采用激光测量技术对铁路路轨纵向位移测量的方法技术

采用激光测量技术对铁路路轨纵向位移测量的方法，主要涉及铁路工务部门对轨道纵向位移的测量。其特征在于：控制系统通过激光探测器检测接收由激光发射器发射出的光源后，利用相应的控制策略对铁路路轨位移进行测量。克服现有测量设备的对中难度大、准直难度大、调整繁琐、受人为因素及环境因素影响大等特点，采用激光准直特性、利用激光探测器及容栅尺定位等测量方式，通过微处理控制器内嵌控制策略及计算方法自动采集数据信号，计算出轨道的纵向偏移位移量，是目前比较理想的铁路路轨纵向位移激光测量仪；且具有操作简单、检测方便、显示直观清晰、测量精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路工务部门对轨道纵向位移的测量，主要采用激光测量技术，实现对 铁路路轨纵向位移测量的方法。
技术介绍
随着国民经济的不断提高，为适应运输市场的需求和提高铁路运输在运输市场上的 竞争能力，铁路运输不断的向高速、重载方向发展。而我国的铁路线路是在客货混载的 状况下发展的，由于无缝线路固有的特点，其日常维护与普通的线路有较大的区别。铁 路工务部门必须精确的处理各项基本技术参数，才能确保线路的行车安全。我国铁路交通运输线路被分为上行线路与下行线路，国家铁道部规定进京方向或 是从支线到干线被称为上行线，反之离京方向或是从干线到支线被称为下行线。这样客 货车辆必须严格地行使在单方向线路上，即上行线路或下行线路；绝对不允许上行线或下行线混合行使。如此以来，铁路线路路轨在客货车辆的作用力下，路轨轨道必定产生纵向位移量；该纵向位移量是铁路工务部门日常线路维护中最重要的基础参数之一，该参数限定了线路轨道的安全运营和日常维护的必定条件。在曰常维护作业中，铁路路基面每50米设定以观测点，铺设路基时两边的水平基准点用混泥土浇注固定。传统的测量方式采用人工准直线测量，测量时铁路路基两边各站2人，分别将准直线拉在路基平台上的基准点中心，另一人用测量标准尺测量准直 线与路轨中每一轨道的纵向偏移位移量，并把此数据记录在专用笔记本上，以备查用。 此方式测量，费时费力、劳动强度大、数据精度低等。由于铁路列车提速后，铁路路基 平台有所变化，对轨道的纵向位移测量方式和要求也相对严格，采用经绎准直仪进行测 量。测量时，先锁定经纬准直仪与水平基准点的对中垂直度及水平方向的水平定位，同 时在路轨的4根轨道上分别在标记点上贴上刻度标尺，然后用经纬仪仰角看4根轨道的 刻度尺，镜头所指向点与标记中心的位移量就是轨道的纵向位移偏移量，读出数据并记 录。此方式大大改善了人工测量的缺点，测量数据的精确度也得到了提高，但是也存有 不足(1)、经纬准直仪对中点难度大、调整繁琐、风向对铅垂的影响大。(2)、准直难度大、受阳光强度及雾天等自然因素影响大。(3)、经纬仪观察刻度尺时，受人为因素影响大。基于以上原因，我们采用激光测量技术对此进行了改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有测量方式存在的问题，提供一种具有操作简 单、检测方便、显示直观清晰、测量精度高、数据处理无纸化的采用激光测量技术对铁 路路轨纵向位移测量的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该采用激光测量技术对铁路路轨纵向位移测量的方法，其特征在于控制系统通过激光探测器检测接收由激光发射器发射出 的光源后，利用相应的控制策略对铁路路轨位移进行测量。对铁路路轨位移进行测量是指激光探测器接收来自激光发射器的光束，锁定所测的 基准点，通过微处理控制器利用相应的控制策略，计算出路轨位移偏移量。控制策略是首先打开激光探测器及激光控制器的电源开关，使之系统初始化， 然后对激光发射器所射出的激光束进行光检测，若没有检测到光源，返回系统，待检测 到光源后，调用延时程序，加以确认，随后驱动步进电机正转200步，检测光强度，光 强度等于O时即光强最大，系统采集此信号，计算出此数据即为位移偏移量；若光强不 等于O，系统驱动步进电机反转200步，检测光强度，光强度等于0时即光强最大，系 统采集此信号，计算出此数据即为位移偏移量；若光强不等于O，程序返回。控制系统包括激光发射器、激光探测器和微处理控制器，激光探测器和微处理控制 器安装固定在壳体内后，放置于所测轨道上，激光发射器通过支架放置于测试平台两基 准点上。