CN211977946U

CN211977946U - 一种基于imu组合导航的轨道检测仪

Info

Publication number: CN211977946U
Application number: CN202020835731.9U
Authority: CN
Inventors: 薛骐; 杨云洋; 谷洪业; 杨双旗; 李亚辉; 洪江华; 郑雪峰
Original assignee: China Railway Design Corp
Current assignee: China Railway Design Corp
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-05-19

Abstract

本实用新型公开了一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，包括T形车架、惯性导航主机、主机箱、卫星导航接收机；所述T形车架包括长梁、短梁、纵梁；所述短梁一端连接长梁，一端连接纵梁；所述主机箱设于短梁靠近长梁一侧，所述惯性导航主机位于纵梁中间位置，所述惯性导航主机与所述主机箱电信号连接；所述长梁内设有轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器，所述轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器与所述主机箱电信号相连；所述纵梁上设有卫星导航接收机，所述卫星导航接收机与主控箱电信号相连。采用IMU+卫星导航系统测量方案，每小时可检测约5km，测量速度快，测绘精度高。

Description

一种基于IMU组合导航的轨道检测仪

技术领域

本发明涉及轨道检测仪，具体地是一种基于IMU (Inertial measurement unit,惯性测量仪)组合导航的轨道检测仪。

背景技术

铁路轨道是高速铁路和普速铁路运行的基础，轨道的几何状态对铁路的运行安全、运行速度和舒适性起着决定性作用。为了有效做好轨道检测工作，快速准确的测量系统是必不可少的，快速精确的测量轨道几何状态对于轨道的维护具有极其重要的意义。目前，轨道几何状态的测量技术主要有带载荷的动态检测技术和不带载荷的静态检测技术。其中带载荷的动态检测技术包括轨道检查车、车载式检查仪和轨道综合检测车等。不带载荷的静态检测技术包括经典轨道几何状态检测仪、相对测量型线路检查仪、轨距尺和弦线测量等。现有轨道几何状态测量技术存在以下问题：测量精度高的技术作业速度慢，无法在短时间内完成大量的轨道检测任务；测量速度快的技术又无法达到轨道精调的精度要求。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，解决上述背景技术中的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，包括T形车架、惯性导航主机、主机箱、卫星导航接收机；所述T形车架包括长梁、短梁、纵梁；所述短梁一端连接长梁，一端连接纵梁，所述T形车架下装有车轮；所述主机箱设于短梁靠近长梁一侧，所述惯性导航主机位于纵梁中间位置，所述惯性导航主机与所述主机箱电信号连接；所述长梁设有轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器，所述轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器与所述主机箱电信号相连；所述纵梁上设有卫星导航接收机，所述卫星导航接收机与主控箱电信号相连。

纵梁两端设有安装杆，所述安装杆上分别安装有所述卫星导航接收机。

所述安装杆为铝合金管柱，高度为1至1.5米。

所述卫星导航接收机为北斗卫星导航仪。

所述长梁、短梁和纵梁为铝合金材质。

所述纵梁与所述短梁连接处、所述长梁和所述短梁连接处分别设有加强绝缘筋板进行隔断；

所述短梁内部设有锂电池，所述锂电池为所述轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器、倾斜传感器、主机箱供电。

所述主机箱包括无线通讯设备，所述无线通讯设备可与外部终端电信号连接。

所述一种基于IMU组合导航的轨道检测仪还包括全站仪，所述主控箱上设有安装座，所述全站仪安装在安装座上；

采用上述技术方案，本实用新型的有益技术效果为：

1、采用IMU+卫星导航系统测量方案，相比传统测绘方式，测量速度快，测绘精度高。

2、卫星导航接收机置于地面或者周围有杂物的地方时，会影响数据信号接收，所以架高信号效果更好；将卫星导航接收机安装于安装杆上，抬高卫星导航接收机，减少多路径误差影响。

3、采用双卫星导航仪设置，两卫星导航仪可相互修正，精度更高。

4、长梁、短梁和纵梁为铝合金材质铝合金，减轻轨道检测仪重量，降低操作人员搬运操作的工作强度。

5、纵梁、长梁和短梁连接处设有加强绝缘筋板，用于防止在轨道上运行时两轨连电情况发生。

6、主控箱包括无线通讯设备，可以与外部终端（如手机，电脑，操作台等）电信号连接，使操作人员可以远距离操控轨道检测仪检测，节省人工。

7、轨道检测仪装有全站仪，测量精度高，可在检测精度要求更高或卫星信号较差的测量环境下采用IMU加全站仪检测模式，更好的完成检测工作。

附图说明

图1为一种基于IMU组合导航的轨道检测仪的结构示意图。

图2为长梁和短梁的结构示意图。

图3为一种基于IMU组合导航的轨道检测仪的内部传感器及数据传输逻辑结构示意图。

图中：T形车架1、长梁11、短梁12、纵梁13、加强绝缘筋板14、安装杆15、惯性导航主机2、主机箱3、卫星导航接收机4、轨距传感器5、里程编码器6、轨枕识别器7、倾斜传感器8、锂电池9、全站安装座10。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图所示，本实用新型的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，包括T形车架1、惯性导航主机2、主机箱3、卫星导航接收机4；所述T形车架包括长梁11、短梁12、纵梁13，所述T形车架1下装有车轮；所述长梁11、短梁12和纵梁13为铝合金材质；长梁11、短梁12和纵梁13为铝合金材质铝合金，减轻轨道检测仪重量，降低操作人员搬运操作的工作强度。所述短梁12一端连接长梁11，一端连接纵梁13，长梁11和短梁12连接处以及短梁12和纵梁13连接处设有加强绝缘筋板14进行隔断；纵梁13，长梁11和短梁12连接处设有加强绝缘筋板，用于防止在轨道上运行时两轨连电情况发生。

