CN116772793B - 地铁轨道检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地铁轨道检测装置，包括：支撑架，其包括支撑座、第一立板和第一横板，第一横板水平设置；一对安装板，其竖直固设于第一横板的一端的相对两侧，一对安装板上沿高度方向设有一对第一导向槽；连接架，其包括连接座、第二立板和第二横板，第二横板水平设置且一端伸入一对安装板之间，与一对第一导向槽滑动卡接；测量软尺，其设于第二横板的上方，测量软尺的一端固设在卷轴上，另一端经导向轴后竖直向下与第二横板连接；第一工业相机，其固设于一对安装板之间，第一工业相机的镜头端与测量软尺相对；控制器，其固设在支撑架上，并与第一工业相机连接。本发明具有结构简单，安装维护方便，可实现在线监测等优点。

Description

地铁轨道检测装置

技术领域

本发明涉及轨道交通领域。更具体地说，本发明涉及一种地铁轨道检测装置。

背景技术

地铁线路在运营使用期间，受荷载和周边地质的影响，会不可避免地发生不均匀性沉降，当线路沉降量超过预设阈值时，将会导致轨道发生开裂、破损，盾构隧道管片接缝发生张开，甚至接头破损和渗漏水。因此，对地铁线路进行沉降监测是保证列车运营质量和安全的重要手段。现有的地铁线路沉降监测主要采用如全站仪、精力水准仪等方法，但其受列车运行干扰大，损坏率高，维保成本高，难以大范围推广应用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现本发明的目的和其它优点，提供了一种地铁轨道检测装置，包括：支撑架，其包括水平设置的支撑座，竖直固设于所述支撑座上的第一立板，以及水平固设于所述第一立板顶部的第一横板；一对安装板，其竖直固设于所述第一横板的远离所述第一立板的一端的相对两侧，所述一对安装板上沿其高度设有一对第一导向槽；连接架，其包括水平设置的连接座，垂直固设于所述连接座上的第二立板，以及水平固设于所述第二立板顶部的第二横板，所述第二横板远离所述第二立板的一端伸入所述一对安装板之间，并与所述一对第一导向槽滑动卡接；测量软尺，其设于所述第二横板的上方，所述测量软尺的一端固设在卷轴上，另一端经导向轴后竖直向下与所述第二横板连接，所述卷轴和所述导向轴的两端分别与所述一对安装板垂直且转动连接；第一工业相机，其通过第一连接板固设于所述一对安装板之间，且所述第一工业相机的镜头端与所述测量软尺相对；控制器，其固设在所述支撑架上，所述控制器与所述第一工业相机连接，所述控制器上设有信号传输模块。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述第二横板远离所述第二立板的一端沿其长度方向设有与所述一对第一导向槽连通的第一开槽，所述第一开槽的顶部设有与外部连通的第二开槽，所述第一开槽内滑动设有连接轴，所述连接轴的两端分别穿出所述第一开槽与所述一对第一导向槽滑动卡接，所述测量软尺的另一端经所述导向轴后与所述连接轴固定连接。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述第二横板上固设有角度传感器；所述第一开槽远离所述第二立板的一端沿其长度方向设有与外部连通的第三开槽，所述第三卡槽内设有与其滑动连接的测量硬尺，所述测量硬尺的一端与所述连接轴固定连接，另一端穿出所述第三开槽，所述测量硬尺的另一端上方设有第二工业相机，所述第二工业相机的镜头端与所述测量硬尺相对；其中，所述角度传感器和所述第二工业相机分别与所述控制器连接。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述第二工业相机通过第二连接板转动设于所述一对安装板之间，并由固设于所述第二连接板上的步进电机驱动绕与所述连接轴平行的轴线转动；其中，所述步进电机与所述控制器连接。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述第一横板包括外板和内板，所述外板的一端设有端部敞口的滑槽，所述滑槽的顶部设有与外部连通的第二导向槽，所述内板的一端伸入所述滑槽内并与其滑动卡接，所述内板的一端顶部固设有导向块，所述导向块的顶端伸出所述第二导向槽与固设在所述外板的另一端顶部的直线驱动器连接，所述一对安装板固设于所述内板的另一端两侧。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述一对安装板的底部分别向上凹陷设有安装槽，所述安装槽内竖直设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述安装槽的顶面固定连接，另一端与滑动嵌设于所述安装槽内的支撑柱连接。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述测量软尺与所述第一工业相机相对的一侧，以及所述测量硬尺与所述第二工业相机相对的一侧均涂覆有反光材料。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述连接座的底面设有粘接层。

