CN204309800U - 基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，包括电动旋转平台、激光位移传感器、用于测量激光位移传感器旋转角度的倾角传感器、用于驱动电动旋转平台转动的步进电机以及电源；其中，激光位移传感器、倾角传感器安装在电动旋转平台上，步进电机用于驱动旋转平台旋转并带动激光位移传感器转动；电源用于为该铁路限界测量装置供电。本实用新型利用了激光位移传感器的测距功能，将铁路限界测量装置放置于接近被测设备的钢轨上，通过调整激光位移传感器旋转角度，测得被测点至铁路限界测量装置距离，由于两根钢轨内沿之间的距离是固定的，通过倾角传感器计算角度，即可算出被测点至两根钢轨水平面中心线的距离。
Description
技术领域
本实用新型属于铁路限界测量领域，具体涉及一种基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置。
背景技术
现有的铁路系统测量限界的方法主要是人工测量，具体就是使用皮尺、吊锤等工具，同时还需要现场作业人员攀爬到被测设备的顶端测量，测量结果需人工记录统计。由于铁路沿线设备的特殊状况，限界测量是一件费时、费力且有人身安全风险的工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，该装置以钢轨为平台，利用综合布线技术、激光测距技术、通信技术直接测量铁路沿线设备到两根钢轨水平面中性线的距离，经过计算测得被测设备的水平限界和垂直限界，并最终显示在液晶显示屏上，可与《铁路信号维护规则》规定的限界标准对比，判定设备限界是否合格。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案予以实现：
基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，包括电动旋转平台、激光位移传感器、用于测量激光位移传感器旋转角度的倾角传感器、用于驱动电动旋转平台转动的步进电机以及电源；其中，激光位移传感器、倾角传感器安装在电动旋转平台上，步进电机用于驱动旋转平台旋转并带动激光位移传感器转动；电源用于为该铁路限界测量装置供电。
本实用新型进一步的改进在于：还包括液晶显示屏以及嵌入式单片机，激光位移传感器、倾角传感器、电源以及液晶显示屏分别与嵌入式单片机相连。
本实用新型进一步的改进在于：还包括与嵌入式单片机相连的USB接口和Flash存储器；其中，USB接口用于导出测试数据，Flash存储器用于存储测试数据。
本实用新型进一步的改进在于：还包括与嵌入式单片机相连的按键，按键上设置有电源开关、测试数据的保存按钮、控制步进电机在上下左右方位动作的按钮。
本实用新型进一步的改进在于：还包括用于将该铁路限界测量装置吸附在钢轨上的磁铁。
本实用新型进一步的改进在于：嵌入式单片机为STM系列ARM处理器。
本实用新型进一步的改进在于：激光位移传感器为红色可视光测距传感器。
本实用新型进一步的改进在于：电源为充电锂电池。
本实用新型进一步的改进在于：还包括设置在电动旋转平台上的绿色激光指示模块，其中，在使用状态时，绿色激光指示模块发出的绿色激光与激光位移传感器发出的激光平行。
本实用新型进一步的改进在于：绿色激光指示模块为一字线绿色激光指示模块。
与现有技术相比，本实用新型利用了激光位移传感器的测距功能，将铁路限界测量装置放置于接近被测设备的钢轨上，通过调整激光位移传感器旋转角度，测得被测点至铁路限界测量装置距离，由于两根钢轨内沿之间的距离是固定的，通过倾角传感器计算角度，即可算出被测点至两根钢轨水平面中心线的距离。具体来说，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型铁路限界测量装置可对高铁及其他普通线路的高柱、矮柱信号机，各种信号标、接近标、禁停标，箱盒，回流线与梯子等设备建筑接近限界统的智能化测量。无需攀爬和使用其他测量工具且具有专业的限界测量数据管理软件。直接实现测量数据的台账管理。
本实用新型铁路限界测量装置使用激光位移传感器实现对目标的直线距离测量，并通过电动旋转平台带动激光位移传感器的旋转，由电动旋转平台控制旋转角度，同时使用倾角传感器实现水平角度的自动校准，最终根据校准后的角度和直线距离计算出测量目标相对于测量点的水平距离和垂直距离。
进一步地，本实用新型铁路限界测量装置采用嵌入式单片机作为控制核心，由激光位移传感器和电动旋转平台实现对高柱信号机、矮柱信号机、信号标以及箱盒等设备的界限参数的智能化测量装置。
进一步地，本实用新型铁路限界测量装置通过高性能ARM处理器对数据进行测量和管理，大容量的数据存储空间可以存储足够的测量数据和录入大量的线路参数，并通过通用的USB接口对数据进行传输和拷贝，只需要一个常用的U盘就可以完成所有的数据传递过程。
进一步地，人性化的操作界面能够让操作人员在最短的时间内实现对铁路限界测量装置的操作，紧凑、轻便的外形结构使得铁路限界测量装置的安装、拆卸和运输很简单、便携。
附图说明
图1为本实用新型的整体连接关系模块示意图。
图2为本实用新型基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置的主视图。
图3为本实用新型基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置的主视图。
图中：1为电动旋转平台，2为激光位移传感器，3为倾角传感器，4为步进电机，5为电源，6为按键，7为磁铁，8为液晶显示屏。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1，本实用新型基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，包括电动旋转平台1、激光位移传感器2、用于测量激光位移传感器2旋转角度的倾角传感器3、用于驱动电动旋转平台1转动的步进电机4、电源5、液晶显示屏8以及嵌入式单片机；其中，激光位移传感器2、倾角传感器3安装在电动旋转平台1上，步进电机4用于驱动旋转平台1旋转并带动激光位移传感器2转动，激光位移传感器2、倾角传感器3、电源5以及液晶显示屏8分别与嵌入式单片机相连；电源5用于为该铁路限界测量装置供电。其中，本实用新型铁路限界测量装置通过磁铁7吸附在钢轨上。
