跨坐式单轨建设中，采用的是等高度1.5m的简支PC轨道梁大跨度连续梁方案，其最大跨度为30m左右，现场需要对标准梁的梁间接缝进行浇筑，以形成更长的连续梁，两个轨道梁间因浇筑可能会产生错台、偏移，列车在经过这些接缝时会产生较大的冲击和振动,影响车辆的寿命和乘客的舒适度，增大了对列车橡胶轮胎的磨损和运营维护成本。这就对轨道梁架梁施工时的施工精度提出了更高要求，也对施工效率提出了更大挑战，如对轨道梁中线的调整中，目前在轨道梁铺设过程中仅仅依靠现场施工人员的经验，通过千斤顶来控制轨道梁的中线是否符合设计曲线的要求，这就要求施工人员不断重复调节梁体位置，导致施工不但效率低下，而且精度无法保证。

发明内容

本发明提供了一种轨道梁线型测量系统，以解决目前在轨道梁在铺设过程中对中线的调整效率低下，而且精度无法保证的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种轨道梁线型测量系统，包括：

全站仪，所述全站仪具有无线数据传输功能，用于测量轨道梁的当前位置坐标；

至少三个自对中棱镜安装座，沿轨道梁长度方向依次间隔固定在所述轨道梁上；

棱镜，分别固定在自对中棱镜安装座上，且均位于所述轨道梁宽度方向的中线正上方，与所述全站仪相配合测量轨道梁的当前位置坐标；

工控机，用于根据指令控制所述全站仪，以及接收并保存所述全站仪的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁中线坐标；

至少一移动终端，用于向所述工控机无线发送控制指令、接收所述轨道梁中线坐标绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形，

或者，

用于接收所述全站仪的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁中线坐标后绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形；

无线路由器，用于移动终端、工控机和全站仪之间的无线数据传输；

移动电源，用于向所述工控机、全站仪和无线路由器提供电能。

进一步地，所述的自对中棱镜安装座包括：

底座；

双向丝杆，转动设置在所述底座上，且两端分别设置有旋向相反的外螺纹；

夹板，相对设置在所述底座两端，且分别与所述双向丝杆两端的外螺纹相配合；

安装杆，居中地竖直固定在所述底座的上端面，用于安装棱镜。

进一步地，所述双向丝杆的一端固定设置有用于旋转所述双向丝杆的手轮。

进一步地，所述底座为空心长方体结构，其上端面设置有拉手，两端设置有同轴的丝杆安装孔，底部均匀间隔地设置有凸台。

进一步地，所述双向丝杆的中部设置有直径大于所述丝杆安装孔的圆柱段，所述圆柱段的两端分别设置有旋向相反的螺杆段，所述圆柱段两端的轴肩分别与所述底座两端的内壁向抵接，限制所述双向丝杆的轴线位置。

进一步地，所述底座两端分别设置有与所述夹板相连接、引导所述夹板位移的导向装置。

进一步地，所述的导向装置包括：

两导向套，平行地贯穿固定设置在所述底座两端，且位于所述双向丝杆两侧；

两导杆，滑动配合地设置在所述两导向套内孔中，且一端均与所述夹板固定连接。

进一步地，所述夹板的中部固定设置有与所述螺杆段相配合的丝杆螺母。

进一步地，所述夹板的内侧面设置有若干夹紧时与轨道梁相接触的夹紧头。

根据本发明的另一方面，还提供了一种轨道梁线型测量方法，基于所述的轨道梁线型测量系统，包括步骤：

将安装有棱镜的自对中棱镜安装座沿长度方向间隔固定在所述轨道梁上；

通过人工按远近顺序将全站仪瞄准每一个棱镜进行全站仪学习测量；

全站仪瞄准后，通过移动终端向所述全站仪发送指令执行测量；

所述全站仪将测量所得的位置坐标无线传输至工控机，所述工控机将位置坐标存入数据库，同时通过坐标变换计算出轨道梁中线坐标后传输至所述移动终端，所述移动终端根据所接收的轨道梁中线坐标绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形；

