CN201126354Y

CN201126354Y - 便携式铁道线路高低检查工具

Info

Publication number: CN201126354Y
Application number: CNU2007200308501U
Authority: CN
Inventors: 范晓征; 孙贵存
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2017-11-21

Abstract

本实用新型公开了一种便携式铁道线路高低检查工具，它解决了铁道线路高低检查精度不高，夜间使用不便、不适应拱度桥梁轨面高低检查等问题。其结构为：它有发射和测量装置，发射装置有半导体激光发生器和光学准直组件，它与激光驱动电路A挡、B挡连接，激光驱动电路与电池A连接，组件下部与可调整支架连接，支架通过减震阻尼A与壳体连接，并与微调旋钮A、B连接，在壳体后部为磁性座A、由螺丝连接；测量装置有位置敏感探测器与滤光片、窄缝挡板连接，安装在内壳前端，内壳通过减震阻尼B安装在外壳之上，外壳侧面有USB通讯接口，顶部为LCD数显电路和按键，它们均与外壳内的测量电路连接，测量电路与电池B连接。

Description

便携式铁道线路高低检查工具

技术领域

本实用新型涉及光机电一体应用技术，尤其涉及一种便携式光机电测量装置，即便携式铁道线路高低检查工具。

背景技术

随着铁路运输的不断提速，对铁道线路平顺度的要求越来越高，而施工现场仍然使用悬绳测量和机具测量后的复核，此方法存在测量效率低，测量精度差等缺点。

目前国内外各种各样的激光准直方法和装置，存在如下问题：一是仪器价格昂贵；二是测量靶镜带有跟随光电接受器的电缆；三是某些装置在使用时需要调水平、垂直等，对工况要求较苛刻，对铁道线路施工现场不方便、不实用。

专利97250676.4“激光准直测量仪”提出采用激光器和位置探测器构成的激光准直装置，探测器固定在测量靶镜上，靶镜与计算机由电缆连接，造成移动靶镜时电缆和计算机也需要一起移动，给测量带来不便。

专利02285917.9“一种便携式激光准直仪”提出一种半导体激光器和位置探测器安装在一起的激光准直装置，通过靶镜(角锥棱镜)反射光测量，对镜过程较复杂，在铁道线路的现场测量中不方便。

专利200520101804.7“一种水平测量仪器”提出由激光器和测量板、标尺组成的激光测量仪器，测量装置仍采用标尺，由于视觉产生的误差不可预计，所以测量精度不高，误差较大。

专利200610088886.5“一种提高直线度测量灵敏度的方法与装置”提出由半导体激光器和位置探测器安装在一起的激光测量装置，通过靶镜(角锥棱镜)反射光测量，对镜过程较复杂，在铁道线路的现场测量中不方便。

发明内容：

本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种利用光学原理，逐点采集线路(轨道)顶部的高度差，指导施工，直接测量、精度高、操作方便、效率高；功耗小、抗干扰、易维护、体积小，便于携带的便携式铁道线路高低检查工具。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种便携式铁道线路高低检查工具，它包括发射装置和测量装置，所述发射装置包括半导体激光发生器和光学准直组件，它安装在壳体中并与激光驱动电路A挡和激光驱动电路B挡连接，激光驱动电路分别与电池A连接，半导体激光发生器和光学准直组件下部则与两维旋转可调整支架连接，两维旋转可调整支架通过减震阻尼A与壳体连接，同时该组件还与微调旋钮A和微调旋钮B连接，在壳体后部为磁性座A、由螺丝连接；所述测量装置包括位置敏感探测器，它与滤光片、窄缝挡板连接，两者均安装在内壳前端，内壳通过减震阻尼B安装在外壳之上，在外壳的侧面设有USB通讯接口，顶部为LCD数显电路和按键，其后部为磁性座B、与外壳之间由螺丝连接，位置敏感探测器、USB通讯接口、LCD数显电路和按键均与外壳内的测量电路连接，测量电路与电池B连接。

所述测量电路包括MCU控制电路，它的输出端与驱动电路连接，该电路输出端与位置敏感探测器连接，位置敏感探测器的输出端通过采集电路与MCU控制电路输入端连接；MCU控制电路输出端还分别与记录模块、声光报警和LCD数显电路连接；按键则与MCU控制电路输入端连接；USB通讯接口与MCU控制电路双向通讯连接；测距模块与LCD数显电路连接。

所述外壳前端、位置敏感探测器与滤光片上方设有遮阳罩。

本实用新型由发射装置和测量装置(目标靶)组成：发射装置包括半导体激光发生器和光学准直组件、激光驱动电路A挡、激光驱动电路B挡、两维(旋转)可调整支架、磁性座A、微调旋钮A、微调旋钮B、电源开关A、电池A、壳体、减震阻尼A等组成；测量装置(目标靶)包括位置敏感探测器(线阵CCD或PSD)、驱动电路、采集电路、MCU控制电路、LCD数显电路、测距模块、记录模块、USB通讯接口、声光报警、按键、电源开关B、电池B、滤光片、窄缝挡板、遮阳罩、磁性座B、内壳、外壳、减震阻尼B、数据处理软件等组成。

