一种动态轨道几何状态测量系统技术方案

本申请实施例涉及轨道检测技术领域，具体地，涉及一种动态轨道几何状态测量系统。该动态轨道几何状态测量系统包括：行走机构，用于沿待测量轨道移动；测量基准，用于建立坐标系；测量机构，用于检测所述待测量轨道在所述坐标系中的坐标值、角度值、以及所述待测量轨道的轨距和轨道里程；控制装置，用于获取所述测量机构的测量数据，并根据获取的测量数据计算所述待测量轨道的坐标、姿态信息、轨距以及轨道里程。上述动态轨道几何状态测量系统具有检测速度快和检测效率高的特点。

A dynamic orbit geometry state measurement system

【技术实现步骤摘要】
一种动态轨道几何状态测量系统
本申请涉及轨道检测
，具体地，涉及一种动态轨道几何状态测量系统。
技术介绍
在新建铁路的铺轨精调工作阶段，现有轨道精调测量方式需要使用轨道静态几何状态测量装置(以下简称：静态轨检小车)配合全站仪对轨道逐个轨枕位置点进行测量。传统的静态测量方法是将静态轨检小车推至轨枕位置让其处于静止状态，采集轨道的轨距和超高倾角，控制全站仪测量静态轨检小车上目标棱镜的坐标，精调软件计算轨道轨枕位置的内部几何状态参数和外部参数，完成静态轨检小车一根轨枕处的一次测量，然后将静态轨检小车推至下一根相邻轨枕位置，循环操作。静态轨检小车整个测量过程都以走走停停的方式进行，每一根轨枕的一次数据采集至少需要10秒钟时间，再加上推动静态轨检小车在相邻轨枕之间的行走时间，测量一根轨枕大概需要25秒钟。一个作业小组一晚上12个小时大概能完成1单线公里轨道测量。新建铁路轨道精调需要测量三遍，以正线100公里的铁路线路推算，轨道精调测量时间共需要600个组工天，轨道精调测量工作量巨大。现有静态轨检小车具有检测速度慢和检测效率低的缺陷，不能满足运营高铁天窗期快速检修的作业要求。
技术实现思路
本申请实施例中提供了一种检测速度快和检测效率高的动态轨道几何状态测量系统，解决现有静态轨检小车因检测速度慢和检测效率低而不能满足运营高铁天窗期快速检修的作业要求的问题。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种动态轨道几何状态测量系统，包括：行走机构，用于沿待测量轨道移动；测量基准，用于建立坐标系；测量机构，用于检测所述待测量轨道在所述坐标系中的坐标值、角度值、以及所述待测量轨道的轨距和轨道里程；控制装置，用于获取所述测量机构的测量数据，并根据获取的测量数据计算所述待测量轨道的坐标、姿态信息、轨距以及轨道里程。优选地，所述行走机构包括车体以及安装于所述车体底部的车轮。优选地，所述测量基准包括在所述待测量轨道两侧对称设置的多对CPⅢ控制点和固定安装于所述车体顶部的目标棱镜。优选地，在每个CPⅢ控制点设置有CPⅢ棱镜，所述CPⅢ棱镜的反射面正对所述全站仪。优选地，在每个所述CPⅢ控制点设置有预埋套筒，所述CPⅢ棱镜插设于所述预埋套筒内。优选地，在所述车体的顶部固定连接有支撑杆，在所述支撑杆的顶部固定安装有卡具；所述目标棱镜固定安装于所述卡具上。优选地，所述测量机构包括全站仪、惯性导航仪、旋转编码器以及距离传感器；所述待测量轨道分为沿其延伸方向的多个测量单元；所述全站仪用于测量所述测量单元的起点和终点的坐标信息；所述惯性导航仪固定安装于所述车体的顶部，用于测量所述行走机构的角速度信息和线加速度信息；所述旋转编码器用于检测所述车轮转动的圈数；所述距离传感器用于检测所述待测量轨道的轨距信息。优选地，在所述车体的顶部固定安装有转接板，所述惯性导航仪固定安装于所述转接板上。优选地，所述惯性导航仪为激光惯性导航仪。优选地，所述行走机构还包括沿所述待测量轨道的宽度方向相对设置的固定轮和活动轮；所述固定轮和所述活动轮的轴心线均沿竖直方向设置；所述固定轮能够绕其轴心线转动地固定安装于所述车体的底部，所述固定轮沿所述待测量轨道的延伸方向排列，所述固定轮的轮缘与所述待测量轨道的一侧内表面相抵接；所述活动轮能够绕其轴心线转动地、且与所述固定轮之间的间距可弹性调节地安装于所述车体的底部，所述活动轮的轮缘与所述待测量轨道的另一侧内表面相抵接；所述距离传感器安装于所述固定轮上。优选地，所述控制装置包括信号连接的数据采集模块和计算模块；所述数据采集模块与所述测量机构信号连接，用于获取所述测量机构的测量数据；根据所述数据采集模块获取的测量数据，所述计算模块计算得出所述待测量轨道的坐标、姿态信息、轨距以及轨道里程。优选地，所述控制装置为微电脑。优选地，所述车体上固定连接有推杆底座，所述推杆底座上铰接有推杆，所述推杆上焊接连接有推杆手柄。优选地，所述行走机构还包括固定安装于所述车体的照明灯和固定安装于所述车体两端的把手。优选地，所述行走机构还包括安装于所述车体的驱动组件，所述驱动组件与所述车轮之间传动连接，用于驱动所述车轮转动。优选地，所述驱动组件为电动机或内燃机。采用本申请实施例中提供的动态轨道几何状态测量系统，具有以下有益效果：上述动态轨道几何状态测量系统包括能够沿待测量轨道移动的行走机构，使得动态轨道几何状态测量系统能够在行走机构沿待测量轨道运动的状态下，通过测量机构检测待测量轨道在通过测量基准建立的坐标系中的相对参数，再通过控制装置能够计算得出待测量轨道的轨道里程、轨向、轨面高度、轨距、三角坑以及轨道夹角等实际参数，通过上述动态轨道几何状态测量系统无需在连续静止的状态下进行轨道测量，从而提高了检测速度和检测效率，解决了静态轨检小车因检测速度慢和检测效率低而不能满足运营高铁天窗期快速检修的作业要求的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种动态轨道几何状态测量系统的构成原理图；图2为本申请实施例提供的一种行走机构的主视图；图3为图2中提供的行走机构的俯视图；图4为图2中提供的行走机构的左视图。附图标记：100-动态轨道几何状态测量系统；110-行走机构；120-测量基准；130-测量机构；140-控制装置；1-横向基座；2-纵向基座；3-车轮；4-惯性导航仪；5-旋转编码器；6-推杆；7-滚轮；8-固定轮；9-活动轮；10-转接板；11-推杆底座；12-推杆手柄；13-支撑杆；14-卡具；15-把手；16-电源；17-照明灯。具体实施方式为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本申请实施例提供了一种动态轨道几何状态测量系统100，包括：行走机构110，用于沿待测量轨道移动；如图2和图4结构所示，行走机构110可以包括车体以及安装于车体底部的车轮3；在对待测量轨道进行测量的过程中，车轮3支承于待测量轨道的轨面上，并能够沿待测量轨道的轨面滚动运动，以实现行走机构110沿待测量轨道的位置移动；测量基准120，用于建立坐标系；测量基准120包括在待测量轨道两侧对称设置的多对CPⅢ控制点和固定安装于车体顶部的目标棱镜；通过对称设置在待测量轨道的两侧的多对CPⅢ控制点，通过CPⅢ控制点的已知坐标位置，可以建立对待测量轨道进行测量过程中的坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，包括：/n行走机构，用于沿待测量轨道移动；/n测量基准，用于建立坐标系；/n测量机构，用于检测所述待测量轨道在所述坐标系中的坐标值、角度值、以及所述待测量轨道的轨距和轨道里程；/n控制装置，用于获取所述测量机构的测量数据，并根据获取的测量数据计算所述待测量轨道的坐标、姿态信息、轨距以及轨道里程。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，包括：
行走机构，用于沿待测量轨道移动；
测量基准，用于建立坐标系；
测量机构，用于检测所述待测量轨道在所述坐标系中的坐标值、角度值、以及所述待测量轨道的轨距和轨道里程；
控制装置，用于获取所述测量机构的测量数据，并根据获取的测量数据计算所述待测量轨道的坐标、姿态信息、轨距以及轨道里程。


