專利名稱：全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于軌道測量技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置。
背景技術(shù)：
軌道是鐵路行車的基礎(chǔ)設(shè)施，直接承受機車車輛傳來的壓力、沖擊和震動，并將其傳遞給軌枕。由于列車與軌道的相互作用，勢必會引起軌道幾何形位的不斷變化，這種變化即軌道幾何不平順，反過來又會影響列車快速行駛的舒適性和安全性。因此，需要隨時監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化，而衡量軌道平順性的幾何參數(shù)主要包括:軌距、軌向、高低、超高、扭曲等。目前，對軌道平順性幾何參數(shù)的監(jiān)測，普通有碴軌道是由經(jīng)驗豐富的工人人工拉弦線進行軌向檢測，軌道尺檢測水平和軌距，巡道工進行道釘及其他缺陷檢查，這種檢測存在人工檢測精度低，工作強度大，耗時長，且在鐵路線上作業(yè)危險系數(shù)增加的弊端。而高鐵軌道則是通過軌道控制網(wǎng)、智能型全站儀以及軌道幾何狀態(tài)測量儀(簡稱軌檢儀，也叫軌檢小車)測量和計算出來，這種檢測雖檢測精度高，但其設(shè)備昂貴，檢測耗時長，且需高等級控制網(wǎng)，人員在鐵路線上作業(yè)的危險系數(shù)增加。如果軌道的上述平順性指標(biāo)達不到行車的要求，則需要對軌道進行精確調(diào)整，使其滿足行車的要求。但是，當(dāng)遇到需對鐵路線路架空加固施工時，傳統(tǒng)的人工檢查包括機械、電子線路檢查儀等檢測方法，只能對檢查時的線路狀況進行記錄和分析，如果要達到列車趟檢要求，則需配備大量的人力資源，而人為因素的加入勢必會造成檢查結(jié)果的不確定性并增大線上作業(yè)的不安全性；而高鐵方面，通過智能型全站儀以及軌檢小車測量和計算，雖然可以達到監(jiān)測目的，但是耗時長，勞動強度大，工作時間的條件要求高，不能實現(xiàn)全天候、全自動檢測。因此，亟待發(fā)明一種能全天候自動進行軌道狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述傳統(tǒng)方法的缺點，本實用新型提供一種全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置，達到有效提高工作效率，降低勞動強度，實現(xiàn)遠程監(jiān)控鐵路軌道幾何狀態(tài)參數(shù)變化的目的。具有全天候、全自動、智能化、精度高的特點。本實用新型實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:一種全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化是在軌道上每隔一定距離設(shè)置一對軌道監(jiān)測點，由水平位移傳感器和垂直位移傳感器把從監(jiān)測點采集的軌道幾何參數(shù)變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給室內(nèi)控制機，數(shù)據(jù)采集與分析處理軟件將軌道的參數(shù)變化以實時變形過程曲線圖的形式反映在屏幕上，并將采集的數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫。本實用新型所述軌道監(jiān)測點在軌道上每隔4-8m設(shè)置一對，均位于軌道的下部，且兩個處于同一橫斷面的監(jiān)測點垂直于線路中線。本實用新型所述全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置是在所述軌道的橫梁上連接鋼筋，使所述 軌道上每對監(jiān)測點的兩側(cè)均焊接有固定連接鋼筋，水平位移傳感器和垂直位移傳感器固定在該鋼筋上，水平位移測頭通過水平位移測桿與水平位移傳感器的連接，水平位移測頭位于軌道的下部并與軌道接觸；垂直位移測頭通過垂直位移測桿與垂直位移傳感器連接，垂直位移測頭位于軌道的底面并與軌道接觸。本實用新型所述水平位移傳感器和垂直位移傳感器為電阻式傳感器。本實用新型所述水平位移傳感器和垂直位移傳感器通過焊接或螺栓連接的方式固定在鋼筋上。本實用新型由于在軌道上每隔一定距離設(shè)置一對軌道監(jiān)測點，由水平位移傳感器和垂直位移傳感器把從監(jiān)測點采集的軌道幾何參數(shù)變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給室內(nèi)控制機，數(shù)據(jù)采集與分析處理軟件將軌道的參數(shù)變化以實時變形過程曲線圖的形式反映在屏幕上。并將采集的數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫供查詢、備份、刪除、清空、剔除異常數(shù)據(jù)等操作。