一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车制造技术

本发明专利技术提供了一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车。包括：凸台型车架、走行系统、脉冲信号发射器、信号接受器、升降系统、供电装置、波速测试分析仪、线路里程记录仪、数据记录存储器、控制器和道床状态实时显示系统。通过室内实验标定波速系数和主频系数，获得道床不同区域密实度与波速、最大主频之间的联系，并将标定曲线输入测量车辆。在此基础上，构建捣固、稳定作业前后道床横向阻力预测模型，实现有砟轨道捣固稳定作业后道床密实度和横向阻力的精准获取。本发明专利技术检测捣固稳定作业后道床密实度的智能测量装置摆脱了以往灌水法及灌胶法扰动道床，且检测精度和效率较低的局限性，可实现全线道床密实度的快速智能化检测及评估反馈。测及评估反馈。测及评估反馈。

【技术实现步骤摘要】
一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车


[0001]本专利技术涉及有砟轨道养护维修
，尤其涉及一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车。

技术介绍

[0002]截止2021年底，我国铁路运营里程已达15万公里，其中有砟轨道约占66.7％成为构建铁路网的主体，发挥着不可替代的骨干作用。散体道床作为有砟轨道的重要组成部分，在长期列车动荷载及复杂地质、自然环境等耦合作用下，会出现道砟破碎、磨耗及道床劣化现象，使道床塑性变形不断累积产生不均匀沉降，改变线路几何形位，降低线路的平顺性，严重影响列车运营安全。
[0003]为确保列车安全、平稳和高效运行，需对既有线有砟道床进行周期性的养护维修作业，及时恢复有砟轨道的承载能力。此外，新建线路在开通运营前，需利用大型捣固车或稳定车进行线路整平，并确保各项动静态指标达标。由此可见，无论是既有线路还是新建铁路，大型捣固稳定作业车在散体道床高效、高质量养护维修作业中都发挥着重要作用。但我国大型养路机械源于引进国外技术，国外并未把维修和评估的技术内涵向我国开放，使得目前捣固车、稳定车作业主要依靠已有的经验积累，缺乏合理科学的检测评估技术。尤其在养护维修作业后道床密实度的检测方面，现有的灌水法、注胶取样法等均不能满足大范围检测的需求，且测试结果离散性大，准确性较差，测试过程繁琐，耗时耗力，甚至还会扰动道床，影响检测结果。
[0004]因此，急需一种适用于现场捣固稳定作业质量评价的道床密实度智能检测方法及测量装置，可以用来快速获取捣固稳定作业后散体道床的密实度，并预测道床横向阻力，实时反馈散体道床的状态，为养护维修作业后线路高品质安全运营提供科学指导。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，以实现捣固稳定作业后道床密实度的智能化检测。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0007]一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，包括：凸台型车架，以及安装在所述凸台型车架上的走行系统、脉冲信号发射器、信号接受器、升降系统、供电装置、波速测试分析仪、线路里程记录仪、数据记录存储器、控制器和道床状态实时显示系统；
[0008]所述走行系统和所述凸台型车架之间用弧形连接杆进行固定，所述升降系统与所述脉冲信号发射器、信号接受器连接，通过所述升降系统使所述脉冲信号发射器和所述信号接受器下降，直到与所述道床顶面接触；
[0009]所述波速测试分析仪记录脉冲信号传播到信号接受器所需的时间，根据最短传播距离计算脉冲信号弹性波的传播速度，利用室内试验标定的波速系数将波速转换为道床密实度，将所述道床密实度传递给控制器和道床状态实时显示系统，所述线路里程记录仪将
走行系统的里程信息传递给控制器及道床状态实时显示系统，所述数据记录存储器与所述控制器和道床状态实时显示系统连接。
[0010]优选地，所述走行系统包括第一、第二、第三和第四走行轮，其中第三、第四走行轮设置有驱动装置，实现走行轮连续滚动向前运行，在密实度检测过程中走行系统每前行刚好转动一周的距离便制动，开始准备测量，当单次测量完成后，再重新启动，进入下一检测区域，走行轮的外侧滚动圆半径r1根据公式(1)～(4)计算确定。
[0011][0012]2πr0＝0.6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0013]r2‑
