CN200946228Y - 两维激光测量系统 - Google Patents

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陆亦群
高春雷
王发灯
牛怀军
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Railway Engineering Research Institute of CARS
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Beijing Longda Technology Development Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种测量铁路线路几何形状的系统，包括一位于前方并向后发射光束的激光发射单元，还包括一位于后方用来接收光束的光电接收单元，所述的光电接收单元包括有能确定激光发射单元的光束形成的光斑在两维方向上的位置的光电接收装置，所述的光电接收装置安装在一两维移动单元上，一电机驱动单元和两维移动单元连接，并且电机驱动单元和控制单元连接，所述的光电接收装置具有信号放大器。本实用新型能够根据光电接收单元所接收到的激光光斑位置信息自动测量铁路钢轨在水平和垂直两个方向上的偏移量。

Description

两维激光测量系统
所属技术领域
本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种测量铁路线路几何形状的系统。
背景技术
在铁路大修维修过程中，需要对铁路线路的线路方向、纵向水平以及横向水平进行测量，以便判断线路几何形状是否正确，进而根据测出的偏移量对线路进行起道和拨道作业。目前普遍采用的是弦线法检测，由于弦线长度有限，不能解决线路长波不平顺的问题。采用激光检测系统作为捣固车检测系统的前端输入，能较好的解决弦线长度有限的问题，提高了检测精度。而目前广泛采用的一维激光测量系统只能提高线路方向上的作业精度，而不能提高纵向水平精度。而两维激光检测系统就能较好的解决这些问题。
技术内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自动测量铁路线路在水平和垂直两个方向上的偏移量的测量装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种两维激光测量系统，包括一位于前方并向后发射光束的激光发射单元，还包括一位于后方用来接收光束的光电接收单元，所述的光电接收单元包括有能确定激光发射单元的光束形成的光斑在两维方向上的位置的光电接收装置，所述的光电接收装置安装在一两维移动单元上，一电机驱动单元和两维移动单元连接，并且电机驱动单元和控制单元连接，所述的光电接收装置具有信号放大器。
所述的光电接收装置包括四个独立的光电接收器，四个光电接收器分别位于第一、第二、第三、第四象限，从而拼装成一个整体的光电接收装置，每个接收器都具有相同的信号放大器。
所述的光电接收器是由多个光电池排列拼装而成。
由于本实用新型具有四个独立的光电接收器分别位于第一、第二、第三、第四象限，因此能够根据光电接收单元所接收到的激光光斑位置信息自动测量铁路钢轨在水平和垂直两个方向上的偏移量。
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
附图说明：
图1是本实用新型各组成部分的连接示意框图。
图2是本实用新型的光电接收装置结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，本实用新型所述的激光系统包括一位于捣固车上的用来接收光束的光电接收单元1和一位于捣固车前方并向后发射光束的激光发射器2。光电接收单元1包括一光电接收装置5，光电接收装置安装在一两维移动单元6上，一电机驱动器和两维移动单元6连接，并且电机驱动单元和控制单元7连接。
如图2所示，所述的光电接收装置5包括四个独立的光电接收器3，四个光电接收器3分别位于第一、第二、第三、第四象限，从而拼装成一个整体的光电接收装置5，所述的光电接收器3是由多个光电池4排列拼装而成，每个光电接收器3都具有相同的信号放大器，因此该光电接收装置5能够测量激光发射器2在该光电接收装置5上形成的光斑8在水平和垂直两个方向上的位置信息。
在进行测量时，位于捣固车前方的激光发射器2发射调制光束到光电接收单元1的光电接收装置5上，该激光束作为理想的基准线，电机驱动器接收来自光电接收单元1的光斑位置信息，并按照控制单元的指令驱动两维移动单元6，使得光斑8位于位于四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置。
如果线路的位置和标准位置没有偏差，对于直线段，激光光束在光电接收装置5上的形成的光斑8应该位于四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置，因此两维移动单元的移动距离为零。对于曲线线路，激光光束在光电接收装置5上的形成的光斑8应该偏离四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置，但是根据曲线方程和光束的方程可以算出一个理论的偏移量，而两维移动单元的移动距离应等于该理论偏移量。
如果线路的位置和标准位置有偏差，对于直线段，激光光束在光电接收装置5上形成的光斑8会偏离四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置，然后通过两维移动单元的移动使得光斑8位于四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置，通过两维移动单元的偏移量结合相关的计算机软件，就可以计算出铁轨线路几何尺寸的偏移量。对于曲线线路，同样先通过两维移动单元的移动使得光斑8位于四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置，激光光束在光电接收装置5上形成的光斑8相对四个光电接收器3形成的四个象限的中央原点位置的偏移量和理论的偏移量会有偏差，因此两维移动单元的移动距离和标准值就会有偏差。而根据两维移动单元的移动距离与通过相关的计算软件计算出的理论偏移量进行比较就可以计算出铁路线路的偏移量。
根据计算的理论偏移量和测出的实际偏移量，可以算出光电接收位置5处线路相对于理论正确几何形状的偏差，这个偏差就可以作为捣固车的前端输入量来指导起道和拨道作业，也可以直接用这个量来指导起道和拨道作业。因此，二维激光检测系统，不仅可以用来对铁路线路的平直线路进行检测，而且也可以用来检测曲线线路。

Claims (3)

1、一种两维激光测量系统，其特征在于包括一位于前方并向后发射光束的激光发射单元，还包括一位于后方用来接收光束的光电接收单元，所述的光电接收单元包括有能确定激光发射单元的光束形成的光斑在两维方向上的位置的光电接收装置，所述的光电接收装置安装在一两维移动单元上，一电机驱动单元和两维移动单元连接，并且电机驱动单元和控制单元连接，所述的光电接收装置具有信号放大器。
2、如权利要求1所述的两维激光测量系统，其特征在于所述的光电接收装置包括四个独立的光电接收器，四个光电接收器分别位于第一、第二、第三、第四象限，从而拼装成一个整体的光电接收装置，每个接收器都具有相同的信号放大器。
3、如权利要求2所述的两维激光测量系统，其特征在于所述的光电接收器是由多个光电池排列拼装而成。
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Address before: Beijing Institute of railway research, 2, Haidian District, 100081.

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Co-patentee before: Wang Fadeng

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