优选的是，所述的地铁轨道检测装置，所述第一立板与所述第一横板之间，以及所述第二立板与所述第二横板之间均固设有加强板。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的地铁轨道检测装置包括支撑架、一对安装板、连接架、测量软尺、第一工业相机和控制器，使用时，只需要将支撑架和连接架分别固定在沉降对照座和轨枕上，并将测量软尺与连接架连接，然后通过第一工业相机对不同时刻下测量软尺上的刻度及刻度值进行拍摄，并通过控制器传输给外部控制中心进行目标刻度值识别，即可实现对轨道的沉降监测，装置的整体结构简单，安装维护方便，可实现在线监测；此外，连接架的设计，可将对测量点的沉降监测转移至轨道外侧，有效减少列车运行对装置的干扰。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明一个实施例的地铁轨道检测装置在初始状态下的剖视示意图；

图2是图1中的地铁轨道检测装置在水平沉降状态下的剖视示意图；

图3是图1中的地铁轨道检测装置在倾斜沉降状态下的剖视示意图；

图4是本发明另一个实施例的地铁轨道检测装置在初始状态下的剖视示意图；

图中，1、支撑座；2、第一立板；3、第一横板；4、安装板；5、第一导向槽；6、连接座；7、第二立板；8、第二横板；9、测量软尺；10、卷轴；11、导向轴；12、第一工业相机；13、第一连接板；14、第一开槽；15、第二开槽；16、连接轴；17、角度传感器；18、第三开槽；19、测量硬尺；20、第二工业相机；21、第二连接板；22、步进电机；23、外板；24、内板；25、滑槽；26、第二导向槽；27、导向块；28、直线驱动器；29、支撑柱；30、加强板。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图4所示，本发明的实施例提供一种地铁轨道检测装置，包括：支撑架，其包括水平设置的支撑座1，竖直固设于所述支撑座1上的第一立板2，以及水平固设于所述第一立板2顶部的第一横板3；一对安装板4，其竖直固设于所述第一横板3的远离所述第一立板2的一端的相对两侧，所述一对安装板4上沿其高度设有一对第一导向槽5；连接架，其包括水平设置的连接座6，垂直固设于所述连接座6上的第二立板7，以及水平固设于所述第二立板7顶部的第二横板8，所述第二横板8远离所述第二立板7的一端伸入所述一对安装板4之间，并与所述一对第一导向槽5滑动卡接；测量软尺9，其设于所述第二横板8的上方，所述测量软尺9的一端固设在卷轴10上，另一端经导向轴11后竖直向下与所述第二横板8连接，所述卷轴10和所述导向轴11的两端分别与所述一对安装板4垂直且转动连接；第一工业相机12，其通过第一连接板13固设于所述一对安装板4之间，且所述第一工业相机12的镜头端与所述测量软尺9相对；控制器，其固设在所述支撑架上，所述控制器与所述第一工业相机12连接，所述控制器上设有信号传输模块。

