RU2026448C1 - Устройство для определения пространственного положения рельсового пути - Google Patents
Устройство для определения пространственного положения рельсового пути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026448C1 RU2026448C1 SU5018722A RU2026448C1 RU 2026448 C1 RU2026448 C1 RU 2026448C1 SU 5018722 A SU5018722 A SU 5018722A RU 2026448 C1 RU2026448 C1 RU 2026448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- transmitter
- sensor
- output
- analog
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам, предназначенным для измерения пространственных параметров рельсовых путей или их отклонений от нормы, и может быть использовано для определения характеристик поверхностей, грунтовых неровностей искусственного и природного происхождения в условиях, не позволяющих производить подобные измерения контактными методами, отличных от нормальной атмосферной среды, ограниченной видимости и подвижности человека, преимущественно контроль подводной части рельсовых путей, предназначенных для подъема и спуска судов. Сущность изобретения: устройство содержит смонтированные на движущейся по пути транспортной платформе 1 датчик 5 пройденного пути, гироскопический датчик 2 курса, гироскопический датчик 3 наклона по курсу, выходы которых связаны с региструющим блоком 14. Устройство снабжено гироскопическим датчиком 4 наклона пути в поперечном профиле, датчиком 6 межрельсового расстояния и датчиком 7 глубины погружения, причем выходы указанных датчиков соединены с коммутатором 8 аналоговых сигналов для поочередного подключения выхода каждого датчика на выход аналого-цифрового преобразователя 9, преобразующего сигналы напряжения датчиков в параллельный код, выходы аналого-цифрового преобразователя 9 подключены к входам коммутатора 10 цифровых сигналов, выход которого линией 15 связи соединен с вычислительным блоком 13 для подачи на его вход последовательного кода сигналов, а выход последнего подключен к регистрирующему блоку 14, причем управляющие входы коммутатора 8 аналоговых сигналов и коммутатора 10 цифровых сигналов подключены к выходам соответственно старших и младших разрядов счетчика 11, вход которого соединен с выходом тактового генератора 12. 4 ил.
Description
Изобретение относится к системам, предназначенным для измерения пространственных параметров рельсовых путей или их отклонений от нормы и может быть также использовано для определения характеристик поверхностей, грунтовых неровностей искусственного и природного происхождения в условиях, не позволяющих производить подобные измерения контактными методами, отличных от нормальной атмосферной среды, ограниченной видимости и подвижности человека, преимущественно контроль подводной части рельсовых путей, предназначенных для подъема и спуска судов.
Технический результат, достигаемый изобретением - дистанционное определение положения пути в трех измерениях в труднодоступных зонах.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 приведена зависимость отклонения профиля рельс от прямой линии по длине пути; на фиг. 3 приведена зависимость изменения межрельсового расстояния по длине пути; на фиг.4 - условное изометрическое изображение слиповой плоскости.
Устройство состоит (см.фиг.1) из транспортной платформы 1, на которой размещены датчики первичной информации. В качестве датчиков первичной информации используют гироскопический датчик 2 курса, гироскопический датчик 3 угла наклона по курсу (тангажа), гироскопический датчик 4 наклона пути в поперечном профиле (датчик крена), датчик 5 пройденного пути, датчик 6 межрельсового расстояния и датчик 7 глубины погружения транспортной платформы 1. Выходным параметром всех датчиков является напряжение, величина которого пропорционально связана с соответствующим измеряемым параметром. Выходы всех датчиков подключены к соответствующим входам коммутатора 8 аналоговых сигналов, предназначенного для поочередного подключения выходов датчиков 2-7 ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9, а кодовые выходы АЦП 9 подключены к соответствующим входам коммутатора 10 цифровых сигналов. Управляет коммутаторами 8, 9 счетчик 11, вход которого подключен к выходу тактового генератора 12. Вычислительный блок 13 и регистрирующее устройство 14 размещены стационарно. Выход вычислительного блока 13 соединен с входом регистрирующего устройства 14. Выход коммутатора 10 цифровых сигналов подключен к входу вычислительного блока 13 через линию 15 связи.
Устройство работает следующим образом.
Принцип работы устройства для определения пространственного положения рельсового пути основан на непрерывной регистрации информации с датчиков 2-7, размещенных на движущейся по рельсовому пути транспортной платформе 1, преобразовании поступающей информации в цифровую форму, передачи этой информации на стационарно размещенный вычислительный блок 13, преобразовании получаемых данных в пространственные координаты рельсового пути (в соответствии с нижеприведенными формулами) и фиксации этих координат в регистрирующем блоке 14. Конечные результаты могут быть представлены регистрирующим блоком 14 как в виде таблиц с данными о трех координатах каждой точки пути, в которой производилось измерение, так и в виде графиков (см. фиг.2, 3) для одного пути или условных изометрических изображений для оценки взаимного расположения нескольких расположенных рядом рельсовых путей (см.фиг.4).
