铁路工务起拨道激光测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种铁路工务起拨道激光测量仪，包括激光发射器装置、测量装置、监测 修正装置和三个行走小车，激光发射器装置、测量装置和监测修正装置分别安装在一个行走 小车上；激光发射装置、测量装置和监测修正装置上均安装有无线通信装置，三者通过无线 方式通信；激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、激光处理器和触摸屏；测量装置和 监测修正装置包括光学成像系统、CCD传感器、测量处理器、触摸屏和水平传感器等。本发 明利用激光作为基准线，通过光学系统和CCD传感器测量激光位置，解决了铁路工务部门长 距离(200m以上)钢轨起道和拨道量的测量问题，可对铁道线路平顺性进行高精度检测，为 铁路养护提供可靠的测量依据，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路工务部门对钢轨起拨道作业的测量仪器，具体而言是用于铁路钢轨 大平、找偏差和配合工务大机作业的一种仪器设备。
技术介绍
铁路钢轨经过长时间运行会影响平顺性，直线轨道变成了由许多波浪形曲线组成的 轨道，曲线轨道不再圆顺，会引起列车的摇晃和蛇行运动，列车通过这些钢轨时，冲击动力 增加，使道床变形加快，反过来又扩大了不平顺，从而使列车对轨道的破坏力更大，以致形 成恶性循环。而且轨道的平顺差还会使列车轮轨接触表面受到大的冲击动力作用，加速轮轨 的磨损和疲劳破坏，缩短轮轨和轨枕的寿命，潜伏着对行车安全的威胁，这就需要对钢轨进 行调整即起道和拨道作业。老线路钢轨磨损严重，平顺性较差，需要经常维护，工作量很大， 也严重影响了列车的速度进一步提高。目前铁路工务部门对钢轨的平顺性测量还是采用较为传统的——目视测量方法，对铁道 线路几何状态进行维修养护存在诸多的不足；这些传统的测量方法受环境和人为因素的影响 较大，良好大气状况下人眼仅能目测40m-60m，且不能量化，在光线较暗或者是晚间基本就 无法保证正常的工作；面对提速带来的压力，铁路工务部门使用激光全站仪测量长区段的大 平，提高轨道的平顺性，也只能在白天作业、操作麻烦且安装不方便，使用上有很大局限性。国内近年来对铁路轨道平顺检测有所研究，但都是测量10m和20m弦的高低和轨向的便 携式仪器设备，不能在长轨道区段测量， 一般在直线段是10m、曲线段是20m弦；在大于200m 的轨道区段，如果利用10米弦(精度为士lmm)来推算到200m的轨道区段，误差远远大于实 际要求，不能满足现在长区段(不小于200mm)作业的要求。中国专利文献CN101231157公开了一种《铁路工务起拨道激光测量仪》，包括激光发射器 装置、测量装置和两个行走小车，激光发射器装置和测量装置分别安装在一个行走小车上； 激光发射装置和测量装置上安装有无线通信装置；激光发射装置包括起道激光器、拨道激光 器、激光数据处理器和触摸屏；测量装置包括光学镜头、CCD传感器、测量数据处理器、触 摸屏和水平传感器。该测量仪利用激光作为基准线，CCD传感器为瞄准检测器，理论上可以 解决了铁路工务部门长距离(200m以上)钢轨起道和拨道量的测量问题，但是在激光准值测量 领域，长距离准直面临的问题有激光的发散问题、空气扰动问题、由于空气场的温度不均 而产生的光线弯曲问题、背景光的影响等问题，特别是在铁路轨道的现场测量，测量环境十 分恶劣，这些问题都很难解决。而上述专利文献公开的内容中并没有给出解决这些问题的技 术方案，仅仅给出了采用十字激光准直测量的设想。也就是说该专利文献并不能真正实现铁 路工务部门200m以上长距离钢轨起道和拨道量的测量。
技术实现思路
本专利技术针对现有铁路工务部门起道和拨道量测量技术存在的测量精度差、效率低、劳动 强度大等问题，提供一种能够测量轨道长区段的(不低于200m)大平、找平顺偏差、能够配 合大机作业的铁路工务起拨道激光测量仪。本专利技术采用以下技术解决方案该铁路工务起拨道激光测量仪包括激光发射装置、测量装置和监测修正装置，激光发射 器装置、测量装置和监测修正装置分别安装在一个行走小车上；每个装置上均安装有无线通 信设备，三者间通过无线方式通信；激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、发射处理器和显示器，起道激光器和拨道 激光器通过控制元件(场效应功率管)与发射处理器连接，显示器与发射处理器连接，起道 激光器和拨道激光器使用线性光源，发射出的激光组成十字丝形状，通过测量装置测得的实 际激光位置来指导对激光位置进行调整，使激光处于实际需要的位置；测量装置包括光学成像系统、CCD (电荷耦合器件)传感器、测量处理器、显示器、水平 传感器、位移传感器和里程传感器；光学成像系统和CCD传感器均设有两套， 一套用于接收 起道激光器的激光信号， 一套用于接收拨道激光器的激光信号，光学成像系统设置在CCD传 感器的前面，用于成像，同时通过系统内的窄带滤光片对干扰光进行滤除；CCD传感器通过 驱动和接收电路与测量处理器连接，显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器均与测 量处理器连接；光学成像系统、CCD传感器、测量处理器用于测量起道激光器和拨道激光器 所发射的激光位置，水平传感器、位移传感器和里程传感器用于获得相对应的铁轨水平、轨 距以及里程参数，以完成对激光位置的部分修正；监测修正装置用于对激光位置进行实时监测，记录激光的变化，以对测量装置最终测量 结果进行修正；包括与测量装置中相同的光学成像系统、CCD (电荷耦合器件)传感器、测量 处理器、水平传感器、位移传感器和里程传感器；当监测修正装置和测量装置前后放置在要 测量的轨道区段上时，监测修正装置中的两套光学成像系统与测量装置中的两套光学成像系 统之间的设置位置应能够同时接收到激光发射装置中起道激光器和拨道激光器发出的十字丝 激光束信号。