铁轨及边坡障碍物监测的装置制造方法及图纸

本公开提供了一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，包括：激光测距机(1)，用于沿铁轨及边坡上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的激光信号；转台(2)，用于控制激光测距机(1)转动；一维位移台(3)，用于控制激光测距机(1)的高度，使得激光测距机(1)发射的激光信号的扫描轨迹为折线。

Obstacles Monitoring Device for Rail and Slope

The present disclosure provides a device for monitoring obstacles on rails and slopes, including a laser rangefinder (1), which transmits laser signals in a preset angle range along rails and slopes and receives the returned laser signals; a turntable (2) for controlling the rotation of the laser rangefinder (1); and a one-dimensional displacement table (3) for controlling the height of the laser rangefinder (1) so as to make the laser rangefinder (1) emit. The scanning trajectory of laser signal is a broken line.

【技术实现步骤摘要】
铁轨及边坡障碍物监测的装置
本公开涉及激光测量
，具体地，涉及一种铁轨及边坡障碍物监测的装置。
技术介绍
随着我国铁路建设的不断发展，高铁在全国的应用范围也越来越广，其速度也在不断地增加。但是由于铁路两侧随时可能发生的山石坍塌、落石与泥石流等，都会对铁路安全造成很大的影响。因此，需要对铁路的铁轨及边坡随时可能出现的对其安全造成威胁的障碍物进行监测和清除。激光雷达可以监控铁路落石等障碍物，避免铁路运行危险。传统二维雷达仅能扫描直线及平面，若遇复杂地形地貌则无法发挥有效作用，需将待监测地形按平面切分，布置多个雷达进行监测，耗费更多的成本，不适合对铁路边坡进行监测。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，扩展传统二维雷达的适用范围，使其可以适用于监测铁轨及其边坡，以至少解决以上技术问题。(二)技术方案本公开提供了一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，包括：激光测距机，用于沿所述铁轨及边坡上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的所述激光信号；转台，用于控制所述激光测距机转动；一维位移台，用于控制所述激光测距机的高度，使得所述激光测距机发射的所述激光信号的扫描轨迹为折线。可选地，所述铁轨及边坡障碍物监测的装置还包括：弹簧，用于使所述激光测距机保持平衡；测距机支架，用于支撑所述激光测距机；一维位移台支架，用于支撑所述一维位移台，使得所述一维位移台的一端被固定。可选地，所述一维位移台控制所述激光测距机的高度还包括：根据所述铁轨及边坡为所述一维位移台设置一预设规则；所述一维位移台根据上述预设规则控制所述激光测距机的高度。可选地，所述激光信号的扫描轨迹与所述铁轨及边坡之间相距一预设高度。可选地，当所述激光测距机接收到所述激光信号时，所述激光测距机对所述障碍物所处区域进行重复扫描，若重复扫描N次时，所述激光测距机仍接收到所述激光信号，则所述铁轨或边坡存在异常障碍物，否则，所述铁轨或边坡无异常障碍物。可选地，所述铁轨及边坡障碍物监测的装置还包括报警器，用于当监测到所述铁轨或边坡存在异常障碍物时，发出报警信号。可选地，所述预设角度的范围为0-360°。可选地，所述激光测距机、一维位移台、弹簧、测距机支架和一维位移台支架安装在所述转台上，所述一维位移台支架固定在所述转台上。可选地，所述一维位移台在所述一维位移台支架和所述激光测距机之间。可选地，所述转台以预设角速度控制所述激光测距机转动，并控制所述激光测距机发射的所述激光信号的角度。(三)有益效果(1)通过一维位移台控制激光信号的高度，使得激光信号可沿着铁轨及其边坡进行扫描，解决了传统二维雷达仅能监测铁轨的问题，节省了成本；(2)通过使激光信号的扫描轨迹和铁轨及边坡之间相距一预设高度，以及在监测到高度超过预设高度的障碍物时进行重复扫描，从而分辨出不影响道路安全的障碍物和过往火车等，避免上述物体造成装置的误报；(3)通过设置报警器，使得本公开装置可实时监测并进行报警，有利于及时处理异常障碍物。附图说明图1示意性示出了本公开实施例提供的铁轨及边坡障碍物监测的装置的结构示意图。图2示意性示出了本公开实施例提供的铁轨及边坡障碍物监测的装置的工作示意图。附图标记说明：1-激光测距机；2-转台；3-一维位移台；4-弹簧；5-测距机支架；6-一维位移台支架；7-边坡；8-铁轨；9-激光信号的扫描轨迹。具体实施方式本公开提供了一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，通过一维位移台控制调节激光测距机的高度，使得激光测距机发射的激光信号的扫描轨迹为折线，且该扫描轨迹与待监测的铁轨及边坡之间的距离始终保持不变，利用激光测距的原理，从而实现对铁轨及边坡异常障碍物的准确监测，并及时发出告警信息，便于人工及时处理异常障碍物。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以有许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。图1示意性示出了本公开实施例提供的铁轨及边坡障碍物监测的装置的结构示意图。图2示意性示出了本公开实施例提供的铁轨及边坡障碍物监测的装置的工作示意图。结合图2，对图1所述结构进行详细说明。从图1中可以看出，该铁轨及边坡障碍物监测的装置包括：激光测距机1、转台2、一维位移台3、弹簧4、测距机支架5和一维位移台支架6。激光测距机1、一维位移台3、弹簧4、测距机支架5和一维位移台支架6均安装在转台2上，并且一维位移台支架6固定在转台2上，一维位移台3在一维位移台支架6和激光测距机1之间。激光测距机1，用于沿着铁轨及边坡上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的激光信号。预设角度在0-360°之间，激光测距机1在预设角度范围之内发射激光信号的目的是实现铁轨及边坡的全方位扫描，例如，当预设角度为360°时，激光信号可从铁轨一端开始，对铁轨另一端及铁轨周围边坡全部进行扫描。激光测距机1以人眼安全的近红外激光作为光源，并以连续激光方式或者脉冲激光方式发射激光，不会对铁道上的列车运行及维护人员造成伤害。转台2，用于控制激光测距机1的转动。当转台2以预设角速度转动时，转台2通过测距机支架5带动激光测距机1以预设角速度转动，从而控制激光测距机1发射的激光信号的角度，实现激光测距机1在预设角度范围内发射激光信号。例如，当预设角度为360°时，转台2的转动角度也为360°。转台的预设角速度，例如将转台设置为等角度步进式的角速度进行转动，可以提高激光测距机1接收到的激光信号的分辨率，从而提高本公开中的铁轨及边坡障碍物监测的装置的精度。一维位移台3，用于控制激光测距机1的高度，使得激光测距机1发射的激光信号的扫描轨迹为折线。根据铁轨及边坡路况为一维位移台3设置一预设规则，一维位移台3根据该预设规则控制激光测距机1的高度，使得激光测距机1发射的激光信号的扫描轨迹与该铁轨及边坡之间相距一预设高度，该预设高度为异常障碍物的最低高度。异常障碍物是指铁轨及边坡上会影响过往列车安全的障碍物，如落石、山石坍塌等。异常障碍物的最低高度是指铁轨及边坡上影响过往列车安全的最低的障碍物的高度。预设规则是经过勘察铁轨及边坡路况后确定的一维位移台3控制激光测距机1的高度的方式。例如，设定某铁轨及边坡异常障碍物的最低高度为5cm，则一维位移台3控制激光测距机1，激光测距机1在其轴向方向上往返移动，使得激光测距机1发射出的激光信号的扫描轨迹与该铁轨及边坡之间始终相距5cm；当铁轨及边坡上的障碍物的高度不低于5cm时，障碍物将激光测距机1发射的激光信号反射至激光测距机1，激光测距机1接收到激光信号时，激光测距机1对障碍物所处区域进行重复扫描，若重复扫描N(如N＝50)次，激光测距机1仍接收到激光信号，则铁轨及边坡障碍物监测的装置即可判断出该处存在异常障碍物，反之，若在第N次扫描之前，激光测距机1接收不到激光信号，则铁轨及边坡障碍物监测的装置确认该处不存在异常障碍物。弹簧4，用于使激光测距机1保持平衡。当激光测距机1在其轴向方向上往返运动时，弹簧4随激光测距机1的往返运动进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，包括：激光测距机(1)，用于沿所述铁轨及边坡上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的所述激光信号；转台(2)，用于控制所述激光测距机(1)转动；一维位移台(3)，用于控制所述激光测距机(1)的高度，使得所述激光测距机(1)发射的所述激光信号的扫描轨迹为折线。