При движении платформы 1 с установленными на ней датчиками 2-7 происходит поочередное подключение выхода каждого из датчиков к входу АЦП 9 через коммутатор 8 аналоговых сигналов. АЦП 9 преобразует напряжение, поступающее с выхода соответствующего датчика в параллельный цифровой код. Передача получаемых данных в вычислительный блок 13 осуществляется в виде последовательного кода через линию 15 связи. Для преобразования параллельного цифрового кода в последовательный и предназначен коммутатор 10 цифровых сигналов. С его помощью происходит поочередное подключение выходных разрядов АЦП 8 к линии 15 связи. Синхронизация процессов опроса датчиков 2-7 и преобразования параллельного кода в последовательный происходят с помощью счетчика 11 и тактового генератора 12. Внутренняя структура указанных устройств известна. В качестве линии 15 связи может быть использована, например проводная линия на основе гибкого герметичного кабеля или оптический канал (волоконно-оптическая линия связи) или радиоканал на основе стандартных или специализированных передатчиков. Информация, поступающая от датчиков 2-7 в вычислительный блок 13, используется следующим образом.
Датчик 5 пути предназначен для получения данных о длине пройденного пути и привязке в ней данных других датчиков. Его показания связаны с угловым положением одного из колес транспортной платформы 1, используемого в качестве измерительного. В вычислительном блоке 13 происходит подсчет числа оборотов измерительного колеса при движении транспортной платформы 1. Длина L пройденного пути определяется как L=dl˙n, (1) где L - длина пути, пройденная транспортной платформой 1;
n - число оборотов измерительного колеса;
dl - длина окружности измерительного колеса.
n - число оборотов измерительного колеса;
dl - длина окружности измерительного колеса.
Гироскопический датчик 2 курса выдает информацию о направлении движения транспортной платформы 1 в горизонтальной плоскости. В сочетании с информацией, поступающей от датчика 5 пути, происходит определение координат транспортной платформы 1 в горизонтальной плоскости. Восстановление производится методом линейно-кусочной аппроксимации в соответствии с формулой X = cos(K(n))·dl ; (2) Y = sin(K(n))·dl ; (3) где Х, Y - плановые координаты платформы в декартовой системе координат;
K(n) - текущий угол курса относительно оси Х, совпадающей с первоначальным направлением движения транспортной платформы 1.
K(n) - текущий угол курса относительно оси Х, совпадающей с первоначальным направлением движения транспортной платформы 1.
Определение координаты транспортной платформы 1 в вертикальной плоскости происходит на основе измерения гироскопическим датчиком 3 угла отклонения транспортной платформы 1 от первоначального направления в вертикальной плоскости и информации от датчика 7 глубины погружения. Восстановление также производится методом линейно-кусочной аппроксимации в соответствии с формулой H = sin(df(n) + fO)dl , (4) где Н - координата транспортной платформы 1 в вертикальной плоскости;
df - угол отклонения транспортной платформы 1 от первоначального направления в вертикальной плоскости;
fo - средний угол наклона пути, определяющийся следующим образом: fo = arcsin ( ( dH / Lp ) ), (5) где dН - разность показаний датчика 7 глубины погружения в конечной и начальной точках рельсового пути;
Lp - расстояние между конечной и начальной точкой пути.
df - угол отклонения транспортной платформы 1 от первоначального направления в вертикальной плоскости;
fo - средний угол наклона пути, определяющийся следующим образом: fo = arcsin ( ( dH / Lp ) ), (5) где dН - разность показаний датчика 7 глубины погружения в конечной и начальной точках рельсового пути;
Lp - расстояние между конечной и начальной точкой пути.
Показания гироскопического датчика 4 бокового крена и датчика 6 межрельсового расстояния используются для раздельного определения высоты головок правого и левого рельсов в соответствии с формулой: HL = H - (В/2)˙sin (b); (6) HR = H + (B/2)˙sin (b); (7) где HL - высота левого рельса;
HR - высота правого рельса;
B - межрельсовое расстояние;
b - угол бокового крена относительно горизонтальной плоскости.
HR - высота правого рельса;
B - межрельсовое расстояние;
b - угол бокового крена относительно горизонтальной плоскости.
Кроме того, показания датчика 6 межрельсового расстояния используются непосредственно как один из важных информационных параметров, так как отклонение ширины рельсовой колеи от стандартного значения позволяет судить об износе подводной части рельсового пути. В качестве такого датчика может быть использовано либо механическое устройство, преобразующее с помощью системы рычагов расстояние между рельсами в угол поворота измерительного потенциометра, либо ультразвуковой эхо-импульсный дальномер, принцип действия которого основан на изменении времени задержки принимаемого эхо-импульса при изменении расстояния до отражающей плоскости.