或者，

所述全站仪将测量的位置坐标无线传输至所述移动终端，所述移动终端通过坐标变换计算出轨道梁中线坐标后，绘制并显示所述轨道梁的当前坐标图形。

本发明具有以下有益效果：

本发明的轨道梁线型测量系统通过设置可实现快速对中的自对中棱镜安装座和基于无线连接的全站仪、移动终端、工控机、无线路由器等，可在全局角度发现问题，提高测量精度和效率，避免重复调节；棱镜控制点的数量可以根据实际要求的测量点数量增加；测量数据可以实时刷新并通过数据库保存；采用web方式发布数据，允许多台显示终端同时访问；通过移动终端就可以实时访问数据，无需到达现场，保证人员安全。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的轨道梁线型测量系统示意图；以及

图2是本发明优选实施例的自对中棱镜安装座主视示意图。

图3是图2中的A-A向剖视示意图。

图4是本发明优选实施例的自对中棱镜安装座左视示意图。

图中：1、轨道梁；2、棱镜；3、自对中棱镜安装座；301、安装杆；302、拉手；303、底座；304、双向丝杆；305、夹板；306、夹紧头；307、手轮；308、导杆；309、导向套；310、锁紧螺母；311、丝杆螺母；312、凸台；4、全站仪；5、无线路由器；6、工控机；7、移动电源；8、平板电脑。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种轨道梁线型测量系统，包括：

全站仪4，所述全站仪4具有无线数据传输功能，如通过WIFI接收控制指令和发送测量数据，用于测量轨道梁1的当前位置坐标；

三个自对中棱镜安装座3，沿轨道梁1长度方向依次间隔固定在所述轨道梁1上，一般设置在轨道梁1两端及居中位置，也可以根据需要设置更多自对中棱镜安装座3；

棱镜2，分别固定在自对中棱镜安装座3上，且均位于所述轨道梁1宽度方向的中线正上方，与所述全站仪4相配合测量轨道梁1的当前位置坐标；

工控机6，用于根据指令控制所述全站仪4，以及接收并保存所述全站仪4的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁1中线坐标；

至少一移动终端，如平板电脑8，用于向所述工控机6无线发送控制指令、接收所述轨道梁1中线坐标绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形，

无线路由器5，用于移动终端、工控机6和全站仪4之间的无线数据传输；

移动电源7，用于向所述工控机6、全站仪4和无线路由器5提供电能，如锂电池，方便野外作业。

本实施例的轨道梁线型测量系统设置有可实现快速对中的自对中棱镜安装座3和基于无线连接的全站仪4、移动终端、工控机6、无线路由器5等，由于自对中棱镜安装座3可以快速准确的将棱镜2安装到所述轨道梁1的中线正上方的位置，大幅缩短棱镜2安装调试时间，从而确保全站仪4测量结果的准确性和可靠性。同时，本实施例结合基于无线连接的全站仪4、移动终端、工控机6、无线路由器5等，可在全局角度发现问题，提高测量精度和效率，避免重复调节；棱镜控制点的数量可以根据实际要求的测量点数量进行增加；测量数据可以实时刷新并通过数据库保存；采用web方式发布数据，允许多台显示终端同时访问；通过移动终端就可以实时访问数据，无需到达现场，保证人员安全。由于本系统在户外作业，为确保工控机6、无线路由器5和移动电源7的安全性，可将工控机6、无线路由器5和移动电源7集成装入具有一定防护性的电控箱内，起到安全保护作用。

与上述实施例不同的是，在本发明的另一优选实施例中，所述至少一移动终端用于接收所述全站仪4的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁1中线坐标后绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形。

本实施例中，所述全站仪4的测量数据可以直接通过WIFI传输至平板电脑8，充分利用平板电脑8的软硬件资源，进行坐标变换计算出轨道梁1中线坐标后绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形，从而可以分担一部分工控机6的计算任务，降低对工控机6的技术要求，从而可以减少工控机6的采购成本。

