鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，包括基座、主控單元以及傳感器，所述基座上連接有第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁，所述主控單元安裝在基座上，所述傳感器安裝在第三橫梁上，所述第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁組成Y型框架，所述基座上設(shè)有手推組件，所述第三橫梁上設(shè)有棱鏡組件，所述第三橫梁遠(yuǎn)離基座的一端設(shè)置定位輪組件，所述第一橫梁和第二橫梁遠(yuǎn)離基座的一端分別設(shè)有剎車輪；所述第三橫梁的末端設(shè)有花片輪；所述第一橫梁和第二橫梁上架設(shè)有支架支撐板。本實用新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、測量精準(zhǔn)、使用壽命長；同時也便于攜帶和拆卸。
【專利說明】鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鐵路軌道檢測的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車。
【背景技術(shù)】
[0002]2008年8月，時速達(dá)350km的京津城際客運(yùn)專線的建成通車，標(biāo)志著中國鐵路已經(jīng)躋身世界高速鐵路發(fā)達(dá)行列，實現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸設(shè)備現(xiàn)代化、控制與管理科學(xué)化、檢測與故障診斷智能化等安全保障技術(shù)的重大突破。高速鐵路軌道安全檢測技術(shù)成為實現(xiàn)高速鐵路運(yùn)輸安全的基礎(chǔ)。
[0003]我國對軌道幾何狀態(tài)的測量研究，最初是為解決普通鐵路的軌道形位病害，采用的是相對測量方式的軌檢儀，測量效率雖高，卻不易解決測量精度和可靠性問題，其測量精度不能滿足高速鐵路軌道平順性的要求。因此，京津、武廣、鄭西等最初建設(shè)的高速鐵路，主要依靠進(jìn)口設(shè)備，采用絕對測量模式進(jìn)行軌道幾何狀態(tài)的測量。隨著我國高速鐵路建設(shè)的大規(guī)模實施，國內(nèi)開始生產(chǎn)軌道幾何狀態(tài)檢測小車并在高速鐵路建設(shè)中應(yīng)用。
[0004]評價軌道平順性的主要技術(shù)指標(biāo)為軌距、超高(水平)、軌向、高低、正矢、扭曲(三角坑)等相對平順性指標(biāo)以及軌道平面、高程與設(shè)計值之間偏差等絕對平順性指標(biāo)。這些平順性指標(biāo)均可通過軌道檢測小車進(jìn)行直接測量或后續(xù)分析、計算得到?，F(xiàn)有軌道檢測小車的基本原理如下所示:
[0005](I)軌道幾何狀態(tài)的絕對測量模式，首先由智能型全站儀(如LeicaTCA2001)自動觀測8個CPIII控制點，根據(jù)后方交會測量的數(shù)據(jù)解算得到全站儀的站心三維坐標(biāo)，并對全站儀定向；然后使用智能型全站儀的棱鏡鎖定功能，使其鎖定軌檢小車上的棱鏡:每當(dāng)軌檢小車停留在線路數(shù)據(jù)采集位置，即由小車上的控制終端控制全站儀測量小車上的目標(biāo)棱鏡，并將測量數(shù)據(jù)通過無線通訊技術(shù)發(fā)送到控制終端，由此完成對該點的線路數(shù)據(jù)采集；外業(yè)數(shù)據(jù)采集完畢即可由小車上的計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和整理工作，從而測量或計算出軌道幾何狀態(tài)的絕對位置參數(shù)。
[0006](2)軌道幾何狀態(tài)的相對測量模式，是利用軌檢小車自身的軌距傳感器、傾角傳感器、相對里程傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，測量或計算出軌道幾何狀態(tài)的相對位置參數(shù)，在此過程中，不需要全站儀的配合。
