用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置及其检测方法，其特征是：由固态光电接收装置和照明光源组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、４个ＣＣＤ电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个ＣＣＤ器件形成独立的光电系统。本发明专利技术的有益效果：该装置采用高精度的线阵ＣＣＤ光电传感器对能够反映轨道线路参数的光信号进行快速采集并通过计算机软件计算而获得线路参数，然后通过网络传送给捣固车控制系统主机，可以提高捣固车测量轨道参数的速度与精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁道检修、维护车辆(搗固车)中测量铁路线路参数装置， 尤其涉及一种。技术背景为适应国民经济的快速发展，铁路运输系统的车速在不断地提速，车辆 速度的提升必然要求轨道的检测与修复设备以更高的速度和效率进行工作， 以便修复和保证车辆在高速运转中的安全。尽管我国已经研制成功了能够同 时检测与修复轨道参数的专用车辆——捣固车。该种车辆对轨道参数的测量 方法还是采用传统的钢丝旋线测量法，这种方法由于受到钢丝旋线本身的质 量与张力等因数的限制，使它对轨道参数测量的速度与精度都受到不同程度 的影响。为了提高测量速度与精度，铁路亟待开发光电非接触的测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种，采用高精度的线阵CCD光电传感器， 可以提高捣固车测量轨道参数的速度与精度。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案 一种用于捣固车的铁路线 路参数光电测试装置，其特征是由固态光电接收装置和照明光源组成，所 述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相应 的处理电3各板组成，且由每两个光学透镜组和两个CCD器件形成独立的光电 系统。所述成像透镜组的透镜为凸形柱面镜。 所述照明光源采用LED白炽灯。所述LED白织灯的设置位置是其发出的光线通过并排两个凸形柱面镜成 像在与CCD器件的傳4丈阵列排列方向垂直的位置上。所述铁路线路参数光电测试装置的四点检测方法，其特征是(l)作业 区设有前、中、后和终点等四个测量部位，其中前端部位是紧压在轨道上的 测量车轮上部的LED白炽灯；中部是安装固态光电接收装置的测量小车；测 量小车后面是紧压在轨道上的测量车轮，它的左右两侧距线路中心300mm处 各安装一个LED白炽灯，终点位置是安装在后部测量小车中间的1个LED白 炽灯，用于四点法的线i 各方向测量；(2 )、将固态光电接收装置中的两个独立光电系统分前后方向安装在测 量小车的中部，前光电系统接收前测量车轮中部LED白炽灯的光线，后光电 系统接收后测量小车上左右两个LED白炽灯的光线，将前后并排的两个凸形 柱面镜与水平面分别成45°和135°安装，两凸形柱面镜之间的夹角为90 ° ,凸形柱面镜将LED白炽灯的光线聚焦成一条纟艮窄的光带落在对应的CCD 器件光敏面上，由CCD器件将图像转变为电信号，送计算机处理，检测出位 置变化，并将其分解成水平和垂直两方向的位移，与标定的初始值进行比较， 确定LED白炽灯与光电接收器的相对位置关系，即通过水平方向的相对位置 确定正矢，前后垂直方向的相对位置确定纵向高^f氐，左右垂直方向的相对位 置差确定超高，实现线路实际参数的检测。所述光电测量系统的三点检测方法是将四点法中安装在终点测量小车 上的LED白炽灯关掉或根本不装这个测量小车而只用光电接收装置接收前面 一个LED白炽灯和后面2个LED白织灯的信号进行;险测线^各的方向、线路纵 平和作业后线路的超高。所述后测量小车左右两侧的照明光源和终点测量小车的照明光源分别在后面的CCD上成三对独立的像，在整个测量范围内，所有的成像互不干扰。 所述LED白织灯发出的光线当通过两个凸形柱面镜成像后应在与CCD器件的像敏阵列垂直的位置上。本专利技术的有益效果该装置采用高精度的线阵CCD光电传感器对能够反映轨道线路参数的光信号进行快速采集并通过计算机软件计算而获得线路参数，然后通过网络传送给捣固车控制系统主机，可以提高捣固车测量轨道参数的速度与精度。