如图2至图4所示，在本发明的另一优选实施例中，所述的自对中棱镜安装座3包括底座303、双向丝杆304、夹板305、安装杆301。

所述双向丝杆304转动设置在所述底座303上，且两端分别设置有旋向相反的外螺纹；所述夹板305相对设置在所述底座303两端，且分别与所述双向丝杆304两端的外螺纹相配合；所述安装杆301居中地竖直固定在所述底座303的上端面，用于安装棱镜2，本实施例的所述安装杆301采用可伸缩结构，同时设置有相应的刻度，用于标识出安装杆301上的棱镜2的当前高度参数。

本实施例提供的自对中棱镜安装座3通过在底座303上设置双向丝杆304，同时在底座303两端设置分别与所述双向丝杆304两端的外螺纹相配合的夹板305，当转动所述双向丝杆304时，两夹板305将同步的靠拢和远离，因为安装棱镜2的所述安装杆301是居中地竖直固定在所述底座303的上端面，因此，在轨道梁1上安装自对中棱镜安装座3时，只要旋动所述双向丝杆304，两夹板305将同步靠拢夹紧所述轨道梁1的两侧，由于两夹板305的移动是反向同步的，移动距离一样，则两夹板305夹紧所述轨道梁1的两侧后，位于自对中棱镜安装座3中间的棱镜2自然就会被固定在所述轨道梁1中线的正上方，满足预期的安装要求，同时，由于在安装过程中，不需要借助任何其他辅助测量工具，即可保证棱镜2的安装位置符合工程的需要，极大的缩短系统安装调试的时间，保证后续测量数据的正确性和可靠性。

在本发明的另一优选实施例中，所述双向丝杆304的一端固定设置有用于旋转所述双向丝杆304的手轮307。方便施工人员操作时直接通过手轮307旋动所述双向丝杆304来使自对中棱镜安装座3夹紧轨道梁1，或者在测量完成后从轨道梁1上卸下自对中棱镜安装座3。

在本发明的另一优选实施例中，所述底座303为空心长方体结构，其上端面设置有拉手302，两端设置有同轴的丝杆安装孔，底部均匀间隔地设置有凸台312。

本实施例中，所述底座303为空心长方体结构，可减少自重，便于操作和搬运，而上端面设置有拉手302则便于施工人员拿持，所述丝杆安装孔则用于安装所述双向丝杆304，底部均匀间隔地设置有凸台312可确保整个自对中棱镜安装座3安装后的稳定性，防止因与轨道梁1的接触面不平而出现安装不稳定的现象。

在本发明的另一优选实施例中，所述双向丝杆304的中部设置有直径大于所述丝杆安装孔的圆柱段，所述圆柱段的两端分别设置有旋向相反的螺杆段，所述圆柱段两端的轴肩分别与所述底座303两端的内壁向抵接，限制所述双向丝杆304的轴线位置。

本实施例的所述双向丝杆304中部为直径大于所述丝杆安装孔的圆柱段，只有两端才设置有旋向相反的螺杆段，同时，由于所述圆柱段两端的轴肩分别与所述底座303两端的内壁向抵接，可限制所述双向丝杆304的轴线位置，即可以降低加工成本，无需在整个双向丝杆304的圆柱面加工外螺纹，同时，利用所述圆柱段与丝杆安装孔的大小关系，还能起到限定所述双向丝杆304轴向位置的作用，简化结构。

在本发明的另一优选实施例中，所述底座303两端分别设置有与所述夹板305相连接、引导所述夹板305位移的导向装置。

本实施例通过在所述底座303两端设置引导装置，可引导所述夹板305位移，同时，防止所述夹板305在直线位移的过程中随双向丝杆304转动，从而确保夹板305夹紧轨道梁1的指定位置。

在本发明的另一优选实施例中，所述的导向装置包括：

两导向套309，利用螺钉平行地贯穿固定设置在所述底座303两端，且位于所述双向丝杆304两侧；

两导杆308，滑动配合地设置在所述两导向套309内孔中，且一端均与所述夹板305固定连接。

本实施例的导向装置利用对称设置的导向套309和导杆308来引导所述夹板305位移，并防止所述夹板305在直线位移的过程中随双向丝杆304转动，确保夹板305夹紧轨道梁1的指定位置，结构简单，安全可靠，导杆308的长度可以在旋松两夹板305后仍能保持与导向套309一定长度的滑动配合即可，从而减少自对中棱镜安装座3的自重。导杆308的一端设置有外螺纹，所述夹板305上设置有用于连接所述导杆308的通孔，安装时，将所述导杆308的螺纹段插入到所述夹板305的通孔内并旋紧锁紧螺母310，即可将所述导杆308与所述夹板305固定连接。