半导体激光发生器与光学准直组件、作为光源，安装于两维(旋转)可调整支架之上，支架上有微调旋钮A、微调旋钮B，通过调整两微调旋钮可使支架沿与发射光线垂直的两个方向旋转，即用来调整发射光线的角度，激光驱动电路通过导线与半导体激光发生器连接，提供A、B两挡电压，A挡电压适用于激光发生器瞄准、B挡电压适用于激光发生器测量；减震阻尼A安装于壳体和两维(旋转)可调整支架之间、减轻震动产生的干扰；磁性座A负责提供发射装置与钢轨之间的吸力；电池A负责发射装置的供电。

驱动电路提供测量装置所需的驱动和控制时序逻辑，通过导线与位置敏感探测器连接，驱动位置敏感探测器正常工作，位置敏感探测器上安装有滤光片、窄缝挡板、遮阳罩，负责接收测量光线，将光信号转化为电信号，通过导线与采集电路连接，采集电路通过导线与MCU控制电路连接，MCU控制电路通过导线与LCD数显电路、记录模块、USB通讯接口、声光报警、按键连接；测距模块负责测量与发射装置的距离，通过导线与LCD数显电路连接，共同安装于内壳；减震阻尼B安装于外壳和内壳之间、减轻震动产生的干扰；磁性座B负责提供测量装置与钢轨之间的吸力；电池B负责测量装置的供电。

本实用新型的有益效果是：一、因为现场线路(轨道)面非常复杂，有的路段、20米内线路高低差超过10mm，起伏、上坡、下坡等变化较大，而反射式靶镜的入射面需要与光轴垂直，如不垂直将产生测量误差，本实用新型采用激光发生器与位置敏感探测器分别安装于发射装置和测量装置，直接测量，不论线路(轨道)面如何变化，测量装置测量的数值均是光线中心与线路(轨道)顶部的垂直距离h1、hn，基本反映线路(轨道)面的变化，进一步提高了其方便性、实用性；二、发射装置和测量装置均采用减震阻尼，进一步提高了其精确度和实用性；三、发射装置和测量装置是两个完全独立的装置，与外界没有任何电缆连接。

附图说明

图1测量示意图；

图2a为发射装置结构主视图；

图2b为发射装置结构俯视图；

图2c为发射装置电路框图；

图3a为测量装置结构主视图；

图3b为测量装置结构俯视图；

图3c为测量装置电路框图。

其中，1半导体激光发生器和光学准直组件、2激光驱动电路A挡、3激光驱动电路B挡、4可调整支架、5磁性座A、6微调旋钮A、7微调旋钮B、8电源开关A、9电池A、10壳体、11减震阻尼A、12位置敏感探测器、13驱动电路、14采集电路、15MCU控制电路、16LCD数显电路、17测距模块、18记录模块、19USB通讯接口、20声光报警、21按键、22电源开关B、23电池B、24滤光片、25窄缝挡板、26遮阳罩、27磁性座B、28内壳、29外壳、30减震阻尼B。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的测量示意图；图2a、图2b、图2c中发射装置包括半导体激光发生器和光学准直组件1，它安装在两维旋转可调整支架4之上并与激光驱动电路A挡2、激光驱动电路B挡3连接，激光驱动电路通过电源开关A8与电池A9连接，半导体激光发生器和光学准直组件1下部与两维旋转可调整支架4连接，两维旋转可调整支架4通过减震阻尼A11与壳体10连接，同时该组件还与微调旋钮A6和微调旋钮B7连接，在壳体10后部为磁性座A5。其使用过程为：发射装置利用半导体激光发生器和光学准直组件1作为光源，安装于两维旋转可调整支架4之上，两维旋转可调整支架4通过减震阻尼A11与壳体10连接，壳体10与磁性座A5由螺丝连接，利用磁性座A5固定于钢轨之上，发射一束光线，沿钢轨照射到20米内各处固定于钢轨之上测量装置的位置敏感探测器12，通过光学准直使光线细长，光斑园顺，光线中心稳定，通过两维旋转可调整支架4上的微调旋钮A6、微调旋钮B7，可使支架沿与发射光线垂直的两个方向旋转，用来调整发射光线的角度，使发射光线对准测量装置上的位置敏感探测器12；激光驱动电路与电池A9连接，提供A、B两挡电压，A挡电压适用于激光发生器瞄准、B挡电压适用于激光发生器测量。

