一种轨道不平顺性检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道不平顺性检测装置，在检测车上安装惯性导航模块、轴角编码器、激光位移传感器、多路数据采集器，通过多路数据采集器采集惯性导航模块的轨道不平顺信息、轴角编码器的行驶里程信息、激光位移传感器的轨距信息并发送给外部控制设备，便于轨道检验人员分析和操作。该检测装置结构简单、小巧，成本低，适于长距离长时间检测。

A Track Irregularity Detection Device

【技术实现步骤摘要】
一种轨道不平顺性检测装置
本专利技术属于轨道检测的设计领域，尤其涉及一种轨道不平顺性检测装置。
技术介绍
近年来轨道交通行业快速发展，轨道不平顺严重影响列车的安全运行，且降低了乘客乘坐的舒适性。因此，需要对轨道不平顺进行定期检测。轨道不平顺是指轨道几何形状、尺寸和空间位置的偏差。轨道不平顺是引起机车车辆产生振动、引起轮轨作用力增大、导致行车速度受限的主要因素。轨道不平顺严重影响列车的安全运行，且降低了乘客乘坐的舒适性。因此，需要对轨道不平顺进行定期检测。轨道不平顺检测目前主要有两种方法，惯性基准法和弦测法。检测设备主要为大型轨道检测车和静态检测设备。大型轨检车虽然检测精度高，但制造成本昂贵。静态检测设备检测效率低，较为耗时耗力，不适合于长距离长时间检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨道不平顺性检测装置，该检测装置结构简单，成本低，适于长距离长时间检测。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种轨道不平顺性检测装置，其特征在于，包括：检测车，所述检测车的前端靠近前轮设有惯导平台；惯性导航模块，设于所述惯导平台上，用于采集所述轨道的不平顺信息；轴角编码器，设于所述检测车的车轮的轮毂处，用于计算所述检测车的行驶里程；激光位移传感器，设于所述检测车的两侧的检测梁上，用于测量所述轨道的轨距；多路数据采集器，设于所述便携式检测车上，用于采集所述惯性导航模块中的所述不平顺信息，采集所述轴角编码器中的所述行驶里程，采集所述激光位移传感器中的所述轨距，并把所述不平顺信息、所述行驶里程、所述轨距发送给外部控制设备；供电模块，设于所述便携式检测车上，所述多路数据采集器、所述惯性导航模块、所述轴角编码器、所述激光位移传感器均与所述供电模块电连接。根据本专利技术一实施例，所述惯导平台包括第一惯导平台、第二惯导平台，相应的，所述惯性导航模块包括第一惯性导航模块、第二惯性导航模块；所述第一惯性导航模块设于所述第一惯导平台上，所述第二惯性导航模块设于所述第二惯导平台上。根据本专利技术一实施例，所述惯性导航模块包括陀螺仪、加速度计；所述陀螺仪用于测量所述检测车的角速度，实时更新所述陀螺仪内置的姿态矩阵；所述加速度计用于测量所述检测车的加速度，对所述加速度进行二次积分，得到所述轨道的不平顺信息。根据本专利技术一实施例，所述轴角编码器包括时基振荡器，所述时基振荡器可发出空间采样脉冲，计算所述检测车的行驶里程，所述行驶里程的计算公式：L＝nπD/N，其中，n为总脉冲数，D为车轮直径，N为车轮每转动一圈的脉冲数。根据本专利技术一实施例，所述惯性导航模块通过RS485总线与所述多路数据采集器连接，所述轴角编码器通过I/O总线与所述多路数据采集器连接，所述激光位移传感器通过CAN总线与所述多路数据采集器连接。根据本专利技术一实施例，所述多路数据采集器采用PXI机箱。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本专利技术一实施例中的轨道不平顺性检测装置，在检测车上安装惯性导航模块、轴角编码器、激光位移传感器、多路数据采集器，通过多路数据采集器采集惯性导航模块的轨道不平顺信息、轴角编码器的行驶里程信息、激光位移传感器的轨距信息并发送给外部控制设备，便于轨道检验人员分析和操作。该检测装置结构简单、小巧，成本低，适于长距离长时间检测。附图说明图1为本专利技术一实施例中的轨道不平顺性检测装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中的轨道不平顺性检测装置中的惯性导航模块的原理图；图3为本专利技术一实施例中的轨道不平顺性检测装置中的激光位移传感器的测距原理图；图4为本专利技术一实施例中的轨道不平顺性检测装置的数据传输连接示意图。附图标记说明：1：检测车；2：轴角编码器；3：激光位移传感器；4：第一惯性导航模块；5：第二惯性导航模块。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种轨道不平顺性检测装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。本专利技术提供的轨道不平顺性检测装置，包括：检测车1，检测车1的前端靠近前轮设有惯导平台；惯性导航模块，设于惯导平台上，用于采集轨道的不平顺信息；轴角编码器2，设于检测车1的车轮的轮毂处，用于计算检测车1的行驶里程；激光位移传感器3，设于检测车1的两侧的检测梁上，用于测量轨道的轨距；多路数据采集器，设于便携式检测车1上，用于采集惯性导航模块中的不平顺信息，采集轴角编码器2中的行驶里程，采集激光位移传感器3中的轨距，并把不平顺信息、行驶里程、轨距发送给外部控制设备；供电模块，设于便携式检测车1上，多路数据采集器、惯性导航模块、轴角编码器2、激光位移传感器3均与供电模块电连接。