在本发明的另一优选实施例中，所述夹板305的中部固定设置有与所述螺杆段相配合的丝杆螺母311。

本实施例在夹板305的中部设置有通孔，所述通孔内固定设置与所述双向丝杆304的螺杆段相配合的丝杆螺母311，所述丝杆螺母311呈T形，通过螺钉固定在所述夹板305上，本实施例在在螺纹出现磨损时，只需更换丝杆螺母311即可，无需更换整个夹板305，减少维护成本。另外，由于丝杆螺母311的螺纹段长度要远大于夹板305的厚度，可使更长的螺纹相咬合，防止因螺纹咬合长度太短导致应力集中而缩短螺纹使用寿命。

如图2所示，在本发明的另一优选实施例中，所述夹板305的内侧面设置有若干夹紧时与轨道梁1相接触的夹紧头306。所述夹紧头306可增加与轨道梁1接触面的压强，同时，防止因夹板305与轨道梁1的接触面不平而夹紧不牢固的问题，所述夹紧头306与夹板305采用螺纹连接，当夹紧头306有磨损时，可以直接更换新的夹紧头306。

本发明的另一实施例还提供了一种轨道梁线型测量方法，基于所述的轨道梁线型测量系统，包括步骤：

S1、将安装有棱镜2的三个自对中棱镜安装座3沿长度方向间隔固定在所述轨道梁1上，三个自对中棱镜安装座3分别位于轨道梁1的两端和中部；

S2、通过人工按远近顺序将全站仪4瞄准每一个棱镜2进行全站仪4学习测量，所述学习测量就是人工按远近顺序瞄准每一个棱镜2，其目的是给定初始棱镜位置，后续全站仪4即可自动跟踪棱镜2，不再需要人工瞄准；

S3、全站仪4瞄准后，通过平板电脑8向所述全站仪4发送指令执行测量；

S4、所述全站仪4将测量所得的位置坐标无线传输至工控机6，所述工控机6将位置坐标存入数据库，同时通过坐标变换计算出轨道梁1中线坐标后传输至平板电脑8，所述平板电脑8根据所接收的轨道梁1中线坐标绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形。

本实施例提供的轨道梁线型测量方法，通过结合基于无线连接的全站仪4、平板电脑8、工控机6、无线路由器5等进行轨道梁线型测量，可在全局角度发现问题，提高测量精度和效率，避免重复调节；棱镜控制点的数量可以根据实际要求的测量点数量增加；测量数据可以实时刷新并通过数据库保存；采用web方式发布数据，允许多台显示终端同时访问；通过平板电脑8就可以实时访问数据，无需到达现场，保证测量人员的安全。

在本发明的另一优选实施例中，所述一种轨道梁线型测量方法，包括步骤：

S1、将安装有棱镜2的自对中棱镜安装座3沿长度方向间隔固定在所述轨道梁1上；

S2、通过人工按远近顺序将全站仪4瞄准每一个棱镜2进行全站仪4学习测量；

S3、全站仪4瞄准后，通过平板电脑8向所述全站仪4发送指令执行测量；

S4、所述全站仪4将测量的位置坐标无线传输至所述平板电脑8，所述平板电脑8通过坐标变换计算出轨道梁1中线坐标后，绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形。

与上述实施例不同的是，本实施例的所述全站仪4的测量数据直接通过WIFI传输至平板电脑8，充分利用平板电脑8的软硬件资源，进行坐标变换计算出轨道梁1中线坐标后绘制并显示所述轨道梁1的当前坐标图形，从而可以分担一部分工控机6的计算任务，降低对工控机6的技术要求，从而可以减少工控机6的采购成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道梁线型测量系统，其特征在于，包括：

