CN202827631U

CN202827631U - 一种轨道检测仪

Info

Publication number: CN202827631U
Application number: CN 201220439956
Authority: CN
Inventors: 罗庄; 罗善建; 姜瑞平; 神克诚; 佘熔青
Original assignee: Shanghai Railway Economic Development Co ltd
Current assignee: Shanghai Railway Economic Development Co ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-08-31

Abstract

本实用新型涉及一种用于高精度测量轨道几何数据的轨道检测仪，其具体方案如下：所述轨道检测仪包括两套走行机构、中梁以及若干轨道参数测量仪器，所述的中梁两端分别与位于其两侧的所述走行机构固定连接，所述的若干轨道参数仪器装置分设于所述走行机构和所述中梁上，在所述走行机构上设置有轨距标定杆、钢轨基准面标定杆的安装位，两侧的走行机构与中梁的固定连接处均设置有位移传感器，用以检测拼装姿态。本实用新型的优点是，便携式设计方便搬运，自带轨距精度和超高精度标定功能，支持运动状态下的数据采集，可有效保证绝对精度，操作简便，作业效率高。

Description

一种轨道检测仪

技术领域

本实用新型涉及轨道参数检测装置，具体涉及一种支持移动状态下测量的轨道检测仪。

背景技术

随着我国大规模客运专线建设并投入运营，列车运行速度快、安全性、平稳性、准时性要求高，必须进行高质量的养护与维修，才能确保客运专线的运行安全和质量。这就需要建立更严的作业标准、更新的养护维修模式，配备有高精度的精密测量控制网，研究轨道全几何参数快速、精密检测技术及装备。

所谓轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、基本尺寸及相对位置。几何形位的正确与否将直接影响行车安全，旅客舒适，设备使用寿命，养护费用，机车车辆与轨道及基础的相互作用。依据《铁路轨道检查仪》TB/T3147-2012给出的性能指标，高精度检测仪需满足的要求包括：（1）轨道轨距的示值误差绝对值要在0.3mm以内；（2）轨道超高（水平）的示值误差绝对值要在0.3mm以内；（3）线路横向偏差的示值误差绝对值要在3.0mm以内；（4）线路垂向偏差的示值误差绝对值要在2.5mm以内。然而现有的轨道检测仪普遍存在作业效率不高，在测量前的标定精度无法保证，累计误差较高，造成其后的示值误差绝对值超出高精度检测仪需满足的要求。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种支持移动状态下测量的轨道检测仪，该检测仪通过在两侧的走行机构上对称设置位移传感器以及轨距标定杆，以达到在测量前的轨距精度标定，同时在两侧的走行机构上对称设置倾角传感器以及钢轨基准面标定杆，以达到在测量前的超高（水平）精度标定。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种轨道检测仪，用于高精度测量轨道参数，其特征在于所述轨道检测仪包括两套走行机构、中梁以及若干轨道参数测量仪器，所述的中梁两端分别与位于其两侧的所述走行机构固定连接，所述的若干轨道参数仪器装置分设于所述走行机构和所述中梁上，在所述走行机构上设置有轨距标定杆、钢轨基准面标定杆的安装位，两侧的走行机构与中梁的固定连接处均设置有位移传感器，用以检测拼装姿态。

所述轨距标定杆和钢轨基准面标定杆的安装位在进行标定作业时配套安装有轨距标定杆和钢轨基准面标定杆

所述中梁与所述走行机构之间的固定连接指的是通过连接扣件的锁定连接。

所述的轨道参数测量仪器包括轨向高低检测装置、温度传感器、里程测量传感器及轨距测量轮，其中所述的轨向高低检测装置和温度传感器设置于中梁上，所述的里程测量传感器设置于一侧所述走行机构上，所述轨距测量轮对称分别设置于两侧的所述走行机构上。

所述的走行机构由盒体、走行轮以及轨向导轮组成，所述的走行轮分别设置于盒体前后，所述的轨向导轮设置于盒体下端的内侧，所述盒体的内侧通过连接扣件同中梁端部固定连接；其中所述的走行轮上设置有制动器以及轨高调节器。

所述的轨道检测仪还包括单片机数据处理单元。

所述的走行机构上设置有轨距适配器，用于标定所述轨距测量轮。

所述的中梁上设置有可自由旋转角度的推杆，在所述的走行机构上设置有操作把手。

一侧所述走行机构上设置有电台天线，在另一侧所述走行机构上设置有蓝牙天线。

所述的两侧走行机构上架设有棱镜。

本实用新型的优点是，便携式设计方便搬运，自带轨距精度和超高精度标定功能，支持运动状态下的数据采集，可有效保证绝对精度，操作简便，作业效率高。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型中左走行机构的主视图；

