CN205347907U

CN205347907U - 一种带gps定位功能的数显轨距尺

Info

Publication number: CN205347907U
Application number: CN201520952647.4U
Authority: CN
Inventors: 吕治安
Original assignee: Hebei Jugao Measurement And Control Technology Co Ltd
Current assignee: Xiangyang Lian Jie mechanical and Electrical Co., Ltd.
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2025-11-26

Abstract

本实用新型的名称为一种带GPS定位功能的数显轨距尺。属于轨距尺技术领域。它主要是解决现有数显轨距尺不能实现被测点的地理位置的准确定位的问题。它的主要特征是：包括电子式数显轨距尺；在所述电子式数显轨距尺上装有GPS模块。本实用新型在开机状态下，拉动手持握把，将轨距尺放置在铁轨上，待数据稳定后，便可从显示屏上直接读取铁轨高度差数据和轨距数据。本实用新型具有结构简单、使用方便、数据精度高的特点，不仅能测量铁轨的几何参数，还能得到被测点的地理位置数据，有利于提高高铁线路维护水平，主要用于高铁线路规矩、高差参数的自动化测量及测量点位置信息的获取。

Description

一种带GPS定位功能的数显轨距尺

技术领域

本实用新型属于轨距尺技术领域，具体涉及一种带GPS定位功能的数显轨距尺。

背景技术

随着铁路建设的日益发展，铁路建设与维护的重要检测工具——轨距尺，发挥着重要的作用。目前电子式的数显轨距尺正在获得广泛的应用。电子式的数显轨距尺利用安装在尺身上的位移传感器和倾角传感器实现轨距和超高数据，经处理后在数显盒的显示屏上显示出来，它具有测量速度快、精度高，可以自动补偿温度变化带来的误差。

电子式的数显轨距尺的两端分别安装有测头座，并在一端的测头座内安装有活动测头，另一端安装有固定测头，两端测头座上装有端护套；尺身底部装有位移传感器及倾角传感器，倾角传感器固定于专用电路板，专用电路板安装在传感器底座上，传感器底座安装在尺身工字梁的下方。位移传感器的引线连接到专用电路板上，专用电路板与数显盒通过接口相连，活动测头分别与位移传感器的连杆和尺身顶部的拉杆相连，拉杆安装在尺身上的滑动轴承内，导杆与复位弹簧连接；传动握把装在尺身的顶部，传动握把的扳手连接到导杆上。

所述主控电路安装在数显盒内，包括微处理器、OLED显示芯片、稳压电路、蜂鸣器电路、电池电压采集电路、按键电路等；显示芯片的端口与微处理器的通用I/O口相连；按键电路与微处理器的通用I/O口相连；电池电压采集电路的电压输出端口与微处理器的A/D采集端口相连；蜂鸣器电路的控制端与微处理器的通用I/O口相连；稳压电路中的稳压可控芯片控制端与微处理器的通用I/O口相连。安装在尺身上的传感器模块通过接口与数显盒主控电路连接。但这些电子式的数显轨距尺仅能实现基本的测量功能，无法满足线路维护中的新要求，不能实现被测点的地理位置的准确定位，不能跟踪线路维护人员的工作状态，无法为线路维护提供更准确的信息。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能实现准确定位被测点的地理位置、能跟踪线路维护人员的工作状态和为线路维护提供更准确信息的带GPS定位功能的数显轨距尺。

本实用新型的技术解决方案是：一种带GPS定位功能的数显轨距尺，包括电子式数显轨距尺，其特征在于；在所述电子式数显轨距尺上装有GPS模块。

本实用新型的技术解决方案中所述的GPS模块附加在电子式数显轨距尺的尺身上。

本实用新型的技术解决方案中所述的GPS模块集成在电子式数显轨距尺的数显盒内的电路板上。

本实用新型的技术解决方案中所述的GPS模块与电子式数显轨距尺的主控电路连接。

本实用新型的技术解决方案中所述的电子式数显轨距尺可以包括尺身、尺身一端的活动端测座及活动测头、尺身另一端的固定端测座及固定测头、尺身底部的位移传感器及倾角传感器、尺身上部的手持握把，手持握把上通过转轴连接有板手，板手经连杆与复位弹簧连接；还包括由微处理器、OLED显示芯片、稳压电路、蜂鸣器电路、电池电压采集电路、按键电路构成并装于数显盒内的主控电路，OLED显示芯片的端口与微处理器的通用I/O口相连；按键电路与微处理器的通用I/O口相连；电池电压采集电路的电压输出端口与微处理器的A/D采集端口相连；蜂鸣器电路的控制端与微处理器的通用I/O口相连；稳压电路中的稳压可控芯片控制端与微处理器的通用I/O口相连；位移传感器及倾角传感器通过接口与主控电路连接。