全站仪(4)，所述全站仪(4)具有无线数据传输功能，用于测量轨道梁(1)的当前位置坐标；

至少三个自对中棱镜安装座(3)，沿轨道梁(1)长度方向依次间隔固定在所述轨道梁(1)上；

棱镜(2)，分别固定在自对中棱镜安装座(3)上，且均位于所述轨道梁(1)宽度方向的中线正上方，与所述全站仪(4)相配合测量轨道梁(1)的当前位置坐标；

工控机(6)，用于根据指令控制所述全站仪(4)，以及接收并保存所述全站仪(4)的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁(1)中线坐标；

至少一移动终端，用于向所述工控机(6)无线发送控制指令、接收所述轨道梁(1)中线坐标绘制并显示所述轨道梁(1)的当前坐标图形，

或者，

用于接收所述全站仪(4)的测量数据，并通过坐标变换计算出轨道梁(1)中线坐标后绘制并显示所述轨道梁(1)的当前坐标图形；

无线路由器(5)，用于移动终端、工控机(6)和全站仪(4)之间的无线数据传输；

移动电源(7)，用于向所述工控机(6)、全站仪(4)和无线路由器(5)提供电能。

2.根据权利要求1所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，所述的自对中棱镜安装座(3)包括：

底座(303)；

双向丝杆(304)，转动设置在所述底座(303)上，且两端分别设置有旋向相反的外螺纹；

夹板(305)，相对设置在所述底座(303)两端，且分别与所述双向丝杆(304)两端的外螺纹相配合；

安装杆(301)，居中地竖直固定在所述底座(303)的上端面，用于安装棱镜(2)。

3.根据权利要求2所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述双向丝杆(304)的一端固定设置有用于旋转所述双向丝杆(304)的手轮(307)。

4.根据权利要求2所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述底座(303)为空心长方体结构，其上端面设置有拉手(302)，两端设置有同轴的丝杆安装孔，底部均匀间隔地设置有凸台(312)。

5.根据权利要求4所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述双向丝杆(304)的中部设置有直径大于所述丝杆安装孔的圆柱段，所述圆柱段的两端分别设置有旋向相反的螺杆段，所述圆柱段两端的轴肩分别与所述底座(303)两端的内壁向抵接，限制所述双向丝杆(304)的轴线位置。

6.根据权利要求4所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述底座(303)两端分别设置有与所述夹板(305)相连接、引导所述夹板(305)位移的导向装置。

7.根据权利要求6所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，所述的导向装置包括：

两导向套(309)，平行地贯穿固定设置在所述底座(303)两端，且位于所述双向丝杆(304)两侧；

两导杆(308)，滑动配合地设置在所述两导向套(309)内孔中，且一端均与所述夹板(305)固定连接。

8.根据权利要求5所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述夹板(305)的中部固定设置有与所述螺杆段相配合的丝杆螺母(311)。

9.根据权利要求2所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，

所述夹板(305)的内侧面设置有若干夹紧时与轨道梁相接触的夹紧头(306)。

10.一种轨道梁线型测量方法，基于如权利要求1至9中任一项所述的轨道梁线型测量系统，其特征在于，包括步骤：

将安装有棱镜(2)的自对中棱镜安装座(3)沿长度方向间隔固定在所述轨道梁(1)上；

通过人工按远近顺序将全站仪(4)瞄准每一个棱镜(2)进行全站仪(4)学习测量；

全站仪(4)瞄准后，通过移动终端向所述全站仪(4)发送指令执行测量；

所述全站仪(4)将测量所得的位置坐标无线传输至工控机(6)，所述工控机(6)将位置坐标存入数据库，同时通过坐标变换计算出轨道梁(1)中线坐标后传输至所述移动终端，所述移动终端根据所接收的轨道梁(1)中线坐标绘制并显示所述轨道梁(1)的当前坐标图形；

或者，

所述全站仪(4)将测量的位置坐标无线传输至所述移动终端，所述移动终端通过坐标变换计算出轨道梁(1)中线坐标后，绘制并显示所述轨道梁(1)的当前坐标图形。

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