铁路轨道几何形态检测方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路轨道几何形态检测方法，包括：在铁路沿线上利用铁路沿线已知控制点进行全站仪设站；在铁路钢轨上摆放轨道几何形态检测设备；使用全站仪测量棱镜中心的空间三维坐标以及轨道几何形态检测设备的几何位置数据；根据所述空间坐标数据以及几何位置数据，获得轨道几何形态检测设备所处位置的铁路轨道几何形态数据。本发明专利技术提供的铁路轨道几何形态检测方法，其测量精度高，且所需安装的铁路轨道几何形态检测仪的结构简单，安装便捷。

Railway track geometry shape detection method

The invention discloses a railway track geometry detection method, including: the total station along the railway station with known control points along the railway; track geometry inspection equipment placed on the rail; geometric data center using prism total station measuring the three-dimensional coordinates and track geometry inspection equipment; according to the spatial coordinate data and geometry data, the data obtained by railway track geometry position of track geometry inspection equipment. The invention provides a method for detecting the geometric shape of a railway track, which has the advantages of high measuring precision, simple structure and convenient installation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路轨道检测方法，尤其是涉及一种集铁路轨道内部几何形状测量(相对测量)和外部几何形态测量(绝对测量)于一体的铁路轨道几何形态测量方法。
技术介绍
现有轨道检测仪绝大多数只能应用于轨道内部几何形态测量，不能满足高速铁路对轨道不平顺管理的测量要求，适用范围受到限制。国内现有的可用于高速铁路轨道检测的同类产品，测量精度较差且不够稳定，无法满足高速铁路维护管理的需要，适用范围受到限制。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种，其测量精度高，且所使用的检测设备安装便捷，结构稳定。本专利技术提供一种，具体包括以下几个步骤: 步骤一、在铁路沿线上利用铁路沿线已知控制点进行全站仪设站； 步骤二、在铁路钢轨上摆放轨道几何形态检测设备； 步骤三、使用全站仪测量棱镜中心的空间三维坐标以及轨道几何形态检测设备的几何位置数据； 步骤四、根据所述空间坐标数据以及几何位置数据，获得轨道几何形态检测设备所处位置的铁路轨道几何形态数据； 步骤五、判断轨道几何形态检测设备距离全站仪的距离是否小于最小间距时，若否，则朝向全站仪的方向将轨道几何形态检测设备沿着钢轨向前推送一个轨枕间距，返回步骤三，测量下一个位置处的铁路轨道几何形态数据；若是，则停止向前推送，向推送方向前移将全站仪，返回步骤一，直至需要测量的钢轨长度范围内的所有测量完成。进一步地，所述步骤一中全站仪设站具体为:将全站仪安置在铁路线上方架设的三角基座上，进行整平工作，使全站仪机体处于水平状态，并使全站仪的望远镜瞄准安放在已知控制点上的棱镜中心，进行测量，通过测量所得的距离角度相关信息，进而计算出全站仪机体中心所处位置的空间坐标以及全站仪望远镜轴所处方位角，完成全站仪设站。进一步地，所述全站仪设站过程使用后方交会设站方法，在测量时需要测量的安装在已知点上的棱镜的数量不应少于4个，进行多余观察，得到的距离角度相关信息多于计算全站仪机体中心位置空间坐标所需要的基本数据，使用最小二乘法平差计算出全站仪所处位置的空间坐标的最优值，完成测量平差过程。进一步地，所述步骤二中轨道几何形态检测设备为轨道几何形态检测仪，并且该轨道几何形态检测仪与所述全站仪摆设于同一条钢轨线上。所述轨道几何形态检测仪包括几何状态测量装置包括车体，所述车体的左侧对应左侧轨道设置有左侧水平轮组件、左侧间距基准轮组件、左侧张紧组件和左侧间距检测单元，所述车体的右侧对应右侧轨道设置有右侧水平轮组件、右侧间距检测单元；所述车体的左右两侧还均安装有高低检测单元；所述里程检测单元安装于左侧水平轮组件或右侧水平轮组件上；所述车体上方通过棱镜座安装棱镜，所述的左侧间距检测单元、右侧间距检测单元、高低检测单元和里程检测单元均连接主控计算机；所述的左侧间距检测单元、右侧间距检测单元、高低检测单元和里程检测单元均连接主控计算机。