一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统技术方案

本实用新型专利技术的一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，可解决现有的轨道板精调方法费事费力，精调质量也较低的技术问题。包括测量系统和控制系统，还包括执行系统、无线传输系统和信息化管理系统；测量系统用于完成自动采集轨道板承轨台的三维空间坐标，同时计算与理论值之间的偏差值；所述控制系统用于控制测量系统与执行系统之间相互联动；所述信息化管理系统完成对测量及精调的数据分析管理，为用户终端实时提供所需要数据信息，对异常数据实时报警。本实用新型专利技术通过精调机器人施工精调方法，每块板平均用时5分钟，工作效率是传统方法3倍，同时本实用新型专利技术建立了现场施工精调数据与后台服务器、用户端之间数据实时传输，实时查看，异常数据实时报警。异常数据实时报警。异常数据实时报警。

【技术实现步骤摘要】
一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统


[0001]本技术涉及高速铁路无砟轨道施工
，具体涉及一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统。

技术介绍

[0002]CRTSⅢ型板式无砟轨道技术是我国在引进、消化、吸收国外无砟轨道技术基础上，而创新研发的具有自主知识产权的一种新型无砟轨道结构技术。由混凝土底座、自密实混凝土和CRTSⅢ型轨道板构成，改变了既有板式无砟轨道限位方式、扩展了板下填充材料、优化了轨道板结构和轨道弹性，具有更高的平顺性、安全性和耐久性，更加具备推广价值。总结以往CRTSⅢ型板式无砟轨道施工经验，轨道板铺设是整个无砟轨道施工中的一项极其重要工序，包含轨道板粗铺、精调、压紧、封边及自密实混凝土灌注，其中轨道板精调又是轨道板铺设工序重中之重，由于轨道板控制标准高、精度受温差变化影响大，精调工作一般只能在夜间进行，有效作业时间短。目前，轨道板精调方法：人工将4个测量标架安放到待调整的轨道板的第2排承轨台和倒数第2排承轨台中，利用全站仪分别测量4个标架上棱镜中心的三维空间坐标，计算各中心点实测坐标与设计坐标的偏差值，并转换成竖向和横向的调整值，人工再根据调整值，采用扭力扳手套在轨道板精调爪的调节螺杆上，先调节竖向螺杆，再调节横向螺杆，逐步将轨道板调整到设计既定位置，由于竖向和横向不是同步调节，导致2个方向的调整量在调节过程中相互影响，往往要经过多次重复调节和多次重复测量，让整个测量过程及精调过程变得十分繁琐，调节一块轨道板至少需要2名技术人员和4名工人，平均耗时需要15分钟。占用人力多、作业效率低、且测量标架安放精度和轨道板精调质量受人工责任心及熟练程度等因素影响大，精调质量得不到有效保障。
[0003]为此，研究快速智能精调系统及方法，实现轨道板测量与精调一体化、自动化、智能化、精准化，将对我国CRTSⅢ型板式无砟轨道技术发展有着极其重要的意义。