本实用新型的技术解决方案中电子式数显轨距尺还可以包括尺身、尺身一端的活动端测座及活动测头、尺身另一端的固定端测座及固定测头、尺身底部的位移传感器及倾角传感器、尺身上部的手持握把，手持握把上通过转轴连接有板手，板手经连杆与复位弹簧连接；还包括由微处理器、OLED显示芯片、稳压电路、蜂鸣器电路、电池电压采集电路、按键电路构成并装于数显盒内的主控电路，OLED显示芯片的端口与微处理器的通用I/O口相连；按键电路的按键状态检测端与微处理器的通用I/O口相连；电池电压采集电路的电压输出端口与微处理器的A/D采集端口相连；蜂鸣器电路的控制端与微处理器的通用I/O口相连；GPS模块与微处理器的I/O口相连；稳压电路中的稳压可控芯片控制端与微处理器的通用I/O口和GPS接口COM的电源端相连；位移传感器及倾角传感器通过接口与主控电路连接。

本实用新型在开机状态下，拉动手持握把的扳手，将轨距尺放置在铁轨上，使固定端测座和活动端测座分别与两条铁轨接触，并保证轨距尺与铁轨垂直。松开手持握把把手，待数据稳定后，便可从数显盒的显示屏上直接读取铁轨高度差数据和轨距数据。在开机状态下，GPS模块自动搜索信号，实现定位。根据需要可以通过某种方式发送定位信息至网络，也可以自动记录定位信息，整个过程可以实现自动工作，无须人工干预。

本实用新型与现有技术相比，结构简单，操作方便，测量数据准确迅速，自动化程度高，实现测量点地理时间、位置的定位，可有效满足日益发展的高速铁路以及动车铁路的建设需要

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为主孔板接口电路图一。

图3为最小微处理器电路图。

图4为OLED显示电路图。

图5为稳压电路图。

图6为蜂鸣器电路图。

图7为电池电压采集电路图。

图8为按键电路图。

图9为主孔板接口电路图二。

图中：1、尺身，2、数显盒，3、手持握把，4、活动端测座，5、扳手，6、活动测头，7、固定端测座，8、固定测头，9、位移传感器，10、倾角传感器模块，11、连杆，12、转轴，13、复位弹簧，14、GPS模块，15、微处理器，16、OLED显示电路，17、稳压电路，18、蜂鸣器电路，19、电池电压采集电路，20、按键电路，21、对外接口电路。

具体实施方式

如图1所示，尺身1是所有机构及传感器的载体，手持握把3通过螺丝装在尺身1上，扳手5通过转轴12固定在手持握把3上，并可在一定角度内转动，将扳手5的转动转换为直线运动从而带动位移传感器9。固定端测座7通过螺丝固定在尺身1的一端，固定端测座7中装有固定测头8。活动端测座4中装有活动测头6，测量时，固定端测头8、活动测头6与铁轨接触，当铁轨宽度发生变化时，活动测头6与位移传感器9的连杆11一起同步移动，从而实现轨距的测量。尺身1的底部装有位移传感器9及倾角传感器模块10，位移传感器9的外壳固定在尺身1上，位移传感器9的连接线与倾角传感器模块10的输入端连接，倾角传感器模块10与数显盒2连接，倾角传感器模块10将其位移、倾角转换为数字信号后，通过接口传输到数显盒2，数显盒2将数据处理后通过显示屏将数据显示出来。为保证活动测头6和铁轨之间有合适的压力，安装有用于位移传感器复位的复位弹簧13。GPS模块14安装在尺身1上。

数显盒包括塑料外壳与如图3至图8所示的主控电路，主孔板接口电路图如图2、图9所示。主控电路包括对外接口电路21、微处理器15、OLED显示电路16、稳压电路17、蜂鸣器电路18、电池电压采集电路19、按键电路20。对外接口电路21中的端口连接到微处理器15的I/O口。OLED显示电路16的数据端口与微处理器15的I/O口相连。对外接口电路21的JS是倾角传感器模块10的相连端口。按键电路20与微处理器15的通用I/O口相连。电池电压采集电路19的电压输出端口与微处理器15的A/D采集端口相连。蜂鸣器电路18的控制端与微处理器15的通用I/O口相连。稳压电路17中的可控稳压芯片U4、U5的控制端分别与微处理器15的通用I/O口相连，稳压电路17中的可控稳压芯片的U5的输出与OLED显示电路16连接，并与倾角传感器模块10接口JS连接、U4的输出与GPS接口COM的电源端连接，U3的输出与微处理器15电路中U1电源端连接。对外接口电路21的JC为充电接口，它与电池之间串入一可恢复保险丝R2，与地线串入一保护电阻R11，P1为程序下载接口。微处理器15为微处理器最小系统，U1为MSP430G2XX3微处理器，电阻R1、电容C3构成复位电路，电容C1、C2并联构成去耦电路。显示电路16的OLED屏第1、7、8、16、17、21~25、29、30引脚连接到电路的地，第6、0引脚连接到电源正极，第13~15、18~20引脚根据相应网络分别与微处理器的I/O口连接，第26引脚连接到电阻R12，第2、3引脚连接到电容C7。第4、5引脚连接到电容C8。稳压电路17中的U3为微处理器15提供稳压电源，电容C1、C2为滤波电容，U5为稳压可控管，它为OLED显示电路16和倾角传感器模块10接口JS提供稳压电源，通过微处理器15的I/O口来控制它的关断与开启。蜂鸣器电路18的电阻R9、R10、以及三极管Q1共同构成开关驱动电路，BELL为有源蜂鸣器。电池电压采集电路19的电阻R3、R13将电压进行分压便于电压采集，电容C3为滤波电容，将信号进行滤波。按键电路20的三个按键引线分别与微处理器15的I/O口连接，以用于按键状态的检测。对外接口电路21中的COM是GPS接口电路，分别与微处理器15的I/O口和稳压电路17连接。