通過實時采集的數(shù)據(jù)實時自動計算軌距、超高、軌向、扭曲和高低的變化量；根據(jù)工況要求和監(jiān)測限差設(shè)置預(yù)警，并實時對異常數(shù)據(jù)進行報警。本實用新型相對傳統(tǒng)的軌道檢測方法，使鐵路軌道參數(shù)的監(jiān)測實現(xiàn)無人值守全自動化，從而避免人員頻繁上道測量，減少了這方面的人身安全隱患，杜絕發(fā)生任何安全事故，取得最大的經(jīng)濟效益，且具有全天候、全自動、智能化、精度高等優(yōu)點，改善了鐵路施工環(huán)境和線路監(jiān)測水平，降低了勞動強度，提高了工作效率，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控鐵路軌道幾何狀態(tài)參數(shù)的變化。

圖1是本實用新型水平位移監(jiān)測傳感器安裝示意圖。圖2是本實用新型豎向位移監(jiān)測傳感器安裝示意圖。圖3是本實 用新型軌道幾何狀態(tài)監(jiān)測點安裝布設(shè)平面示意圖。圖中:1、軌道，2、水平位移探頭，3、水平位移測桿，4、水平位移傳感器，5、垂直位移傳感器，6、橫梁，7、垂直位移探頭，8、垂直位移測桿，9、鋼筋，10、監(jiān)測點。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型不局限以下實施例。本實施例所述的全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化方法包括水平位移的監(jiān)測、垂直位移的監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集傳輸及處理。如圖1-3所示，水平位移的監(jiān)測是在沿軌道I縱向上每隔一定距離d設(shè)置一對軌道監(jiān)測點10，本實施例是每隔4-8m設(shè)置一對軌道監(jiān)測點10?！惰F路修編規(guī)則》規(guī)定的計算基準(zhǔn)是軌向與高低均是以IOm弦長作為計算單元，扭曲以6.25m作為計算基長，選擇4-8m便于內(nèi)插進行計算，一般水平位移傳感器布設(shè)以間距5m為宜，垂直位移傳感器布設(shè)以6.25m為宜。監(jiān)測點10均位于軌道I的下部，用于監(jiān)測水平位移，且兩個處于同一橫斷面的監(jiān)測點10應(yīng)垂直于線路中線，用軌道尺精確的測出每對監(jiān)測點10之間的距離即為該斷面處的軌距。所述的監(jiān)測點10包括水平位移傳感器4、水平位移測頭2、水平位移測桿3和垂直位移傳感器5、垂直位移測頭7、垂直位移測桿8。平位移傳感器4和垂直位移傳感器5采用的是電阻式傳感器，型號為:RD-50A。固定方式為:通過在橫梁6上焊接連接鋼筋9，使軌道I上每對監(jiān)測點10的兩側(cè)均焊接有固定連接鋼筋9固定，然后將水平位移傳感器4通過焊接或螺栓連接的方式固定在鋼筋9上，水平位移測頭2通過水平位移測桿3與水平位移傳感器4的連接，水平位移測頭2位于軌道的下部并與軌道接觸，其作用是加大傳感器的接觸面，便于監(jiān)測垂直位移。當(dāng)發(fā)生水平位移的時候，列車通過時，接觸軌道I下部的水平位移探頭2和水平位移測桿3隨著軌道的位移伸縮，水平位移傳感器4通過端部水平位移探頭3的機械伸縮來影響內(nèi)部線圈的電阻值，從而使采集模塊感應(yīng)到電壓的變化。經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸儀等一系列的處理即可得知位移量。如圖2-3所示，垂直位移監(jiān)測是在上述監(jiān)測點10部位的每個水平位移傳感器4的下方設(shè)置垂直位移傳感器5，每個垂直位移傳感器5到橫梁6的距離固定，距離固定后，便于后期和前期的對比。固定方式為:利用水平位移監(jiān)測在橫梁6上焊接的固定連接鋼筋9，將垂直位移傳感器5焊接或螺栓連接在鋼筋9上，垂直位移測頭7通過垂直位移測桿8與垂直位移傳感器5連接，垂直位移測頭7位于軌道I的底面并與軌道接觸。當(dāng)發(fā)生垂直位移的時候，垂直位移傳感器5通過端部垂直位移探頭7和垂直位移測桿8的機械伸縮來影響內(nèi)部線圈的電阻值，從而使采集模塊感應(yīng)到電壓的變化。經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸儀等一系列的處理即可得知位移量。數(shù)據(jù)采集傳輸及處理:水平位移傳感器4和垂直位移傳感器5從監(jiān)測點10采集的軌道幾何參數(shù)變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給室內(nèi)控制機，數(shù)據(jù)采集與分析處理軟件將軌道的參數(shù)變化的變化情況將以實時變形過程曲線圖的形式反映在屏幕上。