图4为本实用新型中左走行机构的侧视图；

图5为本实用新型的轨距标定示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5，图中标记1-22分别为：左走行机构1、走行轮2、里程测量传感器3、电台天线4、推杆5、棱镜6、右走行机构7、蓝牙天线8、把手9、制动器10、连接扣件11、中梁12、轨距适配器13、轨高调节器14、钢轨基准面标定杆15、轨距标定杆16、棱镜连接杆17、轨向导轮18、电源开关19、轨距测量轮20、位移传感器Ⅱ21、位移传感器Ⅰ22。

实施例：如图1、2所示，本实施例涉及一种用于高精度测量轨道几何数据的轨道检测仪，该轨道检测仪主要由左走行机构1、中梁12以及右走行机构7所组成，中梁12的两端分别同左走行机构1和右走行机构7相拼合并通过连接扣件11锁定，采用此种可拆卸连接方式便于轨道检测仪的搬运和上道作业。在所述的中梁12上封装有轨向高低检测装置和温度传感器，同时在中梁12的中间位置处铰接有可自由角度旋转的推杆5，方便工作人员推动轨道检测仪进行检测。

如图1—5所示，左走行机构1主要由一盒体、设置在该盒体前后的走行轮2以及设置在盒体下方的轨向导轮18组成。在走行轮2上设置有制动器10用以制动行进中的轨道检测仪，同时在走行轮2上设置有轨高调节器14用以在走行轮2出现磨损后适当调节其轨高；在盒体的外侧面上设置有竖直的钢轨基准面标定杆15的安装位，在需要标定轨道基准面时安装配套的钢轨基准面标定杆15，标定结束后卸下；在盒体的下表面上设置有水平横放的轨距标定杆16，用以标定在拼装之后的轨道检测仪在轨距方向上的精度，该轨距标定杆16仅在标定时配套安装，标定结束后卸下；在盒体的下方设置有用于检测轨距的轨距测量轮20，而设置在盒体侧方的轨距适配器13用以标定轨距测量轮20，其中轨距测量轮20的中心比所述轨道的上表面低16mm。在左走行机构1和中梁12的拼接处设置有位移传感器Ⅱ21，并在轨距标定杆16处设置有位移传感器Ⅰ22；在盒体内部还封装有倾角传感器；在走行轮2的支架上设置有里程测量传感器3。其中盒体的内侧面处通过连接扣件11与中梁12相连接。

为了便于轨道检测仪的搬运及上轨作业，在左走行机构1的外侧面设置有把手9；同时在其盒体的顶端设置有电台天线4用以同数据接收中心相连通。

所述的右走行机构7与左走行机构1对称设置，结构及部件相同，其中在右走行机构7上还设置有蓝牙天线8、棱镜6和单片机数据处理单元。

根据操作人员所站方位的不同，以上所述的左走行机构1和右走行机构7的左、右相对于操作人员也将发生改变，因此在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所述的权利要求的保护范围。

本轨道检测仪采用便携式组件设计，每次拼装应依靠轨道检测仪自带的高精度传感器进行现场标定流程，以达到最高的绝对精度。测量作业为静态测量与动态测量相结合模式进行，能够全方位的实现轨道几何状态检测和线路设备复测，静态测量是轨道检测仪在轨道上停止状态下获取测量数据，并要求能实时显示计算结果。动态测量时轨道检测仪在轨道运行状态下采用极小间隔连续扫描轨道测点，最大限度的获取轨道几何数据和提升作业效率，由于轨道检测仪获得的轨道信息极其详实庞大，数据需上传处理服务器进行自动存储、分析、计算并输出成果。本轨道检测仪设计有以下三个工作模式：

①基础模式：依靠轨检仪自身设备完成的轨道内部几何数据测量模式（无全站仪等外部数据测量设备配合）；

②结合全站仪轨道全几何状态测量模式（CPIII）；

③结合全站仪轨道全几何状态测量模式（GRP）。

如图1—5所示，由于本实用新型的主要技术特征在于本轨道检测仪每次拼装之后依靠自带的高精度传感器进行现场标定流程，以达到最高的绝对精度，因此以下将对工作模式①予以详述，工作模式②和③将不予详述。

基础模式，依靠轨检仪自身设备完成的轨道内部几何数据测量模式（无全站仪等外部数据测量设备配合）：

（1）测量内容及要求：测量内容为线路轨道超高、轨距及里程，里程校正，数据存储，静态测量数据处理及实时显示里程、超高（水平）、轨距及超高、轨距与设计值的绝对值偏差和相对偏差（变化率）。

（2）作业标准：作业方向与里程增加方向相同为正方向（+1），反之为反方向（-1），左右方向定义沿增里程方向为基准。

（3）轨距精度标定程序：轨道检测仪自带轨距标定功能，能有效保证绝对精度即重复和一致精度。标定分二步完成，先行同时标定C、D二点位移传感器Ⅱ21，再同时标定A、B二点位移传感器Ⅰ22，分别采集A、B、C、D点值数值，需采集5次取平均值，并进行一致性检核。