本实用新型在常规电子式数显轨距尺上增加GPS模块14，并与电子式数显轨距尺的数显盒内的主控电路功能上集成，实现具有GPS定位功能的电子式数显轨距尺。GPS模块14是一个独立的功能模块，可安装在尺身1的任何部位，也可与数显盒内的主控电路整合在一起。GPS模块既可以和数显盒之间连接，与数显盒实现数据传输，一起协同工作，也可以不与主控电路连接，独立工作。

本实用新型在保证电池电量充足，并且进行数据校准完成的情况下，按住图3中的KE键等待3秒钟开机。在开机状态下，拉动手持握把3的扳手5，将轨距尺放置在铁轨上，使固定端测座7和活动端测座4分别与两条铁轨接触，固定测头8和活动测头6的外侧分别与两条铁轨的内侧接触，并保证轨距尺与铁轨垂直。松开手持握把3的扳手5，待数据稳定后，可以从数显盒2的显示屏上直接读取铁轨高度差数据和轨距数据。在工作过程中GPS模块14连续采集地理定位信息，并通过接口COM传送给微处理器15，微处理器15将处理后的信息记录下来，或者传送给网络。

Claims

1.一种带GPS定位功能的数显轨距尺，包括电子式数显轨距尺，其特征在于；在所述电子式数显轨距尺上装有GPS模块。

2.根据权利要求1所述的一种带GPS定位功能的数显轨距尺，其特征在于：所述的GPS模块附加在电子式数显轨距尺的尺身上。

3.根据权利要求1所述的一种带GPS定位功能的数显轨距尺，其特征在于：所述的GPS模块集成在电子式数显轨距尺的数显盒内的电路板上。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种带GPS定位功能的数显轨距尺，其特征在于：所述的GPS模块与电子式数显轨距尺的主控电路连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种带GPS定位功能的数显轨距尺，其特征在于：所述的电子式数显轨距尺包括尺身、尺身一端的活动端测座及活动测头、尺身另一端的固定端测座及固定测头、尺身底部的位移传感器及倾角传感器、尺身上部的手持握把，手持握把上通过转轴连接有板手，板手经连杆与复位弹簧连接；还包括由微处理器、OLED显示芯片、稳压电路、蜂鸣器电路、电池电压采集电路、按键电路构成并装于数显盒内的主控电路，OLED显示芯片的端口与微处理器的通用I/O口相连；按键电路与微处理器的通用I/O口相连；电池电压采集电路的电压输出端口与微处理器的A/D采集端口相连；蜂鸣器电路的控制端与微处理器的通用I/O口相连；稳压电路中的稳压可控芯片控制端与微处理器的通用I/O口相连；位移传感器及倾角传感器通过接口与主控电路连接。

6.根据权利要求4所述的一种带GPS定位功能的数显轨距尺，其特征在于：所述的电子式数显轨距尺包括尺身、尺身一端的活动端测座及活动测头、尺身另一端的固定端测座及固定测头、尺身底部的位移传感器及倾角传感器、尺身上部的手持握把，手持握把上通过转轴连接有板手，板手经连杆与复位弹簧连接；还包括由微处理器、OLED显示芯片、稳压电路、蜂鸣器电路、电池电压采集电路、按键电路构成并装于数显盒内的主控电路，OLED显示芯片的端口与微处理器的通用I/O口相连；按键电路与微处理器的通用I/O口相连；电池电压采集电路的电压输出端口与微处理器的A/D采集端口相连；蜂鸣器电路的控制端与微处理器的通用I/O口相连；GPS模块与微处理器的I/O口相连；稳压电路中的稳压可控芯片控制端与微处理器的通用I/O口和GPS接口JCOM的电源端相连；位移传感器及倾角传感器通过接口与主控电路连接。