r1＝0.005
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0014][0015]式中，L
AO
为走行轮外侧滚动圆至轮轨接触点的距离；L
AB
为走行轮外侧滚动圆和内侧滚动圆所构成的走行轮踏面宽度；r2为走行轮内侧滚动圆半径；r0为实际滚动圆半径；d0为实际滚动圆半径r0与走行轮外侧滚动圆半径r1的差值，走行时间设置为5s，走行速度和角速度通过以下公式计算得到：
[0016][0017][0018]式中，υ为实际滚动圆线速度或测量车辆走行速度；ω为走行系统走行轮的角速度；t为单次走行时间。
[0019]优选地，所述凸台型车架用于安装走行轮、脉冲信号发射器、信号接受器、升降系统、自充电装置、把手、供电装置、波速测试分析仪、线路里程记录仪、数据记录存储器、控制器及道床状态实时显示系统元件，除了走行轮和凸台型车架之外的其他元件利用螺栓进行固定，在凸台型车架上钻了10个孔，孔径为90mm，凸台型车架底板长度为2400mm，宽度为900mm，采用硬质材料进行加工。
[0020]优选地，所述脉冲信号发射器包括第一脉冲信号发射器和第二脉冲信号发射器，均以振动的形式发射弹性波；所述信号接受器包括第一地震传感器、第二地震传感器、第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器、第六地震传感器、第七地震传感器和第八地震传感器，用于接受脉冲信号发射器传递的振动响应，第一脉冲信号发射器与第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器、第六地震传感器、第七地震传感器和第八地震传感器构成右侧测量系统；第二脉冲信号发射器与第一地震传感器、第二地震传感器、第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器构成左侧测量系统；
[0021]所述右侧测量系统和所述左侧测量系统相互独立，不同时测量。
[0022]优选地，所述脉冲信号发射器和地震传感器设置了金属圆盘，使测试过程中有3个道砟共同支撑圆盘，通过圆盘来传递弹性波，圆盘是有磁力的底座，实现以下功能：
[0023](1)当测量开始时，圆盘与脉冲信号发射器、地震传感器之间的磁力开关关闭，处于分离状态；
[0024](2)当测量结束时，圆盘与脉冲信号发射器、地震传感器之间的磁力开关打开，处于黏着状态。
[0025]优选地，所述升降系统包括滑轮装置、悬挂绳索和固定架，其中固定架用于固定滑轮装置，而悬挂绳索和滑轮装置配合完成脉冲信号发射器和地震传感器的升降工作，当需要测量时利用升降系统使左侧测量系统或右侧测量系统的脉冲信号发射器和地震传感器缓慢下降，直到与道砟颗粒平稳接触后，关闭升降系统；当测量完成时，利用升降系统使其左侧测量系统或右侧测量系统的脉冲信号发射器和地震传感器缓慢上升，直到上升至初始位置，且与自充电装置相接触，开始充电，并关闭升降系统，假设脉冲信号发射器和地震传感器初始位置距道床顶面的高度为H，绳索下降长度L，应满足L>H，滑轮的旋转周数M根据以下公式得到：
[0026][0027]式中，L为绳索伸长或者收缩的长度，r
h
为滑轮装置的转动半径，下降时间和提升时间分别用t
hs
和t
hj
表示，通过公式(8)和(9)获得脉冲信号发射器和地震传感器的下降或提升速度υ
h
和滑轮装置的旋转角速度ω
h
；
[0028][0029][0030]优选地，所述波速测试分析仪记录脉冲信号传播到地震传感器所需的时间，根据最短传播距离计算脉冲信号弹性波的传播速度，利用室内试验标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，包括：凸台型车架，以及安装在所述凸台型车架上的走行系统、脉冲信号发射器、信号接受器、升降系统、供电装置、波速测试分析仪、线路里程记录仪、数据记录存储器、控制器和道床状态实时显示系统；所述走行系统和所述凸台型车架之间用弧形连接杆进行固定，所述升降系统与所述脉冲信号发射器、信号接受器连接，通过所述升降系统使所述脉冲信号发射器和所述信号接受器下降，直到与所述道床顶面接触；所述波速测试分析仪记录脉冲信号传播到信号接受器所需的时间，根据最短传播距离计算脉冲信号弹性波的传播速度，利用室内试验标定的波速系数将波速转换为道床密实度，将所述道床密实度传递给控制器和道床状态实时显示系统，所述线路里程记录仪将走行系统的里程信息传递给控制器及道床状态实时显示系统，所述数据记录存储器与所述控制器和道床状态实时显示系统连接。2.根据权利要求1所述的测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，所述走行系统包括第一、第二、第三和第四走行轮，其中第三、第四走行轮设置有驱动装置，实现走行轮连续滚动向前运行，在密实度检测过程中走行系统每前行刚好转动一周的距离便制动，开始准备测量，当单次测量完成后，再重新启动，进入下一检测区域，走行轮的外侧滚动圆半径r1根据公式(1)～(4)计算确定。2πr0＝0.6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)r2‑