过程设计为：设一致性检核门限值为M（换算长度应为0.1mm）；检核参照值为L（变量）；第一次读数L₁，赋值L= L₁；读第二次数值L₂；若ABS(L- L₂ )＜M,赋值L=（L+ L₂）/2；读第二次数值L₃；若ABS（L- L₃）＜M，赋值L=（L+ L₃）/2；完成5次采集后如通过一致性检核，标定值为L。

在此过程中任何一次读数通不过一致性检核，则中断过程重新开始，三次过程仍不能完成则中止过程提示显示“标定无法完成，请进行安装检查”。获取的最终四个位移传感器标定值还需要与原出厂标定值进行校对，检核C、D值出厂标定与现场标定差值是否大于门限值（1mm），超限应提示安装间隙过大，需确认通过；检核A、B值出厂标定与现场标定差值是否大于门限值（2mm），超限应提示测量轮超标超限，需确认通过。

（4）超高（水平）精度标定程序：采用现场轨道调头方法检校倾角传感器理论修正值，倾角传感器在出厂时都会采用标杆核定横、纵二方向倾角修正值，由于作业时轨检仪走行轮2与倾角标杆可能存在的差异，需通过调头标定出与实际值的差值。如果差值在门限之内，采用出厂标定数值；如果差值在门限之外，需重复调头确认，使用现场标定值。现场在走行轮2定位后同时静态采集横、纵二方向倾角数值，过程同位移传感器需采集5次取均值，并进行一致性检核，获取单方向标定值后调头重复过程完成反向标定值读取。

检校过程设计：设倾角传感器某方向角度校正出厂标定值为Yn，现场获取的角度读数为Y₁和Y₂（倾角传感器直接读数，未加修正数），设应用修正值为Y。当绝对值2Yn-（Y₁+Y₂）小于门限值（0.02度）时，Y=Yn。当绝对值，提示误差超限，须再次重复掉头检校；如第二次绝对值2Yn-（Y₃+Y₄）也大于门限值（0.02度）且二次差之差小于门限值（0.01度）时，取Y=（Y₁+Y₂₊ Y₃+Y₄）/4。

以下为本实用新型的主要特点：①创新动、静结合轨道全几何状态信息采集功能设计，检测精度及效率大幅提高。②创新自带精度标定、参数修正功能设计，达到最高标准的检测数据重复性、一致性。③创新便携式设计，便于搬运和上道作业，极大减轻作业负担。④创新高密度轨道线性数据扫描设计，轨道内几何数据采集达30P/S。⑤首创线路复测附加功能设计，能同步完成线路装备设施台账建立及核查。⑥首创最具智能化的程序引导和支持特征点图像采集功能设计，傻瓜式操作，易学易用。⑦首创3D网络数据及时传输设计，支持与网络服务系统和大型养路机械共享数据的物联网功能。⑧首创最具主动性的检测仪产品维护体系，由智能化的产品网络管理系统自动跟踪采集设备状态信息，最及时、主动的为客户提供优质服务。

Claims

1.一种轨道检测仪，用于高精度测量轨道参数，其特征在于所述轨道检测仪包括两套走行机构、中梁以及若干轨道参数测量仪器，所述的中梁两端分别与位于其两侧的所述走行机构固定连接，所述的若干轨道参数仪器装置分设于所述走行机构和所述中梁上，在所述走行机构上设置有轨距标定杆、钢轨基准面标定杆的安装位，两侧的走行机构与中梁的固定连接处均设置有位移传感器，用以检测拼装姿态。

2.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述轨距标定杆和钢轨基准面标定杆的安装位在进行标定作业时配套安装有轨距标定杆和钢轨基准面标定杆。

3.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述中梁与所述走行机构之间的固定连接指的是通过连接扣件的锁定连接。

4.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的轨道参数测量仪器包括轨向高低检测装置、温度传感器、里程测量传感器及轨距测量轮，其中所述的轨向高低检测装置和温度传感器设置于中梁上，所述的里程测量传感器设置于一侧所述走行机构上，所述轨距测量轮对称分别设置于两侧的所述走行机构上。

5.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的走行机构由盒体、走行轮以及轨向导轮组成，所述的走行轮分别设置于盒体前后，所述的轨向导轮设置于盒体下端的内侧，所述盒体的内侧通过连接扣件同中梁端部固定连接；其中所述的走行轮上设置有制动器以及轨高调节器。

6.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的轨道检测仪还包括单片机数据处理单元。

7.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的走行机构上设置有轨距适配器，用于标定所述轨距测量轮。

8.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的中梁上设置有可自由旋转角度的推杆，在所述的走行机构上设置有操作把手。

9.根据权利要求1所述的一种轨道检测仪，其特征在于一侧所述走行机构上设置有电台天线，在另一侧所述走行机构上设置有蓝牙天线。

10.根据权利要求9所述的一种轨道检测仪，其特征在于所述的两侧走行机构上架设有棱镜。