數(shù)據(jù)采集與處理軟件可靈活設(shè)置多種測量方式，支持單點測量、多點巡測、定時測量、定次測量，離線測量等。多點巡測及定時測量的同時，可實時繪制采集數(shù)據(jù)的工程值、溫度值等過程線，并可按測點查看，每采集一次新數(shù)據(jù)自動刷新圖線。設(shè)定測量數(shù)據(jù)顯示和存貯方式，有動態(tài)顯示手動存貯和隨機顯示自動存貯等功能選擇。數(shù)據(jù)采集過程中，根據(jù)傳感器資料中設(shè)置的報警值及時進行數(shù)據(jù)檢驗，并對越限數(shù)據(jù)進行報警，發(fā)出報警聲并屏閃報警文字等。采集數(shù)據(jù)自動進入數(shù)據(jù)庫，可管理海量數(shù)據(jù)(大于100萬條)，采集的數(shù)據(jù)可按儀器類型、設(shè)計編號、時間進行查詢，庫數(shù)據(jù)可進行查詢、備份、刪除、清空、剔除異常數(shù)據(jù)等操作。采集的數(shù)據(jù)生成報表打印，隨時可對報表標(biāo)題及格式進行設(shè)置 。
權(quán)利要求1.一種全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置，其特征在于:在軌道(I)上每隔一定距離設(shè)置一對軌道監(jiān)測點(10)，由水平位移傳感器(4)和垂直位移傳感器(5)把從監(jiān)測點(10)采集的軌道(I)幾何參數(shù)變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給室內(nèi)控制機，數(shù)據(jù)采集與分析處理軟件將軌道的參數(shù)變化以實時變形過程曲線圖的形式反映在屏幕上，并將采集的數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置，其特征在于:在所述軌道(I)上每隔4-8m設(shè)置一對監(jiān)測點(10)，每對監(jiān)測點(10)均位于軌道(I)的下部，且兩個處于同一橫斷面的監(jiān)測點(10)垂直于線路中線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置，其特征在于:在所述軌道(I)的橫梁(6)上連接鋼筋(9)，使所述軌道(I)上每對監(jiān)測點(10)的兩側(cè)均焊接有固定連接鋼筋(9)，水平位移傳感器(4)和垂直位移傳感器(5)固定在該鋼筋上，水平位移測頭(2 )通過水平位移測桿(3 )與水平位移傳感器的連接，水平位移測頭(2 )位于軌道的下部并與軌道接觸；垂直位移測頭(7)通過垂直位移測桿(8)與垂直位移傳感器(5)連接，垂直位移測頭位于軌道的底面并與軌道接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化方法的裝置，其特征在于:所述水平位移傳感器(4)和垂直位移傳感器(5)為電阻式傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化方法的裝置，其特征在于:所述水平位移傳感器(4)和垂直位移傳感器(5)通過焊接或螺栓連接的方式固定在鋼筋(9) 上。
專利摘要本實用新型公開全自動精密監(jiān)測軌道幾何參數(shù)變化的裝置是在軌道(1)上每隔一定距離設(shè)置一對軌道監(jiān)測點(10)，由水平位移傳感器(4)和垂直位移傳感器(5)把從監(jiān)測點采集的軌道幾何參數(shù)變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給室內(nèi)控制機，數(shù)據(jù)采集與分析處理軟件將軌道的參數(shù)變化以實時變形過程曲線圖的形式反映在屏幕上，并將采集的數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫。本實用新型相對傳統(tǒng)的軌道檢測方法，使鐵路軌道參數(shù)的監(jiān)測實現(xiàn)無人值守全自動化，避免人員頻繁上道測量，減少了這方面的人身安全隱患，杜絕發(fā)生任何安全事故，且具有全天候、全自動、智能化、精度高等優(yōu)點，改善了鐵路施工環(huán)境和線路監(jiān)測水平，降低了勞動強度，提高了工作效率，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控鐵路軌道幾何狀態(tài)參數(shù)的變化。
文檔編號E01B35/06GK203144853SQ20132001112
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者蘆小輝, 韓立峰, 溫建軍, 楊雪峰, 谷付堂, 王志軍, 金海忠, 張鋒, 劉紹, 高艷玲 申請人:中鐵七局集團第一工程有限公司