图3a、图3b、图3c中测量装置包括位置敏感探测器12，它与滤光片24、窄缝挡板25连接，两者均安装在内壳28前端，内壳28通过减震阻尼B30安装在外壳29之上，在外壳29的侧面设有USB通讯接口19，顶部为LCD数显电路16和按键21，其后部为磁性座B27、与外壳29之间由螺丝连接，位置敏感探测器12、USB通讯接口19、LCD数显电路16和按键21均与内壳28内的测量电路连接，测量电路与电池B23和电源开关B22连接。

测量电路包括MCU控制电路15，它的输出端与驱动电路13连接，该电路输出端与位置敏感探测器12连接，位置敏感探测器12的输出端通过采集电路14与MCU控制电路15输入端连接；MCU控制电路15输出端还分别与记录模块18、声光报警20和LCD数显电路16连接；按键21则与MCU控制电路15输入端连接；USB通讯接口19与MCU控制电路15双向通讯连接；测距模块17与LCD数显电路16连接。

外壳29前端、位置敏感探测器12与滤光片24、窄缝挡板25上方设有遮阳罩26。

其使用过程为：测量装置(目标靶)采用位置敏感探测器(线阵CCD或PSD)12，用来接收半导体激光发生器和光学准直组件1发射的光线，将激光驱动电路置于A挡2、用于激光发生器瞄准，将激光驱动电路置于B挡3、用于激光发生器测量，通过调节两维旋转可调整支架4上的微调旋钮A6、微调旋钮B7、使光线中心与线路(轨道)顶部平行，即半导体激光发生器和光学准直组件1出瞳处的光线中心与线路(轨道)顶部的垂直距离h、等于照射到位置敏感探测器12上的光线中心与线路(轨道)顶部的垂直距离h1，然后，由工作人员将测量装置向发射装置移动，测量20米内线路(轨道)顶部与光线中心的垂直距离hn；测量装置通过测距模块17可同步测出距发射装置的距离；通过LCD数显电路16可显示垂直和水平距离；驱动电路13提供系统所需的驱动和控制时序逻辑；通过采集电路14采集位置敏感探测器12发出的有关信息、送MCU控制电路15进行处理和控制、然后送记录模块18记录；通过USB通讯接口19与外部设备通信；通过声光报警20提示报警信息；通过按键21进行人机对话；滤光片24、窄缝挡板25负责滤除干扰光线；遮阳罩26负责遮挡太阳光；磁性座B27、与外壳29之间由螺丝连接，利用磁性座B27将测量装置固定于钢轨之上；内壳28与外壳29之间通过减震阻尼B30连接，负责消除震动干扰；利用数据处理软件处理测量装置的全部信息。

Claims

1、一种便携式铁道线路高低检查工具，它包括发射装置和测量装置，其特征是：所述发射装置包括半导体激光发生器和光学准直组件(1)，它安装在壳体(10)中并与激光驱动电路A挡(2)和激光驱动电路B挡(3)连接，激光驱动电路分别与电池A(9)连接，半导体激光发生器和光学准直组件(1)下部则与两维旋转可调整支架(4)连接，两维旋转可调整支架(4)通过减震阻尼A(11)与壳体(10)连接，同时该组件还与微调旋钮A(6)和微调旋钮B(7)连接，在壳体(10)后部为磁性座A(5)、由螺丝连接；所述测量装置包括位置敏感探测器线阵CCD或PSD(12)，它与滤光片(24)、窄缝挡板(25)连接，两者均安装在内壳(28)前端，内壳(28)通过减震阻尼B(30)安装在外壳(29)之上，在外壳(29)的侧面设有USB通讯接口(19)，顶部为LCD数显电路(16)和按键(21)，其后部为磁性座B(27)、与外壳(29)之间由螺丝连接，位置敏感探测器(12)、USB通讯接口(19)、LCD数显电路(16)和按键(21)均与外壳(29)内的测量电路连接，测量电路与电池B(23)连接。

2、根据权利要求1所述的便携式铁道线路高低检查工具，其特征是：所述测量电路包括MCU控制电路(15)，它的输出端与驱动电路(13)连接，该电路输出端与位置敏感探测器(12)连接，位置敏感探测器线阵CCD或PSD(12)的输出端通过采集电路(14)与MCU控制电路(15)输入端连接；MCU控制电路(15)输出端还分别与记录模块(18)、声光报警(20)和LCD数显电路(16)连接；按键(21)则与MCU控制电路(15)输入端连接；USB通讯接口(19)与MCU控制电路(15)双向通讯连接；测距模块(17)与LCD数显电路(16)连接。

3、根据权利要求1所述的便携式铁道线路高低检查工具，其特征是：所述外壳(29)前端、位置敏感探测器(12)与滤光片(24)、窄缝挡板(25)上方设有遮阳罩(26)。