上述嵌入式单片机为STM系列ARM处理器。上述激光位移传感器为红色可视光测距传感器。上述电源5为充电锂电池。
进一步地，本实用新型还包括与嵌入式单片机相连的USB接口、Flash存储器以及按键6；其中，USB接口用于导出测试数据，Flash存储器用于存储测试数据。按键6上设置有电源开关、测试数据的保存按钮、控制步进电机4在上下左右方位动作的按钮。
进一步地，本实用新型还包括设置在电动旋转平台1上的绿色激光指示模块，其中，在使用状态时，绿色激光指示模块发出的绿色激光与激光位移传感器发出的激光平行。其中，绿色激光指示模块为一字线绿色激光指示模块。
以下对本实用新型各部件的功能和作用做进一步地详细说明。
激光位移传感器：其为红色可视光点测距传感器，用来测量被测设备到激光位移传感器的距离，内部安装一字线型绿色激光指示模块，可在自然光下清晰观察激光路径及激光点位置。
倾角传感器：测量激光位移传感器旋转角度，配合激光位移传感器通过计算可测的被测设备的水平限界与垂直限界；可自校准水平位置，方便查找水平点。
步进电机：驱动电动旋转平台旋转，从而带动激光位移传感器转动。
液晶屏：显示测量结果。
按键：包括但不限于“电源”、“保存”、“↓”、“↑”、“←”、“→”、“菜单”、“校准”、“背光”、“微调”、“确定”、“返回”等按键。用于切换测量与设置；输入开关量，控制激光位移传感器及倾角传感器动作；选择测量模式；保存测试数据；开关液晶屏背光；开关绿色激光指示模块。
USB接口：测试数据可通过此接口导入U盘，也可通过此接口导入设定的被测设备信息。
Flash存储器：存储测试数据。
电源：可充电锂电池，为整个系统供电。
嵌入式单片机：控制步进电机旋转；与传感器通讯；计算测量结果；输出测量结果；采集按键信息。
为了对本实用新型进一步了解，现对其工作原理做一说明：
本实用新型利用了激光位移传感器的测距功能，将铁路限界测量装置放置于接近被测设备的钢轨上，通过磁铁吸附，通过按键可调整激光位移传感器旋转角度，测得被测点至铁路限界测量装置距离，由于两根钢轨内沿之间的距离是固定的，通过倾角传感器计算角度，即可算出被测点至两根钢轨水平面中心线的距离。
本实用新型铁路限界测量装置具有界限参数测量、存储、数据传递、数据分析、参数录入等功能。总结起来具有以下特点：
1、操作人员使用按键面板来实现对铁路限界测量装置的操作，操作简单、易用。
2、测量方式分为普通方式、曲线内侧加宽方式、曲线外侧加宽方式。
3、配备专用的激光位移传感器，完全解决了在室外强光下，激光点不易寻找的问题。
4、仪器显示数据经过内部换算，直接转换为用户需要的限界测量值，可以直接与限界标准比对。
5、铁路限界测量装置可以通过U盘实现对测量数据的拷贝和参数的录入，数据传输方便、快捷；
6、铁路限界测量装置无需调整水平参数，装置内部具有水平自动校准系统。
7、铁路限界测量装置使用大容量锂电池供电，完全满足现场的长时间作业。
8、铁路限界测量装置同时还配备管理方便、操作简单的专用数据库管理软件，以便用户对测量参数进行二次分析和台账管理。
9、铁路限界测量装置为非接触式测量，故大大减低了现场作业人员的人身安全风险，同时该装置在现场使用时不会因为环境和气候变化影响测量精度。
9、操作人员可录入段名、站名、设备名称、设备编号、测试人等信息。操作人员可以对测量数据进行入库保存、历史数据查询与分析、分析报表导出。
Claims (10)
1.基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：包括电动旋转平台(1)、激光位移传感器(2)、用于测量激光位移传感器(2)旋转角度的倾角传感器(3)、用于驱动电动旋转平台(1)转动的步进电机(4)以及电源(5)；其中，激光位移传感器(2)、倾角传感器(3)安装在电动旋转平台(1)上，步进电机(4)用于驱动旋转平台(1)旋转并带动激光位移传感器(2)转动；电源(5)用于为该铁路限界测量装置供电。
2.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：还包括液晶显示屏(8)以及嵌入式单片机，激光位移传感器(2)、倾角传感器(3)、电源(5)以及液晶显示屏(8)分别与嵌入式单片机相连。
3.根据权利要求2所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：还包括与嵌入式单片机相连的USB接口和Flash存储器；其中，USB接口用于导出测试数据，Flash存储器用于存储测试数据。
4.根据权利要求3所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：还包括与嵌入式单片机相连的按键(6)，按键(6)上设置有电源开关、测试数据的保存按钮、控制步进电机(4)在上下左右方位动作的按钮。
5.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：还包括用于将该铁路限界测量装置吸附在钢轨上的磁铁(7)。
6.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：嵌入式单片机为STM系列ARM处理器。
7.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：激光位移传感器为红色可视光测距传感器。
8.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：电源(5)为充电锂电池。
9.根据权利要求1所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：还包括设置在电动旋转平台(1)上的绿色激光指示模块，其中，在使用状态时，绿色激光指示模块发出的绿色激光与激光位移传感器发出的激光平行。
10.根据权利要求9所述的基于激光位移传感器和倾角传感器的铁路限界测量装置，其特征在于：绿色激光指示模块为一字线型绿色激光指示模块。
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