2.根据权利要求1所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，所述行走机构包括车体以及安装于所述车体底部的车轮。


3.根据权利要求2所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，所述测量基准包括在所述待测量轨道两侧对称设置的多对CPⅢ控制点和固定安装于所述车体顶部的目标棱镜。


4.根据权利要求3所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，在每个CPⅢ控制点设置有CPⅢ棱镜，所述CPⅢ棱镜的反射面正对所述全站仪。


5.根据权利要求4所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，在每个所述CPⅢ控制点设置有预埋套筒，所述CPⅢ棱镜插设于所述预埋套筒内。


6.根据权利要求5所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，在所述车体的顶部固定连接有支撑杆，在所述支撑杆的顶部固定安装有卡具；
所述目标棱镜固定安装于所述卡具上。


7.根据权利要求6所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，所述测量机构包括全站仪、惯性导航仪、旋转编码器以及距离传感器；
所述待测量轨道分为沿其延伸方向的多个测量单元；
所述全站仪用于测量所述测量单元的起点和终点的坐标信息；
所述惯性导航仪固定安装于所述车体的顶部，用于测量所述行走机构的角速度信息和线加速度信息；
所述旋转编码器用于检测所述车轮转动的圈数；
所述距离传感器用于检测所述待测量轨道的轨距信息。


8.根据权利要求7所述的动态轨道几何状态测量系统，其特征在于，在所述车体的顶部固定安装有转接板，所述惯性导航仪固定安装于所述转接板上。

【专利技术属性】
技术研发人员：汤友富，王旭明，黄新连，周云，邹文静，王春芳，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11