[0007]現(xiàn)有的軌道檢測小車雖然可以實現(xiàn)對軌道各種參數(shù)的測量，但仍存在著一些缺陷?，F(xiàn)有的軌道檢測小車主要采用多塊較厚的側(cè)板及底板連接而成，致使其重量過大而造成攜帶不方便，且因裝配誤差的累積而影響到測量精度。在軌道檢測小車的裝配過程中，尤其是在縱梁與橫梁的連接這部分，要求裝配定位精度高，快拆夾緊方便。而現(xiàn)有的T型軌道檢測小車車架結(jié)構(gòu)由于其縱梁與橫梁采用分體式構(gòu)造，在裝配過程中會引入裝配誤差，致使檢測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差，不利于提高其測量精度。最后，軌道檢測小車的單輪與雙輪兩部分的連接設(shè)計如何做到定位準(zhǔn)確、拆裝便捷也是一個需要慎重考慮的問題。實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種測量精度高、裝配簡單、定位精度高、攜帶方便的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車。
[0009]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，包括基座、主控單元以及傳感器，所述基座上連接有第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁，所述主控單元安裝在基座上，所述傳感器安裝在第三橫梁上，所述第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁組成Y型框架，所述基座上設(shè)有手推組件，所述第三橫梁上設(shè)有棱鏡組件，所述第三橫梁遠(yuǎn)離基座的一端設(shè)置定位輪組件，所述第一橫梁和第二橫梁遠(yuǎn)離基座的一端分別設(shè)有剎車輪；所述第三橫梁的末端設(shè)有花片輪；所述第一橫梁和第二橫梁上架設(shè)有支架支撐板。
[0011]優(yōu)選的，所述手推組件設(shè)置在基座的中心位置上，所述第一橫梁和第二橫梁呈135。角。
[0012]優(yōu)選的，所述基座為三叉基座，三叉基座與第三橫梁通過可拆卸的方式連接。
[0013]優(yōu)選的，所述手推組件包括支撐座、托板、剎車把、手把、龍頭內(nèi)管、鎖緊裝置、龍頭外管和手推座；所述龍頭外管一端與手推座連接，另一端通過鎖緊裝置與龍頭內(nèi)管連接；所述龍頭內(nèi)管的頂端設(shè)有手把，手把上設(shè)有剎車把，手把的中部連接有托板，托板通過支撐座與龍頭內(nèi)管連接；所述手推組件通過手推座與基座固定連接。
[0014]優(yōu)選的，所述棱鏡組件包括棱鏡座、棱鏡桿和棱鏡柱；所述棱鏡桿設(shè)置在棱鏡座上，所述棱鏡柱設(shè)置在棱鏡桿的頂端，所述棱鏡座固定在第三橫梁上。
[0015]優(yōu)選的，所述棱鏡座通過安裝平臺固定在第三橫梁上，所述安裝平臺包括固定基座、上平臺、定位柱和底座，所述上平臺設(shè)置在固定基座上，所述底座設(shè)置在上平臺上，所述定位柱設(shè)置在底座上。
[0016]優(yōu)選的，所述定位輪組件包括滑軌、滑塊、第一彈簧、彈簧擋板、手柄裝置、活動軸、定位輪、第二彈簧、活動軸尾塊、活動軸連接板和定位輪豎軸；所述第一彈簧和第二彈簧套接在活動軸上，第一彈簧連接活動軸尾塊，活動軸連接板套接在活動軸后架設(shè)在滑塊上，所述滑塊設(shè)置在軌道上，第二彈簧的末端與彈簧擋板連接，所述活動軸的末端連接定位輪豎軸后與定位輪連接；所述手柄裝置與活動軸連接。
[0017]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0018]1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:本鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車是通過基座將左右3個橫梁連接起來的，整體形成了 Y型支撐結(jié)構(gòu)，整個鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的重心剛好落在Y型支撐結(jié)構(gòu)的交叉處，即基座的中心點，因此相對現(xiàn)有的T型鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車在結(jié)構(gòu)上顯得更加勻稱而穩(wěn)定；再之，本鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車在重心方面進(jìn)行了調(diào)整，相對現(xiàn)有的軌道檢測小車重心降低了，致使鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車在推行過程中更加平穩(wěn)，從而使得測量得到的數(shù)據(jù)更加精確。