【技术特征摘要】
1.一种铁轨及边坡障碍物监测的装置，包括：激光测距机(1)，用于沿所述铁轨及边坡上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的所述激光信号；转台(2)，用于控制所述激光测距机(1)转动；一维位移台(3)，用于控制所述激光测距机(1)的高度，使得所述激光测距机(1)发射的所述激光信号的扫描轨迹为折线。2.根据权利要求1所述的铁轨及边坡障碍物监测的装置，其中，所述铁轨及边坡障碍物监测的装置还包括：弹簧(4)，用于使所述激光测距机(1)保持平衡；测距机支架(5)，用于支撑所述激光测距机(1)；一维位移台支架(6)，用于支撑所述一维位移台(3)，使得所述一维位移台(3)的一端被固定。3.根据权利要求1所述的铁轨及边坡障碍物监测的装置，其中，所述一维位移台(3)控制所述激光测距机(1)的高度还包括：根据所述铁轨及边坡为所述一维位移台(3)设置一预设规则；所述一维位移台(3)根据所述预设规则控制所述激光测距机(1)的高度。4.根据权利要求1所述的铁轨及边坡障碍物监测的装置，其中，所述激光信号的扫描轨迹与所述铁轨及边坡之间相距一预设高度。5.根据权利要求1所述的铁轨及边坡障碍物监测的装置，其中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盈莹，林学春，杨松，张景园，黄俊媛，许本有，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11