附图说明图l是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的检测光路工作原理的基准状态图；图3是本专利技术的检测光路工作原理的产生左右偏差状态图；图4是本专利技术的检测光路工作原理的产生上下偏差状态图；图5是作业区小车安装光电测试装置的示意图；具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。 如图所示， 一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，由固态光电接收装置和LED白炽灯组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个CCD器件形成独立的光电系统，所述成像透镜为凸形柱面镜。所述前后并排的两个凸形柱面镜与水平面分别成45。和135°安装，两凸形柱面镜间夹角为90。。所述照明光源1、 11、 14、 15、 16采用LED白炽灯。所述LED白炽灯的设置位置是其发出的光线通过并排两个凸形柱面镜成像在与CCD器件的^f象敏阵列垂直的位置上。实施例(l)作业区设有前、中、后、终点四部测量小车，中部测量小车安装固态光电接收装置；前测量小车轮的中部安装1个LED白炽灯；后测量小车左 右两侧距线路中心300mm处各安装一个LED白炽灯，终点测量小车的中部安 装1个LED白炽灯，用于四点法的线路方向测量；(2 )、将固态光电接收装置中的两个独立光电系统分前后方向安装在测 量小车中部，前光电系统接收前测量小车中部照明光源发出的光线，后光电 系统接收后测量小车轮上的左右两个LED白炽灯发出的光线，将前后并排的 两个凸形柱面镜与水平面分别成45。和135°安装，两凸形柱面镜间夹角为 90° ，凸形柱面镜将照明光源发出的光线聚焦成一条窄光带落在对应的CCD 器件上由CCD电荷耦合器件将图像转变为电信号，送计算机处理，检测出垂 点的位置变化，并将其分解成水平和垂直方向的位移，与标定的初始值比较， 确定LED白炽灯与光电接收器的相对位置关系，即水平方向的相对位置确定 正矢，前后垂直方向的相对位置确定纵向高j氐，左右垂直方向的相对位置差 确定超高，以实现线^各实际参数的纟企测。1. 系统的组成作业区小车B中部安装有一套固态光电接收装置；前 测量小车A中部安装1个LED白炽灯；后测量C小车左右距线路中心400mm 处，各安装一个LED白炽灯C1、 C2， D点为后小车中部安装的1个LED白炽 灯，用来构成四点法的方向测量。2. 固态光电接收装置组成该装置是光电检测系统的核心。它由四个光 学成像透镜组、4个CCD器件和相应的处理电路板组成。每两个光学透镜组 和两个CCD器件形成一套独立的光电系统，分别接收前后LED白炽灯发出的 光。光学成像透镜组将LED白炽灯的位置转变为窄带图像的位置，它成像的 像平面恰为CCD器件光敏阵列面，由CCD器件将窄带图像的位置量转变为电 信号，送计算机处理，计算出作业小车相对于前、后测量小车轮上安装的LED白炽灯位置变化，最终计算出轨道线路的正矢、左右轨高低和后测量小车的 超高等参数。3、 两个独立的光电系统分前后方向安装在作业区小车的中部，前光电 系统接收前测量小车中部LED白炽灯A发出的光线，后光电系统接收后测 量小车轮上左右分别安装的两个LED白炽灯Cl、 C2发出的光线。透镜组采 用凸形柱面镜，将LED白炽灯发出的光线聚焦成一条窄光带落在对应的CCD 器件上；设计时将前后并排的两个凸形柱面镜与水平面分别成45。和135° 安装，两凸形柱面镜间夹角为90° 。对任何一个LED白炽灯，不论其位置怎 样改变，它发出的光线通过并排的两个凸形柱面镜成像在与CCD器件的像敏 阵列垂直的位置上，检测出垂点的位置变化，将它分解成水平方向和垂直的 位移，并与标定的初始值比较，便能确定LED白炽灯的位置与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，其特征是：由固态光电接收装置和照明光源组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、４个ＣＣＤ电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个ＣＣＤ器件形成独立的光电系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆有，
申请(专利权)人：天津市开希机器视觉技术有限公司，
类型：发明
国别省市：12[]