主机箱3设于短梁12靠近长梁11一侧，所述惯性导航主机2位于纵梁13中间位置，所述惯性导航主机2与所述主机箱3电信号连接；所述长梁11内设有轨距传感器5、里程编码器6、轨枕识别器7和倾斜传感器8，所述轨距传感器5、里程编码器6、轨枕识别器7和倾斜传感器8与所述主机箱3电信号相连；所述纵梁13两端设有安装杆15，所述安装杆15上分别安装有所述卫星导航接收机4。所述卫星导航接收机4为北斗卫星导航仪。所述安装杆15为铝合金管柱，高度为1至1.5米。卫星导航接收机安装与支架上，接收卫星信号更好。所述卫星导航接收机4与主控箱电信号相连；所述短梁12内部设有锂电池9，所述锂电池9为24V、16AH锂电池，所述锂电池9为所述轨距传感器5、里程编码器6、轨枕识别器7、倾斜传感器8、主机箱3供电。所述主机箱3包括无线通讯设备，所述无线通讯设备可与外部终端电信号连接。

主机箱3由无线通讯设备、主板和北斗导航主板三部分组成；所述无线通讯设备为WIFI通讯设备，所述主板为TINY4412主板，轨距传感器5使用GEFRAN的100mm量程传感器，用于轨距的测量；里程编码器6使用OMRON的E6B2-CWZ6C传感器，用于轨道检测仪行驶距离的测量；轨枕识别传感器7使用ODSL-9-V6-450-S12传感器，用于检测轨枕位置；倾斜传感器8使用WYLER的065H040-C-10-R传感器，用于轨道超高的测量；轨距测量传感器5、里程编码器6、轨枕识别传感器7和倾斜传感器均8均与主机箱3内TINY4412主板相连。卫星导航接收机4所使用的北斗卫星导航仪则与北斗导航主板电信号相连。WIFI通讯设备品牌包括但不限于小米、艾泰等。主机箱3可与外部终端电脑或手机通过WIFI通讯设备相连。主控箱包括无线通讯设备，可以与外部终端（如手机，电脑，操作台等）电信号连接，使操作人员可以远距离操控轨道检测仪检测，节省人工。

在轨道检测仪启动前，需先架设北斗导航接收机基准站。轨道检测仪启动后，在北斗导航接收机基准站半径5km范围内，以正常步行速度推行推行轨道检测仪即可完成测量。在推行轨道检测仪行进过程中，轨距传感器5会实时采集轨距数据，里程编码器6会实时记录行进里程并显示实时速度，轨枕识别器7会实时检测轨枕位置，倾斜传感器8会实时测量轨道超高数据，以上数据均会同步传输至主机箱3内。采用IMU+卫星导航系统测量方案，每小时可检测约5km，测量速度快，测绘精度高。

进一步的，一种基于IMU组合导航的轨道检测仪还包括全站仪，所述主机箱3上设有全站安装座仪10，所述全站仪安装在全站安装座仪10上；

在轨道检测仪启动后，首先使用全站仪后视对铁路线路两边的CPIII点进行绝对定位，然后推行轨道检测仪行进120米左右，再次使用全站仪进行后视定位，重复以上工作完成测量即可。在推行轨道检测仪行进过程中，轨距传感器5会实时采集轨距数据，里程编码器6会实时记录行进里程并显示实时速度，轨枕识别器7会实时检测轨枕位置，倾斜传感器8会实时测量轨道超高数据，以上数据均会同步传输至主机箱3内。轨道检测仪装有全站仪，测量精度高，可实现动态模式下高铁轨道不平顺亚毫米级测量精度。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims

1.一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：包括T形车架、惯性导航主机、主机箱、卫星导航接收机；所述T形车架包括长梁、短梁、纵梁；所述短梁一端连接长梁，一端连接纵梁，所述T形车架下装有车轮；所述主机箱设于短梁靠近长梁一侧，所述惯性导航主机位于纵梁中间位置，所述惯性导航主机与所述主机箱电信号连接；所述长梁设有轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器，所述轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器和倾斜传感器与所述主机箱电信号相连；所述纵梁上设有卫星导航接收机，所述卫星导航接收机与主控箱电信号相连。

2.如权利要求1所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述纵梁两端设有安装杆，所述安装杆上分别安装有所述卫星导航接收机。

3.如权利要求2所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述安装杆为铝合金管柱，高度为1至1.5米。

4.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述卫星导航接收机为北斗卫星导航仪。

5.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述长梁、短梁和纵梁为铝合金材质。

6.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述纵梁与所述短梁连接处、所述长梁和所述短梁连接处分别设有加强绝缘筋板进行隔断。

7.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述短梁内部设有锂电池，所述锂电池为所述轨距传感器、里程编码器、轨枕识别器、倾斜传感器、主机箱供电。

8.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：所述主机箱包括无线通讯设备，所述无线通讯设备与外部终端电信号连接。

9.如权利要求1至3任一所述的一种基于IMU组合导航的轨道检测仪，其特征在于：还包括全站仪，所述主控箱上设有安装座，所述全站仪安装在安装座上。