技术实现思路

[0004]本技术提出的一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，可解决现有的轨道板精调方法费事费力，精调质量也较低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0006]一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，包括测量系统和控制系统，还包括执行系统、无线传输系统和信息化管理系统；
[0007]所述测量系统、执行系统、信息化管理系统，分别与控制系统通讯；
[0008]其中，
[0009]所述测量系统包括ATR全站仪、数据采集软件、无线电台，用于完成自动采集轨道板承轨台的三维空间坐标，同时计算与理论值之间的偏差值；
[0010]所述控制系统包括控制器及控制软件系统，用于控制测量系统与执行系统之间相互联动；
[0011]所述无线传输系统将测量系统、执行系统、控制系统及信息化管理系统之间数据信息进行无线连接，确保了测量系统、执行系统、信息管理系统、控制系统之间数据信息实时传输，以及信息中心与APP用户端信息实时传输；
[0012]所述信息化管理系统包括服务器、数据管理分析软件、用户终端，完成对测量及精调的数据分析管理，为用户终端实时提供所需要数据信息，对异常数据实时报警。
[0013]进一步的，所述执行系统包括2台精调机器人和2对双向调节器；
[0014]其中，所述双向调节器包括双向调节器底座、竖向调节螺杆、横向调节螺杆和转向轮；
[0015]所述竖向调节螺杆固定在双向调节器底座上，与双向调节器底座垂直设置，旋转竖向调节螺杆则其上下运动；所述竖向调节螺杆的侧面与固定连接板连接，所述固定连接板用于连接轨道板；
[0016]所述横向调节螺杆和竖向调节螺杆设置在同一方向上，也与双向调节器底座垂直，便于与精调机器人的调节臂上的螺母套筒连接；
[0017]横向调节螺杆与转向轮连接，转向轮设置在调节器底座的上部，将横向调节螺杆在竖向上转动力转化为横向转动力；
[0018]所述双向调节器底座放置在无砟轨道底座上，并固定在轨道板侧面；
[0019]所述横向调节螺杆和竖向调节螺杆通过精调机器人的调节臂伺服电机转动驱动下，完成对轨道板的平面和高程同步调整，互不影响，横向调节螺杆用于调节轨道板的平面，竖向调节螺杆用于调节轨道板的高程。
[0020]进一步的，所述精调机器人包括控制器，以及分别与控制器通讯连接的行走装置、导向定位装置、检测装置、调节装置；
[0021]其中，
[0022]所述行走装置包括2对行走轮，前后对称设置安装，每个行走轮由多个可以自由旋转椭圆柱形的辊子组成，辊子轴线与轮子轴线设计成α角，行走轮前行时，轮子上的椭圆柱形辊子随行走轮一起前行，同时带动自身转动，通过辊子的自身转动，实现了行走轮前行时，同步可以侧向移动，通过2对行走轮前后对称设置，组合使用，以及各轮子转动方向和速度的协调控制，使机器人在行进中，同步可向任意方向移动。
[0023]进一步的，所述导向定位装置包括2个精密激光传感器、支架，支架安装固定在机器人单侧，根据轨道板承轨台结构尺寸，支架高度设计为距行走轮底部3cm高度位置，支架两端之间长度设计为1.3m，激光传感器设计安装在机器人固定支架两端同一高度位置；
[0024]轨道板上的承轨台端弧面为激光传感器的感应区，相邻两根承轨台之间的空档区为非感应区，当机器人在轨道板中间行走时，可确保首尾两端激光传感器同时进入感应区或同时进入非感应区；
[0025]当机器人进入传感器感应区时，激光传感器开始进行测量，并实时将测量数据信息传输至控制系统，控制系统通过循环控制算法软件进行计算，根据计算结果，实时调整机器人姿态位置，大大提高了精调机器人的定位功效和定位精度。
[0026]进一步的，所述检测装置包括升降支架、承轨台检测模具及弹性连接装置；
[0027]所述升降支架与检测模具通过弹性连接装置进行弹性连接，升降支架由液压控制系统控制其升降；弹性连接装置确保了检测模具在轨道板的承轨槽内定位时自由调整；
[0028]承轨台检测模具包括精密棱镜、托盘、接触传感器，精密棱镜杆固定在托盘底部中心位置，与托盘底面垂直，接触传感器分别安装在托盘底部和侧面，每个托盘底部安装3个接触传感器，按等边三角形设计安装，托盘2个侧面各安装2个接触传感器，每个侧面传感器安装在同一高度；
[0029]进一步的，所述调节装置包括升降支架、液压传动系统、双向调节臂和伺服电机；