行走小车由侧轮、行走轮、推杆和车架组成，车架呈丁字型，侧轮和行走轮互相垂直且 配对安装在车架两端， 一端安装有两对， 一端安装有一对，推杆安装在车架上。 本专利技术的具体测量过程是测量前，先将安装三个装置的行走小车放置在需测量轨道区段的两端，其中安装监测修 正装置和测量装置的行走小车一前一后放置在同一端。将安装激光发射装置和监测修正装置 的行走小车固定在铁轨上，安装测量装置的行走小车可沿区段内的轨道自由移动。测量前先 通过安装测量装置的小车获取需测量铁轨区段的总里程数。 这里先作几点说明。1.中心位置在测量装置上，通过机械结构以及标定，选择CCD上的某一固定位置作为 测量装置的中心位置，使得该中心位置与激光发射装置中的激光器标准位置重合。2. 激光器的标准位置激光器的标准位置就是指当起道激光器(发出水平光束)的激光 与行走小车车体所在平面(由小车与铁轨接触的三个点所组成的平面)平行且拨道激光器(发 出垂直光束)的激光与车体所在平面垂直时的位置。3. 基准平面在测量前操作人员先要选择好两个基准点，即需测量轨道区段的两个端点。 基准点的选择要满足的条件是两个基准点之间不能有变坡点(折点)，如图1所示，小圆圈表 示基准点的位置，折线表示铁轨，图la和图lb是满足两个基准点之间不能有变坡点(折点)的条件的，是允许选择的；而图lc和图Id中两个基准点之间有变坡点(折点)，是不允许选 择的。测量前先要将激光发射装置和测量装置分别固定到这两个端点上，由于基准点实际上 是一段铁轨，可以将两个基准点视为可以组成一个平面，将这个平面称为基准平面。测量开始，先打开激光发射装置中的起道激光器和拨道激光器，发射出十字丝激光光源, 测量装置和监测修正装置中的光学成像系统开始同时拾取激光信号，将当前激光位置信号成 像在两个装置的CCD传感器上。CCD传感器将图像由光信号转换为电信号，测量装置和监测 修正装置中的测量处理器对获取的图像进行处理，得出当前激光的位置，并将该激光位置数 据以无线传输方式发送到激光发射器装置的发射处理器并显示在触摸屏上。操作者通过显示 的数据对激光位置进行调整，直至激光位置与测量装置的中心位置重合，此时对中结束。可 以认为激光器发出的水平激光与基准平面平行，垂直激光与基准平面垂直，可以将当前的激 光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路工务起拨道激光测量仪，其特征是：包括激光发射装置、测量装置和监测修正装置，激光发射器装置、测量装置和监测修正装置分别安装在一个行走小车上；每个装置上均安装有无线通信设备，三者间通过无线方式通信；　激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、发射处理器和显示器，起道激光器和拨道激光器通过控制元件与发射处理器连接，显示器与发射处理器连接，起道激光器和拨道激光器使用线性光源，发射出的激光组成十字丝形状，通过测量装置测得的实际激光位置来指导对激光位置进行调整，使激光处于实际需要的位置；　测量装置包括光学成像系统、ＣＣＤ传感器、测量处理器、显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器；光学成像系统和ＣＣＤ传感器均设有两套，一套用于接收起道激光器的激光信号，一套用于接收拨道激光器的激光信号，光学成像系统设置在ＣＣＤ传感器的前面，用于成像，同时通过系统内的窄带滤光片对干扰光进行滤除；ＣＣＤ传感器通过驱动和接收电路与测量处理器连接，显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器均与测量处理器连接；光学成像系统、ＣＣＤ传感器、测量处理器用于测量起道激光器和拨道激光器所发射的激光位置，水平传感器、位移传感器和里程传感器用于获得相对应的铁轨水平、轨距以及里程参数，以完成对激光位置的部分修正；　监测修正装置用于对激光位置进行实时监测，记录激光的变化，以对测量装置最终测量结果进行修正；包括与测量装置中相同的光学成像系统、ＣＣＤ传感器、测量处理器、水平传感器、位移传感器和里程传感器；当监测修正装置和测量装置前后放置在要测量的轨道区段上时，监测修正装置中的两套光学成像系统与测量装置中的两套光学成像系统之间的设置位置应能够同时接收到激光发射装置中起道激光器和拨道激光器发出的十字丝激光束信号。...

【技术特征摘要】
1.一种铁路工务起拨道激光测量仪，其特征是包括激光发射装置、测量装置和监测修正装置，激光发射器装置、测量装置和监测修正装置分别安装在一个行走小车上；每个装置上均安装有无线通信设备，三者间通过无线方式通信；激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、发射处理器和显示器，起道激光器和拨道激光器通过控制元件与发射处理器连接，显示器与发射处理器连接，起道激光器和拨道激光器使用线性光源，发射出的激光组成十字丝形状，通过测量装置测得的实际激光位置来指导对激光位置进行调整，使激光处于实际需要的位置；测量装置包括光学成像系统、CCD传感器、测量处理器、显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器；光学成像系统和CCD传感器均设有两套，一套用于接收起道激光器的激光信号，一套用于接收拨道激光器的激光信号，光学成像系统设置在CCD传感器的前面，用于成像，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王道睿，林宪旗，李朝正，杨宇，陈强，
申请(专利权)人：王道睿，林宪旗，李朝正，杨宇，陈强，
类型：发明
国别省市：88