[0019]2、測量精準(zhǔn)、使用壽命長:本鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的主體結(jié)構(gòu)都采用一體成形技術(shù)，即各主體結(jié)構(gòu)所采用的板塊都是經(jīng)過一次成型加工的，取代了現(xiàn)有鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車?yán)枚鄩K較厚的側(cè)板及底板連接而成的結(jié)構(gòu)。鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車采用一體式結(jié)構(gòu)不僅有利于加工時一次成型，而且大大減少了其裝配零件的數(shù)量，使其裝配效率也得到了提升。由于需要連接定位裝配的零件少，也相應(yīng)的減少了裝配時所產(chǎn)生的不必要的累積誤差，從而使得鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的測量精度更加準(zhǔn)確；與此同時，現(xiàn)有的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車一般采用螺釘連接的方式對多個零件進(jìn)行拼接，小車使用過程中不慎的撞擊以及長時間的使用后，組件和螺釘會產(chǎn)生變形，致使小車測量精度降低，甚至報廢，本鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車則克服了上述缺陷，保證了其使用壽命和測量精度。
[0020]3、拆裝便捷:鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車單輪和雙輪兩部分連接的定位完成后，設(shè)計了一種螺紋連接的快速便捷夾緊裝置。該裝置有著拆裝便捷、夾緊牢固，能保證縱橫兩部分為剛性連接，不易磨損的優(yōu)點。
[0021]4、安裝平臺方便實用:鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車第三橫梁上設(shè)計了一種既可以安裝棱鏡又可以安裝全站儀的兩用安裝平臺。本鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車可以實現(xiàn)全站儀與棱鏡之間的切換，實現(xiàn)兩種不同的測量方式。不僅方便操作人員的作業(yè)，同時縮短作業(yè)所需單位時間，提高了數(shù)據(jù)測量的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實用新型鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車的俯視圖；
[0024]圖3是本實用新型中手推組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本實用新型中棱鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本實用新型中安裝平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是本實用新型中定位輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:1、基座；2、第二橫梁；3剎車輪；4、支架支撐板；5、手推組件；6、第一橫梁；7、棱鏡組件；8、安裝平臺；9、花片輪；10、定位輪組件；11、第三橫梁；12、支撐座；13、托板；14、剎車把；15、手把；16、龍頭內(nèi)管；17、鎖緊裝置；18、龍頭外管；19、手推座；20、棱鏡柱；21、棱鏡桿；22、固定基座；23、上平臺；24、定位柱；25、底座；26、滑軌；27、滑塊；28、第一彈簧；29、彈簧擋板；30、手柄裝置；31、活動軸；32、定位輪；33、第二彈簧；34、活動軸尾塊；35、活動軸連接板；36、定位輪豎軸。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0030]實施例
[0031]如圖1、圖2所示,本實施例鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車,包括基座1、主控單元以及傳感器，所述基座上連接有第一橫梁6、第二橫梁2和第三橫梁11，所述主控單元安裝在基座上，所述傳感器安裝在第三橫梁上，所述第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁組成Y型框架，所述基座上設(shè)有手推組件5，所述第三橫梁上設(shè)有棱鏡組件7，所述第三橫梁遠(yuǎn)離基座的一端設(shè)置定位輪組件10，所述第一橫梁和第二橫梁遠(yuǎn)離基座的一端分別設(shè)有剎車輪3 ；所述第三橫梁的末端設(shè)有花片輪9 ;所述第一橫梁和第二橫梁上架設(shè)有支架支撐板4。