本实施例中，地铁轨道检测装置包括支撑架、一对安装板、连接架、测量软尺、第一工业相机和控制器。支撑架包括水平设置的支撑座，竖直固设与支撑座上的第一立板，以及水平固设于第一立板顶部的第一横板，且第一横板的一端与第一立板的顶部固定连接。一对安装板竖直固设于第一横板的远离第一立板的一端的相对两侧并相对设置，一对安装板沿其高度设有一对第一导向槽，一对第一导向槽也相对设置。连接架包括水平设置的连接座，垂直固设于连接座上的第二立板，以及水平固设于第二立板顶部的第二横板，第二横板与第一横板平行并位于第一横板的下方，第二横板的一端与第二立板的顶部固定连接，另一端伸入一对安装板之间，与一对第一导向槽滑动卡接，使连接架能沿第一导向槽上下移动。测量软尺，其设于第二横板的上方，测量软尺的一端固设在卷轴上，另一端经导向轴后竖直向下与第二横板连接，其中，卷轴和导向轴的两端分别与一对安装板垂直且转动连接，卷轴的端部还设有发条，使得在测量软尺被向下拉出时，与卷轴连接的一端还能紧紧的缠绕在卷轴上。第一工业相机通过第一连接板固设于一对安装板之间，且第一工业相机的镜头端与测量软尺相对，以对测量软尺上的标注的刻度及刻度值进行拍照，具体的，第一工业相机位于导向轴的下方，且采用0.001LUX超低照度的摄像头，以适用于地铁隧道的黑暗环境。控制器固设在支撑架上，并与第一工业相机连接，控制器上设有信号传输模块，信号传输模块用于接收第一工业相机的采集的图像信息，并将其转换成电信号后，传输给外部控制中心，控制器与第一工业相机和外部控制中心的连接方式可以是有线连接，也可以是无线连接。

使用时，首先将支撑座固定在沉降对照座上(在修筑轨道后，安装在轨道一侧，作为轨道沉降监测的参照物，沉降对照座的上表面与轨道上的轨枕上表面平齐)，并使第一横板与轨道垂直，再将连接座固定在轨枕，并将第二横板远离第二立板的一端伸入一对安装板之间，并与一对导向槽滑动卡接，再将测量软尺的另一端拉出，经导向轴导向后，竖直向下与第二横板连接，即完成装置的安装。若测量点(连接座与轨枕连接点)的轨道发生沉降，则轨枕同步沉降并带动连接座向下移动，连接座带动第二横板、第二横板带动测量软尺的另一端下移，使得测量软尺上与第一工业相机相对的刻度值发生改变，进而通过第一工业相机对不同时刻下测量软尺上的刻度及刻度值进行拍摄，并通过无线传输模块将拍摄的图像信息传输给外部控制中心，通过外部控制中心对图像进行解析后(解析时，优选将视野中心的刻度值作为目标刻度值，对目标刻度值的识别方式可以是人工识别也可以是机器识别，下同)，即可获知不同时刻下测量软尺上的刻度值，进而实现对轨道的沉降监测。

本发明的地铁轨道检测装置包括支撑架、一对安装板、连接架、测量软尺、第一工业相机和控制器，使用时，只需要将支撑架和连接架分别固定在沉降对照座和轨枕上，并将测量软尺与连接架连接，然后通过第一工业相机对不同时刻下测量软尺上的刻度及刻度值进行拍摄，并通过控制器传输给外部控制中心进行目标刻度值识别，即可实现对轨道的沉降监测，装置的整体结构简单，安装维护方便，可实现在线监测；此外，连接架的设计，可将对测量点的沉降监测转移至轨道外侧，有效减少列车运行对装置的干扰。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述第二横板8远离所述第二立板7的一端沿其长度方向设有与所述一对第一导向槽5连通的第一开槽14，所述第一开槽14的顶部设有与外部连通的第二开槽15，所述第一开槽14内滑动设有连接轴16，所述连接轴16的两端分别穿出所述第一开槽14与所述一对第一导向槽5滑动卡接，所述测量软尺9的另一端经所述导向轴11后与所述连接轴16固定连接。