[0030]所述液压传动系统为升降支架的升降提供动力，完成升降支架的升降功能；
[0031]升降支架包括液压轴承、支架横梁，液压轴承上端与支架横梁中部固定联结；
[0032]所述双向调节臂包括横向调节臂和竖向调节臂，分别由固定臂和活动臂组成，双向调节臂的固定臂一端与升降支架横梁端头固定连接，活动臂一端与固定臂另一端通过绞球连接，可前后左右或任意方向摆动；
[0033]活动臂另一端设计为喇叭口螺母，便于与双向调节器上的调节螺杆快速连接，提高了双向调节臂与双向调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，包括测量系统和控制系统(020)，其特征在于：还包括执行系统、无线传输系统和信息化管理系统；所述测量系统、执行系统、信息化管理系统，分别与控制系统(020)通讯；其中，所述测量系统包括ATR全站仪(011)、数据采集软件、无线电台，用于完成自动采集轨道板承轨台的三维空间坐标，同时计算与理论值之间的偏差值；所述控制系统(020)包括控制器及控制软件系统，用于控制测量系统与执行系统之间相互联动；所述无线传输系统将测量系统、执行系统、控制系统(020)及信息化管理系统之间数据信息进行无线连接，确保了测量系统、执行系统、信息管理系统、控制系统(020)之间数据信息实时传输，以及信息中心与APP用户端信息实时传输；所述信息化管理系统包括服务器、数据管理分析软件、用户终端，完成对测量及精调的数据分析管理，为用户终端实时提供所需要数据信息，对异常数据实时报警。2.根据权利要求1所述的CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，其特征在于：所述执行系统包括2台精调机器人(031)和2对双向调节器(032)；其中，所述双向调节器(032)包括双向调节器底座(0321)、竖向调节螺杆(0322)、横向调节螺杆(0323)和转向轮(0324)；所述竖向调节螺杆(0322)固定在双向调节器底座(0321)上，与双向调节器底座(0321)垂直设置，旋转竖向调节螺杆(0322)则其上下运动；所述竖向调节螺杆(0322)的侧面与固定连接板(0325)连接，所述固定连接板(0325)用于连接轨道板；所述横向调节螺杆(0323)和竖向调节螺杆(0322)设置在同一方向上，也与双向调节器底座(0321)垂直，便于与精调机器人(031)的调节臂上的螺母套筒连接；横向调节螺杆(0323)与转向轮(0324)连接，转向轮(0324)设置在调节器底座(0321)的上部，将横向调节螺杆(0323)在竖向上转动力转化为横向转动力；所述双向调节器底座(0321)放置在无砟轨道底座上，并固定在轨道板(001)侧面；所述横向调节螺杆(0323)和竖向调节螺杆(0322)通过精调机器人(031)的调节臂伺服电机转动驱动下，完成对轨道板的横向和高程同步调整，互不影响，横向调节螺杆(0323)用于调节轨道板的平面，竖向调节螺杆用于调节轨道板的高程。3.根据权利要求2所述的CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，其特征在于：所述精调机器人(031)包括控制器(0311)，以及分别与控制器(0311)通讯连接的行走装置(0312)、导向定位装置(0313)、检测装置(0314)、调节装置(0315)；其中，所述行走装置(0312)包括2对行走轮，前后对称设置安装，每个行走轮由多个可以自由旋转椭圆柱形的辊子组成，辊子轴线与轮子轴线设计成α角，行走轮前行时，轮子上的椭圆柱形辊子随行走轮一起前行，同时带动自身转动，通过辊子的自身转动，实现了行走轮前行时，同步可以侧向移动，通过2对行走轮前后对称设置，组合使用，以及各轮子转动方向和速度的协调控制，使机器人在行进中，同步可向任意方向移动。4.根据权利要求3所述的CRTSⅢ型轨道板快速智能精调系统，其特征在于：所述导向定位装置(0313)包括2个精密激光传感器、支架，支架安装固定在机器人单
侧，根据轨道板承轨台结构尺寸，支架高度设计为距行走轮底部设定高度位置，支架两端之间长度设计为设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，汪家雷，李浩，赵晓明，欧阳垂礼，王明刚，李郴，刘沛锋，黄敏，
申请(专利权)人：中铁四局集团第五工程有限公司，
类型：新型
国别省市：