r1＝0.005
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(3)式中，L
AO
为走行轮外侧滚动圆至轮轨接触点的距离；L
AB
为走行轮外侧滚动圆和内侧滚动圆所构成的走行轮踏面宽度；r2为走行轮内侧滚动圆半径；r0为实际滚动圆半径；d0为实际滚动圆半径r0与走行轮外侧滚动圆半径r1的差值，走行时间设置为5s，走行速度和角速度通过以下公式计算得到：通过以下公式计算得到：式中，υ为实际滚动圆线速度或测量车辆走行速度；ω为走行系统走行轮的角速度；t为单次走行时间。3.根据权利要求1所述的测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，所述凸台型车架用于安装走行轮、脉冲信号发射器、信号接受器、升降系统、自充电装置、把手、供电装置、波速测试分析仪、线路里程记录仪、数据记录存储器、控制器及道床状态实时显示系统元件，除了走行轮和凸台型车架之外的其他元件利用螺栓进行固定，在凸台型车架上钻了10个孔，孔径为90mm，凸台型车架底板长度为2400mm，宽度为900mm，采用硬质材料
进行加工。4.根据权利要求1所述的测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，所述脉冲信号发射器包括第一脉冲信号发射器和第二脉冲信号发射器，均以振动的形式发射弹性波；所述信号接受器包括第一地震传感器、第二地震传感器、第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器、第六地震传感器、第七地震传感器和第八地震传感器，用于接受脉冲信号发射器传递的振动响应，第一脉冲信号发射器与第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器、第六地震传感器、第七地震传感器和第八地震传感器构成右侧测量系统；第二脉冲信号发射器与第一地震传感器、第二地震传感器、第三地震传感器、第四地震传感器、第五地震传感器构成左侧测量系统；所述右侧测量系统和所述左侧测量系统相互独立，不同时测量。5.根据权利要求1所述的测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，所述脉冲信号发射器和地震传感器设置了金属圆盘，使测试过程中有3个道砟共同支撑圆盘，通过圆盘来传递弹性波，圆盘是有磁力的底座，实现以下功能：(1)当测量开始时，圆盘与脉冲信号发射器、地震传感器之间的磁力开关关闭，处于分离状态；(2)当测量结束时，圆盘与脉冲信号发射器、地震传感器之间的磁力开关打开，处于黏着状态。6.根据权利要求1所述的测量捣固稳定作业后道床密实度的智能检测车，其特征在于，所述升降系统包括滑轮装置、悬挂绳索和固定架，其中固定架用于固定滑轮装置，而悬挂绳索和滑轮装置配合完成脉冲信号发射器和地震传感器的升降工作，当需要测量时利用升降系统使左侧测量系统或右侧测量系统的脉冲信号发射器和地震传感器缓慢下降，直到与道砟颗粒平稳接触后，关闭升降系统；当测量完成时，利用升降系统使其左侧测量系统或右侧测量系统的脉冲信号发射器和地震传感器缓慢上升，直到上升至初始位置，且与自充电装置相接触，开始充电，并关闭升降系统，假设脉冲信号发射器和地震传感器初始位置距道床顶面的高度为H，绳索下降长度L，应满足L>H，滑轮的旋转周数M根据以下公式得到：式中，L为绳索伸长或者收缩的长度，r
h
为滑轮装置的转动半径，下降时间和提升时间分别用t
hs
和t
hj
表示，通过公式(8)和(9)获得脉冲信号发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宏，张智海，高亮，王孝羽，刘光鹏，迟义浩，王阳，金锋，崔旭浩，张茉颜，王宏阁，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：