本实施例中，通过第一开槽和连接轴实现第二横板与第一导向槽间的滑动连接，以使第二横板即能沿第一导向槽上下滑动，又能沿第一开槽左右滑动，以适应在进行沉降监测时，第二横板倾斜角度的变化。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述第二横板8上固设有角度传感器17，如倾角仪；所述第一开槽14远离所述第二立板7的一端沿其长度方向设有与外部连通的第三开槽18，所述第三卡槽18内设有与其滑动连接的测量硬尺19，所述测量硬尺19的一端与所述连接轴16固定连接，另一端穿出所述第三开槽18，所述测量硬尺19的另一端上方设有第二工业相机20，所述第二工业相机20的镜头端与所述测量硬尺19相对；其中，所述角度传感器17和所述第二工业相机20分别与所述控制器连接。

本实施例中，角度传感器用于检测第二横板的倾斜角度，第二工业相机用于拍摄暴露在第三开槽外部的测量硬尺上的刻度及刻度值，控制器用于将角度传感器的检测信息，以及第一工业相机和第二工业相机采集的图像信息传输给外部控制中心，通过外部控制中心对检测信息和图像信息进行解析后(对第二工业相机采集的图像信息进行解析时，优选与第三开槽的端面平齐的刻度值为目标刻度值)，获得第二横板的倾斜角度α、测量软尺的刻度值变化量△h1和测量硬尺的刻度值变化量△h2(刻度值变化量为当前时刻的目标刻度值与初始状态下的目标刻度值的差值)，计算轨道在倾斜沉降状态下的沉降量△h＝△h1-△h2*sinα。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述第二工业相机20通过第二连接板21转动设于所述一对安装板4之间，并由固设于所述第二连接板4上的步进电机22驱动绕与所述连接轴16平行的轴线转动；其中，所述步进电机22与所述控制器连接。

本实施例中，通过步进电机驱动第二工业相机转动，以保持第二工业相机的摄像头端始终与测量硬尺相对，避免因测量硬尺在随第二横板单独转动时，第二横板的端面对测量硬尺穿出第三开槽处形成遮挡，导致目标刻度值识别结果不准确。具体的，控制器根据当前时刻和上一时刻第二横板的倾斜角度的变化量△α，控制步进电机同向旋转△α，比如，当前时刻和上一时刻相比，第二横板逆时针旋转10°，则控制器控制步进电机逆时针旋转10°，当前时刻和上一时刻相比，第二横板顺时针旋转5°，则控制器控制步进电机顺时针旋转5°。

在另一个实施例中，如图4所示，所述第一横板3包括外板23和内板24，所述外板23的一端设有端部敞口的滑槽25，所述滑槽25的顶部设有与外部连通的第二导向槽26，所述内板24的一端伸入所述滑槽25内并与其滑动卡接，所述内板24的一端顶部固设有导向块27，所述导向块27的顶端伸出所述第二导向槽26与固设在所述外板23的另一端顶部的直线驱动器28连接，所述一对安装板4固设于所述内板24的另一端两侧。

本实施例中，直线驱动器为电动推杆，直线驱动器与控制器连接，以通过控制器控制直线驱动器伸缩，带动内板沿滑槽伸缩，对第一横板的长度进行调节，以适应沉降对照座于轨枕间的间距。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述一对安装板4的底部分别向上凹陷设有安装槽，所述安装槽内竖直设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述安装槽的顶面固定连接，另一端与滑动嵌设于所述安装槽内的支撑柱29连接。

本实施例中，安装板通过支撑柱与地面连接，支撑在地面上，在安装槽内设置压缩弹簧，以根据距离地面的高度调整支撑柱的伸出距离，安装槽的个数为至少一个，优选为三个，以形成分散支撑，降低对地面平整度的要求。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述测量软尺9与所述第一工业相机12相对的一侧，以及所述测量硬尺19与所述第二工业相机20相对的一侧均涂覆有反光材料，以提高第一工业相机和第二工业相机的成像质量。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述连接座6的底面设有粘接层，以通过粘接层将连接座6粘接固定在轨枕上，避免破坏轨枕。