进一步地，所述的车体包括左侧中间车架体、左侧前车架体、左侧后车架体、右侧主车架体、右侧延长架以及右侧轮座；所述左侧中间车架体的前后两端分别与左侧前车架体、左侧后车架体固定连接；所述的右侧主车架体的右侧面顺次与右侧延长架、右侧轮座固定连接，所述的左侧中间车架体的右侧面与右侧主车架体的左侧面相连接。进一步地，所述左侧前车架体的前端和左侧后车架体后端均安装有左侧水平轮组件，每个左侧水平轮组件下方均安装有左侧间距基准轮组件和左侧张紧组件，所述中间车架体上安装有左侧间距检测单元；所述的右侧水平轮组件安装于右侧轮座内部，右侧间距检测单元安装于右侧延长架上；两个高低检测单元分别安装于左侧中间车架体、右侧主车架体的内部；所述棱镜座安装在右侧主车架体的上方。进一步地，将全站仪的望远镜中心十字丝瞄准轨道几何形态检测设备上设置的棱镜中心；使用主控计算机遥控全站仪对棱镜中心的空间三维坐标进行测量；并将测量结果回传给主控计算机，同时主控计算机通过数据线给左侧间距检测单元、右侧间距检测单元、高低检测单元和里程检测单元发送测量指令，测量当前位置处的轨道几何形态检测设备的倾斜状态、钢轨间距变化状态，并使用主控计算机读取所有测量结果。进一步地，所述步骤三具体为:所述步骤四中铁路轨道几何形态数据包括轨道的轨距、水平、超高数据。本专利技术具有的优点在于: 1、结构稳固；本专利技术提供的的主体结构可以使用铝块加工，一次成型，采用一体化设计保证了稳固的内结构，本专利技术在外部结构上采用框架式结构设计，保证了外部结构的受力分配及结构稳固性； 2、测量精准；本专利技术提供的使用了多个传感器偕同工作，精准的采集铁路轨道的微量变化，保证了本专利技术的测量精度，本专利技术的稳固的机体设计结构保证了测量的准确性； 3、安装使用方便快捷；本专利技术采用模块化设计安装，安装使用方便快捷，可在IOs内将本专利技术全部安装就位，使用起来非常方便。附图说明图1-1:本专利技术提供的铁路轨道几何形态检测仪的侧视 图1-2:本专利技术提供的铁路轨道几何形态检测仪的正视 图1-3:本专利技术提供的铁路轨道几何形态检测仪的俯视 图2-1:本专利技术中车体的正视 图2-2:本专利技术中车体的俯视 图2-3:本专利技术中车体的A-A截面示意 图2-4:本专利技术中车体的B-B截面示意图； 图2-5:本专利技术中车体的C-C截面示意 图3:本专利技术中左侧水平轮组件的结构示意 图4:本专利技术中左侧间距基准轮组件的结构正视 图5:本专利技术中左侧张紧组件的结构示意 图6:本专利技术中左侧间距检测单元的正视 图7:本专利技术中里程检测单元的结构示意 图8:本专利技术中右侧水平轮组件的结构示意 图9:本专利技术中右侧间距检测单元的结构正视 图10:本专利技术中高低检测单元的结构正视 图11-1:本专利技术中推车杆组件的结构正视 图11-2:本专利技术中推车杆组件的结构侧视 图12-1:本专利技术中棱镜座的结构正视 图12-2:本专利技术中棱镜座的结构侧视 图13:铁路钢轨轨距示意 图14:铁路钢轨水平示意 图15:铁路钢轨超闻不意 图16:铁路钢轨轨向弦示意 图17:铁路钢轨30m弦计算意 图18:铁路钢轨150m弦计算不意 图19:铁路钢轨闻低弦不意图。图中:1-3_01:车体，1-3-02:左侧水平轮组件，1_2_03:左侧间距基准轮组件，1-2-04:左侧张紧组件，1-1-05:左侧间距检测单元，1-1-06:里程检测单元，1_2_07:右侧水平轮组件，1-2-08:右侧间距检测单元，1-3-09:高低检测单元，1-3-10:推车杆组件，1-2-11:棱镜座，2-2-01:左侧中间车架体，2-2-02:左侧前车架体，2_2_03:左侧后车架体，2-2-04:右侧主车架体，2-2-11:右侧延长架，2-2-12:右侧轮座，2_1_07:短螺栓轴，2-1-08:长螺栓轴，2-1-09:手轮螺母，2-1-10:环头螺栓，5_01:张紧轮，5_02:弹簧结构，5-03:乙型联动杆，6-01:联动杆，6-02:测量轮，6-03:位移传感器，6-04:弹簧，6-05:手动部件，7-01:编码器，10-01:水平仪套，10-02:电子水平仪，11-01:推杆，11-02:连接件，11-03:电脑支架，11-04:高度调整装置，12-01:基座；12-02:定位杆，12-03:棱镜座，把手2-1-15,2-1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路轨道几何形态检测方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一、在铁路沿线上利用铁路沿线已知控制点进行全站仪设站；步骤二、在铁路钢轨上摆放轨道几何形态检测设备；步骤三、使用全站仪测量棱镜中心的空间三维坐标以及轨道几何形态检测设备的几何位置数据；?步骤四、根据所述空间坐标数据以及几何位置数据，获得轨道几何形态检测设备所处位置的铁路轨道几何形态数据；步骤五、判断轨道几何形态检测设备距离全站仪的距离是否小于最小间距时，若否，则朝向全站仪的方向将轨道几何形态检测设备沿着钢轨向前推送一个轨枕间距，返回步骤三，测量下一个位置处的铁路轨道几何形态数据；若是，则停止向前推送，向推送方向前移全站仪，返回步骤一，直至需要测量的钢轨长度范围内的所有测量完成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光东，郭良浩，刘志友，孙基平，徐雪花，郭宝安，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：