В качестве гироскопических датчиков 2 и 3 могут быть использованы выпускаемые промышленностью гироскопические приборы, предназначенные для работы в системах ориентации летательных аппаратов. Например, в качестве гироскопического датчика 3 наклона по курсу и гироскопического датчика 4 бокового крена возможно использование прибора "Центральная гироскопическая вертикаль ЦГВ-10". В качестве гироскопического датчика курса возможно использование гироскопического прибора ГА-5.
После определения пространственных координат рельсового пути в соответствии с вышеприведенными зависимостями полученные данные поступают из вычислительного блока 13 в регистрирующий блок 14. Здесь итоговая информация представляется на экране дисплея в виде графиков или таблиц цифровых данных, которые возможно при необходимости перенести на бумагу с помощью самописца или печатающего устройства. Внутренняя структура вычислительного блока 13, реализующего вышеприведенные математические соотношения, и регистрирующего блока 14 является известным техническим решением. Эти блоки могут быть реализованы с помощью цифровой схемотехники с использованием стандартных микросхем и схемотехнических решений либо с использованием средств вычислительной техники.
Питание всех устройств может осуществляться как от стационарной береговой сети, так и от автономного блока питания.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ, содержащее смонтированные на движущейся по пути транспортной платформе датчик пройденного пути, гироскопический датчик курса, гироскопический датчик наклона по курсу, выходы которых связаны с регистрирующим блоком, отличающееся тем, что оно снабжено гироскопическим датчиком наклона пути в поперечном профиле, датчиком межрельсового расстояния и датчиком глубины погружения, причем выходы указанных датчиков соединены с коммутатором аналоговых сигналов для поочередного подключения выхода каждого датчика на вход аналого-цифрового преобразователя, преобразующего сигналы напряжения датчика в параллельный код, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к входам коммутатора цифровых сигналов, выход которого линией связи соединен с вычислительным блоком для подачи на его вход последовательного кода сигналов, а выход последнего подключен к регистрирующему блоку, причем управляющие входы коммутатора аналоговых сигналов и коммутатора цифровых сигналов подключены к выходам соответственно старших и младших разрядов счетчика, вход которого соединен с выходом тактового генератора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018722 RU2026448C1 (ru) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Устройство для определения пространственного положения рельсового пути |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018722 RU2026448C1 (ru) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Устройство для определения пространственного положения рельсового пути |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026448C1 true RU2026448C1 (ru) | 1995-01-09 |
Family
ID=21592648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018722 RU2026448C1 (ru) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Устройство для определения пространственного положения рельсового пути |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026448C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779427C1 (ru) * | 2022-05-23 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Способ диагностики продольного профиля железнодорожных путей сортировочного парка |
-
1991
- 1991-12-24 RU SU5018722 patent/RU2026448C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 432262, кл. E 01B 35/06, 1974. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779427C1 (ru) * | 2022-05-23 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Способ диагностики продольного профиля железнодорожных путей сортировочного парка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1077158A (en) | Apparatus for measuring the profile of a railroad tunnel | |
CA2545154C (en) | Railroad surveying and monitoring system | |
JP3079186B2 (ja) | 構造物計測システム | |
AU658852B2 (en) | A method and an apparatus for measuring curvature and crossfall of ground surfaces | |
US4792904A (en) | Computerized flight inspection system | |
EP3980313B1 (en) | A track monitoring system | |
CN111866337A (zh) | 智能巡检机器人及巡检方法 | |
WO2000042379A1 (en) | Catenary system measurement apparatus and method | |
US6035542A (en) | Surface profiling apparatus and method | |
CN104047212B (zh) | 一种基于角度量测的轨道沉降自动测量装置及方法 | |
RU116862U1 (ru) | Устройство для определения пространственных параметров объектов инфраструктуры железной дороги | |
RU2026448C1 (ru) | Устройство для определения пространственного положения рельсового пути | |
CN110658543B (zh) | 一种基于非接触式测量的高速铁路轨道几何参数检测方法 | |
JP2001012906A (ja) | 位置測定車両 | |
CN114162170B (zh) | 一种轨道测量系统及测量方法 | |
RU2081232C1 (ru) | Устройство для измерения положения рельсового пути | |
GB1285697A (en) | Improvements relating to distance sensing systems | |
RU2802971C1 (ru) | Высокоточная система позиционирования подземной однорельсовой подвижной лебедки внутри угольной шахты и способ такого позиционирования | |
CN110966941A (zh) | 一种第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法 | |
CA2474757C (en) | Track analyzers and methods for controlling railroad systems | |
JPH10115522A (ja) | 函体等の誘導据付け方法 | |
GB2176963A (en) | Locating power source for rail vehicle | |
JPH05274039A (ja) | 移動体の姿勢及び位置測定装置 | |
JPH07332972A (ja) | 軌道測量装置 | |
RU52004U1 (ru) | Система определения местоположения полярного крана (сомпк) |