在另一个实施例中，如图1-图4所示，所述第一立板2与所述第一横板3之间，以及所述第二立板7与所述第二横板8之间均固设有加强板30，以使第一立板2和第一横板3，以及第二立板7与第二横板8之间始终保持垂直。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明地铁轨道检测装置的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.地铁轨道检测装置，其特征在于，包括：

支撑架，其包括水平设置的支撑座，竖直固设于所述支撑座上的第一立板，以及水平固设于所述第一立板顶部的第一横板；

一对安装板，其竖直固设于所述第一横板的远离所述第一立板的一端的相对两侧，所述一对安装板上沿其高度设有一对第一导向槽；

连接架，其包括水平设置的连接座，垂直固设于所述连接座上的第二立板，以及水平固设于所述第二立板顶部的第二横板，所述第二横板远离所述第二立板的一端伸入所述一对安装板之间，并与所述一对第一导向槽滑动卡接；

测量软尺，其设于所述第二横板的上方，所述测量软尺的一端固设在卷轴上，另一端经导向轴后竖直向下与所述第二横板连接，所述卷轴和所述导向轴的两端分别与所述一对安装板垂直且转动连接；

第一工业相机，其通过第一连接板固设于所述一对安装板之间，且所述第一工业相机的镜头端与所述测量软尺相对；

控制器，其固设在所述支撑架上，所述控制器与所述第一工业相机连接，所述控制器上设有信号传输模块；

所述第二横板远离所述第二立板的一端沿其长度方向设有与所述一对第一导向槽连通的第一开槽，所述第一开槽的顶部设有与外部连通的第二开槽，所述第一开槽内滑动设有连接轴，所述连接轴的两端分别穿出所述第一开槽与所述一对第一导向槽滑动卡接，所述测量软尺的另一端经所述导向轴后与所述连接轴固定连接；

所述第二横板上固设有角度传感器；所述第一开槽远离所述第二立板的一端沿其长度方向设有与外部连通的第三开槽，所述第三开槽内设有与其滑动连接的测量硬尺，所述测量硬尺的一端与所述连接轴固定连接，另一端穿出所述第三开槽，所述测量硬尺的另一端上方设有第二工业相机，所述第二工业相机的镜头端与所述测量硬尺相对；其中，所述角度传感器和所述第二工业相机分别与所述控制器连接；

所述第二工业相机通过第二连接板转动设于所述一对安装板之间，并由固设于所述第二连接板上的步进电机驱动绕与所述连接轴平行的轴线转动；其中，所述步进电机与所述控制器连接。

2.如权利要求1所述的地铁轨道检测装置，其特征在于，所述第一横板包括外板和内板，所述外板的一端设有端部敞口的滑槽，所述滑槽的顶部设有与外部连通的第二导向槽，所述内板的一端伸入所述滑槽内并与其滑动卡接，所述内板的一端顶部固设有导向块，所述导向块的顶端伸出所述第二导向槽与固设在所述外板的另一端顶部的直线驱动器连接，所述一对安装板固设于所述内板的另一端两侧。

3.如权利要求1所述的地铁轨道检测装置，其特征在于，所述一对安装板的底部分别向上凹陷设有安装槽，所述安装槽内竖直设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述安装槽的顶面固定连接，另一端与滑动嵌设于所述安装槽内的支撑柱连接。

4.如权利要求1所述的地铁轨道检测装置，其特征在于，所述测量软尺与所述第一工业相机相对的一侧，以及所述测量硬尺与所述第二工业相机相对的一侧均涂覆有反光材料。

5.如权利要求1所述的地铁轨道检测装置，其特征在于，所述连接座的底面设有粘接层。

6.如权利要求1所述的地铁轨道检测装置，其特征在于，所述第一立板与所述第一横板之间，以及所述第二立板与所述第二横板之间均固设有加强板。