[0032]所述的車架支撐板、第一橫梁、第二橫梁、基座、第三橫梁以及其他組件構(gòu)成本實用新型的主要結(jié)構(gòu)，是所有其他功能組件的承載體，可以達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、測量精準(zhǔn)、使用壽命長、定位準(zhǔn)確、拆裝便捷的目的。如圖1、圖2所示，根據(jù)軌道檢測小車實際運(yùn)作時的擺放方位和行走方向，以及作圖的習(xí)慣將基座左側(cè)的第一橫梁和第二橫梁所在的一邊稱為左偵U，第三橫梁所在的一邊稱為右側(cè)。
[0033]如圖1所示，鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車左側(cè)包含2個剎車輪組件，在這里將基座以及其左側(cè)其它組件統(tǒng)稱為雙輪部分，而右側(cè)包含I個花片輪，可以將基座右側(cè)除棱鏡組件外的其它部件統(tǒng)稱為單輪部分。所述雙輪結(jié)構(gòu)和單輪結(jié)構(gòu)通過可拆卸的方式進(jìn)行安裝，即在基座和第三橫梁的連接方式為可拆卸的方式，采用一面、三定位銷的定位方式進(jìn)行定位。單雙輪兩部分連接定位時，2個短圓錐形定位銷安排在底部先裝配，起到了導(dǎo)向和防轉(zhuǎn)的作用，可以更加容易地實現(xiàn)長定位銷的裝配與定位。最后，基座的右端面與右側(cè)橫梁的左端面貼合到一起，通過鎖緊裝置進(jìn)行固定。
[0034]如圖3所示，所述手推組件5包括支撐座12、托板13、剎車把14、手把15、龍頭內(nèi)管16、鎖緊裝置17、龍頭外管18和手推座19 ;所述龍頭外管一端與手推座連接，另一端通過鎖緊裝置與龍頭內(nèi)管連接；所述龍頭內(nèi)管的頂端設(shè)有手把，手把上設(shè)有剎車把，手把的中部連接有托板，托板通過支撐座與龍頭內(nèi)管連接；所述手推組件通過手推座與基座固定連接。所述手推組件的主要作用是在使用時方便人的操控性能，讓人可以直接推著小車前行，同時通過電腦操作控制各個傳感器采集數(shù)據(jù)。
[0035]如圖4所不,所述棱鏡組件7包括棱鏡柱20和棱鏡桿21 ;所述棱鏡柱設(shè)置在棱鏡桿的頂端，所述棱鏡桿固定在安裝平臺8上。在鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車作業(yè)時，棱鏡安裝在棱鏡柱上，通過全站儀對棱鏡的測量可以測量出鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車上安裝棱鏡位置的坐標(biāo)，從而通過計算可以得到相對應(yīng)的鋼軌的各種參數(shù)。
[0036]如圖5所示，所述安裝平臺8包括固定基座22、上平臺23、定位柱24和底座25，所述上平臺設(shè)置在固定基座上，所述底座設(shè)置在上平臺上，所述定位柱設(shè)置在底座上；所述固定基座固定在第三橫梁上，所述底座與上平臺通過定位柱進(jìn)行定位，并與固定基座固定在一起。在鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車作業(yè)時，棱鏡組件或全站儀可以安放于底座上，可以實現(xiàn)兩種不同的測量方式，最終測量并計算出鐵路鋼軌的各種不平順參數(shù)。
[0037]如圖6所示，所述定位輪組件10包括滑軌26、滑塊27、第一彈簧28、彈簧擋板29、手柄裝置30、活動軸31、定位輪32、第二彈簧33、活動軸尾塊34、活動軸連接板35和定位輪豎軸36 ;所述第一彈簧和第二彈簧套接在活動軸上，第一彈簧連接活動軸尾塊，活動軸連接板套接在活動軸后架設(shè)在滑塊上，所述滑塊設(shè)置在軌道上，第二彈簧的末端與彈簧擋板連接，所述活動軸的末端連接定位輪豎軸后與定位輪連接；所述手柄裝置與活動軸連接。
[0038]應(yīng)用本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車可以對軌道的各種不平順參數(shù)進(jìn)行測量。鐵路鋼軌的靜態(tài)幾何形態(tài)測量主要包含以下內(nèi)容:
[0039]軌距:同一軌道橫截面內(nèi)左右鋼軌兩軌距點之間的最短距離，及實際鋼軌頂面以下鋼軌內(nèi)側(cè)16mm處輪軌接觸點之間的距離。我國新建鐵路軌距統(tǒng)一規(guī)定為軌距為1435mm。本實用新型中通過實現(xiàn)軌距的測量。
[0040]水平:同一軌道橫截面上左右鋼軌頂面所在水平面的高度差，即右側(cè)軌道頂端高程h右與左側(cè)軌道頂端高程差h左之間的高程差A(yù)h，不含圓曲線上設(shè)置的超高和緩和曲線上超高順坡量。
