一种轨道固定点及建筑限界测量装置.pdf

本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种轨道固定点及建筑限界测量装置，包括由一组传感器组成的传感单元，传感单元通过接口电路和数据处理单元连接，数据处理单元和偏移量输出单元连接，和数据处理单元连接的还有显示器。所述的传感单元、数据处理单元和偏移量输出单元安装在一可沿钢轨推行的测量小车上。所述的传感单元包括一水平传感器、一角度传感器和一激光测距传感器。本实用新型能够测量轨面中心点相对于轨道外侧基准点的水平距离、垂直距离及轨道的横向水平。能自动显示、存储测量数据，有良好的人机界面；测量结果能为铁道线路捣固车进行作业参考。

1.   一种轨道固定点及建筑限界测量装置，其特征在于包括由一组传感器组成的传感单元，传感单元通过接口电路和数据处理单元连接，数据处理单元和偏移量输出单元连接，和数据处理单元连接的还有显示器。

2.   如权利要求1所述的轨道固定点及建筑限界测量装置，其特征在于所述的传感单元、数据处理单元和偏移量输出单元安装在一可沿钢轨推行的测量小车上。

3.   如权利要求1或2所述的轨道固定点及建筑限界测量装置，其特征在于所述的传感单元包括一水平传感器、一角度传感器和一激光测距传感器。

4.   如权利要求3所述的轨道固定点及建筑限界测量装置，其特征在于所述的测量小车的横梁上安装有一探测头，激光测距传感器与角度传感器安装在所述的探测头上，所述的水平传感器安装在所述的测量小车的横梁上。

一种轨道固定点及建筑限界测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种修筑铁路轨道用的测量系统。
背景技术
近年来，我国铁路列车的运行速度向高速铁路发展，轨道的长波缺陷是影响列车的乘坐舒适度和平稳性的主要因素，因此需要对轨道的几何精度和平顺度提出更高的要求。目前我国在进行铁路轨道施工时，采用的轨道测量系统的长度仅限在工程车体的长度以内，只能测量波长较短的轨道缺陷，无法测量线路的长波缺陷；另外，施工作业所选用的测量基准是轨道线路本身，施工后的线路方向和平顺状况并不能恢复到原设计位置，且作业时会因基准位移而产生残余误差，天长日久之后，线路就会明显偏离线路的设计基准。
技术内容
本实用新型所要提供的是一种采用绝对定位测量系统，能够快速、精确、有效地测量轨道线路相对于设计基准点空间位置的装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轨道固定点及建筑限界测量装置，包括由一组传感器组成的传感单元，传感单元通过接口电路和数据处理单元连接，数据处理单元和偏移量输出单元连接，显示器与数据处理单元连接。
所述的传感单元、数据处理单元和偏移量输出单元安装在一可沿钢轨推行的测量小车上。
所述的传感单元包括一水平传感器、一角度传感器和一激光测距传感器。
所述的测量小车的横梁上安装有一探测头，激光测距传感器与角度传感器安装在所述的探测头上，所述的水平传感器安装在所述的测量小车的横梁上。
所述的探测头包括机身，机身下部通过一电动回转装置和所述的测量小车的横梁连接，所述的机身上部带有一电动仰俯装置，所述的激光测距传感器安装在该电动仰俯装置上，所述的角度传感器装在激光测距传感器和机身结合处。
通过采用以上技术方案，本实用新型能测量线路轨面中心点到设在线路两侧标桩、接触网支柱或建筑物上的基准点的水平距离、垂直距离及线路的横向水平，得到轨面中心点的空间三维坐标参数；测量结果能自动显示、存储，能与数据库中线路的相应设计值进行比较，计算出各个方向的实际偏差值，为铁道线路捣固车提供作业依据。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的组成示意框图。
图2是本实用新型的测量小车的主视图。
图3是本实用新型的测量小车的俯视图。
图4是本实用新型的探测头的结构示意图。
图5是本实用新型的测量原理图。
具体实施方式：
如图1所示，本实用新型包括一数据处理单元，在本实例中数据处理单元为计算机，由一水平传感器、一角度传感器和一激光测距传感器组成的传感单元通过接口电路和计算机连接，水平传感器、角度传感器、激光测距传感器将测得的数据通过接口电路输入到计算机中，计算机通过计算程序计算出铁路轨道相对各个基准点的三维坐标，将计算结果与线路数据库中的相应值进行比较，可以得到轨面中心的偏移量，在显示器上显示出来。
如图2、图3所示，前述的测量系统安装在一可沿钢轨推行的测量小车上。所述的测量小车的横梁上安装有一探测头1，激光测距传感器与角度传感器安装在所述的探测头1上，所述的水平传感器2安装在所述的测量小车的横梁上。计算机、显示器同样安装在测量小车的适当位置。
如图4所示，所述的探测头包括机身3，机身下部通过一电动回转装置4和所述的测量小车的横梁连接，所述的机身3上部带有一电动仰俯装置5，所述的激光测距传感器6安装在该电动仰俯装置5上，所述的角度传感器7装在激光测距传感器6和机身3结合处。
本实用新型的工作原理如图5所示，假设R(x，y)为测量基准点位置，L(A，B)点为小车上测量设备测量安装位置点，坐标系XOY是水平标准钢轨状态时候建立的坐标系(钢轨平面方向为X轴坐标，向左为正；垂直方向过轨道中心的轴线为Y轴，向上为正)，坐标系X′O′Y′是坐标系XOY逆时针旋转β角所得，A、B为点L(A，B)到Y′、X′轴距离(即安装位置坐标)，L为点R(X，Y)到点L(A，B)的距离，α为L与X′轴夹角。激光测距传感器测量出小车上的回转点至目标点的距离L；角度传感器测量出激光测距传感器与测量小车的夹角α(有方向、有正负)；小车上的水平传感器测量出小车与轨道的夹角β(有方向、有正负)；
(1)坐标系X′O′Y′中，R点的坐标。
x′＝L*cosα+A
y′＝L*sinα+B
(2)坐标系XOY中，R点的坐标。
x＝x′*cosβ+y′*sinβ
y＝y′*sinβ-x′*cosβ
把x′、y′坐标带入可得：
x＝L(cosα*cosβ+sinα*sinβ)+A*cosβ+B*sinβ
y＝L(cosα*sinβ-sinα*cosβ)+A*sinβ-B*cosβ
其中：A、B为测量装置安装位置决定的常数。
因此，通过激光测距传感器测量出小车上的回转点至目标点的距离L、角度传感器测量出的激光测距传感器与测量小车的夹角α、水平传感器测量出的小车与轨道的夹角β，就可以得出测量小车所在轨面中心点相对基准点的坐标。