具体的，如图1所示，检测车1为一便拆式的四轮小车。检测车1的前端靠近右前轮设有第一惯导平台，在第一惯导平台上设有第一惯性导航模块4；检测车1的前端靠近左前轮设有第二惯导平台，在第二惯导平台上设有第二惯性导航模块5。检测车1的车轮的轮毂处设有轴角编码器2，检测车1的左、右两侧检测梁处各设有一个激光位移传感器3。检测车1的底盘上设有多路数据采集器，轴角编码器2、激光位移传感器3、第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5都与该多路数据采集器相连。检测车1上还装载有供电模块、电动机、控制箱及传动设备，供电模块为铅酸蓄电池，对上述各器件进行供电。该检测车1采用碳纤维材料，质量较轻，结构紧凑，体形较小，模块化的组装使得拆卸较为方便，使用便捷。该检测车1的行进速度可达20km/h。第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5分别安装在检测车1靠近前轴车轮的第一惯导平台、第二惯导平台上，车轮是与轨道直接接触的部件，能直观地感受到轨道的不平顺，第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5靠近车辆安装，采集信息更加方便、直观。第一惯性导航模块4与第一惯导平台间设有第一减震垫，第二惯性导航模块5与第二惯导平台间设有第二减震垫。检测车1行驶中，轨道不平顺信息可以通过车轮的振动传递给第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5，第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5可以分别对左、右轨进行轨道不平顺信息的采集。具体的，第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5均包括陀螺仪、加速度计。陀螺仪用于测量检测车1的角速度，实时更新内置的姿态矩阵，该姿态矩阵的解算可采用四元数法。该陀螺仪可形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角。加速度计用于测量检测车1的加速度，对该加速度进行二次积分，得到轨道的高低不平、左右不平等不平顺信息；如图2所示。第一惯性导航模块4、第二惯性导航模块5可选用美泰科技的MSI620型号的微惯性导航模块，频率可达到200HZ，可通过内部不断更新的姿态矩阵以及载体坐标实现对轨道不平顺的检测，配合轴角编码器2实现轨道不平顺位置的准确定位。激光位移传感器3安装在检测车1的左、右两侧的检测梁上，也就是说，检测车1的左侧检测梁上设有一个激光位移传感器3，检测车1的右侧检测梁上设有也一个激光位移传感器3，用于轨道轨距的测量。且在实时检测中，采用无接触三角测量法。如图3所示，激光中心线作为y轴、斜向下为正方向，把垂直于y轴且在激光三角扫描平面内的直线作为x轴、斜向下为正方向，建立基于激光位移传感器3的二维直角坐标系，其中两个激光位移传感器3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道不平顺性检测装置，其特征在于，包括：检测车，所述检测车的前端靠近前轮设有惯导平台；惯性导航模块，设于所述惯导平台上，用于采集所述轨道的不平顺信息；轴角编码器，设于所述检测车的车轮的轮毂处，用于计算所述检测车的行驶里程；激光位移传感器，设于所述检测车的两侧的检测梁上，用于测量所述轨道的轨距；多路数据采集器，设于所述便携式检测车上，用于采集所述惯性导航模块中的所述不平顺信息，采集所述轴角编码器中的所述行驶里程，采集所述激光位移传感器中的所述轨距，并把所述不平顺信息、所述行驶里程、所述轨距发送给外部控制设备；供电模块，设于所述便携式检测车上，所述多路数据采集器、所述惯性导航模块、所述轴角编码器、所述激光位移传感器均与所述供电模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种轨道不平顺性检测装置，其特征在于，包括：检测车，所述检测车的前端靠近前轮设有惯导平台；惯性导航模块，设于所述惯导平台上，用于采集所述轨道的不平顺信息；轴角编码器，设于所述检测车的车轮的轮毂处，用于计算所述检测车的行驶里程；激光位移传感器，设于所述检测车的两侧的检测梁上，用于测量所述轨道的轨距；多路数据采集器，设于所述便携式检测车上，用于采集所述惯性导航模块中的所述不平顺信息，采集所述轴角编码器中的所述行驶里程，采集所述激光位移传感器中的所述轨距，并把所述不平顺信息、所述行驶里程、所述轨距发送给外部控制设备；供电模块，设于所述便携式检测车上，所述多路数据采集器、所述惯性导航模块、所述轴角编码器、所述激光位移传感器均与所述供电模块电连接。2.如权利要求1所述的轨道不平顺性检测装置，其特征在于，所述惯导平台包括第一惯导平台、第二惯导平台，相应的，所述惯性导航模块包括第一惯性导航模块、第二惯性导航模块；所述第一惯性导航模块设于所述第一惯导平台上，所述第二惯性...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明来，陈宇磊，曹振丰，黄晓杰，傅伟清，卞婷，汤凯，邵跃堂，吴磊，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31