[0041]超高:曲線地段外軌頂面與內(nèi)軌頂面設(shè)計水平高度之差。[0042]水平(超高)計算時左右鋼軌頂面間距基準(zhǔn)為m=1500mm。
[0043]軌向:鋼軌內(nèi)側(cè)軌距點垂直于軌道方向偏離軌距點平均位置的偏差。分左右軌向兩種。軌向也稱作方向，可以分別按不同弦長的正矢和不同波長范圍的空間曲線輸出，其中水平、超高以及軌向均通過全站儀、棱鏡組獲得P點的空間位置坐標(biāo)對應(yīng)通過主控計算機(jī)計算獲得相應(yīng)數(shù)值信息。
[0044]高低:鋼軌頂面垂直于軌道方向偏離鋼軌頂面平均位置的偏差，分左右高低兩種。可以分別按不同弦長的正矢和不同波長范圍的空間曲線輸出，本實用新型中軌道高低的數(shù)據(jù)通過左右兩軌道的高低檢測單元對應(yīng)輸出至主控計算機(jī)中獲得。
[0045]軌距變化率:是以2.5m基長軌距測量值的差值與基長的比值。該項目評價的實際幾何不平順是軌向，它重點評價較短范圍內(nèi)的軌向不平順。軌距變化率直接影響輪軌接觸，對車體的橫向振動影響較弱，對行車安全性和舒適性有影響。
[0046]水平變化率:又稱三角坑。是以2.5m基長水平測量值的差值與基長的比值。該項目評價的實際幾何不平順是高低，它重點評價較短范圍內(nèi)的高低不平順。水平變化率直接影響車體傾斜，對車體的橫向振動影響較強(qiáng)，對行車安全性和舒適性有影響。本實用新型中軌距變化率和水平變化率均通過獲得空間P點的空間坐標(biāo)經(jīng)主控計算機(jī)處理后獲得。
[0047]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，包括基座、主控單元以及傳感器，所述基座上連接有第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁，所述主控單元安裝在基座上，所述傳感器安裝在第三橫梁上，其特征在于，所述第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁組成Y型框架，所述基座上設(shè)有手推組件，所述第三橫梁上設(shè)有棱鏡組件，所述第三橫梁遠(yuǎn)離基座的一端設(shè)置定位輪組件，所述第一橫梁和第二橫梁遠(yuǎn)離基座的一端分別設(shè)有剎車輪；所述第三橫梁的末端設(shè)有花片輪；所述第一橫梁和第二橫梁上架設(shè)有支架支撐板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述手推組件設(shè)置在基座的中心位置上，所述第一橫梁和第二橫梁呈135°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述基座為三叉基座，三叉基座與第三橫梁通過可拆卸的方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述手推組件包括支撐座、托板、剎車把、手把、龍頭內(nèi)管、鎖緊裝置、龍頭外管和手推座；所述龍頭外管一端與手推座連接，另一端通過鎖緊裝置與龍頭內(nèi)管連接；所述龍頭內(nèi)管的頂端設(shè)有手把，手把上設(shè)有剎車把，手把的中部連接有托板，托板通過支撐座與龍頭內(nèi)管連接；所述手推組件通過手推座與基座固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述棱鏡組件包括棱鏡座、棱鏡桿和棱鏡柱；所述棱鏡桿設(shè)置在棱鏡座上，所述棱鏡柱設(shè)置在棱鏡桿的頂端，所述棱鏡座固定在第三橫梁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述棱鏡座通過安裝平臺固定在第三橫梁上，所述安裝平臺包括固定基座、上平臺、定位柱和底座，所述上平臺設(shè)置在固定基座上，所述底座設(shè)置在上平臺上，所述定位柱設(shè)置在底座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測小車，其特征在于，所述定位輪組件包括滑軌、滑塊、第一彈簧、彈簧擋板、手柄裝置、活動軸、定位輪、第二彈簧、活動軸尾塊、活動軸連接板和定位輪豎軸；所述第一彈簧和第二彈簧套接在活動軸上，第一彈簧連接活動軸尾塊，活動軸連接板套接在活動軸后架設(shè)在滑塊上，所述滑塊設(shè)置在軌道上，第二彈簧的末端與彈簧擋板連接，所述活動軸的末端連接定位輪豎軸后與定位輪連接；所述手柄裝置與活動軸連接。
【文檔編號】E01B35/04GK203668780SQ201320885311
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】張曉江, 張翔, 楊世峰, 朱明宏, 成思源, 楊雪榮 申請人:廣州南方測繪儀器有限公司, 廣東工業(yè)大學(xué)