微处理控制器包括微处理器、激光探测器、容栅尺、制冷晶体、风扇、恒温单元、 步进电机、显示单元、存储单元、按键单元，光接收探测器、容栅尺、制冷晶体和风扇 通过恒温单元与微处理器相连，微处理器与步进电机、显示单元、存储单元、按键单元 相连。激光发射器包括固定托架、外壳、控制及电源单元、操作键盘、激光器、镜头、步 进电机，控制及电源单元、激光器固定于外壳内，操作键盘固定于外壳的顶端，与控制 及电源单元、激光器及步进电机相连接，外壳固定于带步进电机的调整托架激光探测器及微处理控制器包括壳体及固定在壳体上的轨定位销、IC卡存储口、 电源开关、LCD显示屏、键盘、光探测槽、光定位显示窗口、定位尺标、容栅尺、导轨槽。路基测试平台包括路轨横梁、轨道、基准点、基准点、测试平台、轨道标记点，基准点、基准点设定在轨道同一侧测试平台上，两基准点与任意轨道上的标记点在一条直 线上。微处理控制器中的微处理器内嵌有计算方法。测量时，自动采集激光束在容栅尺上 所产生的信号，利用相应控制策略和计算方法，计算出路轨位移偏移量；微处理控制器 将采集所测数据，实时输出到LCD显示屏、IC卡存储口进行数据的实时显示与存储备 份。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是克服现有测量设备的对中难度大、 准直难度大、调整繁琐、受人为因素及环境因素影响大等特点，采用激光准直特性、利 用光探测器及容栅尺定位等测量方式，通过微处理控制器内嵌控制策略及计算方法自动 采集数据信号，计算出轨道的纵向偏移位移量，是目前比较理想的铁路路轨纵向位移激 光测量仪；且具有操作简单、检测方便、显示直观清晰、测量精度高、数据处理无纸化 等优点。 附图说明图l:激光发射器结构示意图2:激光探测器及微处理器控制系统结构示意图3:微处理器控制系统组成示意框图4:传统路基测试平台示意图5:本技术路基测试平台示意图6:微处理器控制系统流程框图7:脉冲电源电路原理图8:微处理器控制系统电路原理图。图l-3、 5-8是本技术的最佳实施例，其中1支架、2支架水平调整器、3支架平台、4固定托架、5外壳、6控制及电源单元、7操作键盘、8激光器、9镜头、 IO步进电机、ll壳体、12轨定位销、13 IC卡存储口、 14电源开关、15LCD显示屏、 16操作键盘、17光探测槽、18光定位显示、19定位尺标、20容栅尺、21导轨槽、22 路轨横梁、23轨道24、 27基准点、25测试平台、26轨道标记点。 具体实施例方式图1中由固定托架4、外壳5、控制及电源单元6、操作键盘7、激光器8、镜头 9、步进电机IO组成激光发射器；激光发射器放置于由支架水平调整器2、支架平台3 组成的支架l上。图2中由壳体11、轨定位销12、 IC卡存储口 13、电源开关14、 LCD显示屏15、 操作键盘16、光探测槽17、光定位显示18、定位尺标19、容栅尺20、导轨槽21组成 激光探测器及微处理器控制系统。图3中微处理器控制系统包含微处理器、激光探测器、恒温单元、容栅尺、步 进电机、显示单元、存储单元、按键单元。其中恒温单元由制冷晶体和风扇组成。图4中由路轨横梁22、轨道23、基准点24、测试平台25、轨道标记点26组成 传统路基测试平台。图5中由路轨横梁22、轨道23、基准点24、基准点27、测试平台25、轨道标 记点26组成本技术路基测试平台。图6为系统程序流程图，其控制策略是打开激光探测器及激光控制器的电源开 关，使之系统初始化，然后对激光发射器所射出的激光束进行光检测，若没有检测到光 源，返回系统，待检测到光源后，调永延时程序，加以确认，随后驱动步进电机正转 200步，检本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用激光测量技术对铁路路轨纵向位移测量的方法，其特征在于：控制系统通过激光探测器检测接收由激光发射器发射出的光源后，利用相应的控制策略对铁路路轨位移进行测量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宫春勇，高小群，赵华，
申请(专利权)人：山东申普汽车控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]